|
Универсальными строительными
машинами могут быть названы машины, с помощью которых осуществляется
определенный комплекс работ на каком-либо виде строительства.
Универсальные строительные машины должны обладать
эксплуатационными параметрами, позволяющими использовать их при производстве
различных по характеру строительных работ. Чем шире номенклатура выполняемых
машиной работ, тем выше степень универсальности машины.
С технологической точки зрения наилучшим решением было бы
создание универсальной машины, пригодной для выполнения всего комплекса
основных работ, выполняемых на строительстве. Однако при создании таких машин
встречаются определенные технические трудности, связанные с тем, что
чрезмерное увеличение степени универсальности их влечет за 'Собой, как
правило, усложнение конструкции, утяжеление и более высокую стоимость.
Имеющийся, хотя и относительно небольшой, опыт создания
универсальных строительных машин позволяет сделать вывод, что объединение,
например, в одном агрегате функций землеройной, подъемно-транспортной,
монтажной и погрузочно-разгрузочной машин не приводит к особенно большим
усложнениям конструкции и практически уже реализовано в ряде существующих
машин.
Естественно, что для всех типов универсальных машин не
может быть установлена единая номенклатура выполняемых работ; иначе говоря,
состав работ, выполняемых универсальными машинами разных типов, может и
должен быть различным.
По технологическому назначению универсальные строительные
машины могут быть разделены на следующие три основные группы: для
общестроительных работ, для специальных работ и комбинированные (последние
могут выполнять работы первых двух групп).
Наибольшее распространение как в отечественной, так и в
зарубежной практике получили машины первой группы, предназна- Ю ченные для
общестроительных работ. Используются также машины третьей группы (главным
образом в виде сменного оборудования к тракторам). Делались попытки создания
универсальных машин для выполнения определенного комплекса специальных работ
(например, строительства линий электропередач), однако широкого
распространения такие машины пока не получили.
Универсальные машины могут быть с навесным оборудованием
или с навесным и прицепным (полунавесным) оборудованием
По типу базовых машин универсальные строительные машины
можно разделить на следующие группы (): 1) на базе колесных тракторов; 2) на
базе гусеничных тракторов; 3) на базе пневмоколесных шасси, тягачей и
автомобилей.
Оборудование универсальных машин, представляющее собой
комплекты сменного навесного и прицепного оборудования к колесным тракторам,
показано на фиг. 3 и к гусеничным тракторам
Универсальность, т. е. возможность многоцелевого
использования машин, достигается применением сменного рабочего оборудования,
приспособленного для выполнения какого-либо вида строительных работ.
Сменное рабочее оборудование универсальных строительных
машин по конструктивным признакам может быть разделено на три группы:
навесное, полунавесное и прицепное.
В свою очередь, каждая группа может включать различные
типы оборудования. Например, навесное оборудование состоит из:
а) автономного оборудования, навешивание каждого
вида которого производится на базовую машину независимо (иногда имеются общие
монтажные точки для нескольких видов оборудования) ;
б) оборудования, монтируемого на общей для всех или
некоторых видов оборудования раме или суппорте;
в) оборудования, представляющего собой сменные
рабочие органы (ковши разной емкости, отвалы и т. п.), монтируемые на одной и
той же стреле, рукояти или грузоподъемной раме.
К первой группе оборудования может быть отнесено,
например, навесное оборудование, выпускаемое к трактору «Беларусь» МТЗ-5, ко
второй группе— сменное навесное оборудование к тягачу на пневмоколесном ходу
Д-456 и др. Примером третьей группы навесного оборудования является
оборудование универсальных одноковшовых погрузчиков Д-451, Д-443 и др.
Полунавесное и прицепное оборудование можно разделить на
следующие группы:
а) с приводом от базовой машины (механическим,
гидравлическим или электрическим);
б) с собственным приводом, автономным от базовой
машины.
Номенклатура сменного навесного и прицепного оборудования
ушшорсальных машин весьма разнообразна. Однако среди многообразия сменного
рабочего оборудования можно выделить 10 15 основных видов, которыми, как
правило, оснащаются уни- версальные строительные машины.
К основным видам оборудования ОТНОСЯТСЯ:
1) навесное: а) бульдозер-планировщик (неповоротный
и уни- норсальиый); >б) ковши погрузочные разных типов; в) двухчелюстный
ковш, грейфер штанговый; г) ковши экскаваторные (прямая и обратная лопаты);
д) специальные захваты (челюстный захват, «шлочный подхват); е) крановая
безблочная и блочная стрелы; ж) бур-столбостав;
2) прицепное; а) скрепер; б) каюк
грунтоуплотняющий; н) землевозная тележка; г) кран монтажный; д) прицепы для
перевозки различных грузов.
Технические параметры и эксплуатационные качества
универсальных машин в большой степени зависят от базовой машины.
В качестве базовых машин для навешивания сменного рабочего
оборудования используются, как указывалось выше, тракторы и тягачи на
колесном и гусеничном ходу, самоходные шасси, автомобили и специальные
агрегатные шасси. При этом базовая машина используется попеременно с
различными видами сменного (навесного или прицепного оборудования. Могут быть
случаи, когда на базовую машину монтируется одновременно несколько видов
оборудования.
Конструкция базовых машин должна обеспечивать возможность
легкого и быстрого монтажа и демонтажа соответствующе номенклатуры
оборудования. Базовые машины должны быть приспособлены для работы со сменным
рабочим оборудованием широкой номенклатуры.
В связи с использованием универсальных машин на рассредоточенных
строительных работах небольших объемов возникают повышенные требования к
мобильности, маневренности и проходимости этих машин. Ходовая часть должна
позволять им длительное время передвигаться по пересеченной местности на
достаточно высоких скоростях, обеспечивать высокую маневренность (малые
радиусы поворота и разворота) и хорошую проходимость. Величина удельного давления
на грунт должна быть в пределах, обес печивающих работу на всех основных
видах грунтов.
Базовые машины, особенно их двигатели, должны быть приопо
соблены к длительной работе с полной нагрузкой и возможными перегрузками.
Устойчиво и надежно они должны работать также при больших кренах и в условиях
высокой запыленности воздуха.
Трансмиссии базовых машин должны обеспечивать получение
достаточных тяговых усилий на широком диапазоне рабочих скоростей. В
конструкции трансмиссии следует предусматривать возможность быстрого
реверсирования и увеличения скорости движения (вперед и назад в широких
пределах при наименьшем числе переключений передач.
Базовые машины должны быть снабжены независимым приводом
для отбора мощности. Желательно иметь отбор мощности в нескольких точках.
Устройство органов управления должно допускать удобную
работу с различными видами сменного оборудования, а также не вызывать
излишнего утомления машиниста. Машины должны быть удобны и просты в
эксплуатации.
Кабины машин должны обеспечивать хорошую обзорность и
нормальные условия работы при низких и высоких температурах окружающего
воздуха.
Для использования в качестве базовых машин, как было ска
зано выше, применяются тракторы на пневмоколесном и гусеничном ходу. Колесные
тракторы имеют один или два ведущих моста. Используются также и гусеничные
тракторы как с нормальным, так и с уширенно-удлиненным гусеничным ходом,
причем лучшие эксплутационные качества получаются при применении уширенно-
удлиненного гусеничного хода.
Использование колесных тракторов общего назначения для
навешивания универсального оборудования затруднено из-за присущих им
недостатков: отсутствия специальных мест для крепления навесного
оборудования, недостаточной устойчивости, ограниченного обзора фронта работ,
ограниченной возможности нагрузки на шины передних колес, недостаточного
диапазона рабочих и транспортных скоростей. 18
Некоторые из этих недостатков относятся также и к
гусеничным Тракторам. Но, несмотря на отмеченные выше недостатки колесных И
гусеничных тракторов, на их базе создаются универсальные машины. Это в
значительной мере обусловливается тем, что трак- Юры выпускаются в большом
количестве, имеют массовое рас- ftpui'гранение и относительно низкую
стоимость.
Самоходные шасси сельскохозяйственного типа в меньшей сте-
tiriui отвечают требованиям, предъявляемым к базовым машинам, Чгм колесные
тракторы. Однако и на их базе возможно создание универсальных строительных
машин.
Широко используются в качестве базовых машин самоходные
Шасси и тягачи специального типа на пневмоколесном ходу. При 41 им
применяются двухосные тягачи с одной ведущей осью, одноосные,
предназначающиеся в основном для использования с полу- Гфицоппым
оборудованием, и двухосные, с двумя ведущими осями. Специальные тягачи на
гусеничном ходу в качестве базы для уни- Нереальных строительных машин
используются весьма редко.
При использовании автомобилей в качестве базовых машин
предпочтение отдается автомобилям повышенной проходимости, гак как они в
большей степени отвечают требованиям, предъявляемым к базовым машинам.
В зарубежной практике некоторое распространение получили
универсальные машины, создаваемые на базе шасси какой-либо строительной
машины целевого назначения. В этом случае унипорсальная машина представляет
собой комбинацию нескольких строительных машин.
В качестве базовых машин за последнее время все большее
распространение получают также специальные агрегатные пневмо- колесные шасси.
11невмоколесные шасси общего назначения и вновь
создаваемые специально для навесного оборудования агрегатные шасси отличаются
большой прочностью, выгодной компоновкой агрегатов, повышенной проходимостью
и большим числом передач. Эти машины способны развивать высокие скорости; все
их колеса можно исполь- нжлть по желанию в качестве ведущих или управляемых;
они имеют независимый вал отбора мощности и полуавтоматические м (робки
передач. Такие машины в последнее время получают наиболее широкое
распространение.
Наряду с ними широко применяются малогабаритные колесные
тракторы и тягачи, предназначающиеся в основном для выполнения строительных
работ небольшого объема.
Универсальные строительные машины, создаваемые на базе
колесных тягачей, колесных тракторов и специальных пневмоко- лссных шасси,
имеют ряд преимуществ перед гусеничными машинами.
Стоимость производства и эксплуатации колесных машин ниже
соответствующих машин на гусеничном ходу. Колесные машины более просты в
обслуживании, их можно использовать на усовершенствованных дорогах без
повреждения их покрытий. Колесные машины имеют более высокий коэффициент
полезного действия, меньший вес деталей ходовой части (около 20—25% от общего
веса машин против 30—40% у гусеничных машин) и большую долговечность ходовой
части.
Указанные преимущества колесных базовых машин позволяют
при выполнении на них отдельных видов строительных работ повышать
производительность труда в 1,5—2 раза по сравнению с работой на машинах с
гусеничным ходом.
Базовые машины универсальных строительных машин имеют, как
правило, двигатели внутреннего сгорания (карбюраторные или дизели) с жидкостным
охлаждением.
В последнее время все более широкое распространение
начинают получать двигатели с воздушным охлаждением.
Большое значение для нормальной эксплуатации имеет система
смазки базовых машин.
Применение двигателей с бескартерной системой смазки дает
возможность работать на тракторах и тягачах с таким двигателем бесперебойно
на больших уклонах, подъемах и косогорах. Это особенно важно при работе,
например, по подготовке строительной площадки и т. п.
На базовых машинах применяются главным образом
механические и гидромеханические трансмиссии. В последнее время все чаще
делаются попытки создания машин с гидравлическими трансмиссиями, ряд
положительных качеств которых делает перспективным их использование в
универсальных машинах.
Универсальные строительные машины с навесным оборудованием
работают, как правило, на резко переменных режимах. Поэтому в новых
конструкциях базовых машин заметно стремление упростить и автоматизировать
управление, увеличить диапазон скоростей. С этой целью применяются гидромеханические
трансмиссии с гидромуфтами и турботрансформатарами, коробки передач с
постоянным зацеплением и включением передач многодисковыми масляными муфтами
сцепления о пневматическим или гидравлическим управлением, мусЬты спепления
двигателя, позволяющие производить независимый отбор мощности. Для увеличения
производительности универсальных машин применяются повышенные скорости
прямого и обратного ходов, увеличивается число передач заднего хода. Наличие
турботрансфор'матора в трансмиссии позволяет уменьшить низший предел скорости
на каждой передаче почти до нуля, что очень важно при выполнении работ с
переменным режимом.
Подвеска колес базовых машин должна обеспечивать
возможность передвижения их с достаточной скоростью по неровной местности.
Кроме того, подвеска обеспечивает необходимую точность управления рабочими
органами машины.
Недостаточно .высокое качество землеройных работ; и
наоборот, при 1 НАЛИЧИИ в подвеске эластичных соединений, последние могут
изменять свое положение при возникновении на рабочем органе верстальных
усилий, направленных вверх или вниз; качество работ «Т этого ухудшается.
Для оборудования бульдозера наиболее пригодны подвески С
неподвижным креплением передних и задних мостов или жестким Кроплением
переднего или заднего ведущего моста и соединением Моста с управляемыми
колесами и остовом машины при помощи Жесткой поперечной балансирной балки с
шарнирным соединением.
Указанные типы подвесок обеспечивают необходимую точность
управления отвалом бульдозера, не исключая возможную неточность управления
из-за деформации шин. Жесткая подвеска колес Получила широкое распространение
па пневмоколесных тягачах специального назначения.
При одинаковой продольной базе колесные базовые машины с
жесткой подвеской обеспечивают лучшее качество планировочных работ по
сравнению с гусеничными машинами, имеющими аналогичпую подвеску.
Наиболее распространенным типом подвески у гусеничных
тракторов и тягачей является полужесткая подвеска с располоЖенной спереди
балансирной рессорой и точкой поворота гусениц Ий оси звездочек.
Имеющаяся на многих базовых машинах полужесткая подвеска
не является наилучшей для работы с навесным оборудованием. Однако применение
ее неизбежно и объясняется тем, что тракторы (тягачи) общего назначения
рассчитаны главным образом на работу в качестве тяговой машины, где такая
подвеска удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям.
Применяется также балансирно-торсионная подвеска. Подноска
этого типа используется в основном на машинах, предназначающихся в качестве
тяговых средств, а не для работы с на- шесным оборудованием.
Балансирно-торсионная подвеска позволяет передвигаться на достаточно высоких
скоростях и при больших тяговых усилиях. Недостатком подвески этого типа
является невозможность точного управления бульдозерным оборудованием.
Проходимость, возможность передвижения на грунтах со
слабой несущей способностью, а также качество работ, выполняемых некоторыми
видами оборудования (бульдозер, грейфер и т. п.) на колесных машинах, в
большой степени определяются конструкцией шин, их размерами, внутренним
давлением в шинах и рисунком протектора. Выпускаемые промышленностью
пневматические шины различных типоразмеров бывают низкого (до 0,8—0,6 кг/см2
и менее) и высокого давления. Арочные шины сверхнизкого давления (внутреннее
давление 0,08—0,1 кг/см2) применяются на тягачах специального назначения
(вездеходах).
Для привода рабочих органов универсальных строительных
машин используются гидросистемы, установленные на самих базовых машинах
(тракторах), а также специальные гидросистемы. Базовые тракторы имеют
гидравлические системы следующих типов:
1) единоагрегатные, у которых все основные
гидроагрегаты (насос, распределитель, силовые гидроцилиндры и т. п.)
размещаются в одном корпусе (гидросистемы тракторов ДТ-14, МТЗ-2);
2) раздельно-агрегатные, у которых все основные
гидроагрегаты выполнены в виде отдельных узлов (гидросистемы тракторов
МТЗ-5К, МТЗ-5М, ДТ-54А, СШ-ЗОА);
3) полураздельно-агрегатные, у которых только часть
гидроагрегатов объединяется в одном корпусе (гидросистемы самоходных шасси
ДВСШ-16 и др.).
Наиболее широкое применение в конструкциях современных
колесных и гусеничных тракторов получили унифицированные раздельно-агрегатные
гидросистемы. Раздельно-агрегатные гидросистемы включают: масляный бак с
фильтром, гидронасос, распределительный механизм, основной и выносные
гидрощилиндры, замед,- лительный клапан, сапун, металлические маслопроводы,
резиновые шланги высокого давления, запорные клапаны и .разрывные муфты.
В гидросистемах базовых тракторов широкое применение
находят шестеренчатые насосы. В зависимости от мощности двигателя,
установленного на тракторе, применяются шестеренчатые насосы марок НШ-16В,
НШ-40В и НШ-60В. Наибольшее давление рабочей жидкости, развиваемое этими
насосами, достигает 100 кг/см2- Привод насосов осуществляется от
распределительного вала двигателя или вала отбора мощности.
Шестеренчатые насосы марки НШ-В устанавливаются также и в
гидроприводах универсальных строительных машин (универсальный погрузчик Д-442
и др.).
Наряду с шестеренчатыми насосами в гидроприводах
строительных и дорожных машин используются аксиально- и радиально- плунжерные
насосы переменной производительности (тягач Д-456 и др.). Эти насосы
необходимы для питания гидродвягателей машин, у которых в процессе работы
требуется изменение силовых и скоростных характеристик рабочих органов.
Для управления навесным, полунавесным и прицепным
оборудованием в гидросистемах применяются распределительные механизмы двух
типоразмеров: Р-16Б и Р-40/75Б. Указанные распределительные механизмы
плунжерного типа, секционные. Число секций определяется количеством навесных
механизмов. Привод исполнительных механизмов осуществляется с помощью силовых
гидроцилиндров. Отдельные узлы гидросистем соединяются металлическими
маслопроводами и гибкими шлангами высокого давления с металлической оплеткой.
При создании универсальных строительных машин с
гидравлическим приводом рабочих органов применяется схема объемного
гидропривода: гидронасос — распределительный механизм — исполнительные
гидроцилиндры — масляный бак. При этом используются гидросистемы базовых
машин, а также стандартные, унифицированные узлы и агрегаты, серийно
изготовляемые заводами, специализирующимися на выпуске гидроаппаратуры.
В ряде случаев отдельные узлы и агрегаты гидросистем
(гидроцилиндры, распределительные устройства и др.) изготовляются заводами,
выпускающими навесное строительное и дорожное оборудование.
Для придания рабочим органам универсальных строительных
машин вращательного движения используются аксиально-плунжерные нерегулируемые
насосы (гидродвигатели) типа НПА-64 производительностью до 64 см3/об и
давлением рабочей жидкости 100 кг/см2. В новых конструкциях машин
используются специальные низкомоментные и высокомоментные гидромоторы
(ГДР-150, ГДР-300 и др.).
|