Применение тягачей в строительстве
Рис. 1.1. Самоходные колесные дорожно-строительные машины на двухосных тягачах
Рис. 1.2. Самоходные колесные дорожно-строителькые машины на одноосных тягачах;
Типоразмеры двухосных тягачей приведены в табл. 1.3, а одно»: осных тягачей с характеристикой основных видов полуприцепного оборудования — в табл. 1.4. Для удобства сравнения тягачей в качестве основного параметра типажа принята мощность в л. с.
Тягачи двухосного исполнения, а также некоторые трехосные специальные шасси для автогрейдеров имеют все ведущие колеса с шинами низкого или регулируемого давления, что обеспечи-; вает им высокую проходимость и мобильность.
В тягачах и агрегатных шасси широко использованы унифицированные узлы и детали: коробки передач, ходовые мосты двигатели, карданные соединения, гидрорулевые механизмы, колеса, шины, тормоза, гидро- и электроаппаратура, элементы кабин и системы автоматики.
Рнс. 1.3. Самоходные дорожно-строительные машины на специальных агрегатных шасси
а — автогрейдер; б — грунтосмеситель; в — трамбовочная машина; г — полуповоротный погрузчик; д — многоковшовый погрузчик; е — снегопогрузчик; ж — кран; з — одноковшовый экскаватор; и — планировщик универсальный; к — многоковшовый или роторный экскаватор
Двухосные тягачи с основным видом оборудования работают обычно челночным способом: при рабочем ходе вперед осуществляется черпание материала (погрузчиком) или резание и перемещение грунта (бульдозером); при обратном ходе производится транспортирование (погрузчиком) или откатка в исходное положение (бульдозера). Поэтому двухосные тягачи оснащаются быстродействующим реверсивным устройством.
В отличие от колесных тракторов основные виды рабочего оборудования на тягачах размещаются фронтально — спереди, что определяет их основную компоновку. Двигатель, расположенный сзади, выполняет функцию контргруза, и развеска на переднюю и заднюю оси принимается одинаковой. Кабина размещается в базе машины, что обеспечивает хорошую видимость как спереди, так и сзади.
Для обеспечения хорошей маневренности двухосные тягачи выполняются короткобазовыми, компактными, с минимальными передним и задним свесами, что обеспечивает им минимальный радиус поворота и значительные углы въезда и съезда.
В зависимости от способа поворота различают тягачи с бортовым поворотом, с поворотом передними или задними управляемыми колесами и с шарнирно-сочлененной рамой.
Машины с бортовым поворотом осуществляют его так же, как гусеничные тракторы: торможением колес одной стороны борта или противоположным движением колес разных бортов. Такие тягачи имеют короткую базу, равную или меньшую колеи машины; они весьма компактны и маневренны — разворачиваются на месте. Однако эти машины отличаются повышенным износом шин в результате юза колес при повороте; короткая база ограничивает транспортную скорость машины до 20 км/ч, поворот машины в колее весьма затруднителен. Поэтому бортовой поворот применяют на малогабаритных тягачах небольшой мощности (рис. 1.4).
Широкое применение имели тягачи с управляемыми передними или задними колесами. Управление поворотом посредством передних колес обеспечивает машине хорошее маневрирование, однако при навеске фронтального оборудования требуется расширение колеи, поскольку между поворачиваемыми колесами и рамой машины должен обеспечиваться необходимый зазор.
Таблица 1.4
Кроме того, при черпании ковшом погрузчика или заглублении отвала бульдозера передние колеса перегружаются, и управляемость машины нарушается. Поэтому обычно управление поворотом в таких машинах осуществляется задними колесами (погрузчик Д-561Б). На рис. 1.5 приведена типичная компоновка двухосного тягача с двумя ведущими мостами с задними управляемыми колесами. Передний мост с неуправляемыми колесами жестко крепится к раме, мост с управляемыми колесами подвешивается к раме сзади, под двигателем на поперечном балансире. Рулевое управление задних колес выполняют с гидроусилителем.
Рис. 1.5. Компоновка двухосного тягача:
1 — двигатель; 2 — гидротрансформатор; 3 — гидронасосы привода рабочего оборудования; 4 — стояночный тормоз; 5 — коробка передач с раздаточной коробкой; 6 — передний неуправляемый ведущий мост; 7 — карданные валы; 8 — задний управляемый мост
Следует отметить, что при задних поворотных колесах несколько ухудшается управляемость при их вывешивании и наблюдается неустойчивость («виляние») при транспортном движении на высоких скоростях. Во избежание этого устанавливают поворотное на 180° сиденье водителя и вводят дублированное управление рулем, рычагами и педалями, что обеспечивает транспортный режим с передними поворотными колесами.
В последние годы начали широко применять двухосные тягачи, у которых рулевое управление выполнено путем поворота в горизонтальной плоскости шарнирно-сочлененных полурам. У таких тягачей нет поворотных колес; обе полурамы, к которым подвешены унифицированные ведущие неповоротные мосты, соединяются вертикальным шарниром, обеспечивающим взаимный поворот рам в горизонтальной плоскости на угол до 40°. Так выполнены тракторы Т-150К, К-700, К-700А и двухосные тягачи на их базе Т-158, Т-156 и К-702.
Подвеска мостов выполняется жестко. Передний мост крепится неподвижно к передней полураме при помощи стремянок и болтов. Задний мост крепится к задней полураме на жесткой балансирной подвеске, обеспечивая взаимное качание полурам в вертикальной плоскости до 12°, что необходимо при движении машины по неровной поверхности.
Двухосные тягачи, как правило, имеют гидромеханическую трансмиссию, что позволяет значительно уменьшить количество переключений передач при движении. Коробки передач выполняют с постоянным зацеплением зубьев шестерен с дисковыми муфтами включения, обеспечивающими возможность автоматического переключения скоростей. Большое значение для маневренности тягачей при отъезде назад имеет реверсирование хода/ поэтому тягачи снабжены быстродействующим реверсом. Дли привода рабочего оборудования двухосные тягачи имеют независимый отбор мощности и гидравлическую систему привода рабочих органов.
Одноосные тягачи с основным видом оборудования — скре-, пером затрачивают до 70% рабочего времени и более на транспортные операции — движение с грузом и холостые пробеги. При работе с другими видами полуприцепных машин тягач выполняет в основном функции транспортной машины. Поэтому одноосный тягач не рассчитывается на тяжелую работу по загрузке ковша в грунт собственным тяговым усилием и работает, как правило, вместе с толкачом.
Как видно из табл. 1.4, отношение средней мощности тягача к массе поезда (тягач + седельная машина + полезный груз) является постоянным (6—7,5) для тягачей всех типоразмеров и основного седельного оборудования. Тяговое усилие для одноосного тягача обычно характеризуется его сцепным весом (собственной массой с дополнительной загрузкой, равной примерно V3 массы седельного устройства с полезным грузом).
Обычной схемой компоновки одноосного тягача (рис. 1.6) является жесткое крепление моста к раме и автономное размещение на ней основных узлов: радиатора, двигателя, коробки передач, баков, ресивера и других устройств. Кабина устанавливается на раме на пружинных или резиновых амортизаторах. При необходимости иметь для тягачей повышенные транспортные скорости (50—60 км/ч), а также для предотвращения галопирования мост крепится к раме тягача на спиральных рессорах с гидроамортизаторами автомобильного типа. Для лучшей устойчивости тягача его центр тяжести размещается возможно ближе к оси ведущего моста.
Седельно-сцепное устройство имеет две степени свободы: в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Ось вертикального шкворня несколько смещена назад за ось ходовых колес для лучшей устойчивости. Поворот тягача производится действием рулевых гидроцилиндров; тягач поворачивается относительно седельного прицепа на 90° в каждую сторону, чем обеспечивается минимальный радиус поворота, почти равный базе машины.
У одноосных тягачей для управления полуприцепной машиной используют гидравлические или электрические системы, К гидронасосам или электрогенераторам (питающим токо^ электродвигатели лебедок) мощность передается от двигателя тягача или от коробки передач.
На одноосных и двухосных тягачах применяют одинарные большегрузные шины низкого давления. Давление в шинах не превышает 3—3,5 ат (0,3—0,35 МПа), что обеспечивает соответственно низкое давление на грунт и хорошую проходимость в условиях рыхлых грунтов.
Рис. 1.6. Компоновка одноосного тягача:
1 — двигатель; 2 — рулевой механизм; 3 — кабина; 4 — седельно-сцепное устройство; 5 — хобот полуприцепа; 6 — цилиндры поворота; 7 — гидротрансформатор; 8 — коробка передач; 9 — механизм отбора мощности; 10 — рама; 22 — мост с ведущими колесами; 12 — масляный бак; 13 — ресивер тормозной системы; 14 — топливный бак
Специальные агрегатные шасси служат несущей ходовой базой, обеспечивающей установку, работу и транспортирование различных строительных и дорожных машин, для которых нельзя использовать двухосные и одноосные тягачи. Компонов-ка таких шасси зависит от технологического назначения и конструкции рабочего оборудования. Шасси собирают из узлов, аналогичных узлам двухосных и одноосных тягачей, и при необходимости оборудуют быстродействующими реверсами. Для экскаваторов и кранов верхняя рабочая часть с поворотным устройством чаще всего бывает унифицированной; ее устанавливают на гусеничный ход или агрегатное шасси, которое обычно называется пневмоколесным ходом.
Агрегатные шасси могут быть выполнены в двух модификациях: с отдельными двигателями для ходового устройства и для привода рабочих органов, расположенных на поворотной раме, и с одним двигателем, обслуживающим ходовую часть и рабочие органы, расположенные на поворотной платформе. При одном двигателе привод на ход осуществляется (для механического варианта) через шарнирно-поворотное устройство (что несколько усложняет кинематику машины) или с помощью многомоторного привода.
Кабины агрегатных шасси размещают так, чтобы обеспечить обзор фронта работ и хорошую видимость в транспортном положении. При наличии отдельного двигателя для привода хода устанавливают две кабины: одну (спереди) для транспортного хода, другую (на поворотной платформе) для управления рабочим оборудованием.
В зависимости от общей массы машины и надлежащей проходимости агрегатные шасси оборудуются двумя, тремя мостами и более. Поворотные колеса в целях повышения сцепного веса выполняют ведущими.
Для самоходных колесных машин принято условно обозначать ходовое устройство в виде произведения трех однозначных чисел aXbXc, где а — число мостов с поворотными колесами; b — число ведущих мостов и с — общее число мостов.
Автомобильные шасси широко применяют для монтажа на них различного дорожно-строительного и вспомогательного оборудования: кранов, экскаваторов, бетономешалок, автогудронаторов, цементовозов, бензовозов, поливочно-моечных и подметально-уборочных машин, ремонтеров, походных мастерских, компрессоров, электростанций и др.
Шасси грузовых автомобилей и автомобильных тягачей должны удовлетворять следующим требованиям:
1) иметь ходоуменыпители для выполнения определенных технологических операций: распределения на дороге вяжущих материалов (битума и цемента), поливки и мойки покрытий и др.;
2) при наличии тяжелого кранового и экскаваторного оборудования рама и ходовая часть шасси должны быть усилены;
3) шасси автомобильных тягачей для улучшения маневренности должны иметь укороченную базу и седельное устройство для работы с полуприцепами, цистернами, трейлерами;
4) иметь возможность отбора мощности спереди и сзади шасси для привода рабочих органов машины.
Примером автомобиля, оборудованного различными сменными механизмами, является короткобазовый автомобиль-тягач «Унимог» фирмы Мерседес-Даймлер-Бенц (ФРГ) со всеми ведущими колесами и с осями портальной конструкции, допускающими повышенный дорожный просвет (клиренс). Расположение коробки передач и двигателя вправо от оси по ходу движения машины обеспечивает низкое расположение ее центра тяжести и удобную посадку водителя, с хорошим обзором. Коробка передач с дополнительными ступенями имеет 24 передачи, охватывающие диапазон скоростей от 80 м/ч до 70 км/ч. Дизель — шестицилин-дровый с водяным охлаждением мощностью 84 л. с. Платформа грузоподъемностью 1,5 т опрокидывается гидроподъемником на три стороны.
На «Унимоге» можно монтировать различное рабочее оборудование спереди, сзади и с боков, для чего в этих местах имеются валы отбора мощности от коробки передач, а также гидросистема. С полной нагрузкой 6 т на скорости 3 км/ч «Унимог» развивает тяговое усилие до 4 т и может преодолевать подъемы свыше 30°. Имея различное сменное оборудование, его используют на сельскохозяйственных, лесозаготовительных, строительных и дорожных работах, а также широко применяют для содержания дорог в летнее и зимнее время (рис. 1.7).
Тягачи. Назначение и область применения
Пневмоколесные тягачипредназначены для работы с различными видами сменного навесного и прицепного строительного оборудования. По сравнению с гусеничными тракторами они более просты по конструкции, имеют меньшую массу, большую долговечность, дешевле в изготовлении и эксплуатации. Большие скорости тягачей (до 50 км/ч) и хорошая маневренность в значительной мере способствуют повышению производительности агрегатированных с ними строительных машин.
Одноосный пневмоколесный тягач состоит из двигателя, трансмиссии и двух ведущих управляемых колес. Самостоятельно передвигаться или стоять на двух колесах без полуприцепного рабочего оборудования одноосный тягач не может. В сочетании с полуприцепным рабочим оборудованием такой тягач составляет самоходную строительную машину с передней ведущей осью. Управление сцепом тягач-полуприцеп осуществляется путем поворота на 90° вправо-влево относительно полуприцепа с помощью гидроцилиндров двустороннего действия.
Двухосный тягач в отличие от одноосного имеет возможность самостоятельно перемещаться без прицепа, работать в агрегате с двухосными прицепами при незначительных затратах времени на их смену. Двухосные четырехколесные тягачи имеют один или два ведущих моста и шарнирно сочлененную раму. Схема поворота полурам такая же, как и у пневмоколесного трактора. Гидромеханическая трансмиссия одно- или двухосных тягачей имеет раздаточную коробку, от которой основной крутящий момент через гидротрансформатор, коробку передач и соединительные валы сообщается ведущему мосту (или двум мостам). Часть мощности, отдаваемой двигателем через раздаточную коробку и карданный вал, может передаваться к исполнительным органам управления рабочим оборудованием. Все агрегаты привода, отбора мощности и трансмиссии ходовой части тягачей унифицированы и могут быть использованы для различных модификаций машин той же или смежной мощности. Мощность дизеля тягача составляет до 880 кВт.
В конструкциях двухосных тягачей применяют гидро- и электромеханические трансмиссии с мотор-колесами.
Двухосные тягачи в отличие от одноосных могут перемещаться самостоятельно без прицепа, что позволяет осуществлять быструю смену агрегатируемых с ними прицепных машин. Тягачи бывают с одним или двумя ведущими мостами и задними управляемыми колесами. Двигатель 5 двухосного тягача расположен сзади машины для уравновешивания рабочего оборудования. Трансмиссия имеет те же элементы, что и одноосные тягачи, но с передачами для привода передних и задних колес при двух ведущих мостах: сцепление 4,коробку перемены передач 2,карданные валы 3,ведущие мосты 1. Коробка передач с гидротрансформатором унифицирована с одноосным тягачом; особенностью ее является то, что она одновременно служит раздаточной коробкой и имеет механизм отключения одного из мостов. Двухосные тягачи имеют специальное устройство 6 для размещения агрегатируемого оборудования.
На базе колесных тягачей, используя различное сменное рабочее оборудование, возможно создание многих строительных и дорожных машин.
Различные виды сменного оборудования одноосных и двухосных тягачей: скрепер, землевозная тележка, кран,цистерна для цемента или жидкостей, трайлер,кран-трубоукладчик, траншеекопатель,корчеватель, бульдозер,рыхлитель, погрузчик.
4. Специализированные транспортные средства
Такие транспортные средства приспособлены для перевозки одного или нескольких однородных грузов, отличающихся специфическими условиями их транспортировки, и оборудованы различными приспособлениями и устройствами, которые обеспечивают сохранность и качество доставляемых на строительные объекты грузов и комплексную механизацию погрузочно-разгрузочных работ.
Применение специализированного транспорта способствует повышению эффективности и качества строительства, позволяет снизить себестоимость перевозок, свести к минимуму потери строительных материалов и полуфабрикатов, а такте повреждение строительных изделий и конструкций, которые весьма значительны при использовании транспортных средств общего назначения. В настоящее время без применения специализированного транспорта практически невозможна доставка многих грузов на объекты строительства. Большинство специализированных транспортных средств представляют собой сменные прицепы и полуприцепы к грузовым автомобилям, пневмоколесным тягачам и тракторам, что позволяет более эффективно использовать базовую машину.
В условиях строительства широко применяется автомобильный специализированный транспорт. Современные специализированные транспортные средства для строительства выпускаются в соответствии с утвержденным Госстроем «Типажом специализированных автотранспортных средств для строительства» и предназначены для перевозки грунта, сыпучих и глыбообразных грузов (самосвалы), жидких и полужидких (битумовозы, известковозы, бетоно- и растворовозы), порошкообразных (цементовозы), мелкоштучных и тарных грузов (контейнеровозы), длинномерных грузов (трубовозы, металловозы, лесовозы), железобетонных конструкций (панелевозы, фермовозы, плитовозы, балковозы, блоковозы, сантехкабиновозы), технологического оборудования и строительных машин (тяжеловозы).
Автомобили-самосвалы (рис. 1,г)перевозят строительные грузы в металлических кузовах с корытообразной, трапециевидной и прямоугольной формой поперечного сечения, принудительно наклоняемых при разгрузке с помощью подъемного (опрокидного) механизма назад, на боковые (одну или две) стороны, на стороны и назад.
По назначению различают специальные карьерные и универсальные общестроительные самосвалы. В условиях городского строительства применяют универсальные самосвалы грузоподъемностью 4. 12 т, предназначенные для перевозки грунта, гравия, щебня, песка, асфальта, бетонной смеси, строительного раствора и т. п.
Современные универсальные самосвалы выпускают на шасси грузовых бортовых автомобилей общего назначения (иногда с укороченной базой) и оборудуют однотипными гидравлическими системами, обеспечивающими быстрый подъем и опускание кузова, высокую надежность и безопасность работы.
Основными узлами таких систем является масляный бак, гидравлический насос с приводом от коробки отбора мощности автомобиля, один или несколько (в зависимости от грузоподъемности) телескопических гидроцилиндров одностороннего действия, непосредственно воздействующих на кузов, распределитель или кран управления, соединительные трубопроводы и предохранительные устройства.
Гидроцилиндры подъемных механизмов могут иметь горизонтальное, наклонное и вертикальное расположение и устанавливаются на раме автомобиля под передней частью кузова или на переднем его борту. Разделитель или кран управления направляет поток рабочей жидкости от насоса к гидроцилиндру (или синхронно работающим гидроцилиндрам) при опрокидывании кузова, соединяет полости гидроцилиндров со сливным баком при опускании кузова, ограничивает давление в системе и обеспечивает фиксацию кузова в определенных положениях (крайних или промежуточных).
Автомобили-самопогрузчикинаряду с выполнением транспортных функций могут осуществлять погрузку и разгрузку перевозимых тарных грузов, перегружать грузы на рядом расположенные автомобили и прицепы с помощью гидравлических погрузочно-разгрузочных устройств, установленных на самом автомобиле. Автомобили-самопогрузчики оборудуют бортовыми манипуляторамами, качающимися порталами, грузоподъемными бортами и навесными грузоподъемными устройствами.
Автомобили-самопогрузчики с качающимся порталом (бокового или заднего расположения предназначены для перевозки, погрузки и разгрузки контейнеров массой до 5 т.
Автомобили-самопогрузчики и контейнеровозыоборудуют выдвижными и откидными гидравлическими опорами,действующими при выполнении погрузочно-разгрузочных работ и обеспечивающими устойчивость машины и разгрузку ее ходовой части.
Автомобили-самопогрузчики с бортовыми гидравлическими манипуляторами осуществляют самопогрузку и саморазгрузку базового автомобиля и прицепа, погрузку-разгрузку других расположенных рядом транспортных средств, а также могут быть использованы на строительно-монтажных работах небольшого объема.
Манипулятор грузоподъемностью 2,5 т состоит из поворотной колонки, шарнирно сочлененного стрелового оборудования, двух выносных гидравлических опор,механизма поворота стрелы в плане, двух пультов управления и комплекта сменного рабочего оборудования.
Для перевозки крупноразмерных железобетонных конструкций и деталей с заводов-изготовителей на строительные площадки применяют специализированные прицепы и полуприцепы: панелевозы, фермовозы, балковозы, плитовозы, блоковозы и сантехкабиновозы. Выбор типа транспортного средства определяется габаритами, мае сой и условиями перевозки изделий.
Панелевозывыполнены в виде полуприцепов к седельным автотягачам и предназначены для перевозки в вертикальном или крутонаклонном положении стеновых панелей, перекрытий, перегородок, плит, лестничных маршей и т. п. Различают ферменные и рамные полуприцепы-панелевозы.
Ферменные и рамные панелевозы можно переоборудовать в полуприцепы платформенного типа и использовать для перевозки плит, балок, фундаментных блоков и других грузов. Это повышает их универсальность и коэффициент использования пробега за счет возможности загрузки машины при движении в обратном направлении.
Длиннобазовые полуприцепы-фермовозы предназначены перевозки ферм длиной 12. 30 м, установленных и закрепленных в положении, близком к рабочему. Полуприцепы-фермовозы имеют ферменную или балочную конструкцию с кассетной платформой и двухосной со сдвоенными колесами управляемой неуправляемой тележками. В условиях стесненных строительных площадок применяют полуприцепы-фермовозы с гидравлическим управлением тележки, у которой каждое колесо поворачиваете на соответствующий угол в зависимости от угла «складывания» автопоезда.
Полуприцепы-сантехкабиновозы и блоковозыпредназначены для перевозки объемных элементов жилых и промышленных зданий (унифицированных санитарно-технических кабин, блок-комнат, маршей), технологического оборудования (секций лифтов, трансформаторов, котлов, бункеров, баков и др.) и контейнеров. По конструкции они имеют много общего с панелевозами рамного типа и отличаются низким расположением грузовой площадки и отсутствием специальных средств крепления.
Полуприцепы-плитовозы применяют для перевозки плит перекрытий и покрытий в горизонтальном положении, балок, колонн, ригелей, пиломатериалов и др. Несущей частью грузовой площадки плитовоза является хребтовая рама с консолями для настила и выдвижными боковыми стойками. Полуприцепы имеют одноосную или двухосную заднюю тележку. Некоторые конструкции гшитовозов выполняют с раздвижной телескопической рамой. Грузоподъемность плитовозов до 22 т.
Основными направлениями развития специализированных транспортных средств являются: расширение их серийного производства и номенклатуры с одновременным снижением количества типоразмеров, создание транспортных средств многоцелевого назначения, совершенствование механизмов крепления грузов, опорных, зажимных и погрузочно-разгрузочных устройств, повышение единичной грузоподъемности и широкая унификация машин.