| Тяговый класс, тс (тонн-сила) | Тяговый класс, кН | Номинальная мощность двигателя, кВт | Номинальная мощность двигателя, л.с. | Эксплуатационная масса, т | Примеры моделей |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 60 | 95–110 | 130–150 | 12–15 | Т-130, бульдозеры класса 6 тс |
| 10 | 100 | 125–132 | 170–180 | 15–17 | Т-170, ДЗ-171, Б10М |
| 15 | 150 | 154–184 | 210–250 | 20–28 | ДЭТ-250, бульдозеры класса 15 тс |
| 25 | 250 | 298–328 | 405–446 | 41–51 | ЧЕТРА Т25, ДЗ-25 |
| 35 | 350 | 360–412 | 490–560 | 53–63 | ЧЕТРА Т35, ДЭТ-400 |
| Тяговый класс, тс | Усилие подпора отвала, кН | Усилие подпора отвала, тс | Давление в гидросистеме, МПа | Диаметр гидроцилиндров, мм | Применение по группам грунта |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 100–120 | 10–12 | 16–18 | 125–140 | Группы I–II (песок, супесь, легкие суглинки) |
| 10 | 150–180 | 15–18 | 16–20 | 140–160 | Группы I–III (суглинки, средняя глина) |
| 15 | 250–300 | 25–30 | 18–20 | 180–200 | Группы I–IV (тяжелая глина, разрыхленная скала) |
| 25 | 400–480 | 40–48 | 20–22 | 200–220 | Группы II–V (скальные породы с рыхлителем) |
| 35 | 500–600 | 50–60 | 20–25 | 220–250 | Группы III–VI (скальные породы, горные работы) |
| Тяговый класс, тс | Ширина отвала, м | Высота отвала, м | Высота подъема (по нижней кромке), м | Заглубление отвала, мм | Объем перемещаемого грунта за цикл, м³ |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 3.0–3.3 | 1.0–1.2 | 0.8–1.0 | 350–440 | 1.8–2.2 |
| 10 | 3.3–3.7 | 1.2–1.4 | 1.0–1.2 | 400–500 | 2.2–2.8 |
| 15 | 3.7–4.0 | 1.4–1.6 | 1.2–1.4 | 500–600 | 3.0–3.8 |
| 25 | 4.2–4.5 | 1.8–2.1 | 1.4–1.6 | 600–750 | 4.5–5.5 |
| 35 | 4.5–5.0 | 2.1–2.3 | 1.6–1.8 | 700–800 | 6.0–7.5 |
| Тяговый класс, тс | Техническая производительность при разработке грунта, м³/ч | Эксплуатационная производительность при планировке, м²/ч | Дальность перемещения, м | Толщина срезаемой стружки, мм | Расход топлива, л/ч |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 40–65 | 1200–1600 | 50–80 | 200–400 | 18–22 |
| 10 | 65–95 | 1600–2200 | 60–100 | 250–450 | 25–32 |
| 15 | 100–150 | 2200–3000 | 80–120 | 300–500 | 35–45 |
| 25 | 200–300 | 3500–4800 | 100–150 | 400–600 | 55–75 |
| 35 | 300–400 | 5000–6500 | 120–200 | 500–700 | 80–105 |
Области применения гусеничных бульдозеров в землеройных работах
Гусеничные бульдозеры представляют собой самоходные землеройные машины на базе промышленных тракторов с навесным рабочим органом в виде отвала. Согласно ГОСТ ISO 6747-2018, бульдозеры предназначены для послойного копания, планировки и перемещения грунтов, полезных ископаемых и дорожно-строительных материалов на расстояние от десяти до двухсот метров при строительстве автомобильных дорог, гидротехнических сооружений, объектов промышленного и гражданского назначения.
Основными видами работ, выполняемыми бульдозерами, являются разработка выемок и котлованов с перемещением грунта в насыпи, планировка оснований дорожного полотна и площадей строительных объектов, зачистка откосов и террас, обратная засыпка траншей и пазух фундаментов, разравнивание грунта на отвалах. В зимний период бульдозеры применяются для очистки территорий от снега и устройства снегозадерживающих валов на сельскохозяйственных полях.
Преимущественное распространение получили гусеничные бульдозеры, обладающие высокими тяговыми усилиями и проходимостью на слабонесущих грунтах за счет удельного давления на опорную поверхность от ноль целых девять до одной целой и двух десятых килограмм-силы на квадратный сантиметр. Тракторы с гусеничным движителем обеспечивают буксование не более трех процентов на связных грунтах нормальной влажности и плотности, что позволяет эффективно использовать мощность двигателя для преодоления сопротивления грунта резанию.
Выбор типа и класса бульдозера определяется группой разрабатываемого грунта по трудности разработки, объемом земляных работ, рельефом местности и климатическими условиями эксплуатации. Для грунтов первой-второй группы применяются бульдозеры тягового класса шесть-десять тонн-сила, для грунтов третьей-четвертой группы рекомендуются машины класса пятнадцать-двадцать пять тонн-сила.
Классификация бульдозеров по тяговому классу
Тяговый класс является основным техническим показателем бульдозера, характеризующим его тяговые возможности при выполнении землеройных работ. Согласно ГОСТ 29194-91, тяговый класс промышленного трактора определяется наибольшим тяговым усилием в тоннах-силах, которое развивает машина на сухом песке при буксовании не более трех процентов для гусеничных тракторов.
На дорожно-строительных работах преимущественное распространение имеют бульдозеры на базе тракторов тяговых классов три, четыре, шесть, десять, пятнадцать, двадцать пять и тридцать пять тонн-сила. Для обозначения тягового усилия в системе единиц СИ применяются килоньютоны: класс десять тонн-сила соответствует ста килоньютонам. Тяговое усилие различно при разных скоростях движения машины, классифицирующее значение рассчитывается при рабочем диапазоне скоростей от семи до девяти километров в час.
Распределение бульдозеров по весовым категориям
К легким бульдозерам относятся машины тягового класса от ноль целых и шести десятых до четырех тонн-сила с номинальной мощностью двигателя от тридцати семи до девяноста шести киловатт. Средние бульдозеры соответствуют тяговому классу от шести до пятнадцати тонн-сила с мощностью силового агрегата от ста трех до ста пятидесяти четырех киловатт. Тяжелые бульдозеры имеют тяговый класс от двадцати пяти до тридцати пяти тонн-сила при мощности двигателя от двухсот девяноста восьми до четырехсот двенадцати киловатт.
Сверхтяжелые карьерные бульдозеры класса свыше тридцати пяти тонн-сила оснащаются двигателями мощностью пятьсот десять киловатт и более, эксплуатационная масса таких машин достигает ста пятидесяти пяти тонн. Данные машины применяются при разработке скальных горных пород в карьерах, на вскрышных работах при добыче полезных ископаемых, при строительстве гидротехнических сооружений и крупных транспортных магистралей.
Тяговый класс промышленного трактора всегда выше класса того же трактора в сельскохозяйственном исполнении, так как тяговое усилие определяется на сухом песке, а не на стерне колосовых. Например, трактор класса десять тонн-сила для промышленности соответствует классу восемь тонн-сила в сельскохозяйственной классификации.
Номинальная мощность двигателя и тяговые характеристики
Номинальная мощность двигателя бульдозера определяет его способность преодолевать сопротивление грунта при резании и перемещении призмы волочения. Современные гусеничные бульдозеры оснащаются четырехтактными дизельными двигателями с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива, развивающими мощность от ста двадцати пяти до шестисот трех киловатт при номинальных оборотах коленчатого вала от тысячи семисот до тысячи девятисот оборотов в минуту.
Силовые установки бульдозеров различных классов
Бульдозеры тягового класса десять тонн-сила, такие как трактор Т-170 производства Челябинского тракторного завода, комплектуются дизельными двигателями Д-160 или Д-180 мощностью сто двадцать пять киловатт при рабочем объеме одиннадцать целых и пятнадцать сотых литра. Двигатель Д-180 является многотопливным и способен работать на дизельном топливе, керосине и газовом конденсате, что обеспечивает универсальность применения машины в различных регионах.
Тяжелые бульдозеры класса двадцать пять тонн-сила оснащаются двигателями мощностью от двухсот девяноста восьми до трехсот двадцати восьми киловатт. Современные модели ЧЕТРА Т25 оборудуются дизельными двигателями ЯМЗ-8501.10 или Cummins QSX15 с рабочим объемом от пятнадцати до двадцати шести литров, развивающими эксплуатационную мощность до трехсот восьми киловатт при номинальных оборотах тысяча семьсот оборотов в минуту. Удельный расход топлива современных дизелей с электронным управлением составляет от ста восьмидесяти до двухсот двадцати граммов на киловатт-час.
Трансмиссия и механизмы поворота
Передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам гусеничных бульдозеров осуществляется через гидромеханическую или механическую трансмиссию. Гидромеханическая трансмиссия включает гидротрансформатор с коэффициентом трансформации от двух целых и пяти десятых до трех целых и нуля десятых, многоступенчатую коробку передач планетарного типа с числом передач от шести до восьми вперед и от трех до четырех назад, бортовые фрикционы и ленточные тормоза для осуществления поворота.
Применение гидротрансформатора позволяет автоматически изменять тяговое усилие в зависимости от нагрузки на отвал без переключения передач, что повышает производительность машины и ресурс трансмиссии. Коробка передач обеспечивает получение рабочих скоростей от двух до пятнадцати километров в час при движении вперед и от четырех до двенадцати километров в час при движении назад. Управление поворотом и торможением осуществляется рычагами или педалями из кабины машиниста.
↑ Вернуться к оглавлениюУсилие подпора отвала и гидравлическая система управления
Усилие подпора отвала является важнейшей характеристикой бульдозера, определяющей его способность заглубляться в грунт и преодолевать сопротивление резанию при разработке тяжелых грунтов. Величина усилия подпора зависит от тягового класса машины, рабочего давления в гидравлической системе и диаметра силовых гидроцилиндров управления отвалом.
Гидравлическое управление рабочим органом
Современные гусеничные бульдозеры оснащаются раздельно-агрегатной гидравлической системой с рабочим давлением от шестнадцати до двадцати пяти мегапаскалей. Гидросистема включает два или три шестеренчатых насоса общей производительностью от двухсот до четырехсот тридцати литров в минуту при оборотах двигателя тысяча семьсот оборотов в минуту, золотниковые распределители для управления гидроцилиндрами подъема, перекоса и поворота отвала, фильтры тонкой очистки рабочей жидкости и теплообменник для охлаждения масла.
Подъем и опускание отвала бульдозера осуществляется двумя силовыми гидроцилиндрами двустороннего действия с диаметром поршня от ста сорока до двухсот пятидесяти миллиметров и ходом штока от восьмисот до тысячи четырехсот миллиметров. Гидроцилиндры шарнирно соединены с рамой трактора и толкающей рамой отвала, обеспечивая подъем рабочего органа на высоту от восьмисот до тысячи восьмисот миллиметров по нижней кромке ножа и заглубление на глубину от трехсот пятидесяти до восьмисот миллиметров ниже опорной поверхности гусениц.
Расчет усилия подпора отвала
Усилие подпора отвала определяется по формуле: усилие равно произведению рабочего давления в гидросистеме на суммарную площадь поршней гидроцилиндров подъема-опускания. Для бульдозера класса десять тонн-сила с двумя гидроцилиндрами диаметром сто шестьдесят миллиметров и рабочим давлением восемнадцать мегапаскалей усилие подпора составляет: два умножить на три целых четырнадцать сотых умножить на ноль целых ноль восемь метра в квадрате делить на четыре умножить на восемнадцать мегапаскалей равно примерно триста шестьдесят килоньютон или тридцать шесть тонн-сила.
Фактическое усилие подпора отвала в грунте зависит от угла резания ножа, который составляет от пятидесяти пяти до семидесяти градусов к горизонтали, и коэффициента сцепления гусениц с опорной поверхностью. При работе на подъеме усилие заглубления увеличивается за счет составляющей силы тяжести машины, при работе на спуске усилие заглубления уменьшается, что требует применения принудительного заглубления отвала гидроцилиндрами.
При выборе бульдозера для разработки грунтов четвертой-пятой группы по трудности разработки необходимо учитывать усилие подпора отвала не менее четырехсот килоньютон, что обеспечивается бульдозерами тягового класса двадцать пять-тридцать пять тонн-сила с рабочим давлением в гидросистеме двадцать-двадцать пять мегапаскалей. Для грунтов первой-третьей группы достаточно усилия подпора от ста пятидесяти до трехсот килоньютон.
Геометрические параметры отвала бульдозера
Геометрические размеры отвала бульдозера определяют объем призмы волочения грунта перед рабочим органом и производительность машины при выполнении землеройных работ. Основными параметрами отвала являются ширина, высота по хорде, радиус кривизны в вертикальной плоскости, угол резания и угол установки в плане для поворотных отвалов.
Ширина и высота отвала
Ширина отвала бульдозера варьируется от трех до пяти метров в зависимости от тягового класса базового трактора. Бульдозеры класса шесть тонн-сила оснащаются отвалами шириной от трех до трех целых и трех десятых метра, машины класса десять тонн-сила имеют отвал шириной три целых три десятых до трех целых семи десятых метра. Тяжелые бульдозеры класса двадцать пять тонн-сила комплектуются отвалами шириной от четырех целых двух десятых до четырех целых пяти десятых метра, карьерные бульдозеры класса тридцать пять тонн-сила могут иметь отвалы шириной до пяти метров.
Высота отвала по хорде измеряется от нижней кромки ножа до верхней кромки отвального листа и составляет от одного до двух целых трех десятых метра для различных классов машин. На отвале может устанавливаться козырек высотой двести-триста миллиметров, препятствующий пересыпанию грунта через верхнюю кромку при подъеме отвала и движении машины на подъем. С учетом козырька общая высота отвала бульдозера класса двадцать пять тонн-сила достигает двух целых одной десятой метра.
Профиль и форма отвала
В вертикальной плоскости отвал бульдозера имеет криволинейный профиль с радиусом кривизны от полутора до двух с половиной метров, что обеспечивает лучшее удержание грунта перед отвалом и снижает потери при перемещении. Угол резания ножа отвала составляет от пятидесяти пяти до семидесяти градусов к горизонтали и может регулироваться изменением положения отвала относительно толкающей рамы.
По форме в горизонтальной плоскости различают прямые, полусферические и сферические отвалы. Прямой отвал установлен перпендикулярно продольной оси трактора и применяется для разработки плотных и мерзлых грунтов. Полусферический отвал имеет выступающие вперед боковые части на ширину боковых ножей и используется для разработки грунтов средней плотности. Сферический отвал с загнутыми вперед боковыми элементами обеспечивает лучшее удержание сыпучих материалов.
Высота подъема и заглубление отвала
Высота подъема отвала измеряется от опорной поверхности гусениц до нижней кромки ножа в верхнем транспортном положении и составляет от восьмисот миллиметров для бульдозеров класса шесть тонн-сила до тысячи восьмисот миллиметров для машин класса тридцать пять тонн-сила. Данный параметр определяет возможность транспортирования бульдозера по дорогам общего пользования и проезда под мостами и путепроводами.
Максимальное заглубление отвала ниже опорной поверхности составляет от трехсот пятидесяти до восьмисот миллиметров и обеспечивается принудительным опусканием отвала гидроцилиндрами при разработке плотных грунтов. Рабочее заглубление при резании грунта обычно не превышает четырехсот-пятисот миллиметров и зависит от группы грунта по трудности разработки, влажности и сопротивления резанию.
↑ Вернуться к оглавлениюПроизводительность бульдозеров при планировке грунтов
Производительность бульдозера является основным показателем эффективности использования машины при выполнении землеройных работ и выражается в кубических метрах грунта в час при разработке или в квадратных метрах в час при планировке поверхности. Различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность бульдозера.
Техническая производительность при разработке грунта
Техническая производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта определяется по формуле: производительность в кубических метрах в час равна произведению объема призмы волочения на число циклов в час, умноженному на коэффициенты потерь грунта, уклона местности, разрыхления и использования рабочего времени. Объем призмы волочения рассчитывается как произведение ширины отвала на квадрат высоты отвала, умноженное на котангенс угла естественного откоса и деленное на удвоенный коэффициент разрыхления.
Для бульдозера класса десять тонн-сила с отвалом шириной три целых пять десятых метра и высотой одна целых три десятых метра объем призмы волочения составляет: три целых пять десятых умножить на одна целых три десятых в квадрате умножить на одна целых семьдесят три сотых деленное на два умножить на одна целых двадцать сотых равно примерно две целых шесть десятых кубических метра в плотном теле. Число циклов в час определяется продолжительностью одного цикла, включающего резание и набор грунта, перемещение к месту отсыпки, разгрузку и холостой ход.
Эксплуатационная производительность при планировке
При планировочных работах техническую производительность бульдозера определяют по протяженности полосы планировки, ширине отвала и числу проходов. Производительность в квадратных метрах в час рассчитывается как произведение длины планируемого участка на ширину отвала, умноженное на коэффициент перекрытия проходов и деленное на продолжительность одного прохода в секундах, умноженную на число проходов.
Эксплуатационная производительность учитывает организационные и технологические перерывы в работе машины, регламентированные отдыхом машиниста, техническим обслуживанием и случайными простоями. Коэффициент использования рабочего времени принимается от ноль целых семь десятых до ноль целых восемьдесят пять сотых в зависимости от организации работ и условий эксплуатации. Эксплуатационная производительность составляет семьдесят-восемьдесят пять процентов от технической производительности.
Факторы, влияющие на производительность
На производительность бульдозера существенно влияют физические свойства грунта, включая гранулометрический состав, плотность, влажность, прочность и коэффициент разрыхления. Грунты первой-второй группы по трудности разработки с коэффициентом разрыхления одна целых десять сотых до одна целых двадцать сотых обеспечивают более высокую производительность по сравнению с грунтами третьей-четвертой группы с коэффициентом разрыхления одна целых двадцать пять сотых до одна целых пятьдесят сотых.
Дальность перемещения грунта является важным фактором производительности: рациональная дальность для бульдозеров составляет от пятидесяти до ста метров, при увеличении расстояния свыше ста двадцати метров производительность резко снижается за счет потерь грунта в боковые валики и увеличения времени цикла. Уклон местности влияет на производительность через коэффициент уклона: при работе под уклон производительность повышается на десять-пятнадцать процентов, при работе на подъем снижается на двадцать-тридцать процентов.
↑ Вернуться к оглавлениюРасход топлива и техническое обслуживание
Расход топлива гусеничных бульдозеров зависит от мощности двигателя, режима нагрузки, группы грунта по трудности разработки и условий эксплуатации. Часовой расход дизельного топлива при работе с нагрузкой семьдесят-восемьдесят процентов от номинальной составляет от восемнадцати до ста пяти литров в час для бульдозеров различных тяговых классов.
Нормы расхода топлива
Бульдозеры класса шесть тонн-сила с двигателем мощностью девяносто пять-сто десять киловатт расходуют восемнадцать-двадцать два литра дизельного топлива в час при выполнении землеройных работ средней интенсивности. Машины класса десять тонн-сила с мощностью двигателя сто двадцать пять-сто тридцать два киловатта имеют часовой расход от двадцати пяти до тридцати двух литров. Тяжелые бульдозеры класса двадцать пять тонн-сила с двигателями мощностью двести девяносто восемь-триста двадцать восемь киловатт расходуют от пятидесяти пяти до семидесяти пяти литров топлива в час.
Удельный расход топлива на единицу перемещенного грунта зависит от производительности машины и составляет от ноль целых три десятых до ноль целых шесть десятых литра на кубический метр для бульдозеров класса десять-двадцать пять тонн-сила при работе на грунтах первой-третьей группы на расстояние до ста метров. При увеличении дальности перемещения свыше ста двадцати метров удельный расход возрастает на двадцать-тридцать процентов.
Техническое обслуживание бульдозеров
Система технического обслуживания гусеничных бульдозеров включает ежесменное техническое обслуживание, периодические технические обслуживания номер один и номер два, сезонное обслуживание и текущий ремонт. Ежесменное обслуживание выполняется машинистом ежедневно перед началом работы и включает проверку уровней масла и охлаждающей жидкости, состояния гусениц и натяжения, осмотр гидроцилиндров и маслопроводов.
Первое периодическое техническое обслуживание проводится через каждые пятьдесят-шестьдесят моточасов работы и включает замену масла в двигателе, очистку фильтров, проверку натяжения гусениц и регулировку механизмов управления. Второе периодическое техническое обслуживание выполняется через двести пятьдесят-триста моточасов с заменой масла в трансмиссии и гидросистеме, проверкой состояния подшипников опорных катков, ревизией тормозов и механизмов поворота.
Ресурс до первого капитального ремонта современных гусеничных бульдозеров составляет от восьми до двенадцати тысяч моточасов при соблюдении регламента технического обслуживания и правильной эксплуатации. Наибольший износ испытывают гусеничные цепи, башмаки, опорные катки и зубья режущих ножей отвала, требующие периодической замены через каждые три-пять тысяч моточасов работы.
