Рабочий цикл бульдозера: при движении машины вперед отвал с помощью системы управления заглубляется в грунт, срезает ножами слой грунта и перемещает впереди себя образовавшуюся грунтовую призму волоком по поверхности земли к месту разгрузки; после отсыпки грунта отвал поднимается в транспортное положение, машина возвращается к месту набора грунта, после чего цикл повторяется. Максимально возможный объем призмы волочения современные бульдозеры набирают на участке длиной 6… 10 м. Экономически целесообразная дальность перемещения грунта не превышает 60…80 м для гусеничных бульдозеров и 100… 140 м для пневмоколесных машин. Преимущественное распространение получили гусеничные бульдозеры, обладающие высокими тяговыми усилиями и проходимостью. Чем выше тяговый класс машины, тем больший объем земляных работ она способна выполнять и разрабатывать более прочные грунты.

Рис. 1. Схемы устройств и основные параметры бульдозеров: а — с поворотным отвалом; б — с неповоротным отвалом; в — поперечный перекос отвала

К основным параметрам бульдозерного оборудования относятся (рис. 4.7) высота без козырька Я и длина В отвала (м), радиус кривизны отвала г, основной угол резания, задний угол отвала а, угол заострения ножей р, угол перекоса отвала е и угол поворота (у поворотных машин) отвала в плане у (град), высота подъема отвала над опорной поверхностью h\ и глубина опускания отвала ниже опорной поверхности hi (м), напорное Г и вертикальное Р усилия на режущей кромке (кН), скорости подъема vn и опускания v0 отвала.

Отвал бульдозера представляет собой жесткую сварную металлоконструкцию с лобовым листом криволинейного профиля. Вдоль нижней кромки отвала крепятся сменные двухлезвийные режущие ножи (два боковых и средние), наплавленные износоустойчивым сплавом. В середине верхней части отвала имеется козырек, препятствующий пересыпанию грунта через верхнюю кромку.

Для увеличения производительности бульдозера при работе на легких грунтах на его отвал устанавливают с обоих концов сменные уширители, открылки и удлинители. Для уменьшения потерь грунта при его транспортировании современные неповоротные гусеничные бульдозеры оборудуют сферическими и полусферическими отвалами.

Отвал неповоротного бульдозера крепится шарнирно к толкающему устройству в виде двух толкающих брусьев коробчатого сечения, задние концы которых соединены шарнирно с балками ходового устройства базовой машины.

Отвал поворотного бульдозера монтируется на универсальной толкающей раме, на которой вместо отвала может быть установлено различное сменное оборудование с гидравлическим управлением — кусторез, древовал, корчеватель-собиратель, плужный снегоочиститель и др. Поворотный отвал соединен с толкающей рамой посредством центрального шарового шарнира и двух боковых толкателей, обеспечивающих различное положение отвала в плане относительно базовой машины. При продольном движении бульдозера с повернутым в плане отвалом грунт перемещается вбок по отвалу. Способность поворотных бульдозеров перемещать грунт в сторону определяет их широкое использование при засыпке каналов, рвов, траншей коммуникаций и т. п.

Система управления обеспечивает: подъем и принудительное опускание отвала, его плавающее и фиксированное положение с помощью гидроцилиндров, поворот отвала в плане (у поворотных бульдозеров) гидроцилиндрами, поперечный двусторонний перекос (до 12°) отвала в вертикальной плоскости, регулировку угла резания ножей отвала (среднее значение 55°) путем поворота (наклона) отвала гидроцилиндрами вперед и назад относительно толкающего устройства.

Принудительное заглубление ножей отвала в грунт под действием гидроцилиндров, развивающих усилие до 40 % и более от веса тягача, позволяет бульдозерам с гидравлическим управлением разрабатывать прочные грунты, а возможность установки отвала в определенное фиксированное положение обеспечивает срезание слоя грунта заданной толщины. Поперечный перекос отвала повышает универсальность машины и ее эксплуатационные возможности на планировочных работах, облегчает разработку тяжелых грунтов и т. п.

Рис. 1. Сменные рабочие органы бульдозеров

Гусеничные бульдозеры могут оснащаться дополнительным бы-стросъемным оборудованием, значительно расширяющим их технологические возможности: неподвижными или гидроуправ-ляемыми уширителями отвала 1, 2, 3, передними и задними рыхли-тельными зубьями, киркой для взламывания асфальтовых покрытий, ножами для разработки мерзлых грунтов, кусторезным ножом, надставкой для рытья канав, откосинком с жестким креплением и гидроуправляемым откосником-планировщиком, передними и задними лыжами, грузовыми вилами, подъемным крюком и т. п.

Все большее распространение получают мощные неповоротные пневмоколесные бульдозеры на базе серийных колесных тракторов и специальных шасси с шарнирно сочлененной рамой, применяемые в основном для разработки легких и средних грунтов на рассредоточенных строительных объектах. Такие бульдозеры, почти не уступая в проходимости гусеничным машинам, обладают значительно большими (в 1,5…2 раза) рабочими и транспортными скоростями, повышенной маневренностью и производительностью.

Практически все гусеничные и колесные бульдозеры с тяговым усилием 200 кН и более оснащаются однозубым и трехзубым рыхлительным оборудованием заднего расположения. Некоторые модели гусеничных неповоротных бульдозеров оснащаются дополнительной автоматизированной системой управления отвалом «Комби-план», осуществляющей автоматическую стабилизацию заданного положения отвала при выполнении окончательных планировочных работ.

Бульдозеры с поворотным отвалом оснащаются аппаратурой «Копир-Автоплан». Аппаратура автоматического управления отвалом обеспечивает повышение качества обработки грунтовой поверхности, повышение производительности машины за счет уменьшения числа проходов бульдозера по планируемому участку, и снижение утомляемости машиниста.

Пневмоколесные бульдозеры базируются на тракторах класса 1,4 и предназначены для выполнения земляных и догрузочно-разгру-зочных работ малого объема, погрузки и транспортирования сыпучих материалов на небольшие расстояния, подъема и перемещения единичных и штучных грузов, планировки площадок, засыпки траншей, ям и для других работ.

В городском строительстве широко используются пневмоколесные бульдозеры с неповоротным гидроуправляемым отвалом и аналогичные по конструкции бульдозеры-погрузчики, у которых в качестве основного сменного оборудования используются гидро-управляемые отвалы и ковши вместимостью 0.38 и 0,5 м3.

Бульдозеры-погрузчики комплектуются также дополнительным сменным рабочим оборудованием: ковшами для тяжелых материалов и снега, уширенным ковшом для работ у стен зданий и сооружений, у бордюров улиц и дорог, грузовыми вилами для погрузки и разгрузки поддонов с грузами, монтажным крюком для погрузки штучных грузов, челюстным захватом для длинномерных грузов, удлинителем стрелы, уширителями отвала, поворотным отвалом для снега, отвалом-планировщиком и т. п.

Бульдозер-погрузчик состоит из следующих основных частей: базового трактора. несущей рамы, тяг, стрелы, устройства для смены рабочих органов, ковша или неповоротного бульдозерного отвала, попарно работающих гпдроцилиндров, управления стрелой и ковшом, гидросистемы и электрооборудования. Сзади машины может быть навешен управляемый гидроцилиндрами отвал-планировщик.

Неповоротный отвал предназначен для планировочных работ и представляет собой сварную конструкцию с секционными ножами. Для соединения отвала с уширителем и сменным устройством стрелы он оборудован крюками и кронштейнами. С бульдозерным отвалом применяется удлинитель стрелы для увеличения се вылета при разгрузке бортовых автомобилей, прицепов и железнодорожных платформ. Основной ковш, ковш для тяжелых материалов и уширенный ковш представляют собой сварную конструкцию со сменными зубьями и различаются геометрическими размерами.

Рис. 3. Бульдозер-погрузчик

Система управления ковшом обеспечивает возможность его поступательного перемещения при подъеме и опускании стрелы. Челюстной захват состоит из двух боковин, к которым снизу приварено днище с ножом и зубьями для захвата длинномерных грузов. Открытие и закрытие челюстей ковша производится двумя гидроцилиндрами. В открытом положении челюстной захват трансформируется в планировочный отвал. Этот рабочий орган может быть использован для очистки площадок, погрузки камней, пней и др. Смена рабочих органов осуществляется с помощью специального устройства в кратчайшие сроки без дополнительного обслуживающего персонала. Гидросистема бульдозера-погрузчика обеспечивает привод и управление механизмами стрелы, ковша, челюстного захвата и задней навески трактора. Она включает гидросистему базового трактора, дополнительно установленные гидроцилиндры и гидрораспределитель.

—

Бульдозер является одним из видов сменного навесного оборудования, монтируемого на тракторах или колесных тягачах и предназначен для послойной разработки грунта с перемещением его на расстояние до 100 м.

Бульдозером можно возводить насыпи высотой до 3 м с поперечным перемещением грунта из резерва, разрабатывать открытые выемки глубиной до 3 м, планировать станционные и строительные площадки и т. п.

Оборудование бульдозера состоит из отвального щита (отвала), рамы и механизма управления отвалом.

По способу установки отвала бульдозеры подразделяются на бульдозеры с неповоротным и поворотным отвалами. У первых отвал установлен под постоянным углом 90° к продольной оси трактора (тягача), поэтому может перемещать грунт только перед собой.

У вторых (универсальных) бульдозеров отвал можно установить под углом 60° по отношению к продольной оси трактора и повернуть в вертикальной плоскости на угол 5—10°, что позволяет перемещать грунт в сторону и выполнить грубые профилировочные работы.

Механизм управления бульдозером может быть гидравлическим и канатным.

В большинстве бульдозеров, выпускаемых в настоящее время, гидравлическая и канатная системы используются только для подъема и опускания отвала, а угол резания, поворот отвала в плане и в вертикальной плоскости изменяют вручную, что при определенных условиях работы значительно снижает производительность машины.

Отвал сконструирован одинаково у всех бульдозеров и представляет собой сварную конструкцию, состоящую из лобового листа с определенным профилем кривизны, усиливающих коробок и вертикальных ребер. К нижней прямолинейной части лобового листа, имеющей угол наклона 50—60°, крепятся болтами впотай съемные ножи — боковые и средний. Шаровое гнездо и проушины служат для соединения отвала с универсальной рамой.

Профиль отвала выбирается таким образом, чтобы срезаемый грунт двигался по отвалу и обрушивался по направлению движения, что способствует значительному уменьшению затрат энергии на его перемещение.

При разработке сыпучих и рыхлых грунтов отвал оборудуется боковыми открылками, устанавливаемыми параллельно отвалу или под углом 60° к нему, что увеличивает на 40—50% объем транспортируемого грунта. Появились и сферические отвалы (изогнутые в плане), работающие по этому же принципу, но обладающие повышенной жесткостью, что позволяет использовать их и на скальных породах.

Жесткость крепления отвала к толкающим брусьям достигается в бульдозере ДЭ-35С установкой вертикального и горизонтальных раскосов. Гидроцилиндр, выполняющий функцию телескопического раскоса, позволяет перекашивать отвал в вертикальной плоскости на ±8°. Поднимается отвал и заглубляется в грунт гидроцилиндрами двойного действия.