Microsoft Word расчет трехшарнирных систе doc

Землеройно-транспортные машины в строительстве

Землеройно-транспортными машинами называют такие машины, которые одновременно с послойным резанием грунта осуществляют его перемещение и разгрузку. Эти машины обладают высокими транспортирующими возможностями и могут перемещать грунт на расстояние нескольких сот метров и даже нескольких километров.

Таким образом, в землеройно-транепортных машинах в одном агрегате совмещены функции землеройного и транспортного оборудования. Движение рабочего органа машины производится перемещением всей машины под действием тягача или собственного двигателя.
По типу рабочего органа и технологическому назначению зем-леройно-трапспортные машины разделяют на ковшовые и ножевые. К ковшовым машинам относятся скреперы, к ножевым — бульдозеры, грейдеры, грейдер-элеваторы или струги.

Рабочим органом скрепера является ковш, установленный обычно па пневмоколесах, иногда — на гусеницах. Скреперы обладают наиболее высокой транспортирующей способностью.

Рабочим органом ножевых машин является нож с отвалом для направления срезаемого грунта, установленным на тракторе или специальном колесном шасси.
Ножевые машины, срезая грунт, ‘Накапливают его перед отвалом и перемещают образовавшуюся при этом призму грунта по поверхности забоя волоком, а потому с большим сопротивлением и потерями. Поэтому пределы экономически целесообразного расстояния, на которое производится перемещение грунта ножевыми машинами, обычно не превышают 100—200 м.
Землеройно-траиспортные машины могут быть прицепными, полуприцепными и самоходными, за исключением бульдозеров, которые выполняются в виде навесного оборудования на тракторе или специальном шасси.

Рис. 1. Схемы землеройно-транспортных машин:
а — ковшовые; б — ножевые; 1 — скрепер прицепной двухосный гусеничный; 2 — скрепер прицепной одноосный; 3 — скрепер прицепной двухосный колесный; 4 — скрепер полуприцепной одноосный с колесным двухосным (седельным) тягачом; 5 — скрепер полуприцепной одноосный с одноосным тягачом; 6 — скрепер полуприцепной с одноосным тягачом с дополнительным двигателем, для привода задней оси; 7 — скрепер колесный самоходный; 8 — бульдозер гусеничный; 9 — бульдозер колесный; 10 — автогрейдер; Л — грейдер-элеватор; 12 — диагональный грейдер-элеватор (струг)
Наибольшее развитие получили два типа землероино-транспортных машин: бульдозеры и скреперы.
Бульдозеры до последнего времени использовались в гидротехническом строительстве главным образом на вспомогательных работах, что в значительной мере являлось следствием недостаточной мощности их базовых машин. С увеличением мощности тракторов и тягачей -и применением рабочих органов, приспособленных для разнообразных работ, область использования бульдозеров значительно расширилась, и из вспомогательного оборудования они стали универсальными машинами, часто решающими весь комплекс земляных работ, оставаясь в то же время важнейшим оборудованием для совместной работы со скреперами и экскаваторами.
Скреперы, появившись лишь 30—35 лет тому назад в виде примитивных совков на колесной тяге, увеличиваясь в мощности и производительности, являются теперь мощными высокопроизводительными машинами, которые могут самостоятельно выполнять крупные объемы земляных работ <с большей экономичностью по сравнению с другими машинами.
Грейдеры и грейдер-элеваторы являются дорожными машинами и обычно рассматриваются в курсах «Дорожные машины». Однако некоторые модели из числа этих ножевых машин (автогрейдеры, диагональные грейдер-элеваторы) широко применяются в строительстве и в частности — в гидротехническом.
При комплексном применении нескольких типов современных землероино-транспортных машин могут выполняться почти все основные земляные и многие вспомогательные работы в строительстве.
Основными достоинствами землероино-транспортных машин являются:
а) гибкость и маневренность, простота устройства, обслуживания и ремонта;
б) выполнение одной и той же машиной всех операций технологического процесса;
в) высокая производительность машин, работающих без специального транспорта: от 8 до 12 м3/ч на 1 м3 емкости ковша для большегрузных скреперов при дальности возки 600—1000 м и до 1000 м3/ч для мощных бульдозеров при работе на уклонах порядка 20%,
г) невысокая стоимость работ, которая в благоприятных условиях может быть в 3—4 раза ниже стоимости работ, выполняемых экскаваторами.
Общим недостатком всех землеройно-транспортных машин, кроме бульдозеров, является зависимость рабочего органа от ходовой части машины, что ограничивает область их применения характером разрабатываемого грунта, рельефа местности и климатическими условиями. За малым исключением они не пригодны для работы при низких температурах, для разработки очень тяжелых грунтов с включением крупных камней, а также в болотистых и заболоченных местностях. Эффективность этих машин снижается при разработке влажных и сыпучих грунтов в дождливое время из-за уменьшения сцепления ходовых частей с грунтом. Производительность резко снижается при работе на подъемах.
На объектах с большими объемами земляных работ следует всемерно стремиться к применению более мощных и быстроход-радиатора машины и являющийся навесным орудием к гусеничному или колесному трактору, либо к специальному колесному тягачу.

Рис. 2. Производительность землеройно-транспортных машин в средних грунтах:
1 — бульдозер гусеничный 37—110 кет (50—150 л. с); 2 — бульдозер колесный 137 кет (186 л. с); 3 — скрепер прицепной 66 кет (90 л. с); 4 — скрепер прицепной 88 кет (120 л. с); 5 —скрепер полуприцепной 85—160 кет (116—220 л. с.)
Отвал с помощью штоков гидравлических цилиндров, питаемых от насосов трактора (тягача), или тросов тракторной лебедки (а в некоторых новых моделях и электрического привода) может подниматься над опорной поверхностью ходовой части машины на высоту примерно до 1,2 м или опускаться, за-глубляясь ниже этой поверхности на 0,5—1,8 м.
В процессе работы на ходу машины опускается отвал, который под влиянием собственного веса и напорного усилия, создаваемого машиной, врезается в грунт и срезает стружку толщиной 15—30 см. По наполнении отвала бульдозерист приподнимает (выглубляет) отвал и, удерживая его на уровне земли, перемещает срезанный грунт волоком к месту его укладки. Оптимальной длиной перемещения грунта бульдозеро!м считается 50— 70 м, максимальной — 200—250 м. Чем меньше это расстояние, тем эффективнее работа машины.
Бульдозеры классифицируют:
а) по мощности и силе тяги базовой машины:
б) по конструкции и способу крепления рабочего органа (отвала) — с неповоротным отвалом, жестко укрепленным в положении, перпендикулярном к продольной оси базовой машины, и с поворотным отвалом (универсальные), углы установки которого можно менять в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
в) по типу (механизма управления — с гидравлическим, канатным, смешанным и электрическим управлением;
г) по типу ходового оборудования базовой машины — на гусеничные и колесные.
Изготовляют также бульдозеры с комбинированным рабочим органом (бульдозер-погрузчик), которые могут не только перемещать срезанный грунт, но и производить его погрузку в транспортные средства, т. е. работать как одноковшовый погрузчик, грейферный ковш и распределитель сыпучих материалов и грунта.
Бульдозеры с неповоротным отвалом перемещают разрабатываемый грунт только в направлении движения машины. Бульдозеры с поворотным отвалом могут перемещать грунт как в направлении движения машины, так и в боковом направлении по отношению к ее движению.
Бульдозеры разрабатывают грунты всех категорий, включая гравелистые и галечникювые, взорванные и разборные скальные породы.

Рис. 3. Бульдозер колесный (мощность двигателя 645 кет).
Основными видами работ для бульдозеров являются сооружение высотой до 1,5 м из резервов и выемок такой же глубины, сооружение полувыемок-полунасыпей; планировка и отделка площадок и откосов; засыпка канав и траншей; прорезка геррас на косогорах; разравнивание грунта на отвалах; штабелирование и распределение различных материалов на складах; корчевка пней, валка деревьев и т. п. Кроме того, бульдозеры широко применяются на скреперных работах для толкания большегрузных скреперов при их загрузке.
В гидротехническом строительстве наиболее широко применяются бульдозеры мощностью до 150—220 кет (200— 300 л. с). В США для бульдозерных работ и толкания большегрузных скреперов используют более мощные модели — гусеничные со сдвоенными двигателями общей мощностью до 645 кет (875 л. с.) и на колесных шасси — мощностью до 1215 кет (1650 л. с). Наиболее мощный бульдозер, предназначенный для толкания большегрузных скреперов на колесном шасси, имеет вес 170 т, высоту более 5 м и мощность первичного двигателя 1215 кет (1650 л. с). Его первичный двигатель-дизель приводит генератор постоянного тока, служащий источником энергии для электродвигателей мощностью тю 400 л. с, встроенных в ходовые колеса диаметром 3 м (мотор-колесо). Таким образом, все 4 колеса являются ведущими, что обеспечивает максимально возможную проходимость машины.

Рис. 4. Бульдозер на специальном колесном шасси (мощность двигателя 1215 кет (1650 л. с), вес 170 т]
В последнее время наибольшее распространение (особенно в зарубежной практике) получают колесные бульдозеры. Это объясняется значительным преимуществом колесных базовых машин для бульдозеров перед гусеничными тракторами. Колесные тракторы (тягачи) имеют более высокие скорости движения (до 60 км/ч) по сравнению с гусеничными тракторами и обладают большей маневренностью. Поэтому производительность колесных бульдозеров на ряде работ выше, чем у гусеничных, в 1,7— 2,0 раза, а стоимость разработки и перемещения грунта меньше в 1,2—1,5 раза. Однако полная замена гусеничных машин колесными нецелесообразна, так как в тяжелых грунтовых условиях, а также в местах с неблагоприятным климатом использование гусеничных машин эффективнее, чем колесных.

Рис. 5. Рабочее оборудование бульдозера:
а — основные виды рабочего оборудования; б — схемы установки отвала; 1 — отвал непоеоротного бульдозера; 2 — отвал универсального бульдозера; 3 — поперечный перекос отвала; 4 — отвал-рыхлитель; 5 — отвал с торцовыми стенками; 6 — положение отвала в плане универсального бульдозера; 7 — перекос отвала в вертикальной плоскости
Основными частями каждого бульдозера являются отвал, толкающая рама и оборудование для установки отвала в рабочее или транспортное положение.
Отвал бульдозера изготовляют из листовой стали в форме криволинейного щита, усиленного ребрами жесткости и сваренного с подножовой плитой, на которой крепятся режущие ножи или зубья.- Форма и профиль отвала должны обеспечивать наибольшее наполнение его грунтом с минимальными при этом сопротивлениями, для чего поверхность отвала должна быть возможно более гладкой.
С точки зрения снижения энергоемкости процесса набора и перемещения грунта наилучшие результаты обеспечиваются отвалом с профилем поверхности переменной кривизны, с максимальной кривизной в нижней части отвала. Однако ввиду некоторой сложности изготовления отвалов такой поверхности обычно применяются отвалы с постоянным радиусом кривизны, с криволинейной поверхностью, начинающейся сразу же от ножа отвала. Длина прямолинейного участка профиля отвала при этом выбирается минимальной, исходя из условий расположения ножа и крепления его к отвалу. Отвалы универсального назначения часто снабжаются козырьками, препятствующими пересыпанию грунта через отвал лри толчках, на подъемах и в случаях, когда процесс движения стружки по отвальной поверхности нарушается. Высота козырька (по вертикали) обычно принимается в пределах 0,1—0,25 от высоты отвала.
Минимальная длина отвала выбирается с таким расчетом, чтобы отвал перекрывал габарит базовой машины по ширине и выступающие части толкающей рамы не менее, чем на 100 мм с каждой стороны. Для работы в легких грунтовых условиях и особенно на сыпучих грунтах длина отвала может увеличиваться за счет применения съемных уширителей, устанавливаемых под углом 15—30° к режущей кромке ножа.
На мощных бульдозерах для разработки тяжелых грунтов, крупнокусковой скальной породы применяют отвалы совкового типа. При этом увеличиваются ширина захвата, объем призмы перемещаемого грунта, уменьшаются потери при транспортировании грунта и значительно повышается производительность бульдозера.
Высота отвала, определяется силой тяги и грунтовыми условиями, для которых предназначается бульдозер.
Тяговое усилие трактора (тягача) передается отвалу бульдозера через толкающие рамы. У бульдозеров с отвалом неповоротного типа толкающая рама состоит из двух продольных толкающих балок, расположенных по обе стороны базовой машины.

Рис. 6. Гусеничный бульдозер с отвалом неповоротного типа
Толкающие балки одним своим концом жестко (у малых моделей) или шарнирно (у средних и тяжелых моделей) крепятся при помощи раскоса 3 к отвалу, а другим шарнирно к раме ходовой части машины. Благодаря такому креплению отвал с помощью гидроцилиндра 4 можно свободно опускать и поднимать, т. е. изменять глубину резания.
Шарнирное соединение отвала с балками толкающей рамы обусловливает возможность поворота отвала относительно горизонтальной оси, параллельной образующей отвала, т. е. регулировать угол резания. У некоторых моделей возможен, кроме того, еще и поперечный перекос отвала IB целях лучшего подрезания грунта на уступах. Для регулирования угла резания и поперечного перекоса отвала бульдозеры обычно оборудуются винтовыми раскосами, которые одним концом соединяются с отвалом, а другим — с толкающим брусом. У некоторых моделей эти операции выполняются при помощи гидравлических толкателей.
У бульдозеров с поворотными (универсальными) отвалами толкающая рама имеет форму арки, с которой отвал соединяется посредством центрального шарового шарнира и двух боковых гидравлических толкателей. В отличие от отвала неповоротных бульдозеров отвал универсального бульдозера при помощи цилиндров подъема и поворота можно устанавливать в различные положения относительно толкающей рамы: перпендикулярно к продольной оси машины; под углом к этой оси до 65° в плане в каждую сторону; с перекосом в вертикальной плоскости на угол до 10—12°. Положение отвала относительно толкающей рамы жестко фиксируется толкателями. Благодаря такому устройству отвала бульдозер может выполнять некоторые работы, не доступные бульдозеру с неповоротным отвалом: засыпку траншей и канав при движении бульдозера вдоль них, перемещение разрабатываемого грунта в сторону от прохода машины и т. п.
На новых моделях бульдозеров может быть установлено сменное рабочее оборудование: отвал-откосник для зачистки и планировки откосов, зубья для корчевки и рыхления в плотных грунтах, оборудование кустореза, древовал и другие виды сменного оборудования.
Установка отвала бульдозеров в рабочее и транспортное положение производится водителем из кабины при помощи канатного, гидравлического (наиболее распространенного), а в некоторых моделях электрического привода.
У бульдозеров с канатным приводом подъем отвала осуществляется при помощи лебедки и канатного полиспаста принудительно, а опускание и врезание его в грунт — только под действием силы тяжести самого отвала и его рамы. Это является существенным недостатком канатного привода, так как при такой системе управления врезание ножей отвала в плотные грунты не может быть быстрым из-за недостаточного веса отвала. Поэтому канатная система управления в настоящее время применяется редко и вытесняется главным образом гидравлической.
У бульдозеров с гидравлическим приводом подъем и опускание отвала, а в некоторых моделях и поворот отвала в горизонтальной плоскости принудительные и производятся штоками гидроциливдров, питаемых маслом от установленного на машине насоса; благодаря этому врезание ножей отвала в грунт осуществляется быстрее и на более коротком пути. Принципиальная схема гидропривода показана на рис. . Гидропривод в основном состоит из одного или двух гидроцилиндров двойного дей’ ствия, масляного насоса с мультипликатором и золотникового; распределителя.
Гидроцилиндры шарнирно связаны с рамой бульдозера, а штоки их 2-е толкающей рамой. Рабочая жидкость по напорному трубопроводу нагнетается в гидроцилиндры шестеренчатым насосом из бака при соответствующем положении распределителя, установленного в кабине водителя. Четыре положения золотника распределителя обеспечивают подъем, опускание, фиксирование и плавающее положение отвала. Рабочая жидкость при давлении в системе порядка 10—12 Мн/м2 (100— 120 кг/см2) поступает в надпоршневое или подпоршневое пространство гидроцилиндров, что со отв етствует принудительному заглублению или подъему отвала. Золотник из положения, соответствующего подъему и опусканию отвала, в положение, когда отвал зафиксирован, устанавливается автоматически.

Рис. 8. Принципиальная схема гидропривода бульдозера
При необходимости перемещения отвала по поверхности грунта, применяясь к его неровностям, золотниковый распределитель :переводится в «плавающее» положение.
При отключении вала отбора мощности масляный насос останавливается, чем исключается излишний износ насоса и перекачивание масла при нерабочих пробегах бульдозера.
Бульдозеры обычно работают при резко переменном сопротивлении на ножах отвала, что отрицательно сказывается на долговечности двигателя и трансмиссии несущего шасси. Кроме того, бульдозерист, работая челночными ходами, примерно 20— 40 раз в час переключает скорости. При обычной механической трансмиссии на это расходуется значительное время, а частые переключения скорости утомляют водителя.
Установлено, что только по этим причинам производительность бульдозера ниже примерно на 20% его технически возможной производительности. Поэтому базовые машины для бульдозеров все чаще снабжаются гидромеханическими трансмиссиями с турботрансформаторами и полуавтоматическими коробками передач. При таких трансмиссиях реверсирование хода и изменение юкорости движения машины значительно облегчается; это снижает утомляемость водителя, сокращает время на переключение тередач и реверсирование ходов и, как следствие, увеличивает производительность машины.

Рис. 9. К определению влияния уклона местности на производительность бульдозера и сопротивление движению автомобиля:

Список используемой литературы

1. Большой справочник школьника 5-11 классы. Москва. Издательство Дрофа. 2001.

. Вахламов В.К. Автомобили: Конструкция и эксплуатационные свойства. - М.: Транспорт, 2009.
. Елисеева О.Е. Справочник по оказанию скорой неотложной помощи/Под ред. - М.: Медицина, 1988
. Комментарии к «Экзаменационным билетам категорий «А», «В», «С» и «Д». - М.: Рецепт-Холдинг, 2008.
. Мелкий В.А. Пособие по ПДД. - М.: Высшая школа, 2007. - 255 с.
. Медицинская энциклопедия / Сост. Д.О. Орлова. М.: Медицина, 2005.
. Ушаков А.А. Медицинский справочник.- М.: АНМИ, 1996. - 465с.
. Учебное пособие. Москва. Издательство ДОСААФ. 1990.
. Шестопалов К.С. Устройство, техническое обслуживание легкового автомобиля.