Чтение онлайн

Бульдозер-толкач ДЗ-121

Отдельного разговора заслуживает тема навесных рыхлителей. Ведь именно оборудование рыхлителя стало вторым по значимости навесным орудием на тракторах промышленного назначения. Известно, что вечномерзлые грунты и грунты сезонного промерзания составляли около 90% территории СССР. Отсюда понятно столь пристальное внимание Минсройдормаша, Госстроя СССР и организаций, занимающихся разработкой полезных ископаемых открытым способом к проблеме разработки мерзлых грунтов с максимальной экономической эффективностью. Активное освоение во второй половине ХХ века Сибири и Дальнего Востока, строительство БАМ, Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС, нефте- и газопроводов, промышленных и жилых объектов велось в условиях вечной мерзлоты, при температуре до минус 60С?, с промерзанием грунтов на глубину от 1 до 3 метров. Ввиду того, что мерзлые грунты имеют повышенную сопротивляемость разрушению, производительность землеройных машин при их разработке существенно снижается. Поэтому, ВНИИСтройдормашем были разработаны комплексы строительных и дорожных машин для северных условий. Кроме того, из-за нехватки машин северного назначения выпущенных основными заводами-изготовителями, активное участие в разработке и внедрении такой техники вели крупные ремзаводы, управления механизации и рационализаторы на местах. Наиболее широкое применение нашли машины, смонтированные на базе гусеничных, реже колесных, тракторов: цепные баровые, дискофрезерные, рыхлители, цепные и роторные экскаваторы, клиновые рыхлители ударного действия, буровые машины вращательного действия. Самым простым и надежным из них оказался навесной рыхлитель. Первые послевоенные конструкции рыхлителей являлись прицепными машинами к тракторам ЧТЗ С-65 и С-80. Данные агрегаты были просты, но имели большой вес и плохую маневренность. Поэтому прицепные модели со временем окончательно уступили место навесным.

Появившийся в конце 1950-х годов мощный трактор ДЭТ-250 сразу же был опробован как база для бульдозера и рыхлителя. На ЧЗДМ им. Колющенко был изготовлен и смонтирован навесной рыхлитель марки Д-570 ( с 1961 года – серийное производство) . Он представлял собой П-образную раму, шарнирно закрепленную на гусеничных тележках трактора (подобно бульдозерной, но охватывающей заднюю часть трактора), стойку с зубьями (от 1 до 3) и двух гидроцилиндров, при помощи которых осуществлялось принудительное заглубление рабочего органа. Наибольшая глубина рыхления доходила до 1 метра. Габариты Д-570, мм: 8880 х 4500 х 3062. Масса отдельно от трактора – 7500 кг, с трактором – 37000 кг. Агрегат мог быть использован на разработке мерзлых и каменистых грунтов, корчевании мощных корней и пней.

В тресте Донбассэкскавация в конце 1968 года был создан опытный образец рыхлителя оригинальной конструкции на тракторе ДЭТ-250 в виде сменного оборудования для бульдозерной рамы вместо отвала. Соответственно рыхлитель получился фронтального действия, что скорее всего напоминает принцип действия кирковщика. Данный рыхлитель разрабатывал мерзлоту при поступательном движении трактора вперед. Глубина рыхления при этом доходила до 1 метра. Основная работа производилась при наличие одного зуба, но для разработки труднодоступных мест имелась возможность смонтировать правый либо левый крайний зуб. В 1969 году данный рыхлитель был использован на работах по благоустройству проспекта Металлургов в Донецке, где необходимо было произвести разработку скального грунта V категории в объеме около 10000 кубометров. Применение рыхлителя на тракторе ДЭТ-250 позволило избежать опасных взрывных работ в гуще крупного населенного пункта и трудоемких работ пневматическими ручными отбойными молотками. С минимальными затратами и в сжатые сроки участок был подготовлен к экскавации. Положительный опыт применения данного рыхлителя способствовал изготовлению еще 7 единиц подобных агрегатов. Масса рыхлителя Донбассэкскавация – 4500 кг.

К сожалению, полноценный рыхлительный агрегат на базе ДЭТ-250 появился лишь почти десять лет спустя, с освоением в производстве модели ДЭТ-250М, специально разработанной для навески бульдозерного оборудования спереди трактора и рыхлительного сзади. Основные особенности модели 250М рассматривались в предыдущей статье. А до появления полноценного рыхлителя марки Д-652, были годы проб и испытаний различных конструкций, как заводских, так и созданных на базах эксплуатации. Например, ВНИИСтройдормашем был спроектирован рыхлитель марки РМГ-III к трактору ДЭТ-250 для разработки мерзлых грунтов только сезонного промерзания, который изготавливался непосредственно в ремонтно-механических мастерских предприятий. Для адаптации трактора к работе рыхлителем РМГ-III следовало к литому корпусу бортовых фрикционов приварить монтажные проушины навески рыхлителя из листовой стали толщиной 30 мм, а задний мост связать дополнительными листами с рамой трактора. Для использования гидропривода бульдозера, в систему управления включен золотниковый переключатель с краном управления для переключения подачи масла с бульдозера на рыхлитель. Серийно рыхлитель не изготавливался, но по некоторым сведениям его серийное производство все же было освоено на ЧЗДМ им. Колющенко, хотя это маловероятно. Применение рыхлителя на разработке фосфатитной руды в Егорьевском месторождении показало производительность более чем 600 кубометров породы в час; на разработке бурых углей в Ангреенском месторождении – до 800 и известняка в Инкерманском карьере до 550 «кубов» за час работы! Хорошо зарекомендовал он себя так же на стройках Воркуты, Москвы, Ярославля и Ленинграда. Однако, учитывая, что трактор ДЭТ-250 был искусственно приспособлен для агрегатирования с рыхлителем, работа РМГ-III была категорически запрещена с дополнительными грунтозацепами и толкачом, что, естественно, снижало производительность агрегата, но тем самым трактор был застрахован от предварительного разрушения базовой рамы и агрегатов. По этой же причине рыхлитель имел один зуб и был ограничен глубиной рыхления в 500 мм. Выполнение этих условий позволило сохранить работоспособность машины в течении 2000-3000 часов работы без капитального ремонта. Рыхлитель монтировался на трактор вместе с бульдозером Д-572С. Вес рыхлителя без трактора – 3130 кг, с трактором и бульдозером – 37680 кг.

Рыхлитель Д-652А в работе

Рыхлитель Д-652АС

В начале 1968 года под руководством ВНИИСтройдормаш были проведены двухмесячные испытания нового трехзубого рыхлителя марки Д-652АС с глубиной разработки до 700 мм разработанного все тем же институтом и изготовленного на ЧЗДМ им. Колющенко на базе трактора ДЭТ-250М с бульдозерной навеской Д-572АС. Данная модель, в отличие от базовой с индексом Д-652А, была изготовлена специально для работы в условиях пониженных температур Испытания, проходившие при Управлении механизации Печоршахтострой в районе Воркуты, показали высокую производительность рыхлителя – в среднем 350-400 кубометров мерзлого грунта в смену. Выяснилось, что стоимость разработки 1 кубометра мерзлого грунта рыхлителем Д-652АС в три раза меньше, чем буровзрывным способом. За один проход агрегата грунт разрыхлялся на глубину 35-45 см. Испытания выявили, что слабым местом рыхлителя оказались изготовленные из нормализованной стали 40ХН наконечники стойки – на воркутинских мерзлых грунтах они довольно быстро изнашивались и работали не более 30-40 часов, а при вскрытии скальных грунтов они вообще ломались. К основной металлоконструкции рыхлителя из низколегированной стали претензий не было. По окончании испытаний в Воркуте, в апреле 1968 года рыхлитель был отгружен обратно во ВНИИСтройдормаш и после всестороннего его анализа был вновь направлен на другие объекты для продолжения прохождения испытаний. В условиях городского строительства, осуществляемого Главмосстроем, производительность Д-652АС оказалась несколько выше – от 80 до 120 кубометров мерзлоты в час, в зависимости от глубины промерзания грунта. Тот же рыхлитель на строительстве Иртышканалстрой при глубине промерзания грунта до 2,5 метров давал среднюю производительность 150-170 кубометров в час! Кроме того, на разработке известняка в Турдейском карьере рыхлитель Д-652А разрабатывал более 400 кубометров породы в час! Ранее, с февраля по апрель 1967 года, проходили испытания базовой модели рыхлителя Д-652А в Новосибирском тресте Строймеханизация-1. В отличии от РМГ- III рыхлители Д-652 были приспособлены для работы с толкачом и имели для этого буферное устройство. Масса рыхлителя – 5900 кг. На тот момент это был самый производительный и наиболее эффективный рыхлитель в Советском Союзе.

Опыт эксплуатации рыхлителей Д-652АС и РМГ-III выявил, что годовой экономический эффект от применения указанных машин составил (по ценам того периода) от 25 000 рублей в год на машину в Красноярском крае, до 175 000 рублей в условиях Заполярья. Проведенные всесторонние испытания и исследования работы этих машин показали, что рыхлители на тракторе ДЭТ-250 в состоянии эффективно разрабатывать мерзлый грунт на всей территории Европейской части страны, Казахстана и южной части Сибири. Оснащение трактора одновременно рыхлительным оборудованием и бульдозером позволило одновременно выполнять одной машиной весь комплекс работ – уборку снега, рыхление, уборку разрыхленного грунта и транспортно-вспомогательные работы.

Несмотря на то, что основным назначением дизель – электрического трактора ДЭТ-250 стало производство земляных работ с бульдозерно-рыхлительным агрегатом, многие производители специальной техники воспользовались им как базовой машиной для изготовления узкоспециальных машин для выполнения определенных работ. И хотя они не получили массового распространения и были выпущены в количествах нескольких сотен единиц, определенный интерес они все же представляют, особенно если подходить к этой технике как к эксклюзивным изделиям и порождениям советской инженерной мысли.

Например, очень интересный виброкаток выпускало Волжское производственное опытно – техническое объединение «Энерготехмаш» под маркой ПВК – 70. Завод, расположенный в городе Волжский, Волгоградской области, относился к тресту «Главэнергостроймеханизация» Министерства энергетики и электрификации СССР. Для своих нужд, с целью максимально механизировать некоторые виды строительных работ, в Министерстве были созданы различные строительные и дорожные машины. Так, в конце 60-х годов был разработан и выпущен прицепной виброкаток к трактору ДЭТ-250. Максимальная возмущающая сила катка составляла 70 тонн! В дальнейшем, эта характеристика возросла до 75 тонн на модернизированном катке ПВК-70ЭА. Основным назначением этого катка стало уплотнение связных и гравелистых грунтов, в том числе галечника и каменных набросок с фракциями не более 400 мм при возведении плотин, дорожных оснований и других инженерных сооружений. При использовании сменного кулачкового вальца становилась возможной разработка путем виброрыхления слежавшегося грунта и грунта покрытого мерзлой коркой. Данная машина с успехом применялась на строительстве плотины Нурекской ГЭС высотой 300 метров и объемом земельно-скальных работ 56 миллионов кубометров, плотины Червакской ГЭС высотой 168 метров и объемом земельно-скальных работ 16 миллионов кубометров и других сооружений. Каток состоит из следующих основных частей: генератора – возбудителя, электродвигателя постоянного тока, механического вибратора направленного действия, цепной передачи, сменных вальцов, амортизатора, контргрузов, рамы, сцепного устройства и скребков. Принцип действия катка таков: генератор с напряжением 380 В приводит в действие электромотор мощностью 100 кВт, от которого через цепную передачу крутящий момент передается на вибратор. Вибрация через раму вальца передается на жестко закрепленный валец. Диаметр вальца – 1750 мм , ширина – 2640 мм. Рабочий режим осуществляется на средней скорости 4 км/час. Управление работой катка осуществляется из кабины трактора. Общие габариты катка без трактора, мм: 3250 х 7430 х 2680. Масса – 28000 кг.

На полигоне Уральской научно-исследовательской испытательной станции НАТИ была создана динамометрическая лаборатория ДЛ-30М с тяговым сопротивлением до 300кН на базе трактора ДЭТ-250 для проведения тяговых испытаний тракторов промышленного назначения. Все оборудование лаборатории разместилось в закрытом кузове за кабиной трактора, в его задней части, благо компоновка трактора это позволяла.

В конце 60-х – начале 70-х годов прошлого столетия Мозырский завод мелиоративных машин освоил производство мощного экскаватора- каналокопателя производительностью до 500 кубометров в час под индексом Д-583, базой для которого послужил челябинский дизель-электрический трактор. Каналокопатель представлял собой самоходную машину на гусеничном ходу, предназначенную для отрывания осушительных каналов глубиной до двух метров в торфяных и минеральных грунтах. Конструкция трактора претерпела существенные изменения с целью наилучшего агрегатирования с навесным рабочим органом активного типа. Раму трактора вынесли вперед, дополнительно соединив с основной несущей рамой. Вся конструкция через 18 опорных катков опирается через гусеницы на землю. Привод гусеничного движителя осуществляется от двух трехскоростных электродвигателей – на каждую гусеницу индивидуальный привод через бортовые редукторы и ходоуменьшитель. Основной рабочий орган – две наклонные фрезы, смонтированные на основной раме и приводимые каждая от индивидуального электродвигателя через планетарный редуктор. Фрезы представляют собой диски диаметром 4100 мм сварной конструкции с радиальными лопатками-ребрами для захвата разрабатываемого грунта. По периферии приварены кронштейны с 80 режущими ножами. Угол наклона фрез меняется в зависимости от требуемого сечения канала. За фрезами распложен отвал для зачистки стенок и дна канала, а так же для вспомогательной подачи излишков грунта на фрезы. Все манипуляции рабочим органом осуществляются при помощи гидрооборудования. Предусмотрено подключение машины к внешнему источнику тока. Максимальная транспортная скорость передвижения каналокопателя – 2,059 км/час. Колея – 5130 мм. Габаритные размеры в транспортном положении, мм: 14820 х 7200 х 5000. Масса – 40000 кг. Давление на грунт при этом составляет 0,21 кгс/см2.

Каналокопатель Д-583

Агрегат ПК-1,6/12.5

Очень интересную машину, по конструкции напоминающую трубоукладчик, на базе трактора ДЭТ-250 изготавливал Донецкий машиностроительный завод им. Ленинского комсомола Украины «Донецкгормаш» под маркой ПК-1,6/12.5. Основное назначение данного агрегата – передвижка и рихтовка забойных и отвальных конвейеров в составе роторных комплексов непрерывного действия на открытых горных разработках полезных ископаемых. Кроме основных работ передвижчик может быть использован для других подъемно-транспортных и вспомогательных работ.

Во второй половине 60-х годов ХХ века институт «Гипрорудмаш» разработал необычную машину – самоходный станок термодинамического бурения скважин. Глядя на этот агрегат, трудно угадать в нем что то от трактора ДЭТ-250. Но, тем не менее – именно он послужил базой для АБУ – именно так стал называться этот станок. Так что же это за АБУ? АБУ – это агрегат буровой универсальный. Предназначен для бурения скважин диаметром 450-500 мм глубиной до 10 метров в вечномерзлых грунтах с неограниченным количеством гравия, гальки и валунов. Машина самоходная, с питанием от внешней сети напряжением 380 в, на гусеничном ходу с индивидуальным приводным электромотором на каждую гусеницу – такое решение повысило маневренность станка в условиях строительной площадки. Основой для машины послужила вся ходовая часть и несущая рама трактора ДЭТ-250 с демонтированными механизмами. На раме расположили полностью закрытый кузов с кабиной машиниста. Кузов утеплен двойной обшивкой. Внутри кузова распложен т.н. машинный зал, где распложены основные механизмы и электрооборудование. Кроме того, там же поместили небольшой верстак с основными слесарными приспособлениями и ящик ЗИП. Кабина машиниста и машинное отделение оборудованы освещением, подогревом и вентиляционной установкой. Агрегат обслуживается двумя рабочими – машинистом и его помощником. Наличие трех гидравлических домкратов обеспечивает установку АБУ в строго горизонтальное рабочее положение независимо от рельефа местности. Установка контролируется специальными приборами-уровнями. Масса АБУ- 46000 кг. Главная особенность машины – термодинамическое бурение. Принцип работы такого способа основан на совмещении бурения обычным механическим способом с одновременным воздействием высокотемпературной газовой струи, истекающей со сверхзвуковой скоростью. Рабочий орган состоит из подводящего механизма, штанги, горелки, бурового инструмента и подвешен на двух цепях к мачте. Мачта управляется двумя гидравлическими цилиндрами и приводится ими в рабочее вертикальное, либо транспортное горизонтальное положения. В корпусе подводящего механизма разместили две камеры: нижнюю для подвода сжатого воздуха, а верхнюю для подвода бензина. Бензин, хранящийся в бензобаках общей емкостью 1200 литров, от подводящего устройства подается по трубке через распылитель в камеру сгорания, где он воспламеняется. Одновременно к горелке поступает сжатый воздух, обеспечивая более полное сгорание бензина. Часть воздуха идет на охлаждение жаровой трубы. Газы, образующиеся при сгорании бензина, со сверхзвуковой скоростью исходят из камеры сгорания через сопла в виде упругих высокотемпературных струй и воздействуют на забой скважины перед резцами бурового инструмента. Это приводит к термическому разрушению мерзлоты, а так же резко снижает прочность породы, которая разрушается резцами бурового инструмента под воздействием осевого усилия и крутящего момента. Сочетание одновременного воздействия на забой высокотемпературной реактивной газовой струи и механического бурового инструмента обеспечивает высокую скорость бурения мерзлых грунтов практически всех категорий. Например, бурение скважины диаметром 450 мм и глубиной 9 метров в вечномерзлом грунте занимает лишь 45 минут, что в разы меньше чем при бурении простым механическим способом. Первый опытный образец АБУ был направлен на испытания в Норильск вместе с компрессорной станцией КСП входящей в комплект с агрегатом. За время испытаний было пробурено около 5 тыс. погонных метров скважин. Анализ пробуренных скважин показал, что они пригодны для устройства свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах. После успешных испытаний агрегат был рекомендован к серийному производству на Бузулукском машиностроительном заводе, а первый опытный образец так и остался работать в Норильске. Размеры АБУ имел такие, в мм: длина в рабочем положении – 8520, в транспортном – 13185; высота в рабочем положении- 14600, в транспортном – 5150; ширина – 3580. В дальнейшем, работая над совершенствованием этой машины, «Гипрорудмаш» разработал машину термомеханического бурения ТБС на базе трактора ДЭТ-250М2-1 (данная модель трактора в отличие от базовой гидрофицирована только для задней навески) . На этот раз компоновка трактора почти не изменилась, а показатели и принцип работы бурильного станка остались почти теми же.