Автомобили, тракторы, пневмоколесные тягачи, применяемые в строительстве. 
Главные параметры. 
Основные технико-эксплуатационные показатели

Грузовыми автомобилями, тракторами, пневмоколесными тягачами и созданными на их основе прицепными и полуприцепными транспортными средствами общего и специального назначения осуществляются основные перевозки строительных грузов в строительстве. Кроме того, автомобили, тракторы и тягачи используются как тяговые средства прицепных и полуприцепных 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 строительных машин.

Грузовые автомобили. Основными частями грузового автомобиля массового производства являются двигатель 1, кузов 2 и шасси 3 (рис. 1.). Шасси включает силовую передачу (трансмиссию), несущую раму, на которой установлены двигатель, кабина, передний и задние мосты с пневмо-колесами, упругая подвеска, соединяющая мосты с рамой, механизм управления и электрооборудование.

Рис 1. Грузовые автомобили общего назначения: а — с открытой платформой и бортами; б _ повышенной проходимости; в — тягач с седельно-сцепным устройством

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 используются 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. Такие автомобили получили большое распространение. Прицепы и полуприцепы разделяются на прицепы, буксируемые автомобилем с помощью дышла (одно-, двухи многоосные), прицепы-роспуски для перевозки длинномерных грузов, полуприцепы, буксируемые седельными тягачами. Седельные тягачи изготовляют на базе шасси бортового автомобиля, но с укороченной базой. На раме такого тягача укрепляется опорная плита с седельно-сцепным устройством, которое воспринимает нагрузку от полуприцепа и передает ему тяговое усилие, развиваемое двигателем автомобиля.

Тракторы гусеничные и колесные используются 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.

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 полурамами каждая из полурам опирается на ведущий и управляемый 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.

На гусеничной раме 4 установлены ведомые звездочки 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 ходоуменьшителем, позволяющим работать на пониженных (до 1 км/ч) скоростях.

В силовых передачах гусеничных и колесных тракторов, однои двухосных тягачей, специальных шасси одноковшовых погрузчиков, самоходных кранов автомобильного типа широко применяют гидродинамические передачи. В таких передачах вместо муфты сцепления устанавливают гидравлический трансформатор, а жесткую кинематическую связь между двигателем и ведущими колесами (звездочками гусениц) заменяют жидкостной. Такие силовые передачи называются гидромеханическими.

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 болен высоким КПД. При этом переключение передач осуществляется автоматически т. е. высшие передачи включаются 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 однои двухосные тягачи предназначены как базовые машины для работы с различного рода прицепным (одноосные) и навесным и прицепным (двухосные) рабочим оборудованием строительных машин Пневмоколесные тягачи обладают 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.

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 состоит из шасси, на котором установлены двигатель, силовая передача, два ведущих колеса, кабина и опорно-сцепное устройство. Опорно-сцепное устройство выполнено в виде стойки, 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. Поворот тягача относительно оси полуприцепа обеспечивается двумя гидроцилиндрами на угол до 90° в обе стороны. Гидромеханическая силовая передача включает в себя раздаточную коробку, гидротрансформатор, коробку перемены передач, карданные валы, мост с главной передачей и дифференциалом, полуосями и планетарные редукторы, встроенные в ступицы ведущих колес. Оба ведущих колеса являются одновременно и управляемыми.

Рис 2. Прицепное и навесное оборудование однои двухосных тягачей: а — скрепер; бземлевоз; в _ кран; г _ цистерна для цемента и жидкостей; д — тяжеловоз; е _ кран-трубоукладчик; ж _ траншейный экскаватор; з _ корчеватель; и_ бульдозер; крыхлитель; лпогрузчик

Коробку перемены передач и гидротрансформатор часто монтируют в одном корпусе, что делает конструкцию более компактной. От раздаточной коробки через вал приводится в действие один или несколько масляных насосов, обеспечивающих работу исполнительных органов полуприцепной машины. Управление тягачом и прицепным оборудованием осуществляется гидрораспределителем.

Двухосные тягачи состоят из двух полурам, шарнирно сочлененных между собой. Поворот полурам, так же как и 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 однои 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.).

Рис 3. Одноосный тягач

В последние годы однои 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. 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.

Специализированные транспортные средства применяют в соответствии с их назначением и видом груза: для перевозки грунта, сыпучих грузов, бетонов и растворов, битума, топлива (автомобили-самосвалы, керамзитовозы, автобетоносмесители, авторастворовозы, автобитумовозы, топливовозы), порошкообразных грузов (автоцементовозы, известковозы), строительных конструкций (панелевозы, фермовозы, плитовозы, сантехкабиновозы), длинномерных грузов (трубовозы, плетевозы, металловозы), строительных грузов в контейнерах (контейнеровозы), технологического оборудования и строительных машин (тяжеловозы).

Специализированные транспортные средства представляют собой прицепы и полуприцепы к базовым автомобилям и седельным тягачам средней и большой грузоподъемности с разрешенной нагрузкой на одиночную ось 60 и 100 кН. Конструкция таких транспортных средств учитывает особенности перевозки и физические свойства грузов, сохранение качества грузов, комплексную механизацию погрузки и выгрузки. Главным параметром специализированных транспортных средств принята полная масса транспортного средства с грузом. Использование специализированного транспорта способствует дальнейшему развитию индустриальных методов строительства, снижению себестоимости перевозок, росту производительности транспортных средств.

Автомобили-самосвалы и автопоезда. Различают автомобили-самосвалы общего назначения и специальные карьерные самосвалы. Автомобили-самосвалы общего назначения изготовляют на базе серийных грузовых автомобилей (иногда с укороченной базой). Их используют для перевозки грунта из котлованов, нерудных строительных материалов от карьеров, причалов и железнодорожных станций на предприятия строительной индустрии и на сооружаемые дороги. Кроме того, автомобили-самосвалы используют для перевозки асфальтовой массы, строительного мусора и других навалочных грузов. Загрузка автомобилей-самосвалов производится обычно экскаватором, погрузчиком или из бункера. Кузов самосвалов прямоугольной, трапециевидной или корытообразной формы делается опрокидным с углом наклона до 60°. Различают самосвалы с задней разгрузкой, т. е. опрокидыванием только назад, с боковой разгрузкой на одну или обе стороны и с трехсторонней разгрузкой. Опрокидывание кузова осуществляется с помощью гидравлического подъемника, состоящего из одного или двух гидроцилиндров одностороннего действия, питаемых насосной установкой, приводимой от двигателя через коробку отбора мощности автомобиля карданными валами.

Рис 4. Автомобили-самосвалы общего назначения: а—с кузовом ковшовой формы; б — с откидной задней стенкой

Рис 5. Автопоезд: а — автомобиль — самосвал; б — прицеп — самосвал

Управление опрокидыванием кузова осуществляется из кабины. При этом положения гидрораспределителя обеспечивают принудительный подъем кузова, фиксирование его на любом уровне и плавное опускание кузова под действием собственной массы, при котором происходит слив масла в бак через клапан с определенным проходным сечением. Грузоподъемность серийно выпускаемых отечественной промышленностью самосвалов составляет 10…12 т при полной массе автомобиля с грузом 19…23 т. Грузоподъемность специальных карьерных самосвалов достигает 300 т, так как они предназначены для работы вне дорог общей дорожной сети и их осевые нагрузки могут превышать действующие весовые ограничения.

При перевозке массовых грузов применяют автопоезда. Использование автопоездов вместо одиночных автомобилей-самосвалов позволяет повысить выработку на среднесписочную машину, снизить расход топлива, уменьшить число водителей. Автопоезда создают на базе автомобилей-самосвалов и унифицированных автомобильных прицепов-самосвалов и полуприцепов-самосвалов к седельным тягачам, имеющим общие конструктивные признаки. Гидроцилиндры прицепов действуют от гидравлической системы базового автомобиля. Автомобили-самосвалы, предназначенные для использования в качестве тягачей, оснащаются стандартными буксирными устройствами, а также гидро-, пневмои электровыводами для подключения соответствующих систем прицепов. Разгрузка кузовов самосвала и промежуточных прицепов ведется на две (боковые), а заднего — на три (боковые и заднюю) стороны. Грузоподъемность автопоезда, выполненного, например, на базе автомобиля типа КамАЗ, составляет 11 т (полная масса 19т), прицепа полной массой 16 т и полуприцепа полной массой 25 т.

Полуприцепы-панелевозы. Они предназначены для перевозки панелей, плит перекрытий на полуприцепах к седельным автомобильным тягачам. Передняя часть панелевоза опирается на седельное сцепное устройство тягача, а задняя — на одноили двухосную тележку. В некоторых конструкциях панелевозов задняя тележка имеет поворотные оси, что способствует уменьшению габаритной полосы движения, повышению маневренности автопоезда в естественных условиях. Полуприцепы снабжают гидравлическими опорами для устойчивости их при погрузочно-разгрузочных операциях, а также автоматической сцепкой и тягачом, позволяющей работать одному тягачу с несколькими сменными полуприцепами и вести монтаж панелей «с колес», т. е. без складирования на строительной площадке. По конструкции несущего каркаса полуприцепа их разделяют на хребтовые и рамные кассетного типа.

Хребтовые панелевозы имеют каркас в виде фермы трапециевидного поперечного сечения, а панели устанавливаются в наклонном положении по обеим сторонам каркаса под углом 8…10° к вертикали. Преимущество таких панелевозов — малая погрузочная высота, удобство проведения погрузочно-разгрузочных работ. Однако эти панелевозы требуют симметричной загрузки их грузовых площадок, что трудно выполнимо при перевозке нечетного числа панелей или панелей различной массы. Кроме того, наклонное положение панелей часто приводит к возникновению трещин, сколов и других повреждений.

Рис 6. Полуприцеп-панелевоз: а — общий вид полуприцепа хребтового типа; б— расположение панелей на полуприцепах-панелевозах различных типов

Рамные полуприцепы представляют собой кассету, образованную двумя продольными вертикальными плоскими фермами и поперечными связями или несущую раму с кассетой, в которой размещаются перевозимые изделия. Изделия устанавливают в вертикальном положении и удерживаются с помощью разделителей, перемещаемых вдоль кассеты, и боковых держателей. Иногда их дооборудуют дополнительными боковыми кассетами. Система крепления дает возможность перевозить панели различных размеров и конфигурации, исключает их взаимное перемещение и повреждение выступающих частей и офактуренного слоя.