БУЛЬДОЗЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
BULLDOZER EQUIPMENT

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам, а именно к землеройно-транспортным, и может найти применение в бульдозерах.
Известно бульдозерное оборудование (SU а.с. 1263764, E02F 3/64), включающее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом, раскосы и заслонку с гидроприводом. При работе известного устройства срезаемый ножом отвала грунт набирается в емкость, ограниченную по сторонам отвалом, заслонкой, боковыми стенками и транспортируется к месту отсыпки с опорой на колеса, закрепленные на заслонке. Из анализа устройства и действия известного оборудования видны его недостатки. Первый из них это сложность устройства, содержащего много взаимно подвижных элементов, кроме отвала это: заслонка, упругая пластина, дополнительный нож, колеса на вертлюгах, гидроцилиндры подъема отвала, гидроцилиндры поворота отвала, гидроцилиндры подъема заслонки и соответственно три гидрораспределителя. Такая сложная конструкция снижает надежность бульдозерного оборудования. Очевидна низкая надежность вертлюгов с колесами на заслонке, учитывая тяжелые условия работы бульдозера с грунтами, имеющими самые разнообразные свойства: рыхлый, влажный, сыпучий и, как правило, неровный. Такие колеса приемлемы в магазинных тележках для перемещения по гладкому полу, хотя и там попадаются тележки с заклиненными вертлюгами. Второй недостаток известного рабочего оборудования заключается в том что, при наборе грунта в замкнутую по сторонам емкость, возрастает сопротивление движению стружки, в сравнении с образованием свободной призмы волочения перед отвалом традиционного бульдозера.
Поэтому уменьшается объем набираемого и перемещаемого грунта и соответственно уменьшается производительность.
Известно также и другое бульдозерное оборудование, принятое заявителем за прототип (SU а.с. 987043, E02F 3/76), содержащее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом подъема, раскосы и заслонку, соединенную с отвалом. Второе известное бульдозерное оборудование проще в сравнении с первым по устройству гидроприводов, но механическая кинематика весьма сложная, что снижает надежность. Кроме того, такая кинематическая схема обусловливает взаимозависимость положений отвала, колес и заслонки. Так, при опускании заслонки и касании колесами опорной поверхности остаются зазоры между ножом отвала и грунтом, через которые теряется грунт. Отсутствие боковых стенок заслонки также увеличивает его потери. Еще более существенные потери грунта образуются при опускании заслонки в конце набора его перед отвалом. В конце набора формируется призма волочения с углом откоса примерно равному углу естественного откоса и нижняя грань грунта на опорной поверхности расположена довольно далеко от отвала, в то время как нижняя кромка заслонки при движении к ножу отвала, описывает дугу окружности, центром которой является шарнир на отвале. Поэтому большое количество грунта не попадает внутрь заслонки, а остается за ней и теряется безвозвратно. Недостаток использования вертлюгов с колесами, установленными на заслонке, отмеченный в первом известном устройстве, сохраняется и во втором известном бульдозерном оборудовании. Все указанные отрицательные моменты ведут к уменьшению набираемого и транспортируемого грунта и к снижению производительности, а также снижают надежность бульдозерного оборудования.
Предлагается бульдозерное оборудование, содержащее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом подъема, раскосы и заслонку, соединенную с отвалом, которое снабжено гидроцилиндрами привода заслонки, гидроаккумулятором, редукционным гидроклапаном, причем заслонка снабжена боковыми стенками, имеющими направляющие, выполненные с возможностью поворотно-поступательного движения заслонки относительно роликов, закрепленных на боковых сторонах отвала, и соединена шарнирно с корпусами гидроцилиндров, прикрепленных штоками шарнирно к отвалу, при этом гидрораспределитель гидроцилиндров подъема отвала выполнен четырехпозиционным и сообщен с гидроаккумулятором, соединенным через редукционный гидроклапан с напорной гидролинией, а также с поршневыми полостями гидроцилиндров привода заслонки, штоковые полости которых сообщены с гидрораспределителем гидроцилиндров отвала, причем редукционный гидроклапан выполнен с возможностью поддержания величины давления зарядки гидроаккумулятора, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования в плавающем его положении в одной из позиций золотника гидрораспределителя.
Предложенное бульдозерное оборудование обеспечивает увеличение объема набираемого грунта, за счет поворотно-поступательного движения заслонки, захватывающей весь объем его в призме волочения. А также, обеспечивает перемещение его к месту отсыпки без потерь в боковые валики с уменьшением затрат энергии путем частичного, близко к полному, уравновешиванию рабочего оборудования. Кроме того, повышается надежность оборудования, путем упрощения кинематики его элементов.
На фиг. 1 изображено бульдозерное оборудование, вид сбоку, в период срезания грунта; на фиг. 2 - то же в период перемещения заслонки с грунтом к отвалу; на фиг. 3 - то же в период перемещения грунта к месту отсыпки; на фиг. 4 - то же вид сверху.
Бульдозерное оборудование фиг. 1 содержит традиционные элементы, а именно толкающие брусья 1, соединенные шарнирно с базовой машиной 2, отвал 3 с режущим ножом, раскосы 4 и гидроцилиндры 5 привода отвала, сообщенные с гидрораспределителем 6. Дополнительно к штатному рабочему оборудованию установлена заслонка 7 и гидроцилиндры привода 8. Заслонка 7 имеет фронтальную криволинейную поверхность 9 и боковые стенки 10, на которых выполнены направляющие 11 для установки на ролики 12, закрепленные на отвале 3. Задние торцовые кромки боковых стенок 10 заострены и по форме совпадают с формой лобовой поверхности отвала. Заострена также и задняя торцовая кромка фронтальной части заслонки. На боковых стенках 10 заслонки закреплены шарнирно корпусами гидроцилиндры 8, а штоками они шарнирно соединены с отвалом. Штоковые полости гидроцилиндров 8 сообщены с гидрораспределителем 6, а поршневые полости с гидроаккумулятором 13, также, сообщенным с гидрораспределителем и через редукционный гидроклапан 14 с напорной гидролинией.
Бульдозерное оборудование действует следующим образом.
В период срезания грунта все элементы бульдозерного оборудования находятся в положении, изображенном на фиг. 1, а именно, золотник гидрораспределителя 6 занимает нейтральную позицию, поршневые полости гидроцилиндров 8 сообщены с гидроаккумулятором 13, заряженным на заданную гидроклапаном 14 величину давления. Гидроцилиндры 8 удерживают заслонку 7 в максимально поднятом и выдвинутом вперед положении, не мешающим формированию призмы волочения. После окончания набора грунта, при продолжающимся движении бульдозера, золотник гидрораспределителя 6 переключается в позицию плавающего положения отвала, изображенную на фиг. 2. В этом положении поршневые полости гидроцилиндров 5 сообщаются с гидробаком, а штоковые полости с гидроаккумулятором 13. Величина давления в гидроаккумуляторе задается редукционным гидроклапаном 14 таковой, что обеспечивает частичное, несколько ниже полного, уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования. Одновременно штоковые полости гидроцилиндров 8 сообщаются с напорной гидролинией и штоки, преодолевая давление, создаваемое в поршневых полостях гидроаккумулятором, опускают заслонку 7 вниз на опорную поверхность и перемещают ее вместе с грунтом к отвалу. Заслонка с отвалом образуют замкнутую по сторонам емкость, вмещающую весь объем призмы волочения. После прижатия заслонки к отвалу, включается транспортная скорость и весь набранный грунт, без потерь в боковые валики перемещается к месту отсыпки, см. фиг. 3. Уравновешивание рабочего оборудования уменьшает удельное давление широкой криволинейной поверхности заслонки на опорную поверхность, что существенно уменьшает величину сопротивления ее перемещения и затраты энергии на транспортирование грунта к месту отсыпки.
Для отсыпки грунта золотник гидрораспределителя 6 переключается в позицию подъема отвала, в которой поршневые полости гидроцилиндров 5 сообщаются с гидробаком и штоковые полости с напорной гидролинией. Одновременно штоковые полости гидроцилиндров 8 сообщаются с гидробаком, а поршневые полости сообщены с гидроаккумулятором 13. В результате отвал поднимается, а заслонка 7 одновременно с подъемом выдвигается максимально вперед, принимая исходное положение для повторения рабочего цикла.
Таким образом, применение предложенного бульдозерного оборудования обеспечивает повышение производительности, за счет увеличения объема набираемого грунта и перемещения его к месту отсыпки без потерь в боковые валики. Уменьшаются затраты энергии на перемещение грунта, за счет уравновешивания рабочего оборудования. Необходимо заметить, что гидроаккумулятор не только уравновешивает рабочее оборудование, но и образует упругую связь между заслонкой и базовой машиной. Заслонка, обладая определенной массой, оказывает демпфируещее воздействие на колебания бульдозера при перемещении его, по практически всегда неровной поверхности. Это уменьшает амплитуду колебаний центра масс бульдозера, повышает плавность хода и позволяет двигаться с большей скоростью, по крайней мере, при возвращении в забой после отсыпки грунта, что сокращает время рабочего цикла и дополнительно повышает производительность. Кроме того, повышается надежность бульдозерного оборудования, путем упрощения кинематики его элементов. Предложенное бульдозерное оборудование может найти применение при проектировании новых машин, а также может монтироваться на существующих машинах, без изменения их конструкции в виде дополнительного сменного оборудования для расширения эксплуатационных возможностей бульдозеров.