Классификация бульдозеров

Бульдозер представляет собой универсальную землеройно-транспортную машину, состоящую из гусеничного или пневмоколесного трактора, оснащенного навесным оборудованием и органами управления. Навесное бульдозерное оборудование состоит из: отвала с ножами; толкающей рамы с подкосами, к которым крепится отвал; привода, обеспечивающего подъём и опускание отвала во время работы, а в отдельных моделях бульдозеров также и изменение положения отвала в плане.
На дорожно-строительных работах преимущественное распространение имеют бульдозеры на базе тракторов: ДТ-75М, Т-4АП2, Т100МЗГС, Т-ЮОМЗГП, Т-130.1-Г-1, Т-150, Т-150К, ДЭТ-250М, Т-ЗЗО, Т-500, имеющие соответственно классы тяги: 3 (30), 4 (40), 6 (60)-, 10 (100) и 25 (250) кгс (кН).
Современной тенденцией развития бульдозеров являются расширение их типоразмеров и увеличение единичной мощности, что обеспечивает повышение производительности и снижение себестоимости работ. Перспективный типаж бульдозеров на гусеничных тракторах по тяговым классам составляет 1,4,6,10, 15, 25, 35,50, 75, 100,150.
Тракторы как базовые машины снабжаются гидроприводами управления навесным бульдозерным и рыхлительным оборудованием потребляемой мощностью до 60 % от общей мощности тракторного двигателя при давлении в гидросистемах 16—20 МПа, что обеспечивает возможность значительно заглублять отвал или зубья рыхлителя, а также разрабатывать прочные грунты. Для независимого управления подъёмом и перекосом отвала в современных бульдозерах предусматриваются раздельные гидроприводы.
Рабочий процесс бульдозера складывается из резания грунта и транспортирования его на относительно небольшие расстояния, не более 100 м.
Бульдозерами можно выполнять расчистку полосы отвода с удалением кустарника, деревьев, крупных камней, растительного слоя, снега и т. п.; планировку различных строительных площадок, включая объекты дорожного строительства; перемещение и разравнивание грунтов в насыпях, отсыпаемых другими машинами; перемещение экскаваторных и скреперных отвалов в кавальеры; разработку профильных выемок в кавальеры, а там, где возможно, ив насыпи; возведение насыпей при перемещении грунтов из боковых резервов; засыпку ям и оврагов; устройство временных дорог и проездов; разработку песчаных и гравийных карьеров; перемещение и погрузку сыпучих материалов (песка, гравия, щебня и др.) в карьерах и на складах.
Работы по подборке и штабелированию строительных материалов на складах предпочтительнее выполнять бульдозерами на пневмоколесном ходу, так как бульдозеры на гусеничном ходу гусеницами трактора загрязняют материал.
Бульдозеры — маневренные и высокоэффективные машины, обладающие высокой проходимостью. На долю бульдозеров в дорожном строительстве приходится не менее 50 % общего объёма земляных работ.
Бульдозеры классифицируются по основным признакам: по назначению, тяговым показателям (тяговому классу базовой машины), типу ходовой части, рабочему органу и виду управления рабочим органом.
По назначению бульдозеры подразделяются на общего назначения и бульдозеры специального назначения. Бульдозеры общего назначения применяют для всех основных видов землеройно-транспортных и вспомогательных работ преимущественно для разработки грунтов I, II и III категорий. Бульдозеры специального назначения — в особых условиях (к специальным бульдозерам относятся толкачи, бульдозеры для работы в подземных и подводных условиях и.т. п.).
По тяговым показателям базовых машин бульдозеры подразделяются на сверхлегкие, легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые.
К сверхлегким относятся класс до 0,9 мощностью 18,5 — 37,0 кВт, к легким — класс 1,4 — 4,0 мощностью 37,0 — 96,0 кВт, к средним — класс 6,0 — 15,0 мощностью 103-154 кВт, к тяжелым — класс 25-35 мощностью 220—405 кВт и к сверхтяжелым — класс свыше 35 мощностью 510 кВт и более.
По ходовой части бульдозеры подразделяются на гусеничные и пневмоколесные; по рабочему органу — с неповоротным и с поворотным отвалами; по виду управления рабочим органом — с механическим, гидравлическим и пневматическим управлениями.
В настоящее время преимущественное распространение имеет гидравлический привод, имеющий несравненное преимущество перед механическим.
В табл. 3.1 приведены основные данные по бульдозерам с неповоротным отвалом, в табл. 3.2 — с поворотным отвалом, в табл. 3.3 — по колесным бульдозерам.
В связи с возрастающими объёмами строительства автомобильных дорог, соответственно значительного объёма земляных работ, выполняемых бульдозерами, перспективный выпуск бульдозеров направлен на увеличение единичной их мощности, а также на сочетание использования базисных тракторов двумя видами оборудования — бульдозерным и бульдозерно-рыхлительным. 

Таблица 3.1

Показатели ДЗ-29 ДЗ-42Г ДЗ-5 3 ДЗ-54, ДЗ-27С ДЗ-110хл ДЗ-35Б ДЗ-П8 ДЗ-60хл
Д3-54с
Базовый трактор Т-74-С2 ДТ-75М т-100мз Т-100-МЗГП Т-130.1.Г-1 Т430.1.Г-1 Т-180кс ДЭТ-250Л- [    Т-330
Мощность двигателя

трактора, кВт

55,2 55,2 79 79 117,8 117,8 132 228 243
Номинальное тяговое

усилие, кН

30 30 94 94 94 100 168 220 200
Длина отвала, мм 2520 2560 3200 3200 3200 3200 4430 4310 5480
Высота отвала, мм 800 800 1200 1200 .900 900 1200 1550 1420
Максимальный подъём

отвала, мм (над опор

ной поверхностью)

600 600 900 900 900 900 900 970 1118
Максимальное опуска-

ние отвала, мм (ниже

опорной поверхности)

200 200 1000 400 500 500 300 550 790
Угол резания, град 55 55 55 50-60 50-60 55 45-55 45-60 45-65
Угол установки отвала,

град: в планево поперечной пло-

скости

90 90 90 90 90 90 70-90 90 55-90
±6 +6 ±4 ±6 + 5 ±12 ±6
Привод рабочего орга-

на канатно-блочный

или гидравлический

Механи-

ческий

ДЗ-21А (Д4996)

Показатели ДЗ-29 ДЗ-42Г ДЗ-53 ДЗ-54, ДЗ-54С ДЗ-2 7с ДЗ-110хл ДЗ-35Б ДЗ-118 ДЗ-60хл
Тип лебёдки или гидронасоса

 

НШ-46У НШ-46У НШ-46У

 

НШ-98 НШ-98 НШ46У

 

 

УРС-10, НШ46У

 

НШ-32У

 

Число гидронасосов 1 1 2 2 2 3 2 2
Рабочее давление в гидросистеме, МПа 10 10 10 10 10 10 7,5 14
Число исполнительных гидроцилиндров

 

1 2 2 2 2 4 3 2
Средняя скорость перемещения, км/ч:
транспортная 6,4-10,1 6,4-10,1 8,8-12,25 8,8-12,25 8,7-12 3,19 0-12,7
при резании и перемещении грунта 2,4 2,4 3,6 3,6 2,9 2,3 0-3,6
при возвратном движении задним ходом 4,5-5,3 4,5-5,3 4,9-9,9 4,9-9,9 3,2-7,5 2,3-12,5 0-10,6
при возвратном движении передним ходом 4,5-6,4 4,5-6,4 4,4-8,8 4,4-8,8 6,4-8,7 2,3-12,5 0-6,6
Масса машины, кг:
без трактора 850 1 070 2 133 1780 1 920 2285 2 900 4 900 8420
с трактором 6 375 6 860 14 115 13 710 15 950 16 315 18300 32 440 44 700

Таблица 3.2

Показатели ДЗ-104 ДЗ-17 ДЗ-18 ДЗ-28 ДЗ-109хл ДЗ-6Охл ДЗ-64С
Базовый трактор Т-4АП2 Т-100МЗ Т-100МЗГП Т-130.1.Г-1 Т-130Л.Г-1 Т-330 Т-500
Мощность двигателя трактора, 95,8 79 79 117,8 117,8 243 368
кВт
Номинальное тяговое усилие, кН 40 60 100 94 94 220 350
Длина отвала, мм 2600 3940 3970 3940 4120 5180 5540
Высота отвала, мм 990 1000 1000 1000 1000 1420 1400
Максимальный подъём отвала, 700 1100 1050 1050 1030 1260 1000
мм (над опорной поверхностью)
Максимальное опускание отвала, 300 1000 250 440 440 690 500
мм (ниже опорной поверхности)
Угол резания, град 45-60 50-60 50-60 50-60 50-60 50-60 50-60
Угол установки отвала, град:
в плане 63-90 63-90 63-90 50-90 50-90 63 и 90 63 и 90
в поперечной плоскости +6 ±5 ±5 ±6 +6 ±10 ±6
Привод рабочего органа канатно- Механиче-
блочный или гидравлический ский
ДЗ-21А
(Д-499Б)
Тип фрикционной лебёдки или НШ46У НИ1-46У НШ-98У НШ-98У НШ-98У НШ-98У
гидронасоса
Число гидронасосов 1 2 2 2 2 2
Рабочее давление в гидросистеме МПа. 14 10 10 10 14 14

Окончание табл. 3.2

Показатели ДЗ-104 ДЗ-17 ДЗ-18 ДЗ-28 ДЗ-109ХЛ ДЗ-60хл ДЗ-64С
Число исполнительных гидроцилиндров 2 2 2 2 2 2
Средняя скорость перемещения,

км/ч:

транспортная 7,37-9,54 6,4-10,1 6,4-10,1 8,8-12,25 8,8-12,25 0-42,7
при резании и перемещении грунта 2,89 2,4 2,4 3,6 3,6 0-36
при возвратном движении зад ним ходом 4,68-7,04 4,5-5,3 4,5-5,3 4,9-9,9 4,9-9,9 0-10,6
при возвратном движении передним ходом

 

6,37-7,37 4,5-6,4 4,5-6,4 4,4-8,8 4,4-8,8 0-6,6
Масса машины, кг:
без трактора 1440 2 200 I860 2 000 650 6 730 12 000
С трактором 9 960 14 000 14 100 16 320 16 956 37 400 52 000

Таблица 3.3

Показатели ДЗ-102 ДЗ-48

 

Базовый трактор

Мощность двигателя трактора, кВт

Номинальное тяговое усилие, кН

Длина отвала, мм

Высота отвала, мм

Максимальный подъём отвала, мм

(над опорной поверхностью)

Максимальное опускание отвала, мм (ниже опорной поверхности)

Угол резания, град

Угол установки отвала, град:

в плане

в поперечной плоскости

Привод рабочего органа канатно-блочный

или гидравлический

Тип фрикционной лебёдки или гидронасоса

Число гидронасосов

Рабочее давление в гидросистеме, МПа

Число исполнительных гидроцилиндров

Средняя скорость перемещения, км/ч: транспортная

при резании и перемещении грунта при возвратном движении задним ходом при возвратном движении передним ходом

Масса машины, кг: без трактора с трактором

 

МТЗ-80

55,1

14

2100

650

400

 

 

200

60

 

90

 

 

 

НШ-32К

1

10

2

 

25,8

2,65

3,31-5,62

5,6-6,85

 

620

4020

К-702

221

60

3600

1200

1050

 

 

540

55

 

90

±5

 

 

НШ-98У

1

10

3

 

До30,0

8,57-12,44

16,72-24,28

 

 

2990

18140

Единичная мощность выпускаемых в настоящее время отечественной промышленностью гусеничных тракторов, на которых монтируется бульдозерное и рыхлительное оборудование, достигает 368 кВт, а в ближайшем перспективном плане эта мощность будет достигать 1178 кВт.
Бульдозерно-рыхлительный агрегат предназначен для разрушения плотных и мерзлых грунтов, отделяя их от общего массива в виде различной величины глыб и кусков с последующим рыхлением. Бульдозерно-рыхлительный агрегат монтируется на задней части базисного трактора, передняя часть которого оснащена основным бульдозерным оборудованием.
В табл. 3,4 приведены основные данные по бульдозерно-рыхлительным агрегатам, применяемым в дорожном строительстве.
Бульдозеры с неповоротным и поворотным отвалами. Отличительной особенностью бульдозеров является неизменяемое или изменяемое положение их рабочих органов. В первом случае (рис. 3.1(я) положение отвала бульдозера как рабочего органа не может быть изменено в плане (вправо или влево); во втором случае (рис. 3.1, б) отвал бульдозера (как рабочий орган) может быть повернут в плане (вправо или влево) на угол до 35° в каждую сторону.

Таблица 3.4

Показатели ДЗ-Пбхл Д3-117хл ДП-9С ДЗ-94С ДЗ-95С ДЗ-96С
Базовый трактор Т-130.1.Г-1 Т-130.1.Г-1 ДЭТ-250М    Т-ЗЗО Т-ЗЗО Т-500
Мощность двигателя трактора, кВт 117,8 117,8′ 228 243 243 368
Номинальное тяговое усилие, кН 94 94 220 200 220 350
Бульдозерное оборудование ДЗ-ПОхл ДЗ-109хл Д3-34с Д3-59хл ДЗ-бОхл ДС-68С
Рыхлительное оборудование ДП-26с ДП-26с ДП-9с ДП-Юс ДП-Юс ДП-11е
Число зубьев в агрегате 1 1 1-3 3 3 1
Максимальное заглубление зубьев, мм 450 450 700 700 700 1000
Ширина наконечника зуба, мм 70 70 105 100 100 124
Угол рыхления при наибольшем заглуб- 45 45 45 45 45 45
лении, град
Тип применяемого в гидросистеме насоса Шестеренчатый Аксиально- Шестеренчатый
нерегулируемый плунжерный ] черегулируемый
Тип насоса НШ-98 НШ-98 УРС-10
Число насосоа 1 1 1 _
Габаритные размеры с трактором и буль-
дозером, мм:
длина 6 350 6 550 8 655 8 740 9 130 9410
ширина 3 220 4 120 4 540 4 730 ■. ■ 5 480 5 000
высота 3 065 3 065 3 180 3 450 3 450 3 500
Масса, кг:
навесного рыхлительного оборудования 1400 1400 5 925 5 015 5 015 5 500
общая с трактором и бульдозерным 17 750 18 070 38 350 50 530 49 930. 55 000
оборудованием

Бульдозер
Рис. 3.1. Бульдозеры:
а — с механическим приводом; б — с гидравлическим приводом; 1 — базовый трактор; 2 — передняя стойка; 3 — полиспаст канатно-блочной системы; 4 — козырек от вала; 5 — отвал; 6 — ножи; 7 — подкосы; 8 — толкатели; 9 — универсальная толкающая рама; 10 — опорные шарниры крепления толкающей рамы к раме трактора; 11 — опоры; 12 — приводная однобарабанная лебёдка; 13 — гидроцилиндры управления отвалом; 14 — шаровое соединение отвала с универсальной толкающей рамой

бульдозер
Рис. 3.2. Отвал бульдозера ДЗ-54:
1 — вертикальные ножи; 2 — лобовой лист; 3, 4, 5 — болты, шайбы, гайки; б — основной нож; 7— боковые ножи; 8— боковые щеки; 9 — кронштейн для крепления отвала

Рабочее оборудование бульдозеров — отвал (рабочий орган), навешиваемый спереди базового трактора и управляемый посредством канатно-блочной системы однобарабанной фрикционной лебёдки или гидравлической системы, состоящей из одного или нескольких насосов, трубопроводов и исполнительных гидроцилиндров.
К бульдозерному оборудованию относятся отвал как основное рабочее оборудование; толкающее устройство (рама); система управления отвалом.
Отвал представляет собой сварную конструкцию, состоящую из лобового листа криволинейного очертания, козырька, нижней и верхней коробок жесткости, вертикальных ребер жесткости и боковых стенок. Тыльная часть отвалов у бульдозеров с неповоротным отвалом (рис. 3.2) по боковой их части снабжена проушинами для соединения отвала с толкающими брусьями и раскосами. У бульдозеров с поворотным отвалом (рис. 3.3) тыльная часть отвалов в средней их части снабжена шаровым гнёздом для соединения отвала с толкающей рамой, имеющей шаровую пяту.
Лобовой лист сварен из двух продольных частей, одна, нижняя, имеет плоское очертание, а другая, верхняя — криволинейное очертание.
Торцы отвала у большинства бульдозеров закрыты боковыми щеками, к которым приварены вертикальные ножи. На щеках предусмотрены отверстия для крепления уширителей отвала. В большинстве случаев верхняя часть отвалов снабжается козырьком, препятствующим потере перемещаемого грунта через отвал.

Отвал бульдозера
Рис. 3.3. Отвал бульдозера ДЗ-17:
1 — вертикальная связь; 2 — козырек; 3 — крышка; 4 — гнёздо; 5,7— крайние ножи; 6 — средний нож; 8 — уголок верхней коробки жесткости; 9 — проушина; 10 — пальцы крепления раскоса и толкателя; 11 — лобовой лист; 12 — нижняя коробка жесткости.

Нижняя сварная коробка, к которой крепится нижняя часть отвала, в поперечном сечении имеет вид трехгранной призмы. Верхняя коробка также сварная, к которой «крепится верхняя часть отвала, представляет собой балку квадратного сечения.
Соединение отвала с толкающими брусьями и раскосами (при неповоротных отвалах) осуществляется проушинами и пальцами; соединение отвала с толкающей рамой (при поворотных отвалах) — посредством шарового гнёзда, шаровой пяты и запорной пластины.
Толкающие устройства для бульдозеров с неповоротным отвалом состоят из брусьев коробчатого или трубчатого сечения (рис. 3.4, а) и винтовых раскосов (рис. 3.4, б), как правило, трубчатого сечения. На каждый бульдозер требуется по два бруса и по два раскоса — по одному брусу и раскосу на каждую сторону. Брусья толкающего устройства крепятся с одной стороны к основной раме базового трактора, с другой — к отвалу; соединение обеспечивается посредством опор, проушин, крестовин и пальцев. Для бульдозеров с поворотным отвалом эти устройства представляют собой универсальную раму подковообразной формы, состоящую из двух одинаковых сваренных в середине половин (рис. 3.5). В соединении половин рамы спереди вварена шаровая пята, а с противоположной стороны (внутри рамы) приварена распорная пластина, обеспечивающая дополнительную жесткость универсальной раме. На верхней полке каждой полурамы приварены по три опорных кронштейна с проушинами, предназначенные для крепления толкателей (рис. 3.6), что обеспечивает возможность установки отвала в плане (в одну или в другую сторону) под различными углами. На универсаль¬ной раме по обе стороны от шаровой пяты приварены два кронштейна для крепления к ним штоков гидроцилиндров подъёма — опускания отвала.

Толкающие устройства в бульдозерах
Рис. 3.4. Толкающие устройства в бульдозерах с неповоротным отвалом:
а — толкающее устройство: 1 — кронштейн; 2 — толкающий брус; 3 — опора; б — раскос: 4 — подшипник; 5 — винт раскоса; 6 — труба (раскос) ; 7 — патрубок; 8 — проушина раскоса; 9— стопор

толкающая рама
Рис. 3.5. Универсальная толкающая рама:
1 и 5 — балки коробчатого сечения; 2, 3 и 6 — проушины с пальцами для крепления толкателей и раскосов; 4 — шарооб-разная головка рамы; 7 — проушины для присоединения толкателей; 8 — раз-резные проушины для присоединения рамы к трактору; 9 — опоры тележек тракторов

Толкатель бульдозера
Рис. 3.6. Толкатель бульдозера:
1, 12 и 14 — крестовины для присоединения раскосов и толкателей к отвалу; 2 — разъемные вкладыши; 3 — винтовая нарезка раскосов; 4 — рукоять с винтовой нарезкой для изменения длины раскосов; 5 — раскосы; 6 — проушины; 7— винтовая нарезка для изменения длины толкателей при повороте отвала; 8 — шкворень; 9 — вилка; 10— толкающее устройство; 11— узел крепления; 13 — пальцы

К нижнему листу отвала болтами с потайными головками крепятся сменные ножи — один средний и два боковых. Ножи имеют двустороннюю заточку, главным образом боковые, для того чтобы при затуплении их можно было переставлять.
Изменение положения отвала бульдозера (перестановка в плане и в поперечной плоскости) выполняется вручную при полной остановке машины. В последнее время ВНИИстройдормашем разработана конструкция для изменения положения отвала бульдозера за счет оснащения этой машины гидрофицированным устройством перекоса отвала, управление которым при изменении положения отвала выполняется непосредственно с рабочего места машиниста, не выходя из кабины трактора, что не только сокращает время на перестановку и регулировку отвала, но и обеспечивает разработку грунтов повышенной прочности.
К перспективной технике относится созданный Челябинским заводом дорожных машин сверхмощный трактор Т-800 с двигателем 600 кВт, оснащенный мощным бульдозерным оборудованием.
Бульдозер, созданный на тракторе Т-800, не только обеспечивает высокую производительность (в 3—4 раза превышающую производительность бульдозера на тракторе ДЭТ-250М), но дает также возможность разрабатывать и скальные грунты.

Бульдозернорыхлительный
Рис. 3.7. Бульдозернорыхлительный агрегат:
1 — отвал; 2 — гидрораскос; 3 — трактор; 4 — прицепная серьга; 5 — опорная рама; 6 — верхняя тяга; 7 — рама; 8 — рабочая балка; 9 — зуб; 10 — гвдроцилиндр

Рабочее оборудование бульдозерно-рыхлительньк агрегатов. Основное оборудование — рама и рыхлительные зубья, навешиваемые сзади базового трактора и управляемые посредством гидравлической системы (рис. 3.7).
По конструктивным особенностям бульдозерно-рыхлительное оборудование подразделяется на однозубные и многозубные рыхлители.

рыхлительное оборудование
Рис. 3.8. Навесное рыхлительное оборудование:
1 — верхняя тяга; 2 — опорная рама; 3 — гидроцилиндры заглубления; 4 нижняя рама; 5 — зуб; б — рабочая балка; 7— рама рыхлителя

По способу навески этот вид оборудования навешивается либо к корпусу заднего моста (наиболее распространенный способ), либо к раме заднего моста; по креплению рыхлительных зубьев может быть с жестким и шарнирным креплением.
Бульдозерно-рыхлительное оборудование (рис. 3.8) применяют для предварительной разработки (рыхления) более прочных, особо прочных, мерзлых, а в отдельных случаях и скальных грунтов и пород, особенно при мощных базовых тракторах.
Рабочим органом рыхлительного оборудования является зуб, состоящий из стойки с посадочным хвостовиком, наконечника, защитной накладки и элементов крепления.
В современных рыхлителях применяют стойки (как несущий элемент бульдозерно-рыхлительного оборудования) 3 типов — изогнутые, прямые, с малым изгибом. Наибольшее применение получили изогнутые стойки, так как в процессе рыхления грунтов имеют меньшую напряженность в сравнении с прямыми, хотя изогнутые стойки при работе нередко заклиниваются глыбами средних и тяжелых трещиноватых скальных и мерзлых грунтов и пород. Поэтому чаще всего применяют малоизогнутые стойки.