Бульдозер
Бульдо́зер — самоходная землеройная машина, представляющая собой гусеничный или колёсныйтрактор, тягач и т. п. с навесным рабочим органом — криволинейным в сеченииотвалом (щитом), расположенным вне базы ходовой части машины. Служит дляпослойного копания, планировки и перемещения (на расстояние 60-200 м) грунтов, полезных ископаемых, дорожно-строительных и др. материалов при строительстве иремонте дорог, каналов, гидротехнических и т. п. сооружений.
История создания
Слово «бульдозер»появилось в конце XIX века — оно относилось к любой силе, способной сдвинутьбольшую массу.
В 1929 году появилсяименно первый бульдозер — огромная и шумная машина. Они были сделаны на базетракторов путём монтажа спереди металлической пластины.
Разновидности бульдозеров
— с неповоротным отвалом,установленным перпендикулярно продольной оси базовой машины;
— с поворотным отвалом,который в горизонтальной плоскости можно устанавливать под углом в обе стороныот продольной оси машины или перпендикулярно к ней;
— универсальные с отваломиз двух шарнирно сочленённых половин, устанавливаемых в горизонтальной плоскостипод различными углами к продольной оси машины или перпендикулярно к ней(путепрокладчик).
Отвалы всех типовбульдозеров оснащаются механизмами с гидравлическим, канатным илиэлектромеханическим приводом для подъёма-опускания, поворотов в плане, перекосовв поперечной плоскости, наклона вперёд-назад по ходу. Бульдозеры снабжаютсясменным оборудованием (рыхлителями, откосниками, уширителями, открылками идр.), расширяющим область их применения и повышающим эффективность на отдельныхработах.
Производство
В настоящее время,лидерами на мировом рынке производства бульдозеров являются компанииCaterpillar, Komatsu, John Deere, Dressta и ЧЕТРА (Промтрактор), ЧТЗ-Уралтрак.
Характеристикибульдозеров
— длина отвала — до5,550мм
— масса отвала — до 10т
— размеры отвала: ширина- до 6100 мм, высота — до 2200мм
— высота с козырьком — 2300мм
— подъем отвала — 1780мм
— заглубление отвала — 800мм
— расстояние перемещенияпороды — до 200 м
— мощность двигателя — до386кВт
— масса — до 58т
Применение бульдозеров
— послойное срезание икопание, разравнивание, планировка, перемещение горных пород, грунта, сыпучихматериалов
— пресс для гибкихдеталей
Рабочие инструментыбульдозеров
— отвал
— толкающая рама
— механизм управления
— рыхлительные зубья,откосники, уширители, открылки (дополнительное оборудование).
Грейдер
Дорожный грейдер
Гре́йдер (англ.grader, от англ. grade — нивелировать, выравнивать) — прицепная или самоходнаямашина для планировки и профилирования площадей и откосов, разравнивания иперемещения грунта, снега или сыпучих строительных материалов.
Выполнение всех функцийгрейдера происходит с помощью специального рабочего органа — отвала с ножом,который смонтирован на раме машины. Его можно поднимать, опускать, поворачиватьв горизонтальной и вертикальной плоскости.
Самоходные грейдеры носяттакже название автогрейдеры. Отвал автогрейдера снабжен механическим илигидравлическим управлением, приводимым в действие от двигателя.
Иногда на автогрейдереустанавливается вспомогательный орган — кирковщик, который состоит из 7-11зубьев, предназначенных для разрушения дорожных пород и покрытий при ремонтедорог.
Грейдеры применяются пристроительстве и содержании дорог, аэродромов, в сельском хозяйстве.
Длина ножей грейдеров,выпускаемых в СССР, а впоследствии и в России 2,5-4,5 м; производительность 45 м3/ч.
Автогрейдеры, имеющиеобъемный гидравлический привод регулировки положения отвала, могут оснащатьсяавтоматическими системами нивелирования, применение которых облегчает работуоператора и позволяет добиться необходимых параметров профилируемой поверхностиза меньшее число проходов грейдера, что повышает технико-экономическиепоказатели машины.
Рекордсмены
Самый большой изкогда-либо созданных в мире грейдеров — Acco Grader итальянской компанииUmberto Acco Company.
Был выпущен вединственном экземпляре. Первоначально «рекордсмена» построили дляэкспорта в Ливию. Однако из-за действовавших в то время ограничений на торговлюс Ливией машину так и не доставили заказчику. В итоге, она до сих пор работаетв Италии.
Весит Acco Grader 160тонн, имеет два двигателя Caterpillar, суммарная мощность которых составляет 1700 л.с. Мотор на 1000 л.с. находился в задней части машины, на 700 л.с. — в передней.
Скрепер
Скрейпер, скрепер (англ.scraper, от scrape «скрести») — землеройно-транспортная машина,предназначенная для послойного (горизонтальными слоями) копания грунтов,транспортирования и отсыпки их в земляные сооружения слоями заданной толщины.Кроме того, при движении по насыпи скреперы своими колесами уплотняютотсыпанные слои грунта, благодаря чему сокращается потребность в специальных грузоуплотняющихмашинах.
Скреперы используют дляразработки разнообразных грунтов 1-111 категорий от чернозема до тяжелых глин.Очень плотные грунты предварительно разрабатывают рыхлителями. Применениескреперов определяется дальностью возки грунта.
Прицепные скреперы вагрегате с базовыми гусеничными тракторами используют при дальноститранспортирования от 100 до 800 и максимально до 1000 м. Чем больше вместимость скрепера, чем быстроходнее его базовый трактор, тем на большей дальноститранспортирования целесообразно применять агрегат. Однако уже при дальноститранспортирования 1 км прицепные скреперы уступают в рентабельностиавтомобилям-самосвалам, загружаемым одноковшовыми экскаваторами. Если дальностьтранспортирования грунта менее 100 м, выгоднее применять более простые идешевые землеройные машины, такие как бульдозеры на базе гусеничных тракторов.
Самоходные скреперы,агрегатируемые с базовыми, быстроходными колесными тягачами применяют вблагоприятных условиях при дальности транспортирования от 300 до 3000 м и более. При дальности транспортирования более 3000 м по бездорожью скреперы рентабельнеесамосвалов, загружаемых экскаватором.
По типу ходовой частибазовой машины различают скреперы на гусеничном и колесном ходу. По способузагрузки ковша грунтом различают скреперы с загрузкой движущим усилием, то естьтягой базовой машины и тягача (в случае применения последнего) и скреперы спринудительной загрузкой скребковым элеватором, установленным на самомскрепере.
Характеристикискреперов
— габариты: длина — до 17 300 мм, ширина — до 4500 мм, высота — до 4300 мм
— масса — до 115 т
— мощность двигателя — более 470 кВт
— вместимость ковша — до25 т
— база скрепера — 8000 мм
— размер шин — 37,5 — 99
— грузоподъемность — до45 т
— расстояние перемещениягорной массы — до 5000 м
— глубина резания — до 0,4 м
— ширина резания — до 3,9 м
— колея колес: передних — до 2900 мм, задних — до 2900 мм
— дорожный просвет — до 750 мм
Применение скреперов
МОАЗ-6014
— послойная разработкагрунта
— транспортировка грунта
— отсыпка грунта
— разравнивание грунта
— уплотнение грунта
Рабочие инструментыскреперов
— ковш
— механизмы управленияковшом и заслонкой
— ходовое оборудование
Классификацияскреперов
1. По геометрическойемкости ковша
— скреперы малойвместимости (до 3 м³)
— скреперы среднейвместимости (от 3 до 10 м³)
— скреперы большойвместимости (более 10 м³)
2. По способуагрегатирования с тягачом
— прицепные скреперы(агрегатируются с гусеничными тракторами)
— полуприцепные скреперы(агрегатируются с колесными одноосными тракторами)
3. По способу загрузкиковша
— скреперы, загружающиесяза счет тягового усилия базовой машины
— скреперы, загружающиесяпринудительно
— скреперы, загружающиесяпосредством скребкового элеватора
4. По способу выгрузкипороды из ковша
— скреперы со свободной(самосвальной) загрузкой (опрокидывание ковша вперед или назад)
— скреперы сполупринудительной загрузкой (опрокидывание днища и задней стенки вперед)
— скреперы спринудительной загрузкой (выдвигание задней стенки вперед)
5. По конструкции ковша
— скреперы содностворчатым ковшом
— скреперы сдвустворчатым ковшом
— скреперы с грейфернымковшом
— скреперы стелескопическим ковшом
6. По числу колесных осей
— скреперы одноосные
— скреперы двухосные
— скреперы трехосные
Производителискреперов
Caterpillar
МоАЗ — Могилёвскийавтомобильный завод
Экскаватор
Экскава́тор (от лат.excavo — долблю) — основной тип землеройных машин, главным образом дляразработки мягких горных пород в массиве или скальных в раздробленномсостоянии. Различают одноковшовые (механическая лопата, драглайн и др.) имногоковшовые (цепные и роторные) экскаваторы.
История
Активное строительствожелезнодорожных полотен в 30-х годах XIX века и нехватка рабочих сподвиглиамериканца Отиса в 1832-1836гг. изобрести первый одноковшовый экскаватор.Позднее появились многоковшовые экскаваторы или абзетцеры, которые имелиогромные размеры и передвигались по рельсам, выкапывая желобы породы. С нимиработало множество специальных машин, среди которых заметен путепередвигатель,передвигавший многочисленные рельсы экскаватора. В Советском Союзе былопостроено три абзетцера, два из которых немецкого производства, работавших сначала 1960 годов до распада СССР, на добыче фосфоритов в Лопатинском руднике. Наданный момент все три машины не функционируют и проданы на утилизацию, вруднике работает лишь один маленький абзетцер, добывающий фосфориты вограниченных количествах.
Одноковшовыйэкскаватор
Одноковшовый экскаватор — землеройная машина циклического действия для разработки (копания), перемещенияи погрузки грунта. Рабочим органом является подвижный ковш, закреплённый настреле, рукояти или канатах. Ковш загружается за счет перемещения относительноразрабатываемого грунта.
При этом корпусэкскаватора относительно грунта остается неподвижным — тяговое усилие создаётсямеханизмами экскаватора.
Это отличает экскаваторот скрепера и погрузчика, где тяговое усилие при загрузке ковша создаётсяперемещением корпуса машины.
Одноковшовый экскаватор — наиболее распространённый тип землеройных машин, применяемых в строительстве идобыче полезных ископаемых.
Классификация
Одноковшовые экскаваторыклассифицируются по типу шасси, типу привода, типу рабочего оборудования,возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности.
Полноповоротные
Рабочее оборудование,приводы, кабина машиниста и двигатель устанавливаются на поворотной платформе,которая в свою очередь устанавливается на шасси и может поворачиватьсяотносительно него в любую сторону на любой угол.
Неполноповоротные
Рабочее оборудованиезакрепляется на шасси с помощью поворотной колонки. Поворот рабочегооборудования осуществляется на угол 45-90 градусов от начального положения.
Двигатель, механизмы,кабина машиниста размещены на неповоротном шасси. В настоящее времянеполноповоротными выполняются экскаваторы, навешиваемые на тракторы.
По типу шасси
Навешиваемые натракторы
В качестве базового шассииспользуется трактор, чаще всего колёсный. Неполноповоротное экскаваторноеоборудование устанавливается сзади (реже сбоку) трактора, на специальной раме.Наиболее распространенными являются экскаваторы, навешиваемые на тракторы класса1,4. Характерный объём ковша — 0,2-0,5 м³.
Применяются длявыполнения небольших землеройных или погрузочных работ, чаще всего при ремонтеинженерных сетей. Конструкция рабочего оборудования позволяет оперативнопереставлять ковш для работы прямой или обратной лопатой. Ковш может заменятьсягрейфером, грузовыми вилами или крюком. Для привода используется двигательбазового трактора.
Привод рабочегооборудования гидравлический. Благодаря относительно высокой скорости хода могутоперативно прибывать к месту выполнения работ, расположенных на расстоянии 20-30 км от места базирования. Трактор с навешенным экскаваторным оборудованием может использоватьсятакже для выполнения транспортных и бульдозерных работ.
На автомобильном шасси
В качестве базового шассииспользуется грузовой автомобиль, чаще всего повышенной проходимости. Обладаютвысокой скоростью перемещения.
Применяются в случаях,когда требуется высокая мобильность: в военном деле (инженерные войска), привыполнении спасательных операций, при строительстве дорог, очистке каналов.
Рабочее оборудование — преимущественно- обратная лопата. Выпускаются экскаваторы с телескопической стрелой иповоротным ковшом, позволяющим оперативно переходить от прямой лопаты кобратной.
Для привода можетиспользоваться как двигатель базового автомобиля, так и отдельный двигатель,установленный на поворотной платформе.
Пневмоколёсные
Экскаваторы имеютсобственное специальное шасси, опирающееся на колёса с пневматическими шинами.Выполняются чаще всего полноповоротными. Для повышения устойчивости ипредотвращения сползания при загрузке ковша имеют выносные опоры. Имеютскорость хода до 30 км/ч. Могут буксироваться грузовыми автомобилями соскоростью до 70 км/ч. Проходимость по слабым грунтам ограниченная. Выпускаютсяв широком диапазоне размерных групп — от микроэкскаваторов с объемом ковша 0,04 м³ до тяжёлых колёсных экскаваторов — с объёмом ковша до 1,5 м³. В связи со спецификой выполняемых работ: разработка котлованов, траншей, планировочныеработы — рабочее оборудование — преимущественно обратная лопата. Могутиспользоваться с грейфером, челюстным захватом, гидравлическим молотом длярыхления грунта. Получили широкое распространение при выполнении различныхвидов строительных и ремонтных работ.
Привод колёс шасси можетосуществляться как от двигателя рабочего оборудования через механические илигидравлические передачи (гидромоторы), так и от отдельного двигателя.
Гусеничные
Экскаваторы имеют собственноеспециальное шасси с гусеничным движителем. Выполняются полноповоротными.Обладают высокой проходимостью и малым удельным давлением на грунт при большоймассе. Могут работать на слабых и переувлажнённых грунтах, в том числе наторфоразработках. Имеют скорость хода 2-15 км/ч. К месту работ перевозятся тягачами на специальных тралах.
Рабочий диапазон объёмовковша весьма широк: от миниэкскаваторов с объёмом ковша 0,04 м³ до карьерных с объёмом ковша 10 м³. Имеются также особо тяжёлые карьерныегусеничные экскаваторы с объёмом ковша 26 м³ производства фирмы DEMAG (Германия).
Рабочее оборудование:прямая лопата, обратная лопата, драглайн. Может использоваться с грейфером,челюстным захватом, гидравлическим молотом для рыхления грунта. Получилиширокое распространение в строительстве и при добыче полезных ископаемых. Рядмоделей гусеничных и пневмоколёсных экскаваторов имеют унифицированнуюповоротную платформу и рабочее оборудование.
Шагающие
Поворотная платформа соборудованием шагающего экскаватора установлена на опорной плите. С поворотнойплатформой связаны лапы, которые при работе экскаватора подняты (не касаются грунта).При передвижении экскаватора лапы опираются на грунт. При этом опорная плитаотрывается от грунта. Экскаватор передвигается на один шаг вперед (длянекоторых моделей возможно движение назад). После этого лапы поднимаются ивозвращаются в исходное положение. На шагающем ходу выпускают крупные карьерныеэкскаваторы с объёмом ковша 15 м³ — 40 м³ и вылетом стрелы до 65 м — 150 м. Рабочее оборудование — драглайн. Шагающими экскаваторами выполняются вскрышныеработы (расчистка залежей полезных ископаемых от пустой породы), а также добычаполезных ископаемых и перемещение их в отвал (высотой до 40м). Погрузкаполезных ископаемых шагающими экскаваторами в транспортные средстваосуществляться не может.
Железнодорожные
В качестве шассиэкскаватора используется железнодорожная платформа. Применяются для ремонтныхработ на железной дороге. Имеют объём ковша до 4 м³. Поворотная платформа и оборудование часто унифицировано с гусеничными экскаваторами.
Плавучие
Рабочее оборудование(драглайн или грейферное) установлено на понтоне. Применяются дляпогрузочно-разгрузочных работ, добычи песка, гравия из водоемов, дноочистительныхи дноуглубительных работ. От плавучих кранов, оборудованных грейферами,плавучие экскаваторы отличаются меньшей высотой и упрощённой конструкциейстрелы.
По типу двигателя
Паровые экскаваторы — в качестве двигателя используетсяпаровая машина. Были распространены в начале 20-го века. В настоящее время невыпускаются.
Моментно-скоростныехарактеристики паровой машины и рабочего оборудования экскаватора хорошосогласовываются, что упрощает механические передачи.
Экскаваторы с двигателямивнутреннего сгорания — наиболее распространённый тип. Экскаватор имеет собственный двигатель, чащевсего дизельный. Это обеспечивает автономность работы.
Диапазон мощностидвигателей, устанавливаемых на современные экскаваторы весьма широк.
Моментно-скоростные характеристикидвигателя внутреннего сгорания и рабочего оборудования экскаваторанесогласованы. Это требует применения на механических экскаваторах согласующихпередач (редукторов, гидротрансформаторов). У гидравлических экскаваторовсогласование обеспечивается гидравлическими передачами.
Электрическиеэкскаваторы — дляпривода рабочего оборудования используется электрические двигатели, получающиеэнергию от внешней сети или от собственного дизель-электрического агрегата.
Электрический привод спитанием от внешней сети применяется для карьерных экскаваторов.
Такие экскаваторыэкономичны и не загрязняют атмосферу карьера. Электрический привод с питаниемот собственного дизель-электрического агрегата применяется в плавучихэкскаваторах.
Экскаваторы,работающие во взрывоопасной среде (в шахтах) первичного двигателя не имеют. Их гидравлическоеоборудование питается жидкостью высокого давления от внешней маслостанции.
По типу механическихпередач (приводов рабочего оборудования)
С групповыммеханическим канатным приводом (механические).
Тяговое усилие к рабочиморганам передаётся посредством канатов (или цепей), движимых лебёдками. Приводлебёдок осуществляется от двигателя экскаватора посредством механическихпередач (зубчатых, цепных, фрикционных, червячных).
Универсальный экскаваторс механическим приводом оборудуется трехбарабанной лебёдкой. Стреловой барабанлебёдки используется для привода (подъёма и опускания) стрелы. Подъёмныйбарабан используется для подъёма ковша (или возврата рукояти при работеобратной лопатой). Тяговый барабан используется для подтягивания ковша кэкскаватору (при работе драглайном, обратной лопатой). При работе прямойлопатой тяговый барабан связан с механизмом напора рукояти.
Механический канатныйпривод широко применялся на экскаваторах в прошлом. В современных моделях егоприменение сокращается по следующим причинам:
— экскаваторы смеханическим канатным приводом имеют сложную конструкцию и содержат большоечисло быстроизнашивающихся изделий (накладки фрикционов, ленты тормозов, канаты).
— канатный приводобеспечивает ограниченное число независимых перемещений элементов рабочегооборудования;
— канатный приводтехнически сложно сделать автоматизированным;
— канатный привод необеспечивает полной фиксации элементов рабочего оборудования в заданномположении.
На современных моделяхканатный механический привод применяется только для драглайна или грейфера.
С индивидуальнымэлектрическим приводом лебедок (электромеханические).
Тяговое усилие к рабочиморганам передаётся посредством канатов (или цепей), движимых лебёдками. Приводкаждой лебёдки и вспомогательных механизмов осуществляется индивидуальнымэлектрическим двигателем. Такой привод применяется на тяжелых карьерных (в томчисле и шагающих) и промышленных экскаваторах.
С гидравлическимприводом
В экскаваторах сгидравлическим приводом усилие на элементах рабочего оборудования создаетсягидроцилиндрами и гидродвигателями. Двигатель экскаватора приводит во вращениегидравлический насос, создающий давление рабочей жидкости в гидросистеме. Черезсистему гидрораспределителей полости гидроцилиндров (гидродвигателей)соединяются с напорной или сливной магистралями гидросистемы, что обеспечиваетперемещение рабочего оборудования. В нейтральном положении (при запертыхполостях гидроцилиндров) положение рабочего оборудования фиксируется. Внастоящее время гидравлические экскаваторы имеют преимущественноераспространение.
Многоковшовыйэкскаватор
Многоковшо́выйэкскава́тор — землеройная машина непрерывного действия для копания иперемещения грунта. Рабочим органом являются непрерывно движущиеся ковши,закреплённые на бесконечной цепи, ленте или роторе. Усилие копания создаётся засчёт перемещения ковшей относительно корпуса машины. По сравнению содноковшовыми экскаваторами характеризуются большей производительностью, номенее универсальны. Применяются для выполнения больших объёмов земляных работ вдорожном, мелиоративном и гидротехническом строительстве, для разработкитраншей при прокладке трубопроводов и кабельных линий, в военном деле для рытьяокопов, для добычи полезных ископаемых, при проведении дноуглубительных работна водоёмах.
Классификациямногоковшовых экскаваторов
В зависимости отнаправления движения режущей кромки ковша по отношению к направлению движениямашины различают экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания.
Экскаваторыпродольного копания
У экскаваторовпродольного копания направление движения режущей кромки ковша совпадает снаправлением движения машины. Применяются для разработки узких траншей.
Экскаваторы поперечногокопания
У экскаваторовпоперечного копания направление движения режущей кромки ковша перпендикулярнонаправлению движения машины. Применяются для разработки котлованов, копанияканалов, добычи полезных ископаемых.
Экскаваторырадиального копания
Перемещение рабочихорганов производится поворотной телескопической стрелой.
В зависимости от способазакрепления ковшей различают цепные и роторные экскаваторы:
Цепные экскаваторы
Ковши закреплены набесконечной цепи. Отвал грунта производится непосредственно из ковшей. Форманаправляющей цепи обычно задаёт профиль копания.
Роторные экскаваторы
Ковши закреплены нажестком роторе. Отвал грунта может производиться как непосредственно из ковшей,так и посредством транспортера.