Рабочее оборудование бульдозера с поворотным отвалом
Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использована для расчистки дорог в зимнее время, подготовки площадок для складирования компостов и извести, выполнения проходов на полях со снежным покровом при известковании кислых почв, а также для других разнообразных землеройных работ в сельском и мелиоративном строительстве.
Новым в полезной модели является то, что у рабочего оборудования бульдозера с поворотным отвалом, состоящего из базового трактора (БТ) с бульдозерным оборудованием (БО), содержащим отвал (О) коробчатой конструкции криволинейного профиля с козырьком и сменным и режущими ножами, упряжные шарниры (УШ), универсальную раму (УР) прямоугольного сечения подковообразной конструкции, соединенную шаровой головкой с О и навешенную задними концами на УШ, толкающие брусья с винтовыми раскосами трубчатого сечения, соединенными передними концами при помощи крестовин с О, а противоположными -шкворнями с УР, два гидроцилиндра двойного действия (ГЦ), подвешенные на силовом канате БТ и шарнирно соединенные штоками с УР, БО снабжено только одним ГЦ, установленным шариирно на жестко закрепленном к переднему брусу полурамы БТ кронштейне, а УР навешена при помощи вильчатых упоров на цилиндрические цапфы поперечной балки, имеющей опорные раскосы и укрепленной к лонжеронам передней полурамы БТ, оснащенного сзади дополнительно балластной емкостью.
Предлагаемая полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована для расчистки дорог в зимнее время, подготовки площадок для складирования компостов и извести, выполнения проходов на полях со снежным покровом при известковании кислых почв, а также для других разнообразных землеройных работ в сельском и мелиоративном строительстве.
Известен бульдозер с неповоротным отвалом, состоящий из базового трактора и бульдозерного оборудования, содержащего отвал с подрезным ножом, поперечный кронштейн с цапфами, две толкающие балки с опорными лыжами, жестко соединенные одним концом с отвалом, а другим - шарнирно на цапфах поперечного кронштейна, гидроцилиндр двойного действия, размещенный на раме и соединенный штоком шарнирно с отвалом /1/.
Данное бульдозерное оборудование с неповоротным отвалом и жестким креплением толкающих балок отличается простой конструкцией и надежностью. Однако бульдозерное оборудование с жестким креплением отвала к толкающим балкам широко применяют только на легких бульдозерах и соответственно его эксплуатационные возможности при расчистке дорог от снега в зимнее время, выполнении проходов на полях зимой для известкования кислых почв и снегозодержания с целью накопления влаги, а также на других землеройных и мелиоративных работах значительно ограничены.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели относится рабочее оборудование бульдозера с поворотным отвалом, состоящее из базового трактора с бульдозерным оборудованием, содержащим отвал коробчатой конструкции криволинейного профиля с козырьком и сменными режущими ножами,
упряжные шарниры, универсальную раму прямоугольного сечения подковообразной конструкции, соединенную шаровой головкой с отвалом и навешенную задними концами на упряжные шарниры, толкающие брусья с винтовыми раскосами трубчатого сечения, соединенными передними концами при помощи крестовин с отвалом, а противоположными -шкворнями с универсальной рамой, два гидроцилиндра двойного действия, подвешенные на силовом канате базового трактора и шарнирно соединенные штоками с универсальной рамой /2/ - прототип.
Известное бульдозерное оборудование с шарнирным креплением поворотного отвала к универсальной раме отличается универсальностью и большими возможностями в эксплуатации, так как рабочий орган его может быть установлен в плане прямо или под углом налево или направо по ходу движения машины.
Однако, наличие двух гидроцилиндров двойного действия, установленных на силовом канате трактора, усложняет конструкцию и монтаж бульдозерного оборудования, сужает его функциональные возможности использования с другими, а именно колесными тракторами.
Соединение универсальной рамы с трактором через упряжные шарниры полусферической формы значительно снижает коэффициент унификации, увеличивает трудоемкость при сборке и обслуживании, требует сложного и дорогостоящего оборудования при ремонте.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что у известного рабочего оборудования бульдозера с поворотным отвалом, состоящего из базового трактора с бульдозерным оборудованием, содержащим отвал коробчатой конструкции криволинейного профиля с козырьком и смежными режущими ножами, упряжные шарниры, универсальную раму прямоугольного сечения подковообразной конструкции, соединенную шаровой головкой с отвалом и навешенную задними концами на упряжные шарниры, толкающие брусья с винтовыми раскосами трубчатого сечения, соединенными передними концами при помощи
крестовин с отвалом, а противоположными - шкворнями с универсальной рамой, два гидроцилиндра двойного действия, подвешенные на силовом канате базового трактора и шарнирно соединенные штоками с универсальной рамой, бульдозерное оборудование снабжено только одним гидроцилиндром двойного действия, установленным шарнирно на жестко закрепленном к переднему брусу полурамы базового трактора кронштейне, а универсальная рама навешена при помощи вильчатых упоров на цилиндрические цапфы поперечной балки, имеющей опорные раскосы и укрепленной к лонжеронам передней полурамы базового трактора, оснащенного сзади дополнительно балластной емкостью.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
Снабжение бульдозерного оборудования только одним гидроцилиндром двойного действия упрощает его конструктивное исполнение и монтаж на базовый трактор, а также снижает удельные затраты на изготовление, обслуживание и ремонт.
Бульдозерное оборудование, снабженное для навешивания гидроцилиндра двойного действия кронштейном, а также поперечной балкой, закрепленных к поперечному брусу и лонжеронам передней полурамы базового трактора соответственно обладает уникальностью (возможно использование с разными марками колесных тракторов), технологичностью изготовления и сборки и большими возможностями в эксплуатации.
При снабжении универсальной рамы вильчатыми упорами, устанавливаемыми на цилиндрические цапфы поперечной балки, упрощается конструкция, изготовление и монтаж, достигается возможность осуществления ремонта данного оборудования в условиях хозяйства с использованием простого и недорогостоящего оборудования.
Дополнительное снабжение поперечной балки опорными раскосами, укрепленными к лонжеронам передней полурамы базового трактора, препятствует смещению ее в продольном направлении, чем обеспечивается более устойчивое закрепление бульдозерного оборудования на базовом тракторе, необходимое для увеличения срока его службы.
Оснащение базового трактора дополнительно балластной емкостью, расположенной на задней его полураме, обеспечивает лучшее сцепление колес с грунтом, необходимое для эффективной работы бульдозера, особенно при выполнении землеройных и мелиоративных работ.
В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.
На фигуре представлена схема рабочего оборудования бульдозера с поворотным отвалом.
Рабочее оборудование бульдозера с поворотным отвалом состоит из базового трактора 1 и бульдозерного оборудования. Бульдозерное оборудование содержит отвал 2 коробчатой конструкции криволинейного профиля с козырьком 3, универсальную раму 4 прямоугольного сечения подковообразной конструкции, толкающие брусья 5 с винтовыми раскосами 6 трубчатого сечения, гидроцилиндр 7 двойного действия, поперечную балку 8 с опорными раскосами 9. Козырек 3, препятствующий пересыпанию грунта через отвал на подъемах и при толчках, сверху укреплен ребрами 10. Спереди к отвалу 2 болтами с потайными головками прикреплены сменные режущие ножи 11. С тыльной стороны лобового листа отвала 2 в его центральной части приварено шаровое гнездо 12. Универсальная рама 4 своей шаровой головкой 13 через шаровое гнездо 12 соединена с отвалом 2. Толкающие брусья 5, с винтовыми раскосами 6 соединены передними концами при помощи крестовин 14 с отвалом 2, а противоположными - шкворнями 15 с универсальной рамой 4. Поперечная балка 8 закреплена к
лонжеронам 16 передней полурамы базового трактора 1 восьмью болтами. Дополнительно на лонжеронах 16 к поперечной балке 8 поставлены два опорных раскоса 9, препятствующих смещению ее в поперечном направлении. Универсальная рама 4 имеет два вильчатых упора 17, при помощи которых навешена на цилиндрические цапфы 18 поперечной балки 8. Гидроцилиндр 7 двойного действия шарнирно установлен на жестко закрепленном к поперечному брусу 19 полурамы базового трактора кронштейне 20 и шарнирно соединен своим штоком через две проушины 21 с универсальной рамой 4. Для лучшего сцепления колес 22 трактора 1 с грунтом на его заднюю полураму 23 монтируется емкость 24 для балласта, представляющая собой сварную конструкцию из швеллеров, уголков и листового железа. В бункер емкости 24 можно складывать металлические болванки, железобетонные плиты или засыпать его песком. Общий вес груза должен быть не более 2000 кг.
Рабочее оборудование бульдозера с поворотным отвалом эксплуатируется следующим образом.
Рабочее оборудование бульдозера с поворотным отвалом должно работать с грунтами П...Ш категории, в сплошном снежном покрове при средней плотности снега до 0,35 г/см 2 и высотой снежного покрова не более 0,6 м. Управление бульдозерным оборудованием гидрофицировано и осуществляется из кабины трактора. Рабочий процесс бульдозера состоит обычно из процессов копания, перемещения и разравнивания грунта. При копании отвал 2 из транспортного положения гидроцилиндром 7 двойного действия опускают в рабочее положение, заглубляют отвал 2 в грунт на 10...20 см и одновременным движением трактора 1 вперед срезают грунт, который накапливается перед отвалом 2, образуя призму волочения. По достижении призмой волочения высоты отвала 2 он при помощи гидроцилиндра 7 выглубляется. Далее бульдозер перемещает призму волочения к месту разгрузки. При рациональном режиме работы, обеспечивающем полное использование мощности двигателя трактора 1, в
начале резания, когда грунта перед отвалом 2 еще нет, режущие ножи 11 заглубляют на максимальную глубину, а затем, по мере увеличения призмы волочения, чтобы не заглох двигатель трактора 1, постепенно выглубляют ножи 11, уменьшая толщину стружки. При таком режиме путь набора грунта снижается в 1,5 раза, полностью используется мощность двигателя трактора 1. При транспортировании грунта значительная его часть теряется вследствие соскальзывания с краев отвала 2 в боковые валики. Для сохранения производительности эти потери компенсируются небольшим заглублением ножей 11 на некоторое расстояние.
Снегоочистку дорог наиболее эффективно проводить бульдозером с косопоставленным в плане отвалом 2. Снег отвалом 2 отгребают от оси дороги к периферии. Проходы бульдозера по одной полосе повторяют и снег отбрасывают ближе к кювету дороги. Аналогичным образом очищают и другую полосу. Снегозадержание вдоль дорог и на сельскохозяйственных полях осуществляют только одиночными проходами бульдозера, после чего остаются уплотненные снежные валы.
Планировочные работы с целью подготовки площадок для складирования компостов и извести производят на ровной местности с засыпкой впадин и срезкой бугров. При этом планировку осуществляют параллельными проходами с перекрытием приблизительно на 0,25 длины отвала 2 поверхности после предыдущего прохода. Это позволяет лучше выдерживать глубину резания и ровнее распределить грунт, не оставляя боковых валиков на спланированной поверхности. Отвал 2 при проведении таких планировочных работ загружают только на 0,6 его высоты. Небольшие неровности и валики заглаживают задним ходом при опущенном отвале 2 в «плавающем» положении. Иногда применяют перекрестные проходы для достижения необходимой ровности планируемой поверхности. Обычная точность планировки бульдозером составляет 5...7 см.
Регулировка угла резания отвала 2 в поперечной плоскости от основного положения 55° на угол +(-) 5° осуществляется путем изменения
длины винтовых раскосов 6. Установка отвала 2 под углом 30° в плане в обе стороны от продольной оси бульдозера или перпендикулярно к нему осуществляется путем перестановки толкающих брусьев 5 со шкворнями 15 во втулках, находящихся на универсальной раме 4 или путем замены мест толкающих брусьев 5 с правой стороны на левую и обратно. Сменные режущие ножи 11 имеют по два ряда квадратных отверстий, которые с двух сторон раззенкованы под углом 90°. Первоначально ножи 11 устанавливают на нижнем ряду отверстий. После изнашивания режущей кромки, ножи 11 опускают на верхний ряд отверстий и закрепляют болтами. Когда режущая кромка снова изнашивается, ножи 11 снимают с отвала 2, переворачивают на 180° и закрепляют в нижнем ряду отверстий. После дальнейшего изнашивания их снова смещают вниз и крепят на верхнем ряду отверстий. Если режущая кромка ножей 11 выступает на 15...20 мм над нижним краем подножной плиты отвала 2, то ножи 11 заменяют.
Проведенная производственная проверка подтвердила надежность конструкции разработанного рабочего оборудования бульдозера с поворотным отвалом, возможность использования его с различными марками тракторов и высокую мобильность в агрегате с колесным трактором. Бульдозерное оборудование может устанавливаться на колесные трактора МТЗ-80 (МТЗ-82), Т-150К, К-701, имеет наибольшее заглубление ниже опорной поверхности колес 100, 150 и 200 мм соответственно, а наибольший подъем над опорной поверхностью колес данных тракторов составляет 400, 650 и 600 мм. При работе бульдозерного оборудования с установкой отвала 2 прямо рабочая ширина прохода для трактора МТЗ-80 (МТЗ-82) равна 2120 мм, Т-150К - 3220 мм, К-701 - 3920 мм, а его конструктивная масса составляет 500, 800 и 1250 кг соответственно. Монтаж бульдозерного оборудования на соответствующий трактор может производиться в условиях хозяйства.
Преимуществом предлагаемой полезной модели в сравнении с прототипом является простота конструкции, снижение удельных затрат на изготовление, обслуживание и ремонт.
Литература
1. Клеин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1980.- с.588.
2. Забегалов Г.В., Ронинсон Э.Г. Бульдозеры, скреперы, грейдеры. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1991. - с.11-12 - прототип.
Рабочее оборудование бульдозера с поворотным отвалом, состоящее из базового трактора с бульдозерным оборудованием, содержащим отвал коробчатой конструкции криволинейного профиля с козырьком и сменными режущими ножами, упряжные шарниры, универсальную раму прямоугольного сечения подковообразной конструкции, соединенную шаровой головкой с отвалом и навешенную задними концами на упряжные шарниры, толкающие брусья с винтовыми раскосами трубчатого сечения, соединенными передними концами при помощи крестовин с отвалом, а противоположными - шкворнями с универсальной рамой, отличающееся тем, что бульдозерное оборудование снабжено только одним гидроцилиндром двойного действия, установленным шарнирно на жестко закрепленном к переднему брусу полурамы базового трактора кронштейне, а универсальная рама навешена при помощи вильчатых упоров на цилиндрические цапфы поперечной балки, имеющей опорные раскосы и укрепленной к лонжеронам передней полурамы базового трактора, оснащенного сзади дополнительно балластной емкостью.
