При создании бульдозерного оборудования с неповоротным отвалом общего назначения все фирмы применяют:
— отдельную конструкцию для оборудования трактора каждого типоразмера при сохранении конструктивного подобия и унификации деталей и элементов, что обеспечивает экономию металла;
— типовую, замкнутую (коробчатую) конструкцию отвала из гнутых элементов, исключающую возможность его забивания грунтом с тыльной стороны;
— коробчатые брусья равнопрочного сечения с накладками на наружной и внутренней боковых поверхностях (для тяжелых машин), с опорами сферического типа, располагаемыми возможно ближе к оси качания гусениц трактора;
— одинаковые параметры профиля отвальной поверхности для всего типоразмерного ряда;
— стандартизированные составные (из двух — четырех секций) переворачиваемые средние ножи с термообработкой из легированного проката с одним рядом отверстий и переставляемые крайние ножи (литые или кованые из высоколегированных сталей), а также накладные привариваемые на боковинах отвала ножи со скошенными режущими кромками (из низколегированного проката);
— козырьки на отвале, укрепленные коробкой жесткости, и грунтоотбойные щитки над штоками гидроцилиндров подъема-опускания и перекоса отвала;
— сферические подшипники или сферические втулки скольжения для исключения скручивающих напряжений при перекосе;
— гидравлический механизм перекоса с рычажно-звеньевыми механизмами компенсации деформаций и скручивающих усилий на отвале;
— специальные гидроцилиндры перекоса (с увеличенным диаметром рабочей части и укороченным ходом);
— проушины для соединения с толкающими брусьями, гидроцилиндрами подъема-опускания и перекоса и винтовым раскосом, проходящие через коробку жесткости до лобового листа, к тыльной поверхности которого их приваривают, что позволяет избежать знакопеременных нагрузок стенок коробки жесткости;
— легированные стали (о=600-1100 МПа) для изготовления всех металлоконструкций, которые после сварки подвергаются термообработке;
— несмазываемые шарнирные соединения в опорах толкающих брусьев, обеспечивающие большую долговечность, чем смазываемые;
— гидроцилиндры подъема-опускания с клапанами для быстрого опускания (для снижения скручивающих усилий на отвале их располагают таким образом, чтобы линия их действия при рабочем положении отвала проходила вблизи режущей кромки ножей);
— отвалы полусферического типа с установленными под углом 15—30° концевыми частями длиной только под боковые ножи;
— опоры толкающих брусьев, устанавливаемые на среднем уровне точки приложения результирующей сил сопротивления копанию на отвале (0,2—0,4 от высоты отвала снизу), что облегчает работу при «плавающем» положении рабочего органа;
— гидропривод управления рабочего оборудования (давление 12— 21 МПа);
— усиливающий лист в середине отвальной поверхности при использовании машины для толкания скреперов;
— длинные гидроцилиндры для непосредственного управления подъемом-опусканием отвала (без рычажных систем);
— гибкие металлорукава для соединения гидроцилиндра перекоса с гидросистемой на базовом тракторе.

Для бульдозеров с неповоротным отвалом полусферической и сферической форм фирма «Катерпиллер Трактор» широко использует диагональное звено вместо сложных рычажно-звеньевых с торсионными элементами механизмов компенсации деформации отвала при перекосе.

При такой схеме диагональное звено, шарнирно соединяющее правый толкающий брус спереди с левой стороной передней части рамы трактора, воспринимает все боковые усилия на отвале, действующие в обе стороны, и исключает тем самым применение диагональных раскосов в соединении толкающих брусьев с отвалом. Это позволяет также приблизить отвал к базовому трактору, благодаря чему улучшается устойчивость машины в продольном направлении, увеличиваются усилия заглубления и выглубления на отвале и облегчается управление отвалом и поворотом машины, а также ее маневрирование. Удельные вертикальные усилия на режущей кромке отвала при этом повышаются, следовательно, бульдозер может разрабатывать более прочные грунты и породы.

При этой схеме требуется устанавливать толкающие брусья на трактор с некоторым увеличением расстояния между ними впереди, что позволяет избежать задевания толкающих брусьев за гусеницы при перекосе отвала вследствие их горизонтальных смещений, при движении по дуге.

Бульдозеры с неповоротным отвалом фирма выпускает на базе гусеничных промышленных тракторов, начиная от мод. D3 и кончая мод. D10, в том числе на базе тракторов мод. D3LGP-D7LGP с пониженным давлением на грунт. При этом средние и тяжелые бульдозеры снабжают отвалом полусферической формы. Для легких бульдозеров наряду с гидравлическим механизмом перекоса используют ручное управление (винтовыми раскосами). Угол перекоса составляет 12—14° в каждую сторону. Диапазон регулирования угла резания от ±5 до ±16° на легких моделях и от ±8 до ± 10° на средних и тяжелых.

Рис. 1. Механизм компенсации деформаций отвала при перекосе бульдозера на тракторе D-10 фирмы «Катерпиллер»:
1 — гидроцилиндр подъема-опускания; 2 — силовая облицовка; 3 — трактор; 4 — толкающий брус; 5 — отвал; 6 — диагональное звено; 7 — металлорукав к гидроцилиндру перекоса; 8 — сферический шарнир

Бульдозеры со сферическим отвалом выпускают на базе тракторов D7, D8L, D9L, D10. Их конструкцию используют как базу для специальных бульдозеров, в том числе для бульдозеров с отвалами сферической формы различной длины: для тяжелых планировочных работ отвал минимально (на 100—200 мм) перекрывает толкающие брусья, а для легких значительно (с установкой наружных раскосов).

Бульдозеры с поворотным отвалом фирма «Катерпиллер Трактор» производит только на базе легких и средних тракторов. Угол поворота отвала в плане во всех случаях 25°. На всех моделях используют подковообразную раму с наружными кронштейнами для крепления толкателей и винтовых раскосов, при помощи которых осуществляют перекос и перестановку отвала в плане. Исключение составляют легкие модели на базе тракторов D3 и D3LGP (с небольшим давлением), у которых механизм поворота и перекоса отвала гидрофицированы. Первая модель имеет наружную раму, вторая — внутреннюю. Для поворота отвала в плане установлена дополнительная рукоятка гидрораспределителя.

Бульдозеры-толкачи фирма изготовляет только на самых тяжелых тракторах D9L и D10. Они имеют внутренние рамы. У отвалов устройства регулирования угла резания и перекоса отсутствуют.

Резинометаллические конические элементы, обеспечивающие амортизацию нагрузки на отвал и буфер скрепера, устанавливают между верхней частью отвала и стойками на толкающих брусьях.

Для бульдозеров со специальными отвалами фирмы в основном используют:
— сферические отвалы (для работы на угле, щепе и др.) увеличенной длины, концы которых имеют горизонтальные раскосы, прикрепляемые шарнирно к боковым поверхностям толкающих брусьев;
— отвалы для уборки мусора с увеличенными кривизной поверхности и козырьком, высота которого примерно равна высоте отвала, причем упрочняющие его стойки и поперечины снабжены решеткой, предохраняющей радиатор от повреждения и обеспечивающей необходимую обзорность вперед;
— колун, установленный на краю отвала, отбойный брус сверху на отвале (постоянно повернутом в плане влево на 10—15°) для постройки временных дорог, расчистки местности от пней, деревьев и другой растительности;
— острые ступенчатые ножи и колун в середине на кусторезном отвале V-образной формы, устанавливаемые вместо поворотного отвала;
— зубья с болтовым креплением к отвалам для сбора кустарника, корней и корчевки мелких пней.

Фирма «Комацу» производит бульдозеры различных видов.

В бульдозерах с неповоротным отвалом полусферической формы используются современные типы механизмов перекоса и компенсации деформации отвала. Большинство моделей имеет двухзвенный механизм с двумя растяжками и средним компенсационным звеном или диагональные тяги. Бульдозеры на базе болотных тракторов и со сферическими отвалами имеют такие же механизмы перекоса.

Бульдозеры со сферическим отвалом выпускаются с незначительным перекрытием толкающих брусьев (на 100—200 мм с каждой стороны). Бульдозеры на базе трактора D455 имеют модификацию с отвалом увеличенной длины (на 1115 мм), предназначенным для работ в легких условиях. По такому же принципу созданы бульдозерные отвалы для перемещения древесной щепы на тракторах среднего класса и угольные отвалы, конструктивной особенностью которых является крепление выдающихся далеко за толкающие брусья концов отвала с помощью горизонтальных раскосов.

На базе болотных тракторов массой от 3,5 до 6,6 т фирма производит бульдозеры с поворотным отвалом, у которых поворот в плане и перекос полностью гидрофицированы. Давление для этих машин составляет 0,023—0,051 МПа. Они имеют внутреннюю раму, горизонтально расположенные гидроцилиндры подъема-опускания, воздействующие через стойки на толкающие брусья, промежуточную рамку на тыльной стороне отвала, горизонтально размещенные гидроцилиндры поворота отвала в плане и наклонный гидроцилиндр перекоса. Угол поворота в плане 20—25°.

Рис. 2. Бульдозер D-355A-3 фирмы «Комацу» с гидравлическим механизмом перекоса отвала:
1 — отвал; 2 — компенсационное звено; 3 — звено; 4 — растяжка; 5 — гидроцилиндр перекоса; 6 — толкающий брус; 7 — трактор; 8 — гидроцилиндр подъема-опускания, 9 — винтовой раскос; 10— ножи

Бульдозеры-толкачи на средних и тяжелых тракторах не имеют особых отличий, за исключением того, что металлоконструкции амортизирующих элементов тяжелых машин устанавливаются на болтах, а не привариваются.

Представляют интерес бульдозеры с зачистным отвалом, выпускаемые фирмой на легких и средних тракторах. Эти бульдозеры предназначены для зачистки рудных и угольных дворов и могут работать, перемещая породу «от себя» и «на себя». Для этого они снабжены поворотным в вертикальной плоскости отвалом, положение которого можно изменять гидроцилиндрами. Для получения большей высоты подъема и опускания отвала гидроцилиндры управления воздействуют на толкающие брусья. Они шарнирно закреплены на стойках, приваренных к рамам гусеничных тележек. Гидроцилиндры поворота отвала закреплены на толкающих брусьях, при воздействии на консоли, вынесенные вверх над отвалом, они позволяют отвалу поворачиваться вперед на 38°, назад — на 26°.

На легких и средних тракторах используются отвалы с зубьями типа грабель и корчевателей-собирателей. Их особенностью является возможность поворота в плане.

Фирма производит одну модель подводного бульдозера (для глубин до 7 м), три — с управлением по радио и две — с электроприводом для подземных работ. Для подводного бульдозера в качестве базы использован трактор типа D155W массой порядка 34 т, а для других типов — тракторы D80 и D85 массой 23—25 т.

Рис. 3. Бульдозер D-31-16 фирмы «Комацу» с гидрофицированным механизмом перекоса и поворота отвала в плане:
1 — трактор; 2 — отвал, 3 — рам-ка; 4 — гидроцилиндр поворота отвала в плане, 5 — гидроцилиндр перекоса отвала, 6 — рама, 7 — стойка; 8 — гидроцилиндр подъема-опускания

Бульдозеры с неповоротным (простым и полусферическим) и поворотным отвалами фирмы «Интернейшнл — Дрессер» изготовлены на базе промышленных тракторов с гидромеханической и механической трансмиссиями. Они имеют гидравлическое управление подъемом-опусканием и перекосом отвала. Выпускают также модели с канатно-блочным управлением и ручным механизмом перекоса отвала. Скорость подъема отвала 0,3—0,5 м/с, диапазон регулирования угла резания 10°, угол поворота в плане 25°, давление в гидросистеме 13 МПа. У бульдозера с поворотным отвалом на тяжелых тракторах TD-25C подковообразную раму можно оборудовать амортизирующим блоком для толкания скрепера, а отвал неповоротного бульдозера — усиливающим листом в средней части. Используются цельные или из двух секций термообработанные средние ножи.

Бульдозеры с неповоротным отвалом полусферического (на всех тракторах, кроме самого легкого) и сферического (на трех моделях тяжелых тракторов) типов, бульдозеры с поворотным отвалом (на всех традторах, кроме трех тяжелых типоразмеров) и бульдозеры, толкачи (на двух тяжелых типоразмерах) производит фирма «Фиат — Аллис». Три типоразмера легких и средних тракторов массой 11, 14,2 и 18,2 т оборудуются также неповоротным отвалом обычной конструкции, причем самый легкий из них имеет модификацию с увеличенной (на 272 мм) длиной.

Рис. 4. Бульдозер D-31A-16 фирмы «Комацу» с зачистным отвалом:
1 — трактор; 2 — отвал; 3 — консоль; 4 гидроцилиндр поворота; 5 — толкающий брус; 5 — гидроцилиндр подъема-опускания; 7 — стойка

К конструктивным особенностям бульдозеров фирмы «Фиат — Аллис» относится наличие на легких и средних бульдозерах с неповорогным отвалом — гидроцилиндра перекоса, установленного с левой стороны; на всех бульдозерах с поворотным отвалом ручных перестановок отвала в плане и перекоса; соединения гидроцилиндра перекоса с гидросистемой трактора — гибкими металлорукавами (от радиатора двигателя на середину отвала и далее трубопроводами); увеличенных козырьков — на неповоротных отвалах тяжелых бульдозеров (до 1/3 от высоты отвала); на некоторых бульдозерах с поворотным отвалом — составных подковообразных рам из двух половин, соединяемых впереди с помощью вертикального шкворня; толкателей, закрепленных на раме бульдозера с поворотным отвалом (на самом легком тракторе мод. 4 массой 3,22 т) с помощью направляющих и пальцев, а гидроцилиндров подъема-опускания — на стойках гусеничных тележек снаружи; внутренней рамы с проставкой — для среднего бульдозера (на тракторе мод. 8-В массой 11 т), у которого гидрофицированы все операции по изменению положения отвала (поворот в плане, перекос и наклон); повышенных углов перекоса (до 10—12°) на части легких и средних бульдозеров (на тракторах мод. FD-20, 8В и др. массой 27,6—И т); боковин неповоротного отвала без существенного выступания за лобовую поверхность, что значительно уменьшает залипаемость. Поворот отвала в плане 25°, диапазон регулирования угла резания 3—10°, перекос 6—12°.

Бульдозеры с неповоротным полусферическим и поворотным отвалами на трех гусеничных тракторах промышленного типа (мод. 82-20, 82-30, 82-50 массой 16—30,4 т) отделения «Терекс» концерна «Дженерал моторе» имеют следующие конструктивные особенности: один гидроцилиндр управления подъемом-опусканием отвала, шарнирно закрепляемый в середине силовой облицовки двигателя; отбойный козырек, установленный на тыльной стороне отвала сверху и защищающий гидроцилиндр перекоса с левой стороны; приварной кронштейн в передней части толкающего бруса вместо горизонтального раскоса с шарнирами; толкатель, соединенный с подковообразной рамой с помощью корытообразной направляющей, облегчающей перестановку отвала в плане вручную; толкатель с гидроцилиндром перекоса и металлорукавами, идущими к отвалу от силовой облицовки двигателя — на бульдозерах с поворотным отвалом; лист, приваренный в середине неповоротного отвала.

Конструктивными особенностями бульдозеров с неповоротным ж поворотным отвалами, выпускаемых фирмой «Джон Дир» на легких промышленных тракторах массой до 10 т (мод. JD-350B и. JD-450B), являются: применение горизонтально расположенных над гусеницами гидроцилиндров подъема-опускания, соединяемых со стойками на гусеничных тележках и толкающих брусьях бульдозеров с прямым неповоротным отвалом; использование внутренних рам для бульдозеров с поворотным отвалом, поворот которого в плане осуществляется гидроцилиндрами, помещенными на лонжеронах рамы, а подъем-опускание — горизонтально расположенными гидроцилиндратйи, воздействующими на стойки, приваренные к этим лонжеронам.

Бульдозеры с неповоротным полусферическим и поворотным отвалами на легких и средних гусеничных тракторах промышленного типа массой от 2,5 до 12 т (мод. 350, 450, 850, 1150, 1450) фирмы «Кейс — Теннеко» имеют следующие конструктивные особенности: внутренние рамы и гидрофицированный поворот отвала в плане при ручном управлении перекосом бульдозеров с поворотным отвалом (ползуны опор толкателей перемещаются по направляющим); щиток, закрывающий пространство между гидроцилиндром перекоса, толкающим брусом и отвалом, у бульдозеров с неповоротным отвалом.

Бульдозеры с неповоротным прямым и полусферическим и поворотным отвалами на четырех гусеничных тракторах массой от 10,6 до 29,3 т (мод. PR-721B-M, PR-731B-L, PR-741B и PR-751> производит фирма «Либхерр» (ФРГ). Они не имеют особых конструктивных отличий.

Бульдозеры с прямым и полусферическим отвалами (мод. PR-12 и PR-15, массой 12,5 и 18 т) фирмы «Кельбле Гмайндер» (Kaelble Gmeinder, ФРГ) имеют толкающие брусья с удлиненными кронштейнами, между которыми в середине отвала размещен механизм компенсации деформации отвала при перекосе. На бульдозерах новых моделей применяют отвальную поверхность, имеющую два значительно различающихся радиуса кривизны. Нижняя часть поверхности имеет больший радиус, что, по мнению фирмы, обеспечивает снижение трения стружки грунта в верхней части отвала и уменьшает расход топлива. Кроме того, выпускают бульдозеры, на которых устанавливают ножи на одном уровне с отвальным листом, что существенно уменьшает залипание отвала.

Бульдозеры всех фирм можно комплектовать рыхлителями различных типов. Анализ патентной и технической литературы показывает, что параметры и конструкция бульдозеров разных фирм мало различаются. Тем не менее поиск новых конструктивных и технологических решений продолжается. Особенно это относится к механизмам перекоса, специализированным отвалам и рабочему оборудованию для выполнения работ в различных условиях. Стремление унифицировать конструкции уже привело к появлению внутрифирменных нормализованных узлов (толкающих брусьев, их опор, толкателей, подковообразных рам и др.) и международных стандартизованных элементов (режущих ножей, пальцев, сферических подшипников и втулок скольжения и т. д.). Большое внимание обращается на облегчение управления (одна рукоятка для управления подъемом-опусканием и перекосом отвала, ножная педаль регулирования подачи топлива, автоматизация управления по тяговому усилию и положению рабочего органа и т. д.), исключение или уменьшение точке смазывания и технического обслуживания, автоматизацию проверки состояния и диагностирование повреждений.