КОЛЕСНАЯ ЗЕМЛЕРОЙНАЯ МАШИНА
WHEELED EXCAVATOR

Изобретение относится к землеройной технике, а более конкретно к колесным землеройным машинам.
В настоящее время актуальным остается вопрос повышения производительности землеройных машин. При всех положительных качествах землеройных машин на колесных шасси, основной их технической проблемой является недостаточная сила тяги по сцеплению при работе во влажных и мерзлых грунта, что существенно сказывается на их производительности.
Известна землеройная машина непрерывного действия (авторское свидетельство SU 1099017 А), включающая установленный на раме базового шасси цепной рабочий орган, ходовую часть с механизмом исключения проскальзывания, установленного по ширине машины впереди базового шасси и выполненного из опорных элементов, установленных посредством осей и расположенных на них под углом к продольной оси машины приводных фрез с резцами. В процессе работы машины приводные фрезы, установленные впереди базового шасси, вращаясь, разрабатывают грунт и препятствуют проскальзыванию колес базового шасси.
Основными недостатками указанной машины являются:
- часть тягового усилия, развиваемого базовым шасси в процессе работы машины, расходуется на непрофильную работу - фрезерование грунта приводными фрезами по всей ширине машины;
- процесс фрезерования переувлажненных грунтов, ввиду незначительного заглубления фрез, не позволяет создавать необходимую силу тяги по сцеплению;
- размещение механизма исключения проскальзывания в передней части базового шасси не позволяет установить на нем бульдозерное оборудование, являющегося, как правило, неотъемлемой частью землеройной машины.
Известна землеройная машина (авторское свидетельство SU 1208147 А) для отрывки траншей и котлованов, включающая базовый тягач, цепной рабочий орган, эвакуатор грунта, механизм поперечного качания рабочего органа и грунтозацепы, размещенные в нижней части эвакуатора грунта.
В процессе работы грунтозацепы, размещенные в нижней части эвакуатора грунта, в заглубленном состоянии стабилизируют рабочий орган от раскачивания и перемещений в поперечной плоскости при качании цепного рабочего органа в процессе отрывки котлована.
Основным недостатком машины является то, что грунтозацепы при работе во влажных и мерзлых грунтах дополнительной силы тяги базовому тягачу не создают, а, наоборот, создают дополнительную силу сопротивления движению машины.
В качестве прототипа принята колесная полковая землеройная машина ПЗМ-2. (Полковая землеройная машина ПЗМ-2. Техническое описание, эксплуатация и хранение. Воениздат МО СССР. Москва - 1976).
В состав машины входит колесное шасси, к раме которого закреплена дополнительная рама с размещенными на ней рабочим оборудованием, включая цепной рабочий орган, лопастный метатель грунта, привод рабочего оборудования, гидроцилиндры подъема и опускания цепного рабочего органа, гидроцилиндры поворота рабочего оборудования в горизонтальной плоскости.
Машина производит рытье траншей при положении цепного рабочего органа вдоль продольной оси машины.
Котлованы роются при «веерном» перемещении цепного рабочего органа в поперечной плоскости относительно продольной оси машины.
Основным недостатком машины является недостаточная сила тяги по сцеплению при работе во влажных и мерзлых грунтах, так как колесный движитель базового шасси имеет низкий коэффициент сцепления с грунтом при работе во влажных и мерзлых грунтах.
И, следовательно, не обеспечивается необходимая сила резания грунта, создаваемая резцами (зубьями) цепного рабочего органа в продольном направлении, что приводит к снижению производительности машины или вообще к потере ее работоспособности.
Кроме того, в трансмиссию колесного шасси встроен механический ходоуменьшитель, обеспечивающий рабочие (малые) скорости движения машины, что приводит к усложнению конструкции трансмиссии и снижению ее надежности.
Основной технической задачей предлагаемого изобретения является создание колесной землеройной машины с повышенными тягово-сцепными характеристиками, способной производить рытье траншей и котлованов в мерзлых и влажных грунтах без потери производительности.
Техническая задача решается тем, что колесная землеройная машина содержит колесное шасси, на раме которого закреплена рама рабочего оборудования, включающего лопастный метатель грунта, цепной рабочий орган, привод рабочего оборудования, гидроцилиндры подъема и опускания цепного рабочего органа, гидроцилиндры поворота рабочего оборудования в горизонтальной плоскости.
Новым в предлагаемом изобретении является то, что между колесным шасси и рамой рабочего оборудования размещена промежуточная рама, в нижней части которой симметрично продольной оси машины установлен гусеничный движитель, состоящий из несущей рамы, гусеничной ходовой части, бортовых редукторов и гидромоторов, обеспечивающих необходимую рабочую (малую) скорость машины.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
- на фиг. 1 - общий вид колесной землеройной машины в рабочем положении (вид сбоку);
- на фиг. 2 - общий вид гусеничного движителя (вид в плане).
Предлагаемая колесная землеройная машина (фиг. 1) включает колесное шасси (1), промежуточную раму (2), метатель грунта (3), цепной рабочий орган (5), гидроцилиндры подъема и опускания цепного рабочего органа (4), раму рабочего оборудования (6) привод рабочего оборудования (7), гидроцилиндры поворота рабочего оборудования в горизонтальной плоскости (8), гусеничный движитель (9), бульдозерное оборудование (10). Гусеничный движитель (фиг. 2) состоит из несущей рамы (11) гусеничной ходовой части (12) бортовых редукторов (13) и гидромоторов (14). Ходовая часть гусеничного движителя с бортовыми редукторами (13) и гидромоторами (14) размещена симметрично продольной оси машины.
Колесная землеройная машина работает следующим образом. В процессе работы машины основная часть мощности, развиваемая двигателем колесного шасси, реализуется тремя силовыми потоками. Первый - посредством трансмиссии передается на ходовую часть колесного шасси, осуществляя поступательное движение машины. Второй - на привод рабочего оборудования (7) (фиг. 1), включая метатель грунта (3) и цепной рабочий орган (5). При этом, с помощью цепного рабочего органа (5) осуществляется разработка, а с помощью метателя (3) - транспортировка разработанного грунта в отвал. Третий поток - от маслостанции колесного шасси (1) передается и на гидромоторы (14) (фиг. 2) гусеничного движителя (9), а от них, через бортовые редукторы (13), на ходовую часть (12) гусеничного движителя. При этом гусеничный движитель (9), имеющий значительно больший коэффициент сцепления с грунтом, в сравнении с колесным, в движении создает землеройной машине дополнительную силу тяги по сцеплению, необходимую для обеспечения ее работоспособности во влажных и мерзлых грунтах. Кроме того, гидромоторы (14) гусеничного движителя обеспечивают и необходимые рабочие (малые) скорости машины при рытье котлованов и траншей.
Машина производит рытье траншей при Положении цепного рабочего органа вдоль продольной оси машины. При этом, величина заглубления цепного рабочего органа регулируется с помощью гидроцилиндров подъема и опускания цепного рабочего органа (5) (фиг. 1).
Котлованы роются при «веерном» перемещении цепного рабочего органа в поперечной плоскости относительно продольной оси машины с помощью гидроцилиндров поворота рабочего оборудования в горизонтальной плоскости (8).
Для выполнения вспомогательных земляных работ используется бульдозерное оборудование (10).
В зависимости от величины подаваемой мощности на гусеничный движитель, последний может полностью обеспечивать необходимую силу тяги по сцеплению при работе машины. При этом, ходовая часть колесного шасси может быть отключена. Такое качество землеройной машины позволяет использовать колесное шасси только как транспортное средство, не перегружая его ходовую часть в процессе работы. Кроме того, отсутствует необходимость встраивания в трансмиссию колесного шасси ходоуменынителя.
Использование заявленного изобретения позволяет:
- повысить тягово-сцепные характеристики колесной землеройной машины и обеспечить ее работоспособность при работе во влажных и мерзлых грунтах без потери производительности;
- снизить нагрузки на ходовую часть колесного шасси и, следовательно, повысить его надежность в процессе разработки грунта при рытье траншей и котлованов;
- повысить транспортные скорости землеройной машины, используя в качестве колесного шасси автомобиль, без встраивания в его трансмиссию ходоуменьшителя, приводящего к усложнению конструкции трансмиссии и снижению ее надежности.
Готовность предложенного технического решения к реализации подтверждается наличием рабочей конструкторской документации и производственных мощностей по изготовлению колесных землеройных машин.
Теоретические исследования, проведенные в процессе разработки предложенного изобретения, подтвердили, что в природно-климатических условиях Российской Федерации (с вероятностью выполнения работ на влажных и мерзлых грунтах 0,7-0,8) по основным тактико-техническим характеристикам и по критерию оценки «эффективность боевого применения - стоимость» предложенное техническое решение имеет показатели примерно в 1,5-2 раза выше по сравнению с известными аналогами.