Тема: Особливості тракторів що оснащуються бульдозерами

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО КОНСТРУКЦІЇ ТРАКТОРІВ ДЛЯ РОБОТИ З НАВІСНИМ УСТАТКУВАННЯМ

2. КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ГУСЕНИЧНИХ ТРАКТОРІВ

3. ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ МАШИН І ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Підвищення ефективності будівельно-дорожньої техніки забезпечується шляхом поліпшення якості виготовлення, надійності і технічного рівня машин, забезпечення комфорту і безпечної роботи машиністів-операторів у будь-яких кліматичних умовах. Ряди і комплекти машин для комплексної механізації робіт створюються з ув'язуванням машин між собою по продуктивності й ефективності з урахуванням перспективної технології будівництва, видобутку корисних копалин і максимального виключення ручної праці. При цьому створюються високоефективні машини підвищеної одиничної потужності, особливо для роботи при низьких температурах, і легкі малогабаритні - для зниження частки і виключення ручної праці. Особливе місце при механізації ґрунтових робіт займають бульдозери і розпушувачі. Незважаючи на швидкий розвиток нових методів розробки ґрунтів і спеціалізованих машин, механічний спосіб їхнього руйнування, копання і переміщення розпушувачами і бульдозерами в найближчому майбутньому залишиться найбільш ефективним у більшості експлуатаційних умов, що порозумівається відносною простотою конструкції бульдозерів і розпушувачів, широкою сферою й універсальністю застосування, високою продуктивністю і низькою вартістю одиниці продукції.

З метою розширення галузі застосування при різних кліматичних і ґрунтових умовах широко застосовують їхні різні виконання (тропічне, помірне й північне) і модифікації (для підземних, підвідних, гірських робіт і ін.). За допомогою змінного додаткового устаткування - поширювачів, укісників, відкрилків, наставок та ін. у бульдозерів; ножів для суцільного розпушування, поширювачів із твердим і шарнірним кріпленням до зубів у розпушувачів - істотно підвищується їхнє використання за часом і розширюється їх застосування. Цьому ж сприяє використання для різних ґрунтових умов і скельних порід прямого, напівсферичного, вугільного й іншого типів бульдозерних відвалів; прямих і вигнутих зубів розпушувачів.

Гідрофікація підйому-опускання, перекосу, нахилу, повороту в плані відвалів бульдозерів, а також підйому-опускання, зміни кроку і вильоту зубів, виносу крайнього зуба вбік , кута розпушування розпушувачів забезпечує максимальне пристосування робочих органів бульдозерів і розпушувачів до умов виконуваної роботи, що істотно підвищує ефективність машин. Цьому ж сприяє поліпшення параметрів робочих органів і устаткування, а також автоматизація керування машинами.

Останнім часом з метою полегшення експлуатації і здешевлення виробництва широко використовують єдині, конструктивно подібні рішення навісного устаткування у всіх рядах бульдозерів і розпушувачів, створюють сімейства машин у суміжних типорозмірах. Типізовані конструкції бульдозерів включають такі вузли, як зовнішні штовхаючі бруси, відвали з козирками і без них, передні гідроциліндри підйому-опускання без підоймових систем; розпушувачів - трьох- і чотирьохланкові підвіски, рами для трьох- і однозубого виконання.

Для ріжучих елементів, і металоконструкцій усе більше застосування знаходять леговані і низьколеговані сталі підвищеної міцності. Технологічність, ремонтопридатність, зниження втрат часу на технічне обслуговування є основними факторами створення нових конструкцій.

У даній роботі приведені узагальнені результати досліджень по створенню й удосконалюванню конструкцій бульдозерів і розпушувачів.

1. ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО КОНСТРУКЦІЇ ТРАКТОРІВ ДЛЯ РОБОТИ З НАВІСНИМ УСТАТКУВАННЯМ

В даний час для агрегатування з бульдозерами і розпушувачами застосовують гусеничні трактори загального призначення, їхні промислові модифікації і промислові трактори.

Технічні вимоги до базових тракторів для бульдозеров. і розпушувачів обумовлені функціональними якостями цих машин з обліком типовий, найбільш розповсюдженої технології провадження робіт, ґрунтових і експлуатаційних умов і загальної' сфери застосування машин.

Вимоги до базових тракторів для агрегатування з бульдозерами враховують циклічність робочого процесу і режими роботи вузлів бульдозера при виконанні функціонального призначення в типових умовах. У загальному випадку робочий цикл бульдозера має досить постійний розподіл за часом: робочий хід 75-80%, зворотний хід 20-25%, зупинки після робочого і зворотного ходів і маневрування 5%.

Робочий хід бульдозера характеризується тривалими тяговими опорами, що діють на робочий орган - відвал при динамічних навантаженнях, що перевищують у 2,0- 2,5 рази ваги машини. При цьому машина може пересуватися по горизонтальній поверхні, на підйом і під ухил до 20-25°. Часті знакоперемінні вертикальні опори відвала при робочому ході в 1,2-1,4 рази перевищують зусилля по перекиданню машини вперед та назад, а бічні в 1,3-1,4 рази - зусилля зрушення трактора убік. Гідравлічний привод керування робочим органом при цьому використовується 1200-1600 разів за час робочого ходу протягом години. Горизонтальні і знакоперемінні опори можуть діяти одночасно. При максимальному значенні одного з них інше може досягати в середньому половини максимуму. Максимальні значення горизонтального і бічного опорів можуть бути одночасно.

Швидкість пересування при робочому ході (звичайно 2,5-3 км/ч) обмежена реакцією машиніста, подовжніми і поперечними коливаннями машини внаслідок нерівностей поверхні, еластичності ланок у підвіску гусениць, гідрокомунікаціях і дії інших факторів. Навіть при роботі машини по одному сліді з реверсуванням механізми повороту використовуються часто (до 400 включень за час робочого ходу протягом години).

Невисокі швидкості зворотного ходу (5-8 км/год у залежності від типу підвіски гусениць) обмежені нерівностями поверхні, по якій відбувається рух, і перешкодами (стінки траншеї, крутий обрив).

Переключення передач і реверсування здійснюються порівняно нечасто: у середньому 120, а при засипанні траншей 200 переключень за годину роботи; маневрування - до 2-6 разів за такий же час. Транспортні переїзди своїм ходом порівняно рідкі. При відстані понад 1 км для перевезення машин використовують трайлеры.

Бульдозери легкого і середнього типу повинні забезпечувати річний наробіток не менш 1500-1700 ч, а важкого - 4000-5000 ч, що диктується їхнім переважним використанням на гірничо-видобувних підприємствах, в організаціях з безперервним циклом роботи (електростанції, гірничо-збагачувальні комбінати) або у важких кліматичних умовах (при низьких негативних температурах, у віддалених районах та ін.).

У залежності від умов експлуатації операції розпушування агрегату бульдозер- розпушувач складають 10-40% (у середньому 30%) загального часу його роботи.

Типова робота рихлювача складається з упровадження робочого органа у ґрунт або породу, робочого ходу з розпушуванням на довжину, обумовлену розмірами обраної робочої майданчики, розвороту або зупинки і руху заднім ходом у положення для наступного робочого ходу, а також маневрування. Кожен наступний робочий хід виробляється на визначеній відстані від попередніх. При роботі перехресним способом після розпушування майданчики в одному напрямку потрібен переїзд для роботи в перпендикулярному напрямку. Розпушування на підйом не виробляється, у таких випадках здійснюється додаткове маневрування.

У конструкції базового трактора повинні враховуватися технічні вимоги, що випливають з характеру і режимів роботи рихлювального устаткування.

Для робочого процесу розпушування (до 85-90% від загального часу роботи) характерні тривалі різкоперемінні тягові опори, що діють на робочий орган (зуби) при динамічних навантаженнях, що перевищують вагу машини в 3,0-3,5 рази. Пересування при робочому ході відбувається по горизонтальній поверхні і під ухил до 20-25°. Часті знакоперемінні вертикальних і бічні (до 500 включень у годину механізму повороту) опору в 1,4-1,5 рази перевищують зусилля по перекиданню машини вперед та назад і зрушенню неї убік. При робочому ході гідравлічний привід керування зубами розпушувача використовується часто (до 1000-1300 включень у годину). Горизонтальні, знакоперемінні вертикальний і бічний опори при робочому ході діють на зуби одночасно, причому при максимальному значенні одного з них інші мають проміжні значення.

Швидкості пересування розпушувача при робочому ході, маневруванні і зворотному ході, переїздах і транспортних перегонах, а також річний наробіток приблизно такі ж, як у бульдозера.

В агрегаті з бульдозером у більшості випадків розпушувач використовується 20-30% загального часу роботи. Випадки застосування розпушувача як окремої машини порівняно рідкі.

У конструкції промислових тракторів враховують також вимоги інших видів робочого устаткування. Наприклад, часті-максимальні вертикальні зусилля по перекиданню вперед робочого органа корчевателя (до 20-25 разів при середньому циклі 2хв), часте транспортування вантажу і транспортні переїзди скреперів (до 90% від загального часу роботи) в умовах бездоріжжя (коефіцієнти перекочування до 0,3-0,4), з ухилами, підйомами до 20-25° і максимально можливими швидкостями,

забезпечуваними типом підвіски гусениць.

Для ефективного використання бульдозерів з розпушувачами до основних вузлів і систем промислових тракторів пред'являються технічні вимоги, обумовлені існуючою технологією будівництва і режимами роботи цих машин.

Двигун - дизель, повітряного або рідинного охолодження, повинний мати питомі витрати палива 220-224 г/(квт-ч), оливи 0,3-0,5% витрати палива; запас крутного моменту, до 25-30%; питому масу 3,5-6,1 кг/квт; частоту обертання 1900- 2400 об/хв; можливість роботи в умовах запиленості до 2-3г/м3 повітря, ухилів до 30-35°, тряски і вібрації; пристрій-для відбору потужності незалежного типу. Двигун повинний бути оснащений всережимним регулятором, що забезпечує приладдя до різкоперемінних навантажень при будь-якому типі трансмісії; електростартером для однокаскадного пуску; системою підігріву і пристроями, що забезпечують пуск при низьких від’ємних температурах (до -60°С) і роботу на висоті до 4000 м над рівнем моря; глушителем і захищений від механічних ушкоджень знизу. Він повинний мати пристрій для діагностування й автоматизованого керування. Ресурс двигуна повинний бути не менш10 тис. год, наробіток на відмовлення - більш 400 ч.

Двигун повинний забезпечувати силу тяги по зчепленню з урахуванням маси навісного устаткування, що складає до 50% маси трактора при швидкості руху 2,5-3,0 км/год і одночасному доборі потужності на гідропривод керування робочим устаткуванням.

Застосування двигунів зі зниженими частотою обертання і запасом крутного моменту, викликає збільшення маси всіх трансмісійних вузлів і погіршення загальних показників трактора.

Трансмісія - гідрооб'ємна, гидро- або електромеханічна (для важких тракторів), з автоматичною зміною швидкості руху в залежності від опору на робочий орган, повинна забезпечувати найкращий ККД при робочій швидкості 2,5-3,0 км/год; мати можливість тривалої роботи при робочій швидкості і стискальному зусиллі по зчепленню з обліком зазначеної вище маси навісного устаткування, трьома-чотирма діапазонами швидкостей уперед та назад (у тому числі транспортною швидкістю не менш 10-12 км/ч), переключенням передач на ходу без розриву потоку потужності (також передач переднього ходу на будь-яку задню і навпаки) протягом 0,5-1,5 з; мати гальма, застосовувані на всіх передачах (з частотою до 200 включень у годину) і автоматично включаються при зупинці двигуна або падінні тиску в гідросистемі приводу керування робочим устаткуванням; механізми повороту, що забезпечують можливість повороту шляхом обертання гусениць у різні сторони.

У трансмісії повинна бути передбачена можливість установки ходозменшувача і заднього вала відбору потужності незалежного типу. Вона повинна бути захищена знизу від механічних ушкоджень при наїзді на перешкоди. Ресурс трансмісії - не менш 10 тис. год, наробіток на більш 400 ч.

Ходова з підвіскою гусениць у виді твердого балансирного бруса, що з'єднує гусениці, або одно-двоступінчастих твердих балансирних кареток ковзанок і обмежуючий їхній хід гумометалічних упорів, що забезпечують точне, без осідання рами трактора керування робочим органом (відвалом або зубами) при установці гідроциліндрів на кістяку і русі з робочою швидкістю. Одночасно повинна бути забезпечена достатня пристосовність гусениць до нерівностей поверхні при русі з підвищеними швидкостями.

При еластичній підвісці або напівтвердої з балансирною ресорою можливе застосування керованого з кабіни механізму блокування, що забезпечує тверде з'єднання натяжних коліс і задніх ковзанок або цілком гусениць з кістяком трактора і точне керування робочим органом. При всіх типах підвіски натяжні колеса повинні бути опорними і них варто розраховувати з умов перекидання трактора.

Передня частина трактора повинна мінімально виступати за обведення гусениць, а задня - бути утоплена на визначену відстань. Пальці гусениць і осі опорних і підтримуючих котків повинні мати довгострокове змащення і захист від улучення каменів і забивання ґрунтом. Для легких і середніх тракторів середній статичний тиск на ґрунт 0,05 Мпа, для важких 0,1 Мпа. Ходова частина повинна забезпечувати можливість роботи у воді при глибині, рівній висоті гусениць, мати можливо більший дорожній просвіт. Ресурс ходової частини не менш 5-6 тис. год на усіх видах ґрунтів.

Гідроустаткування повинне мати насос приводу керування робочим органом потужністю до 40% потужністі двигуна при тиску 15,7-21,6 Мпа, що забезпечує швидкість керування 0,25- 0,50 м/с і відповідне зусилля на робочих органах. Розподільник повинний мати не менш трьох золотників, трьох- і четирьохпозиційного типу. Два золотники (для підйому-опускання і перекосу відвала або підйому-опускання і зміни кута розпушування зубів) повинні керуватися одною рукояткою. Ресурс гідроустаткування - не менш 10 тис. ч.

Компонування трактора - з переднім розташуванням двигуна і середньої або близьким до нього - кабіни. Кабіна повинна забезпечувати з урахуванням кута зору машиніста достатню оглядовість елементів робочих органів, що ріжуть, попереду і позаду при роботі і під час переїздів з відвалом і зубами в транспортному положенні, а також фронту робіт. При такому компонуванні краще використовується принцип подоби у всьому типорозмірному ряду тракторів; полегшується створення сімейств тракторів у суміжних типорозмірах, застосування модульних конструктивних рішень, що дозволяють спростити установку і заміну основних вузлів, а також висновок усіх мастильних точок в одне місце під кабіну з однієї з сторін. При цьому полегшується використання автоматичних систем керування і діагностичних пристроїв.

Прив’язочні пристрої для переднього і заднього устаткування включають силове облицювання передньої частини трактора з гідроциліндрами, опорні шарніри для рам переднього навісного устаткування, кронштейни і пальці на кістяку трактора для рам і гідроциліндрів заднього навісного устаткування, передні й задні причіпні пристрої, трубопроводи, різні щитки і пристрої в залежності від комплектації трактора.

Кабіна повинна мати суцільне остекління, вентиляцію, обігрів, охолодження (або кондиціонування), обдування й очищення стекол, регульоване по масі, висоті й у подовжньому напрямку сидіння, що може повертатися на кут 10-15° праворуч (для кращої видимості краю відвала і зубів). Повинне забезпечуватися регулювання спинки сидіння і підлокітників, на яких розміщуються органи керування (важелі керування коробкою передач, відвалом і ін.). Кабіна повинна бути оснащена фарами і фарою-прожектором для висвітлення фронту робіт, звуковим сигналом, стоп-сигналом, габаритними відбивачами, системою захисту машиніста при перекиданні і від падаючих предметів. Конструкцію кабіни варто розробляти з урахуванням забезпечення вітчизняних і міжнародних норм по безпеці й умовам праці (шумові, вібрації, температурі, забрудненню, зусиллям на важелях і педалях керування й ін.).

Основна рама (або ост) повинна бути розрахована на весь термін служби (не менш 10 тис. г) з урахуванням дії навантажень. у тому числі динамічних, відповідно до режимів роботи бульдозера і розпушувача.

2. КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ГУСЕНИЧНИХ ТРАКТОРІВ

Відповідно до основного призначення серійні базові трактори мають визначені конструктивні особливості (табл. 2.1).

Таблиця1. Технічні характеристики гусеничних тракторів

Трактори класів 3, 4, 10 і 15 (ДТ-75, Т-4АП2, Т-130, Т-180) мають звичайне компонування з переднім розташуванням дизеля і заднім - кабіни, механічні трансмісії з реверсуванням, механізми повороту з бортовими фрикціонами (трактор

Т-180- планетарні механізми повороту). Трактори класів 3 і 15 оснащені балансирними каретками (із пружинами і торсіонами), а трактори класів 4 і 10 -напівтвердою підвіскою з поперечною балансирною ресорою і твердим кріпленням котків на гусеничних візках.

Трактори класів 3 і 4 не мають прив’язочних пристроїв для бульдозерного і розпушувального устаткування. Чавунні корпуси бортових редукторів і задніх мостів не розраховані на установку розпушувачів. Тому при агрегатуванні з бульдозерами встановлюють поперечну балку або кронштейни для опор штовхаючих брусів, і кронштейн або силове облицювання радіатора для гідроциліндрів керування відвалом бульдозера. Мости тракторів класу 10 і 15 мають отвори для установки кронштейнів кріплення розпушувачів. Вони оснащені також силовими облицюваннями радіаторів для гідроциліндрів керування бульдозерним відвалом. Керують навісним устаткуванням у всіх випадках за допомогою гідросистеми трактора, що оснащують необхідними додатковими трубопроводами і металорукавами.

Трактори класу 25 (ДЭТ-250М, Т-330) у більшому ступені пристосовані для роботи з бульдозерним і розпушувальним устаткуванням.

Трактор ДЭТ-250М має компонування з переднім розташуванням дизеля і середнім - кабіни, завдяки чому забезпечується гарна оглядовість як переднього, так і заднього начіпного і причіпного устаткування. Електромеханічна трансмісія трактора включає муфту зчеплення, сполучний вал, редуктор, генератор, тяговий електродвигун, головну передачу, механізми повороту і бортові редуктори, що приводять зірочки гусениць. Трансмісія дозволяє бесступінчасто регулювати швидкість руху в двох діапазонах: робочому і транспортному. Індивідуальне підресорювання всіх опорних котків за допомогою торсіонів забезпечують можливість руху на підвищених швидкостях, однак при цьому знижується точність керування навісним устаткуванням.

Трактор обладнаний силовим облицюванням радіатора для установки гідроциліндрів керування відвалом бульдозера, опорами зі сферичними шарнірами для з'єднання із штовхаючими брусами бульдозерного відвала. У задній частині рами маються вушка для кріплення розпушувачного устаткування. У гідросистемі трактора використані электрозолотники, що дозволяє зменшити число необхідних трубопроводів. Керування трактором здійснюється одною рукояткою і педаллю подачі палива.

Кабіна трактора герметична, має регульоване по висоті і розташуванню сидіння для машиніста, відкидне сидіння для стажиста, вентиляцію, опалення, обдув теплим повітрям стекол. Електроосвітлення (передні і задні фари і встановлена на даху кабіни фара-прожектор) дозволяє використовувати трактор у нічний час без додаткових джерел світла. Трактор може працювати в умовах низьких температур без особливих змін у конструкції.

Трактор Т-330 має переднє розташування кабіни і середнє - дизеля повітряне охолодження, що розміщений між лонжеронами рами за кабіною. Двигун оснащений системою подачі повітря для обдува ребер охолодження циліндрів. Таке компонування трактора забезпечує можливість установки сідельного пристрою за кабіною для агрегатування з напівпричіпним робочим устаткуванням, але погіршує оглядовість передніх і, ще в більшому ступені, задніх начіпних знарядь, крім того, ускладнює технічне обслуговування двигуна й інших агрегатів трактора.

Двигун трактора через редуктор відбору потужності і гідротрансформатор з'єднаний із трехвальною коробкою передач із шестірнями постійного зачеплення, що переключаються багатодисковими гідрокерованими муфтами зчеплення. Потужність від коробки передач на кожну гусеницю передається через окрему конічну передачу, планетарний механізм повороту і бортовий редуктор, що дозволяє тракторові рухатися з постійними радіусами повороту, а при включенні гусениць у різні сторони повертатися на місці навколо центра ваги. При включенні тільки однієї гусениці і гальмуванні інший трактор круто розвертається навколо зупиненої гусениці.

Еластична підвіска всіх опорних котків за допомогою торсіонів та можливістю хитання візків гусениць щодо осі зірочок завдяки наявності твердого балансирного бруса забезпечують рух з підвищеними транспортними швидкостями. Переключення передач за допомогою багатодискових фрикційних муфт здійснюється двома невеликими важелями з незначними зусиллями.

Трактор має силове облицювання для установки гідроциліндрів керування бульдозерним відвалом, місця для опор штовхаючих брусів на гусеничних візках і отвору на задньому мосту для кріплення розпушувального устаткування.

Умови роботи в кабіні відрізняються підвищеним комфортом і відповідають санітарним нормам. Трактор може експлуатуватися при низьких відємних температурах. Енергоємність трактора 8,3- 10,6 квт/т, матеріалоємність 95-121 кг/квт.

Передбачається освоїти ефективні промислові гусеничні трактори класів 4, 6, 10, 15, 25, 35, 50 і 75, що будуть мати підвищені стискальні зусилля з урахуванням маси начіпного робочого устаткування. При робочій швидкості 2,5-3 км/год передбачається забезпечити можливість роботи бульдозера і розпушувача з найбільшими по зчепленню стискальними зусиллями, мінімальним буксуванням і високим тяговим коефіцієнтом корисної дії.

Трактори будуть оснащені гідромеханічними трансмісіями. Компонування - традиційне, з переднім розташуванням двигуна і близьким до середнього - кабіни.

У тракторів класів 25, 35 і 50 передбачається використовувати підвіску гусениць із твердим балансирним брусом і мікропідресоренними упорами. Хоча такий тип підвіски забезпечує швидкість відкоту при зворотному ході бульдозера 5-6 км/год у порівнянні з 6-7 км/год при напівтвердої, 7-8 км/год при балансирних каретках з підресорюванням і 8-9 км/год при еластичної, вона істотно полегшує і робить більш точним керування відвалом і зубами при робочому ході, сприяючи підвищенню робочої швидкості, знижуючи кількість включень гідроприводу для керування відвалом, зменшуючи стомлюваність машиніста і тим самим збільшуючи продуктивність і ефективність машини.

У конструкції нових тракторів реалізуються усі вимоги вітчизняних і міжнародних стандартів по безпеці роботи машиніста, санітарних норм, приступності вузлів для огляду, пристосованості для роботи в тяжких умовах і при низьких від’ємних температурах і т.д. Особлива увага звернена на полегшення технічного обслуговування і ремонту, пристосування вузлів для діагностування і забезпечення можливості надалі автоматизації керування машиною і контролю за функціонуванням і станом її окремих систем і вузлів. Висока надійність протягом всього амортизаційного терміну служби і великий наробіток на відмовлення - основні якості нових тракторів. За кордоном промислові гусеничні трактори, як базові машини для бульдозерів і розпушувачів, роблять США, Японія, Німеччина, Італія, Велика Британія, причому важкі типорозміри тракторів випускають фірми "Катерпіллер Трактор (Саtеrpil1аr Тractor"), "Фіат - Аліс" ("Fiat Allis"), "Інтернешнл - Дрессер" ("International - Dresser") у США і "Комацу" ("Komatsu") у Японії. До тенденцій розвитку цих промислових тракторів відносять: створення конструктивно-подібних сімейств, максимально уніфікованих і пристосованих для агрегатування з найбільш масовим робочим устаткуванням (бульдозерним і розпушувальним) і одночасне створення на базі їхніх вузлів різних модифікацій (для навантажувачів, трубоукладачів, підводних робіт, з керуванням по радіо і т.д. ) і виконань (болотних, кар'єрних, для пустель, роботи при низьких температурах, у тропіках і ін.); забезпечення високої ефективності агрегатуємих машин завдяки високим тяговим і швидкісним характеристикам, поліпшеній компоновці, зручному і полегшеному керуванню, автоматизованих систем контролю, діагностування і керування окремими операціями, поліпшення умов праці машиніста; полегшення технічного обслуговування і ремонту, зменшення часу підготовки машини до роботи і її перевірки шляхом використання модульних конструкцій основних вузлів, зведення всіх точок змащення, регулювання і контролю в одне, зручне місце, застосування невеликого (два-три) кількості оливи і довгострокових матеріалів, що змазують, збільшення часу між регулюваннями, змащеннями і т.п. , використання легкознімних або конструкцій, що відкидаються, (кабіни, капота двигуна, підлоги та ін.);

забезпечення високої надійності, у тому числі наробітку на відмовлення, протягом амортизаційного терміну служби з заміною окремих вузлів і агрегатів при поточних ремонтах;

переважне застосування гідромеханічних трансмісій для тракторів усіх типорозмірів, об'ємних гідротрансмісій для легких тракторів;

переважний прискорений розвиток важких тракторів із забезпеченням їхнього транспортування по залізницях , на трайлерах по автошляхах з існуючими мостами і проїздами при незначному і полегшеному розбиранні з можливо меншим використанням вантажопідйомних засобів;

забезпечення технічних характеристик, що відповідають характеристикам машин, що працюють у єдиному технологічному ланцюзі виробництва;

забезпечення стискального зусилля з урахуванням маси навісного устаткування при оптимальній швидкості руху, тяговому ККД і найменшому коефіцієнті буксування.

Рис. 2.1. Бульдозер - розпушувач на гусеничному промисловому тракторі D-10

Ці тенденції можна простежити на прикладі сімейства конструктивно-подібних уніфікованих гусеничних промислових тракторів загального призначення D-10, D-9L и D-8L фірми "Катер-піллер Трактор" (США), створених спеціально для агрегатування з бульдозерами і розпушувачами.

Трактор мод. D-10 (Рис. 2.1) має наступні компоновочні особливості. Кабіна розміщена високо і поблизу від середини опорних поверхонь гусениць, центра ваги й осі повороту гусеничних візків, що поліпшує оглядовість переднього і заднього робочого устаткування і знижує коливання, випробовувані машиністом.

Трансмісійні вузли встановлені низько, що забезпечує підвищену стійкість у подовжньому і поперечному напрямках.

Силове облицювання радіатора передня і площина заднього моста позаду розташовані поблизу від обведень гусениць, що дає можливість наблизити бульдозерне і розпушувального устаткування до трактора, збільшити можливі вертикальні навантаження на робочі органи і спростити елементи їхнього з'єднання з трактором.

Ведучі зірочки гусениць і кінцевих передач винесені нагору і вперед, що знижує їхнє зношування й ушкодження при: роботі на скельних породах. Використання поперечної опорної' осі, балансирного бруса, твердих середніх балансирних кареток, встановлених на торсіонах, передніх і задніх пар твердих кареток, зв'язаних балансирними важелями з двома опорними направляючими колісьми, малодеформованих гумометалічних упорів, що обмежують хід усіх балансирів і бруса, дозволило зберегти хитання гусениць, поліпшити швидкісні якості і підвищити тягово-зчіпні якості і зберегти при цьому точність керування переднім і заднім робочим устаткуванням і можливість використання всієї маси трактора, включаючи гусениці, при заглубленні і вглублении робітників органів.

Модульна конструкція і розташування основних вузлів трактора (дизеля, редуктора-дільника потоку потужності з муфтою зчеплення обгінного типу, гідротрансформатора і коробки передач, конічної передачі, механізмів повороту, кінцевих передач із зірочками і гусениць) забезпечили можливість знімати їх із трактора в польових умовах, не розбираючи суміжні вузли.

Порівняно невелика довжина і ширина трактора і модульна конструкція основних вузлів, забезпечили, незважаючи на збільшену висоту, можливість транспортування машини по залізниці і на трайлерах з розбиранням на чотири частини.

Обрані конструкція і компонування дозволили фірмі створити трубоукладочні модифікації тракторів з розширеною колією гусениць.

Двигун трактора D-10 рідинного охолодження з частотою обертання вала 2000 об/хв і підвищений запас крутного моменту. Має турбонаддув і подвійне охолодження повітря, а також гідрооб'ємний привод вентилятора. Обладнаний системою пожежогасіння і єдиною системою приводу всіх гідронасосів двигуна, коробки передач, генератора перемінного струму і компресора кондиціонера кабіни. Система приводу розміщена на окремій плиті під кабіною з метою полегшення огляду, відходу і розбирання. Разом з редуктором-дільником потоку потужності двигун можна знімати без видалення силового облицювання, усередині якої розміщені всі основні системи охолодження двигуна і трансмісії.

Гідромеханічна коробка передач - двопоточна, модульна планетарного типу з передачею 75% потужності через гідротрансформатор і 25% безпосередньо від двигуна через редуктор-дільник потоку потужності з переключенням і реверсуванням під навантаженням за допомогою гідрокерованих багатодискових муфт зчеплення за допомогою важеля керування, що мається на підлокітнику сидіння машиніста (Рис. 2.2). Встановлена в задньому мості коробки передач з'єднана карданними валами з гідротрансформатором. Тому коробку передач разом з конічною передачею або без неї можна зняти з машини, не видаляючи розпушувач, причіпну скобу й інші вузли.

Багатодискові муфти і дискові гальма повороту розташовані співвісно і з'єднані валами цілком розвантаженого типу з кінцевими двоступінчастими планетарними бортовими передачами. Огляд і заміна шестерень, більшості підшипників і ущільнень можуть бути проведені без роз'єднання гусеничного ланцюга через кришки кінцевих передач. Для зняття всього модуля (муфти і гальма повороту, бортовий редуктор) потрібне роз'єднання одного легкорознімної ланки гусеничного ланцюга і видалення приводного вала.

Кінцеві передачі розташовані високо, поза зоною найбільшого запилення, що зменшує забруднення і зношування їхніх ущільнень, зубів зубчастого колеса і ланок гусениць.

Рис. 2.2. Основні модулі трактора D-10: 1 - коробка передач; 2 - редуктор відбору потужності; 3 - кабіна; 4 - брус захисту машиніста при перекиданні; 5 - двигун; 6 - система охолодження; 7-планетарна кінцева передача; 8 - зубчасте колесо з вінцем із трьох сегментів; 9 - гусеничний візок; 10 - муфти повороту і гальма; 11 - карданний вал

Кінцеві передачі бортових редукторів, муфти і гальма повороту, зубчасті колеса не сприймають вертикальні динамічні навантаження при переїзді через нерівності, зусилля від робочих органів, навантаження внаслідок неспіввісності приводних елементів, що виникають при деформації рам гусеничних візків. Вони захищені від влучення усередину вологи і бруду. Зубцюваті вінці виконані у вигляді легкозамінних трьох сегментів.

Гусеничні візки мають трубчасті рами, передні частини яких телескопічно входять у задні, забезпечуючи розміщення натяжних пристроїв, що амортизують, не потребуючого відходу в процесі експлуатації.

Рис. 2.3. Підвіска ходової частини трактора D-10: 1 - гусеничний ланцюг; 2 - кінцева передача; 3 - гумометалічний упор; 4 - шарнір штовхаючого бруса; 5 - торсіон; 6 - мала балансирна каретка; 7 - поперечний балансирний брус із клиноподібними плоскими гумометалічними упорами; 8 - телескопічна рама; 9 - відбійний щиток; 10- вісь хитання гусениць; 11 – опорний коток; 12 - корпус малої балансирної каретки; 13 - велика балансирна каретка; 14 - направляюче колесо

Гусениця складається з ланок, що змазуються на весь термін служби, що мають ущільнення, і оснащена швидкорозбірною сполучною ланкою. Гусеничні візки в задній частині з'єднані поперечною віссю великого діаметра (273 мм), закріпленої в рамі трактора, а в передньої - твердим балансирним брусом, шарнірне з'єднання якого з поперечкою рами має плоскі клиноподібні гумометалічні упори (Рис. 2.3). Завдяки однаковим початковим колам ведучих зірочок і задніх направляючих коліс і розташуванню їхніх центрів на одному колі, проведеної з центра поперечної осі, гусеничні візки можуть качатися щодо поперечної осі у вертикальній площині, забезпечуючи гарний контакт з опорною поверхнею. Традиційні діагональні розкоси в з'єднанні з рамою трактора гусеничних візків при такій конструкції не потрібні.

Рама кожного гусеничного візка оснащена чотирма твердими балансирними важелями, на яких знизу змонтовані також тверді балансирні каретки чотирьох пар опорних котків. Двуплечі передні і задні балансирні важелі короткими плічми шарнірно з'єднані з направляючими колесами опорного типу. Цим досягають точне керування переднім і заднім робочим навісним устаткуванням при розміщенні кріплення гідроциліндрів керування на кістяку трактора, пристосованість кареток до нерівностей поверхні, а також повне використання маси трактора при заглибленні робочих органів.

Поворот на торсіонах одноплечих середніх балансирних важелів і встановлених на них твердих балансирних кареток з опорними котками забезпечує гарний контакт поверхні гусениць з нерівною опорною поверхнею і завдяки цьому високі тягово-зчіпні якості і швидкість руху трактора. Навантаження передаються одночасно на кілька елементів, тому середні балансирні важелі мають менші, чим звичайно, розміри. Хід усіх балансирних важелів обмежений амортизиуючими ударні навантаження гумометалічними елементами, пружна деформація яких порівняно невелика.

Осі балансирних важелів, кареток, установлюваних на бронзових втулках, опорних котків, що направляють колеса і гусеничні ланки, а також кульові пальці твердого балансирного бруса, що спирається на рами гусеничних візків, змазують один раз на весь ресурс. Центральний палець балансирного бруса, установлений на поперечині рами трактора, не змазується.

У цілому підвіска і конструкція гусеничних візків і їхніх опорних елементів забезпечують плавність ходу і можливість руху по нерівній поверхні з підвищеною швидкістю при невеликих подовжніх і поперечних коливаннях кабіни. При цьому тверде шарнірне з'єднання поперечного балансирного бруса вісь рамою трактора і гусеничних візків, крайніх двоступінчастих кареток - з рамами гусеничних візків, опорних котків цих кареток - з балансирними важелями забезпечує точне керування бульдозерними відвалом і розпушувачем при встановленні їхніх гідроциліндрів керування на рамі трактора і задньому мосту.

Передня частина рами розрахована на крутіння, що може виникнути від бічних навантажень при роботі бульдозера. На раму ці навантаження передаються поперечною тягою, що з'єднує передню частину трактора з бульдозерним устаткуванням. На задньому мосту передбачені вушка для установки розпушувального устаткування.

Шумовіброізольована кабіна разом із платформою машиніста встановлена на гумових елементах, що амортизують, на основній рамі трактора. Система захисту машиніста при перекиданні і від падаючих предметів виконана у вигляді потужної П-подібної стійки з козирком. Від двигуна кабіна ізольована шумопоглинаючою перегородкою, встановленою разом з пультом на платформі машиніста.

Для зменшення запиленості повітря в кабіні мається система фільтрації і регулятор надлишкового тиску повітря. Що поставляються по замовленню кондиціонер або обігрівач розміщають під кабіною. Забір повітря виробляється через фільтр у задній стінці кабіни. Повітряний потік направляється до стінок, ногам і сидінню машиніста.

Сидіння має паски безпеки і підвіску з регульованою по масі машиніста системою амортизації. Положення сидіння можна регулювати вперед та назад, нагору і вниз. Можна змінювати кут нахилу спинки і подушки сидіння. Для поліпшення видимості вперед при роботі бульдозерним відвалом і назад при зворотному ході або розпушуванні сидіння встановлене під кутом 15° вправо від подовжньої осі машини, а капот двигуна і паливний бак мають скоси.

Керування трактором зосереджено на продовженні лівого підлокітника (важелі коробки передач, лівої і правої муфт й гальм повороту, аварійного гальмування), а навісним устаткуванням - на продовженні правого підлокітника (важелі керування всіма рухами відвала і розпушувача, пальцем зуба розпушувача, кнопки звукового сигналу). Попереду і праворуч від сидіння розміщений важіль подачі палива, педалі гальмування гусениць (обох) і сповільнювача.

Крім звичайних приладів на пульті маються сигнальні лампочки. При падінні тиску в мастильній системі двигуна, зниженні рівня оливи нижче припустимого в трансмісії і припиненні циркуляції охолодної рідини запалюється червона лампочка і включається звуковий сигнал. Маленька червона сигнальна лампочка включається при надмірному підвищенні температури охолодної рідини або оливи в трансмісії. Дві жовті лампочки показують, що олива в трансмісії проходить, минаючи фільтр, і що палива залишилося менш 10% місткості бака.

Гідросистема керування робочим устаткуванням вбудована в конструкцію трактора. Приводний гідронасос установлений на редукторі-дільнику потоку потужності, що встановлений праворуч нижче кабіни і з'єднаний з маховиком додатковим валом. Від нього приводиться також генератор, кондиціонер, компресор, насоси вентилятора і трансмісії.

Обслуговування трактора істотно полегшене тим, що всі місця огляду, відходу і регулювань розміщені на правій стороні машини й у кабіні, на пульті якої маються необхідні прилади і з'єднання для діагностичних приладів. Для двигуна, коробки передач, механізмів повороту, гальм і кінцевих передач використовують оливу одного сорту. На правому крилі розташовані пристрої для візуальної перевірки рівня оливи в коробці передач, гідросистемі, системі охолодження. Масляні і паливні фільтри також сприяють зменшенню часу обслуговування.

Безпеки роботи сприяє система, що поставляється по замовленню, пожежогасіння з газовими вогнегасниками, розташованими перед і позад двигуна, а також ізоляція всіх його елементів, що нагріваються. Важелі включення цієї системи розміщені в кабіні і на задньому мосту.

При знятому бульдозерному відвалі трактор можна транспортувати по залізниці і на великовантажному трайлері. Можливе перевезення чотирма автомобілями з напівпричепами, якщо трактор розібрати на чотири частини. Для зборки потрібен кран вантажопідйомністю 12 т і двозмінна робота чотирьох чоловік.

Питома потужність бульдозера на тракторі D-10 складає 94 квт на 1 м крайки відвала, що ріже, і 6,33 квт/т маси.

Фірма робить вісьмох типорозмірів гусеничних промислових тракторів масою від 6,7 до 86,3 т (з бульдозерним устаткуванням звичайного типу) і потужністю від 48 до 552 квт. Переважний розвиток одержали важкі трактори, пристосовані для роботи у важких ґрунтових і кліматичних умовах (табл. 2.2), а також трактори зі зниженим тиском на ґрунт (п'ять типорозмірів масою від 7,6 до 23,6 т, потужністю від 48 до 149 квт). Енергоємність більшості тракторів цієї фірми складає 7,5-8,8 квт/т, матеріалоємність 114,5-121 кг/квт.

Таблиця 2. Технічні характеристики промислових важких гусеничних тракторів

Фірма "Интернешнл - Дрессер" випускає гусеничні промислові трактори шести типорозмірів масою від 4,8 до 32,2 т і потужністю від 33 квт до 231 квт. Трактори цієї фірми, хоча і мають сучасні конструктивні рішення, не повною мірою пристосовані для роботи у важких кліматичних і ґрунтових умовах, особливо по надійності двигуна.

Фірма "Фіат - Аліс" робить дев'ять базових типорозмірів гусеничних промислових тракторів масою (з бульдозерним устаткуванням, розпушувальним устаткуванням і системою захисту від перекидання) від 3,2 до 70,7 т і потужністю від 32 квт до 391 квт.

Три зазначені фірми випускають приблизно 90% від загального виробництва США промислових тракторів.

Інші тракторобудівні фірми США випускають в основному промислові гусеничні трактори легкого і середнього типу. Виключення складає відділення "Тереку" фірми "Дженерал Моторс", що у США й Англії випускає п'ять типорозмірів гусеничних промислових тракторів масою від 16,0 до 30,55 т і потужністю від 134 квт до 276 квт. У тракторах використані трансмісійні вузли фірми "Алісон". Трактори мають оригінальні конструктивні рішення в підвіску гусениць, у саморегулюючих багатодискових муфтах і гальмах повороту, системі аварійного гальмування, розміщенні радіаторів за кабіною, полегшеному керуванні й ін.

Промислові трактори легкого типу потужністю до 100 квт роблять фірми "Кейс", "Джон Дір". Вони ведуть роботи з освоєнню тракторів потужністю до 164 квт з об'ємними гідротрансмісіями.

Японська фірма "Комацу" робить 19 основних типорозмірів тракторів масою з бульдозерним устаткуванням від 3,6 до 68,4 т, потужністю від 29 квт до 462 квт і 13 типорозмірів масою (з бульдозерним устаткуванням) від 3,8 до 25,8 т і потужністю від 29 квт до 164 квт зі зниженим тиском на ґрунт 0,022- 0,041 Па. Усі трактори мають традиційні сучасні конструктивні рішення. Енергоємність базових моделей тракторів 7,36-8,8 квт/т і матеріалоємність 108-125 кг/квт.

Фірма розробила трактор мод. D-455А потужністю 462 квт, пристосований для роботи на гірських породах при низьких від’ємних температурах. В даний час вона веде розробку наступного типорозміру потужністю 746 квт. У виробництві є спеціальні модифікації тракторів з керуванням по радіо і для роботи під водою на глибині 7 м. Мод. D-455А можна обладнати автоматизованою системою, що забезпечує роботу бульдозерного відвала в оптимальному режимі по тяговій потужності, а також автоматизованими системами інформації, контролю і діагностування.

В Англії, Франції й інших країнах роблять трактори в основному легкого і середнього класів. Виключенням є італійська фірма "Фіат", що випускає весь основний ряд сучасних тракторів потужністю до 256 квт. Їхня конструкція традиційна і не має особливих відмінностей.

Фірма "Лібхер", замість повсюдно використовуваної гідромеханічної передачі установила на гусеничні промислові трактори об'ємні гидротрансмісії і робить їх серійно, використовуючи для агрегатування в основному з бульдозерами і розпушувачами.

Три основних типорозміри тракторів масою від 10,4 до 17,5 т, потужністю від 73 квт до 140 квт мають традиційне компонування. В об'ємній гідротрансмісії використані регульовані гідронасоси і гідромотори, завдяки чому стискальне зусилля і швидкість руху змінюються автоматично в залежності від опору. Керування швидкістю руху, гальмуванням і реверсуванням здійснюється одною рукояткою. Завдяки можливості обертання гусениць у різні сторони можливий поворот на місці.

3. ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ МАШИН І ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Безпеки людей і машин, запобіганню аварій і нещасних випадків у нашій країні надається велике значення. З цією метою постійно удосконалюються конструкції машин, поліпшуються умови праці машиніста, розроблені спеціальні вимоги і правила безпеки, що машиніст повинний знати і виконувати неухильно. Заставою безпечної роботи є відмінне знання машиністом пристрою і правил роботи на машині і її справність.

При експлуатації бульдозерів і скреперів необхідно керуватися правилами, приведеними в Снип Ш-4- 80 і системі стандартів ССТБ.

На бульдозерах, скреперах і грейдерах дозволяється працювати особам, що досягли 18 років, що пройшли спеціальне навчання і має посвідчення на право керування цими машинами. Машиністам самохідних скреперів, крім того, необхідно мати права водія автомобіля, видані Державтоінспекцією. Допуск до роботи на машині оформляють наказом по будівельній організації. Забороняється працювати на несправній машині. Перед виїздом на роботу машиніст і механік повинні перевірити технічний стан машини і при виявленні несправностей усунути них. Особлива увага повинна бути звернена на справність рульового керування, гальм і сигналізації. До початку роботи виконроб або механік повинний довести до відома машиніста умови виконання роботи - схеми руху, способи взаємодії з іншими машинами і заходу щодо забезпечення безпеки праці. Перед початком руху варто переконатися, що шлях вільний, і подати сигнал.

При переміщенні машин своїм ходом або на транспортному засобі, особливо з виїздом на автомобільні дороги, необхідно строго виконувати вимоги правил дорожнього руху. Особливу обережність варто виявляти при переїздах через залізничні колії, мости і штучні спорудження з обліком зазначених на них навантажень, що допускаються, і габаритів.

На робочій площадці повинні бути прийняті міри, що запобігають перекидання або сповзання машин. Укоси і косогори, на яких має бути працювати машині, не повинні перевищувати значень, що допускаються технічним паспортом. Наближення до укосів насипу або виїмки щоб уникнути їхнього обвалення ближче відстаней, зазначених у табл. 16, не допускається як під час роботи, так і при зупинці машини.

У випадку розташування робочої майданчики біля лінії електропередач (ЛЕП) необхідно враховувати вимоги електробезпечності. У цих зонах можна працювати тільки при письмовому дозволі і під спостереженням осіб, відповідальних за безпеку.

При роботі в темний час доби варто періодично очищати від бруду і пилу відбивачі фар і плафонів.

Під час перерв і по закінченні робіт машина повинна бути встановлена на рівній площадці і загальмована. Важелі органів керування ставлять у нейтральне положення, а кабіну замикають. Не допускається залишати машину з працюючим двигуном. Під час огляду машини робочий орган (відвал, ківш) повинний бути опущений на ґрунт, двигун виключений або відключений привід.

Щоб запобігти нещасні випадки, забороняється:

допускати до роботи ненавчених робочих і сторонніх осіб;

приступати до роботи або продовжувати неї при виявленні будь-якої несправності;

установлювати машину на свіжонасипаному, неутрамбованому ґрунті;

переїжджати через кабелі, трубопроводи без спеціальних захисних укриттів;

перевозити сторонніх людей у кабінах;

запускати двигун, використовуючи рух під ухил;

зупиняти машину на ухилах; у випадку змушеної зупинки на ухилі необхідно виключити двигун, загальмувати машину ручним гальмом або підкласти під колеса (гусениці) упори;

знаходитися під піднятим робочим органом (відвалом, ковшем, заслінкою), утримуваним гідроциліндром або канатом;

користуватися відкритим вогнем для прискорення пуску двигуна й або розігріву олії в картерах коробок передач і ведучих мостів, а також експлуатувати машину при течі в паливних і масляних системах.

Особливості безпечної роботи бульдозерів. У випадку скидання ґрунту під укіс або засипання траншів поперечними ходами не можна висувати відвал за край насипу, тому що це може привести до сповзання бульдозера. При задньому ході бульдозера відвал повинний бути піднятий. Під час руху забороняється ставати на раму і відвал.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Банников С. А., Родичев В. А. Тракторы Т-150 и Т-150К:-2-е изд., перераб.М.: Высш. шк., 1984. – 175 с.

2. Захарчук Б.З., Телушкин В.Д. Бульдозеры и рыхлители. М. Машиностроение ,1987.

3. Лауш П.В. Техническое обслуживание и ремонт машин. – К.: Высшая школа, 1989. – 350с.

4. Полянський С.К. Будівельно-дорожні та вантажопідіймальні машини. – К.: Техніка, 2001. – 624с.