Портал о строительстве и ремонтных работах

Грузовыми автомобилями, тракторами, пневмоколесными тягачами и созданными на их основе прицепными и полуприцепными транспорт­ными средствами общего и специального назначения осуществляются основные перевозки строительных грузов. Кроме того, автомобили, трак­торы и тягачи используются как тяговые средства прицепных и полу — прицепных дорожно-строительных машин, а также в качестве базы для кранов, экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков, бурильных установок, ком­мунальных и других машин.

Автомобили, тракторы, тягачи изготовляются серийно, поэтому мно­гие их сборочные единицы широко используются в конструкциях раз­личных дорожно-строительных машин.

Грузовые автомобили. Основными частями грузового автомоби­ля массового производства являются двигатель /, кузов 2 и шасси 3 (рис. 6.1). Шасси включает силовую передачу (трансмиссию), несущую раму, на которой установлены двигатель, кабина, передний и задние мос­ты с пневмоколесами, упругая подвеска, соединяющая мосты с рамой, механизм управления и электрооборудование. По конструкции кузова различают автомобили общего назначения и специализированные. Авто­мобили общего назначения имеют кузов в виде неопрокидывающейся
открытой платформы с откидными бортами для перевозки любых видов грузов, специализированные — для перевозки определенного вида груза. Кроме того, грузовые автомобили классифицируются по типу двигателя, проходимости, грузоподъемности и другим факторам. На грузовых авто­мобилях применяют поршневые двигатели внутреннего сгорания, рабо­тающие на бензине или газе (карбюраторные), на тяжелом топливе (ди­зельные), газотурбинные. Дизельные двигатели получили преимущест­венное распространение, газотурбинные применяют на автомобилях очень большой грузоподъемности. В зависимости от грузоподъемности мощ­ность двигателей автомобилей общего назначения 60-220, а автомобилей — тягачей достигает 500 кВт.

По проходимости автомобили делятся на дорожные, рассчитанные для эксплуатации по всем дорогам общей дорожной сети, повышенной и высокой проходимости — по всем видам дорог различного состояния и внедорожные — (карьерные). Автомобили повышенной и высокой прохо­димости в зависимости от типа движителя разделяются на колесные, колесно-гусеничные, на воздушной подушке и автомобили-амфибии. Вне­дорожные автомобили применяют на стройках и разработках полезных ископаемых открытым способом и используют на дорогах со специальным основанием.

Главным параметром, определяющим конструкцию автомобиля, яв­ляется нагрузка на одиночную ось. Правилами дорожного движения уста­новлены предельные нагрузки на одиночную ось автомобиля — 100 кН для дорог с усовершенствованным покрытием и 60 кН для общей дорож­ной сети. Эти требования не распространяются на внедорожные автомо­били. Для обеспечения высокой проходимости и требований по нагрузке на ось бортовые автомобили и седельные тягачи выпускаются с двумя, тремя ведущими осями и более (рис. 6.1, б, в). Такие автомобили получили большое распространение. Прицепы и полуприцепы разделяются на при­цепы, буксируемые автомобилем с помощью дышла (одно-, двух- и много­осные), прицепы-роспуски для перевозки длинномерных грузов, полуприце­пы, буксируемые седельными тягачами. Седельные тягачи изготовляют на базе шасси бортового автомобиля, но с укороченной базой (рис. 6.1, в). На раме 3 такого тягача укрепляется опорная плита с седельно-сцепным уст­ройством 4, которое воспринимает нагрузку от полуприцепа и передает ему тяговое усилие, развиваемое двигателем автомобиля.

Рис. 6.1. Грузовые автомобили общего назначения: а — с открытой платформой и бортами; б — повышенной проходимости; в — тягач с седельно-сцепным устройством.

ДОРОЖНО СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

По грузоподъемности грузовые автомобили разделяются на автомо­били малой, средней, большой и особо большой (внедорожные) грузоподъемности. Максимальная грузоподъемность наиболее распро­
страненных грузовых автомобилей с бортовой платформой составляет: типа ЗИЛ — 6500 кг, типа КамАЗ — 8000-11000 кг, типа МАЗ — 12000 кг, типа КрАЗ — 14500 кг.

На рис. 6.2 приведены схемы силовых передач с одной и несколькими ведущими осями. Крутящий момент от двигателя / (рис. 6.2. а) к ведущим колесам 8 передается через силовую передачу. Она состоит из постоянно замкнутой фрикционной муфты (сцепления) 2, выключение которой позво­ляет отключать двигатель при переключении передач, ступенчатой коробки перемены передач 3 с переменным передаточным числом для согласова­ния крутящего момента на колесах 8 с моментом сопротивления движению и обеспечения движения автомобиля задним ходом, карданного вала 4, глав­ной передачи 5, состоящей из двух конических зубчатых колес и увеличива­ющей крутящий момент на ведущих колесах, дифференциала 6, позволяюще­го колесам вращаться с различной частотой на криволинейных участках пути, и двух полуосей 7, передающих вращение закрепленным на них коле­сам. Главная передача, дифференциал и полуоси, закрепленные в кожух, называются ведущим мостом. Дифференциал устроен следующим образом (рис. 6.2, г). На внутренних концах полуосей 7 закреплены полуосевые конические шестерни 15. Концы полуосей с полуосевыми шестернями вхо­дят в коробку дифференциала 14. К коробке дифференциала прикреплена ведомая шестерня 5, с которой сцеплена ведущая шестерня главной переда­чи. В коробке установлены шестерни-сателлиты 13, которые сцеплены од­новременно с обеими полуосевыми шестернями и могут вращаться в цап­фах. При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге полуоси с шестернями будут вращаться с одинаковой скоростью, равной скорости коробки, а шестерни-сателлиты остаются неподвижными относительно сво­ей оси. При движении автомобиля по криволинейному участку дороги са­теллиты перекатываются по замедлившей свое вращение полуосевой шес­терне, а вторая полуосевая шестерня за счет вращения сателлитов начнет вращаться быстрее. В результате колесо, катящееся по внутренней кривой, будет вращаться медленнее, чем колесо, катящееся по внешней кривой и проходящее за одно и то же время больший путь.

Автомобиль оборудуется тормозной системой для снижения скоро­сти и остановки машины и рулевой системой для изменения направле­ния движения посредством поворота передних управляемых колес 9. На тяжелых машинах рулевой механизм оснащается гидроусилителем, сни­жающим усилие на рулевом колесе.

На рис. 6.2, б показана схема силовой передачи трехосного автомо­биля с двумя ведущими мостами 10, (колесная формула 6×4), а на рис.

6.2, в — с тремя ведущими мостами (колесная формула 6×6), передний мост 12 является одновременно управляемым и ведущим. Движение к ведущим мостам передается посредством карданных валов от коробки
перемены передач через раздаточную коробку 11, позволяющую вклю­чать передний ведущий мост при преодолении трудных участков пути во время движения по проселочным дорогам и бездорожью.

Рис. 6.2. Силовые передачи грузовых автомобилей: а — с колесной формулой 4×2; б — с колесной формулой 6×4; в — с колесной форму­лой 6×6; г — схема дифференциала.

Тракторы гусеничные и колесные (рис. 6.3). Их используют для перемещения тяжелых грузов по грунтовым и временным дорогам. Агрегатируются они с бортовыми и саморазгружающимися прицепами, а также с прицепными и навесными строительными машинами (скрепера­ми, бульдозерами, экскаваторами, кранами-трубоукладчиками и др.). Гусе­ничные тракторы обладают малой нагрузкой на грунт и большой силой тяги. Поэтому они имеют более высокую проходимость, чем колесные. Максимальная скорость их перемещения составляет 12 км/ч. Колесные тракторы более маневренны, имеют большую транспортную скорость — 40 км/ч. Давление на грунт колесных машин 0,2-0,35 МПа, гусеничных — 0,1 МПа. Главным параметром тракторов является максимальное усилие на крюке, по которому их разделяют на классы. Максимальное усилие на крюке измеряют при скорости 2,6-3 км/ч для гусеничных и 3,0-3,5 км/ч — для колесных. Усилие на крюке гусеничных тракторов примерно равно их массе, а колесных — 0,5-0,6 от массы.

Рис. 6.3. Тракторы: а — гусеничный с передним расположением двигателя; б — гусеничный с задним расположением двигателя; в — пневмоколесный с передними управляемыми колесами; г — с шарнирно сочлененной рамой.

Промышленностью выпускаются тракторы сельскохозяйственного типа классов тяги 6, 9, 14, 20, 30, 40, 50, 60, 90, 150 и 250 кН и промышлен­ного типа классов тяги 100, 150, 200, 250, 350, 500 кН. Тракторы промыш­ленного типа изготовляются различных модификаций, т. е. с учетом ус­тановки на них погрузочного, бульдозерного, рыхлительного, кранового и другого оборудования. Мощность двигателей тракторов достигает 800 кВт, а иногда и более. Трактор состоит из рамы, силовой передачи, гусенично­го или колесного движителя и управления. Кроме того, все тракторы комплектуются гидравлической системой для привода навесного или прицепного рабочего оборудования.

У пневмоколесных тракторов с шарнирно-сочлененными полура — мами (рис. 6.3, г) каждая из полурам опирается на ведущий и управляє-

мый мосты. Поворот передней полурамы относительно задней осу­ществляется с помощью двух гидроцилиндров на угол до 40° в каждую сторону. Такие тракторы обладают большей маневренностью по сравне­нию с тракторами с передней управляемой осью. Силовая передача трак­тора существенно отличается от силовой передачи автомобиля. В ней отсутствует дифференциал, а поворот машины осуществляется торможе­нием одной из гусениц. Силовые передачи тракторов выполняются ме­ханическими, гидромеханическими и электрическими.

В состав механической силовой передачи гусеничного трактора (рис. 6.4, а) входят: дисковая фрикционная муфта сцепления 2, коробка перемены передач 3, карданный вал 5, главная передача 6, бортовые фрик­ционы 7 с ленточными тормозами 5, бортовые редукторы 9, соединенные с ведущими звездочками гусениц 10. На гусеничной раме 4 установлены ведомые звездочки 11 с натяжным устройством гусеничной цепи. Бор­товые редукторы увеличивают крутящий момент на ведущих звездоч­ках. Бортовые фрикционы представляют собой многодисковые фрикци­онные муфты, которые в замкнутом (включенном) состоянии обеспечи­вают прямолинейное движение трактора. Изменение направления дви­жения достигается частичным или полным выключением одного из бор­товых фрикционов с одновременным торможением его ведомых дисков с помощью ленточного тормоза. Ленточные тормоза используются так­же для торможения обеих гусениц при движении на уклонах и как сто­яночные тормоза. Для плавного бесступенчатого регулирования скорос­ти в широком диапазоне в зависимости от внешней нагрузки силовая передача дополняется гидравлическим ходоуменыиителем, позволяющим работать на пониженных (до 1 км/ч) скоростях.

Рис. 6.4. Силовые передачи тракторов: а — гусеничного; б — колесного.

В состав механической передачи колесного трактора (рис. 6.4, б) с передним расположением двигателя / входят фрикционная муфта сцеп­ления 2, карданный вал 3, коробка перемены передач 4, главная передача 5, бортовые фрикционы 6 с ленточными тормозами 7, бортовые редукторы 8, передающие вращение пневматическим колесам 9.

В силовых передачах гусеничных и колесных тракторов, одно — и двухосных тягачей, специальных шасси одноковшовых погрузчиков, са­моходных кранов автомобильного типа широко применяют гидро­динамические передачи.

При больших сопротивлениях движению (при трогании с места, движении на подъем или в трудных дорожных условиях) используется способность гидротрансформатора увеличивать крутящий момент дви­гателя с высоким коэффициентом трансформации. По мере снижения сопротивления движению постепенно снижается трансформация момен­та, плавно возрастает скорость ведущих колес, а работа трансформатора переходит в режим с более высоким кпд. При этом переключение пе­редач осуществляется автоматически, т. е. высшие передачи включаются только тогда, когда вторичный вал достигает определенной частоты вра­щения. При этом двигатель работает в режиме максимальной мощнос­ти, а переключение передач происходит без разрыва крутящего момента. Отсутствие жесткой кинематической связи двигателя с ведущими звез­дочками снижает динамические нагрузки на двигатель, повышает долго­вечность двигателя и силовой передачи.

В гусеничных тракторах с электрической силовой передачей мо­мент ведущим звездочкам гусениц сообщается тяговым электродвигате­лем постоянного тока через бортовые фрикционы и редукторы. Тяговый электродвигатель получает питание от генератора, вращаемого дизелем трактора. Система привода дизель-генератор-двигатель значительно уп­рощает кинематическую схему силовой передачи (отсутствуют коробка перемены передач, карданные валы), а главное — обеспечивает в широ­ких пределах бесступенчатое регулирование скорости движения и мо­мента в зависимости от внешней нагрузки. Гидромеханическая и элект­рическая силовые передачи наиболее полно отвечают режиму работы тракторов с прицепным и навесным рабочим оборудованием строи­тельных машин.

Пневмоколесные тягачи. Такие одно — и двухосные тягачи пред­назначены как базовые машины для работы с различного рода прицеп­ным (одноосные) и навесным и прицепным (двухосные) рабочим обору­дованием строительных машин (рис. 6.5). Пневмоколесные тягачи обла­
дают высокими тяговой характеристикой, транспортными (до 50 км/ч и более) скоростями, большим диапазоном рабочих скоростей, хорошей маневренностью, что способствует достижению высокой производитель­ности строительных машин, создаваемых на их базе.

Рис. 6.5. Прицепное и навесное оборудование одно — и двухосных тягачей: а — скрепер; б — землевоз; в — кран; г — цистерна для цемента и жидкостей; д — тяжеловоз; е — кран-трубоукладчик; ж — траншейный экскаватор; з — корчеватель; и — бульдозер; к — рыхлитель; л — погрузчик.

Пневмоколесные тягачи собирают из узлов и деталей серийного производства тракторов и тяжелых автомобилей при широкой степени унификации, что делает их конструкцию более долговечной. Мощность дизелей тягачей достигает 900 кВт при нагрузке на ось 750 кН и более, что обеспечивает реализацию одного из главных направлений развития строительной техники — создания машин большой единичной мощности.

Одноосный тягач (рис. 6.6, а) состоит из шасси, на котором уста­новлены двигатель 6, силовая передача, два ведущих колеса, кабина и опор­но-сцепное устройство. Опорно-сцепное устройство выполнено в виде стойки 2, которая может качаться вокруг продольной горизонтальной оси, закрепленной в раме тягача, что позволяет полуприцепу перекашиваться относительно тягача в вертикальной плоскости. Соединяется полуприцеп с тягачом вертикальным шкворнем 3. Поворот тягача относительно оси полуприцепа обеспечивается двумя гидроцилиндрами 4 на угол до 90° в обе стороны. Гидромеханическая силовая передача (рис. 6.6, б) включает в себя раздаточную коробку 7, гидротрансформатор 8, коробку перемены передач 9, карданные валы 10 и 12, мост с главной передачей и дифферен­циалом 11, полуосями 13 и планетарные редукторы 14, встроенные в сту­пицы ведущих колес. Оба ведущих колеса являются одновременно и управляемыми. Коробку перемены передач и гидротрансформатор часто монтируют в одном корпусе, что делает конструкцию более компактной. От раздаточной коробки через вал 12 приводится в действие один или несколько масляных насосов 5, обеспечивающих работу исполнительных органов полуприцепной машины. Управление тягачом и прицепным обо­рудованием осуществляется гидрораспределителем 1.

Двухосные тягачи состоят из двух шарнирно-сочлененных полу — рам. Поворот полурам, так же как и у одноосного тягача, осуществляется с помощью двух гидроцилиндров двустороннего действия. Тягачи имеют один или два ведущих моста, одну или две двигательные установки. Сило­вая передача к ведущим колесам аналогична рассмотренной выше. Короб­ки перемены передач одно — и двухосных тягачей трехступенчатые при одинаковых скоростях движения передним и задним ходом. Последнее особенно важно для машин цикличного действия, требующих особой ма­невренности при частом реверсировании рабочих движений (одноковшо­вые фронтальные погрузчики, бульдозеры и др.).

В последние годы одно — и двухосные тягачи комплектуются мотор — колесами с шинами до 3 м в диаметре и шириной более 1 м с автомати­чески изменяющимся в зависимости от дорожных условий давлением воздуха.

Рис. 6.6. Одноосный тягач; а — общий вид; б — кинематическая схема; 1 — распределитель; 2 — стойка; 3 — шкворень; 4 — гидро­цилиндры; 5 — насос; 6 — двигатель4 7 — раздаточная коробка; 8 — гидротрансформатор; 9 — коробка перемены передач; 10 — карданный вал; И ~ дифференциал; 12 — карданный вал; 13 — поршень; 14 — планетарный редуктор.

Мотор-колесо представляет собой самостоятельный агрегат с гид­равлическим или электрическим двигателем и планетарным редукто­ром, встроенным в колесо. Рабочие двигатели питаются от масляных насосов или генератора, приводимых в действие основным двигателем тягача. Система управления двигателями мотор-колес позволяет каждо­му из них сообщать различные по величине моменты и частоту враще­ния, а при разворотах — и направление вращения, что особенно важно при работе в сложных дорожных условиях.

Комментарии закрыты.