Разработки

РУБАНОК ДЛЯ ПЛАНЕТЫ

23.07.2015
РУБАНОК ДЛЯ ПЛАНЕТЫКАК ИСЧЕЗЛА ПРОФЕССИЯ. Дело происходило в летние месяцы 1903 года. Шло строительство Амурской магистрали. До начала русско-японской войны оставалось еще полгода, но в воздухе, как говорят, пахло порохом. Люди, от нужды и безземелья прибывшие на Дальний Восток из глубины России, трудились с раннего утра до позднего вечера: рубили тайгу, корчевали пни, копали и возили в тачках землю, насыпая полотно. Однако стройка подвигалась медленно. Даже самый крепкий и опытный землекоп не может за восьмичасовой рабочий день вынуть и перекидать лопатой больше 4—8 кубометров грунта. Земля плотна и тяжела, работа с ней испокон веков считалась одной из самых трудных.
 
И вот однажды строители увидели трех лошадей, запряженных в странный экипаж: телега не телега, бочка не бочка, ковш не ковш. Вернее, именно ковш, но каких размеров! Чуть меньше телеги! Он двигался на двух колесах, а спереди опирался на поперечную рейку, соединяющую оглобли. Но вот лошади остановились, рабочие рычагом подняли переднюю стенку. Лошади поднатужились, напряглись. Ковш уперся в землю и стал врезаться в нее зубьями на передней кромке, медленно наполняясь. А когда ковш наполнился, стенку поставили на место, и лошади потянули тяжелый груз к сооружаемой насыпи. Там ковш опрокинули; из него высыпалось столько земли, сколько могли бы привезти несколько грабарей. Так называли людей, спешащих с одноколесными тачками — грабарками, доверху заполненными землей. Этот эпизод ознаменовал появление в России первого скрепера.
 
Сейчас, кстати говоря, слова «грабарь» и «грабарка» начисто забыты, что лишний раз свидетельствует о коренном изменении условий труда. А в годы первых пятилеток ни одна большая стройка без множества таких рабочих не обходилась. Но уже на строительстве Туркестано-Сибирской магистрали — Турксиба — применялось много конных скреперов, и никто им не удивлялся. Вскоре же бурное развитие землеройной техники полностью вытеснило профессию грабарей.
 
МАШИНА-УНИВЕРСАЛ
 
Любая стройка начинается с земляных работ и ими же кончается. Для фундамента любого здания — жилого ли, промышленного — нужен котлован. Для коммуникаций — силовых и телефонных кабелей, водопроводных, канализационных, газовых труб — траншеи.
 
Рельсы железных дорог кладутся на бетон и шпалы, а те, в свою очередь,— на земляную насыпь. Чтобы построить аэродром, нужно спланировать огромный участок земли — срыть бугры и засыпать ямы.
 
А что говорить о таких грандиозных сооружениях, как гигантские водохранилища и плотины? Тут приходится вынимать и перемещать миллионы кубометров грунта.
 
Экскаваторы на стройках выполняют огромный объем земляных работ. Но транспортировать грунт они не могут. Это должен делать самосвал. Нельзя ли совместить функции обеих машин в одной? Таким вопросом задались в свое время конструкторы, и на свет появился бульдозер — машина, которая сама копает и сама перемещает землю. Правда, недалеко. А если нужно подальше? Очевидно, в этой цепочке — между бульдозером, с одной стороны, и экскаватором с самосвалом — с другой — должно было появиться промежуточное звено: скрепер — машина, которая и копает, и отвозит землю на достаточное расстояние.
 
Именно этот критерий — дальность отвоза земли — и определяет выбор для стройки той или иной машины.
 
Если нужно выкопанный грунт отвезти на расстояние, не превышающее ста метров, экономичнее всего использовать бульдозер.
 
Рис. 1. Самоходный скрепер Д-567 с одноосным тягачом МоАЗ-546.
 
Рис. 1. Самоходный скрепер Д-567 с одноосным тягачом МоАЗ-546.
 
Свыше 100 и до 800—1500 м — такое расстояние требует применения скреперов, прицепленных к трактору,— то есть несамоходных.
 
А вот если нужно транспортировать груз на расстояние до 3000 м, лучше всего употребить самоходный скрепер. И чем быстроходнее он, чем больше емкость его ковша, тем лучше.
 
Ну, а на дальних перевозках скрепер экономически невыгоден. Необходим самосвал.
 
Конструктивных схем скреперов множество. Прежде всего, есть скреперы прицепные, а есть самоходные. Первые не имеют самостоятельного двигателя, и их тянет трактор. Подобные машины применяют там, где объем земляных работ сравнительно невелик. А вот самоходные скреперы и больше, и мощнее: ведь каждая из этих машин оснащена собственным двигателем.
 
Есть различия и в способах выгрузки земли из ковша. Ковш мож опрокидываться вперед, может — назад. Бывает, что вперед движется его задняя стенка, выталкивая землю.
 
Ковш скрепера, оснащенный ножами, вонзается в землю от усилия, развиваемого тягачом А если грунт слишком тяжел и этого усилия оказывается недостаточно? Тогда сзади устанавливается еще один трактор, уже не тянущий, а толкающий. Получается нечто подобное огромному рубанку или составу с двумя локомотивами.
 
СТАЛЬНАЯ КОЛОННА
 
Говоря о прицепных скреперах, необходимо отметить, что эти конструкции не вполне самостоятельны. Рассмотрим поэтому лишь самоходные скреперы. Гамму машин такого рода открывает скрепер Д-357П. Машина состоит из одноосного тягача МоАЗ-529, оснащенного двигателем мощностью 180 л. с., и ковша емкостью 8 м3 (наименьший для отечественных самоходных скреперов).
 
Ковш и тягач соединены между собой поворотно-сцепным устройством, позволяющим поворачиваться вправо и влево на 90°. Такая исключительная маневренность заложена в конструкцию для того, чтобы машина могла спокойно разворачиваться на узких пространствах стройплощадок.
 
В конструкции широко используется гидравлика, чтобы опустить и поднять ковш, повернуть машину. Все это, разумеется, облегчает труд скрепериста. Способствует облегчению его труда также и то, что одноместная кабина закрыта со всех сторон, что скрепер снабжен рессорной подвеской. А для повышения производительности землю нагребает в ковш бульдозерное устройство, оборудованное на тракторе Т-100М.
 
Д-567 — скрепер, несколько более мощный, чем предыдущий Д-357П, и должен со временем его заменить. Д-567 (рис. 1) имеет ковш объемом 10 м3. Мощность двигателя тягача МоАЗ-546 — 240 л. С. Грунт из ковша, как и в предыдущей конструкции, выталкивает задняя стенка.
 
Рис. 2. Скрепер Д-392.
 
Рис. 2. Скрепер Д-392.
 
А вот скрепер Д-392 (рис. 2) сильно отличается от двух предыдущих. Во-первых, тягачом его является машина не Могилевского, а Белорусского автозавода — мощный БелАЗ-531 с двигателем в 360 л. с. Во-вторых, подвеска ведущего моста — пневмогидравлическая, то есть самая современная, обеспечивающая наибольшую плавность. Это значит, что скрепер может ездить с повышенной скоростью, следовательно, работать более производительно. И здесь тоже помогает наполнять ковш мощный бульдозер на базе гусеничного трактора Т-180 или Т-250, и тоже широко применяется гидравлика. С помощью телескопических гидроцилиндров выдвигается задняя стенка; управление рабочими органами скрепера — гидравлическое,
 
САМЫЙ МОЩНЫЙ
 
Самым мощным отечественным скрепером является ДЗ-67 (рис. 3). Емкость ковша этой огромной машины — 25 м3 земли. Под таким большим ковшом может спокойно пройти легковой автомобиль. За одну рабочую смену ДЗ-67 может выбрать до 850 м3 земли, отвезти ее на расстояние от 500 до 5000 м и высыпать ее там слоем до 650 мм. Над проектом машины работали ученые и инженеры Всесоюзного научно-исследовательского института строительного и дорожного машиностроения (ВНИИстройдормаш), Челябинского ордена Ленина завода дорожных машин имени Колющенко, Минского СКВ мелиоративных машин и других организаций.
 
ДЗ-67 резко отличается по конструкции от других скреперов. И главной особенностью этой машины является то, что она оборудована мотор-колесами. То есть тут осуществлен тот же конструктивный принцип, что и в мощных самосвалах Белорусского автозавода. Дизельный двигатель приводит в действие генератор электрического тока, ток идет в моторы, укрепленные на колесах задней оси, валы моторов вращаются, а вместе с ними — и колеса. Так сделано в самосвалах потому, что чисто механическая передача мощности от двигателя к колесам — коробка передач, карданный вал, задний мост — потребовала бы слишком больших веса и габаритов всех этих агрегатов в столь огромной машине. Электрическая трансмиссия компактнее, она дает возможность работать бесступенчато. А это важно, потому что в любых условиях машина может трудиться в наивыгоднейшем режиме.
 
Рис. 3.  Самоходный скрепер-гигант ДЗ-67 с мотор-колесами.
 
Рис. 3.  Самоходный скрепер-гигант ДЗ-67 с мотор-колесами.
 
Как это осуществлено в ДЗ-67? Двенадцатицилиндровый четырехтактный Y-образный дизель М-301 мощностью 850 л. с. с газотурбонаддувом приводит в действие электрогенератор, а тот подает ток на 4 ведущих мотор-колеса. Интересно отметить некоторые конструктивные особенности всей этой системы. Двигатель снабжен не одним, как обычно, а сразу тремя воздухоочистителями: ведь там, где копка и перевозка земли, там и пыль. И генератор, и моторы управляются специальными системами автоматического регулирования.
 
Когда какое-либо из колес буксует, мощность генератора распределяется между всеми мотор-колесами равномерно. Благодаря этому скрепер развивает максимально возможное тяговое усилие в любых условиях. Механическая трансмиссия обеспечивает такое не всегда.
 
В схеме трансмиссии много защитных устройств. Электромагнитное реле защищает генератор от токов коротких замыканий. Тепловое реле — двигатели мотор-колес от перегрузок. Специальные реле срабатывают при повреждении изоляции, и, таким образом, предотвращается возможность аварийного случая.
 
Мотор-колесо состоит из колеса, тягового электродвигателя, редуктора и тормоза. Электродвигатель расположен непосредственно внутри колеса, и, что особенно интересно, корпус его служит осью всего агрегата. То есть тут тоже происходит совмещение функций, чем достигается компактность агрегата и минимальный вес. А вот редуктор — трехступенчатый, с первой планетарной ступенью — тот, наоборот, вынесен наружу, за габариты колеса. И этим достигается лучшее его охлаждение.
 
Тормоз мотор-колеса не колодочный, а дисковый. Тоже не так давно появившаяся конструктивная разновидность. Поскольку плоскость прижима диска больше, чем у колодок, то и тормозное усилие значительное. Включается дисковый тормоз давлением сжатого воздуха, который идет от компрессора по пневмосистеме. Но это известный способ. А вот что действительно ново — вентиляционная система, отводящая от колес пыль. Новинка разработана в Научно-исследовательском институте сантехники. Вентилятор-пылеотводитель за минуту отгоняет около 40 м3 пыли.
 
Разумеется, следует сказать и о некоторых других конструктивных особенностях уникальной машины.
 
Двигатель и турбокомпрессор охлаждаются водой, которую гонит насос, установленный на верхнем картере двигателя.
 
Машина оснащена сложной гидравлической системой. С помощью гидропривода скрепер поворачивается; гидравлическая система поднимает, опускает ковш, углубляет его в землю, двигает заднюю стенку, выталкивающую грунт, поднимает и опускает заслонку ковша. И вот еще одно характерное новшество данной конструкции: гидросистемы рулевого управления и рабочих органов, в других машинах раздельные, здесь объединены в одну. Это позволяет использовать для обеих систем общие агрегаты: бак, насосы, фильтры, трубопроводы, и делает в итоге систему более компактной.
 
Диапазон бесступенчатого регулирования скорости движения и тягового усилия — 1:15. Скорость при копании без помощи толкача — 2—4 км/ч, А на грунтовой дороге с полным ковшом скрепер может развить 25 км/ч.
 
Шины скрепера огромны: диаметр — 2,5 м, ширина — 950 мм.
 
Максимальное рабочее давление в гидросистеме — 140 кг/см2. Это очень большая величина.
 
Скрепер обладает повышенной проходимостью и может опускаться и подниматься по уклонам, доходящим до 12°.
 
Двухместная кабина водителя оборудована тепло- и звукоизоляцией. А о человеке, что в ней находится, нужно поговорить особо.
 
ЗА РУЛЕМ — ОПЕРАТОР
 
Кто управляет столь огромной и сверхмощной машиной? Водитель? Скреперист? Нет, оператор. Мы привыкли к тому, что под этим словом подразумевается человек в белом халате среди усеянных приборами пультов. Но ведь оператор ныне рабочая профессия, область применения которой все более расширяется, Операторы управляют работой сталелитейных и прокатных цехов, химических предприятий, цехов нефтеперерабатывающих заводов и многих других. Почему же человека, работающего на такой сложной и совершенной машине, в конструкции которой нашли применение электротехника, электроника, гидравлика, механика и прочие, не назвать оператором? Работа его не требует больших физических усилий. Перед ним щиток со шкалами электрических приборов, показаниями которых он руководствуется, и все управление тоже построено на электрических системах. Вернее сказать, рабочие органы управляются отдельными электрогидравлическими агрегатами. И таким образом, в машине сочетаются электрическая тяговая трансмиссия и электрогидравлическая система управления рабочими органами. Это, во-первых, создает благоприятные предпосылки для того, чтобы весь рабочий процесс скрепера мог быть полностью автоматизированным, а во-вторых, ставит труд человека, управляющего машиной, на более высокий уровень.
 
Понятно, что столь мощные и совершенные машины, представляющие венец достижений инженерной и научной мысли в данной области, должны быть выполнены с учетом новейших тенденций в развитии техники. Нынешняя же техника характеризуется таким положением, когда большой объем работ надо сочетать с высокой точностью исполнения. Но все же, если вдуматься и представить себе реальную картину работы скрепера, то начнет казаться, что самые-то новинки здесь использовать невозможно, да и не нужно. Ведь земляные работы не только самые тяжелые, но и самые «черные» — грязные, пыльные, не требующие особой точности. Зачем же землеройным и землевозным машинам новейшие сверхсложные, дорогие системы?
 
В том-то и дело, что скреперу подчас приходится выполнять такие работы, которые образно можно назвать «строганием» земли. Спланировать — то есть выровнять поверхность для строительства дороги, насыпи, аэродрома, подготовить поля для посева культур, заливаемых водой, чтобы она стояла ровно и не »стекала, — нужно весьма тщательно.
 
Рис. 4. Автоматизированный скрепер Д-498А.
 
Рис. 4. Автоматизированный скрепер Д-498А.
 
Для таких работ Челябинский ордена Ленина завод дорожных машин имени Колющенко изготовил и испытал опытный образец скрепера Д-498А (рис. 4) на базе трактора Т-130 с системой «Стабилоплан-1» — для автоматической стабилизации положений ковша во время работы. Система «Стабилоплан-1», разработанная ВНИИстройдормашем для скреперов с гидравлическим управлением, позволяет автоматически выдерживать заданный угол продольного профиля планируемой поверхности. Тем самым рабочие качества скрепера резко повышаются.
 
Скрепер Д-498А движется вслед за трактором. И конечно же, на общем виде не заметен датчик углового положения, потому что он установлен на кронштейне вблизи оси задних колес. Это свободно подвешенный маятник, соединенный с подвижным контактом потенциометра, включенного в мостовую схему. Величина электрического сигнала датчика пропорциональна его угловому отклонению от заданного положения. Сигналы датчика через усилители идут к блоку управления, а оттуда команда поступает на электромагниты реверсивного гидрозолотника. Этот агрегат установлен на бампере в передней части трактора и управляет по команде с блока гидроприводом перемещения ковша. Все это дает, разумеется, самое общее, приблизительное представление о работе такой схемы. Но испытания показали, что машина с емкостью ковша в 7 м3 разравнивает землю со средним отклонением неровностей от линии профиля, не превышающим 4 см.
 
Возьмите в руки лопату. С максимально доступной вам тщательностью попробуйте разровнять землю. И вы увидите, что это такое — 4 см при земляных работах.
 
Р. ЯРОВ




Рекомендуем почитать
  • ЗА ПАРУСНИКОМ НА ЛЫЖАХ

    ЗА ПАРУСНИКОМ НА ЛЫЖАХОтправляясь в дальнее путешествие, лыжник, как правило, надеется лишь на собственные силы. Однако вполне возможно призвать на помощь ветер, соорудив для этого парусный буксировщик. Собрать такой буксировщик совсем несложно, использовав вооружение от парусной доски — мачту, гичок-уишбон и парус с комплектом лат Правда, всё это можно изготовить самостоятельно. Начать работу удобнее всего с колёс, предварительно подобрав пару камер от грузовика или колёсного трактора — от их габаритов будут зависеть размеры колёсных ступиц и дисков.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.