Улучшение рабочих характеристик бульдозерных отвалов

Любое строительство начинается с подготовительных земляных работ – расчистки необходимых площадей от растительности, деревьев, больших камней и верхнего слоя почвы. Данные работы выполняются, при помощи землеройной дорожной техники цикличного действия - бульдозером, который предназначен для послойного отделения и перемещения грунта на заданное расстояние. Именно на перемещение призмы волочения приходится основная доля потерь массы перемещаемого грунта, и как следствие снижение эффективности землеройно-транспортной машины, поэтому минимизация потерь, связанных с передвижением грунта, является задачей первостепенной важности. Стандартный прямой отвал бульдозера способен передвигать призму волочения лишь на расстояние до 60 м. Последующая транспортировка набранного отвалом грунта из-за нарастающих потерь при перемещении в боковые валики, является нецелесообразной. При этом улучшение транспортирующих характеристик прямых отвалов при подготовительных земляных работах ограничивается лишь использованием траншейной схемы разработки грунта.

 

Развитие данного строительного оборудования проводится в двух направлениях:

1. совершенствование ходовой части;

2. совершенствование рабочего органа.

 

Усовершенствование ходовой части может снизить совокупное потребление топливно-смазочных материалов, также снизить экологическую нагрузку на окружающую среду и повысить общую мощность агрегата, проходимость, но на транспортирующих свойствах бульдозера такие улучшения не скажутся – потери при перемещении в боковые валики будут теми же самыми, а с увеличением общей мощности, только возрастут. Развитие данного класса машин через совершенствование отвального рабочего органа оптимально повысит рабочие характеристики машины, даст ей конкурентное преимущество перед аналогичными моделями других фирм. Разработка новых конструкций отвалов бульдозера идёт в следующей последовательности: прямой отвальный рабочий орган, отвал с боковыми стенками, ковшовый отвал. Применение на практике отвального рабочего органа с боковыми стенками позволяет снизить потери при перемещении призмы волочения и позволяет увеличить дальность транспортирования до 100 метров. Были разработаны различные модификации этого технического решения – сферические боковые стенки, полусферические, коробчатые, с двуножевой системой отделения грунта и т.д.

 

Основным конструктивным недочётом стали конструктивная сложность и большой вес готового рабочего органа. Отвал ковшового типа распространён на погрузчиках и скреперах. Характерная особенность конструкции – наличие у отвального рабочего органа механизма загрузки/разгрузки, что снижает энергоёмкость при отделении слоя грунта. Использование такого навесного строительного оборудования позволяет намного увеличить дальность транспортирования призмы волочения (до 300 м) и тем самым расширяются технологические перспективы использования отвала ковшового типа, причём в последнее время наиболее совершенными считаются отвалы челюстного типа. При проведении подготовительных земляных работ нашли применение стационарные полусферические отвалы, недостатком которых является залипаемость рабочего органа на стыках секций при работах на связных глинистых и заторфованных грунтах. Для устранения возникшего недостатка было разработано техническое решение – конструкция сферического отвала с подвижной средней секцией, но из-за ряда конструктивных недочётов и массы, не получила должного распространения.

 

Вместе с тем конструкция полусферического рабочего органа является хорошей базой для внедрения новых технологий в усовершенствовании навесного оборудования землеройных машин. На её базе разработана модификация полусферического отвала с дисковыми боковыми ножами. Технические испытания опытного образца на бульдозерах тягового класса 40 и 100кН показали его эффективность при отделении слоя грунта 1 и 2 категории, при этом дальность транспортирования призмы волочения составила более 80 м. Дальнейшее усовершенствование рабочих органов бульдозера со специальными боковыми секциями будет реализовано при последующем изучении непосредственных процессов отделения слоёв грунта при помощи режущих рабочих органов и транспортирования грунта на заданное расстояние с тщательной аргументацией их рациональных величин.