БУЛЬДОЗЕР

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам, в частности к бульдозерам.
Известен бульдозер, включающий базовую машину, прямой отвал без боковых щек или косынок, толкающие брусья, расположенные между гусеницами базовой машины, гидроцилиндры подъема и опускания отвала, шарнирно соединенные с базовой машиной и с толкающими брусьями [1].
Его недостатком является пониженная производительность бульдозера ввиду пониженной способности прямого отвала удерживать грунт в призме волочения.
Наиболее близким к предложенному является бульдозер, включающий базовую машину, полусферический или сферический отвал с боковыми щеками или косынкам, толкающие брусья которого расположены снаружи гусениц базовой машины [2].
Его недостатками являются повышенные габаритные размеры по ширине, затрудняющие транспортирование бульдозера по дорогам общего пользования и по железной дороге, а также пониженные значения удельного напорного усилия и вертикального давления на режущей кромке ножей, приходящиеся на единицу длины отвала. Это обусловлено тем, что при креплении толкающих брусьев снаружи гусениц базовой машины отвал имеет повышенную ширину - он должен перекрывать наиболее выступающие части не только базовой машины, но и толкающих брусьев с элементами их крепления.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, являются обеспечение возможности разработки бульдозером более прочного грунта и расширение области его применения при одновременном повышении производительности и уменьшения транспортного габаритного размера по ширине.
В бульдозере, включающем отвал, базовую машину, толкающие брусья, которые шарнирно соединены с базовой машиной и с отвалом и выполнены раздельными или образующими U-образную толкающую раму, гидроцилиндры подъема и опускания отвала, шарнирно соединенные с базовой машиной и с отвалом или с толкающими брусьями, а также механизм перекоса отвала, указанные технические результаты достигаются за счет того, что отвал выполнен полусферическим (SU) или сферическим (U) и содержит центральную и две боковые секции с цилиндрической поверхностью, к которым прикреплены ножи и боковые косынки или щеки, а толкающие брусья расположены между гусеницами или колесами базовой машины.
Кроме того, с целью достижения указанного технического результата, в бульдозере, а частности:
а) отвал оснащен по меньшей мере одним шарниром и выполнен складывающимся. При этом по меньшей мере один уширитель или по меньшей мере одна боковая секция отвала выполнен/выполнена с возможностью складывания вперед или назад и фиксации в сложенном положении отвала;
б) механизм перекоса отвала содержит гидроцилиндр и винтовую стяжку, либо два гидроцилиндра и дополнительно выполнен с возможностью изменения угла резания;
в) к боковым щекам или косынкам отвала прикреплены вертикальные ножи;
г) отвал оснащен механизмом его поворота, а боковые щеки или косынки отвала выполнены съемными.
При проектировании бульдозера длина отвала выбирается минимально возможной из расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине при любом положении отвала на величину около 100 мм. В случае расположения толкающих брусьев бульдозера снаружи базовой машины, как это выполнено в прототипе [2], отвал до своей длине дополнительно должен перекрывать как толкающие брусья, так выступающие части упряжных шарниров, с помощью которых толкающие брусья крепятся к раме гусеничной тележки. Это необходимо для обеспечения возможности беспрепятственной работы бульдозера в режиме разработки грунта траншейным способом и «по одному следу».
Размещение толкающих брусьев между гусеницами (колесами) базовой машины позволяет уменьшить длину отвала, что обеспечивает достижение максимально возможного удельного напорного усилия и максимального вертикального удельного давления на режущей кромке ножей отвала, приходящихся на единицу длины ножей отвала. Это приводит к обеспечению возможности разработки бульдозером более прочного грунта, расширению области его применения, а также к упрощению транспортирования бульдозера. Например, перевозка бульдозера по дорогам общего пользования в соответствии с «Правилами дорожного движения» может осуществляться без ограничений, если его ширина не превышает 2,55 м. Особенно важно обеспечение возможности перевозки бульдозера по железной дороге без разборки - без отсоединения отвала от базовой машины.
Если ширина базовой машины не превышает максимально допустимый транспортный габаритный размер, а длина отвала (с учетом необходимого запаса перекрытия базовой машины по ширине) превышает этот размер, то отвал выполняется складывающимся.
Применение полусферического (SU) или сферического (U) отвала приводит к повышению производительности бульдозера за счет увеличения объема призмы волочения. К этому же результату приводит применение боковых щек или косынок отвала, а также вертикальных ножей. Повышение производительности за счет реализации этих конструктивных решений не приводит к увеличению длины отвала и, соответственно, позволяет сохранить его минимальный транспортный габаритный размер, возможность разработки прочного грунта и более широкую сферу применения бульдозера.
Поэтому отличительные признаки предложенного технического решения находятся в прямой причинно-следственной связи с техническими результатами, на достижение которых направлено изобретение.
На чертеже изображена упрощенная схема бульдозера.
Бульдозер содержит базовую гусеничную или колесную машину 1, полусферический (SU) или сферический (U) отвал 2, содержащий центральную 3 и две боковые секции 4, 5 с цилиндрической поверхностью, к которым прикреплены ножи (на чертеже условно не показаны) и боковые косынки или щеки 6, 7, к которым могут быть прикреплены вертикальные ножи. Толкающие брусья бульдозера 8, 9 коробчатого сечения шарнирно соединены с базовой машиной 1 и с отвалом 2 и выполнены раздельными или образующими U-образную толкающую раму 10 (на чертеже показана пунктиром), которая соединяется с отвалом 2 с помощью шаровой опоры 11. Гидроцилиндры подъема/опускания отвала 12, 13 шарнирно соединены с базовой машиной 1 (с ее силовым капотом или с рамой) и с отвалом 2 или с толкающими брусьями 8, 9.
Механизм перекоса отвала может содержать, в частности, гидроцилиндр 14 и винтовую стяжку 15, либо два гидроцилиндра. Для обеспечения устойчивости отвала в горизонтальной плоскости и равномерной передачи поперечных нагрузок двум толкающим брусьям бульдозер оснащен механизмом компенсации (тягами, распорками). Дополнительно быть реализован механизм гидравлически управляемого или ручного (с помощью винтовой стяжки) изменения угла резания. Указанные механизмы могут быть реализованы с использованием известных кинематических схем.
Отвал 2 может быть выполнен складывающимся. Для этого он оснащается одним или двумя шарнирами 16 (на чертеже уширитель пунктиром показан в сложенном положении).
При использовании U-образной толкающей рамы 10 (на чертеже показано пунктиром) и шаровой опоры 11 отвал может быть поворотным (с гидравлическим или механическим механизмом изменения угла поворота). В этом случае боковые щеки или косынки отвала, для обеспечения схода грунта с отвала, должны быть сняты.
Бульдозер работает следующим образом.
Базовая машина обеспечивает необходимое тяговое усилие для набора и транспортирования грунта. Тяговое усилие от базовой машины (гусеничного или колесного трактора) 1 к отвалу 2 передается с помощью толкающих брусьев 8, 9.
Рабочий цикл бульдозера включает операции опускания отвала в требуемое положение, резания и набора грунта, перемещения грунта, укладки грунта и передвижения бульдозера в исходное положение. Перемещения отвала в различных плоскостях осуществляется с помощью гидроцилиндров 12, 13, 14, соединенных с гидравлическими распределителями гидросистемы базовой машины, управляемые оператором в ручном или автоматизированном режиме.
Управление поступательным перемещением бульдозера осуществляется путем воздействия оператора на механизмы управления механической, гидромеханической или гидростатической трансмиссией базовой машины, а также на механизмы управления ее поворотами.
Заявленный бульдозер допускает также иные варианты реализации на основе признаков, изложенных в его формуле.
(56) 1. US 4962816 A, E02F 3/76, 16.10.1990.
2. FR 2150919 (А2), E02F 3/76, E02F 3/84, E02F 9/00, 13.04.1973.