В отечественной и зарубежной практике сложилось несколько критериев классификации ,
основными из которых являются мощность двигателя, тяговая мощность,
тяговый класс базового трактора (применяется только в России и странах
СНГ), масса.
Специалисты разделили все машины на три большие категории: легкая,
средняя и тяжелая. Основным критерием для классификации принята
мощность двигателя бульдозера. Учитывая, что мощность и масса
бульдозера связаны определенными аналитическими зависимостями, такой
критерий отбора вполне можно принять за основу классификации. Исходя из
этого к легкой категории обычно относят бульдозеры мощностью до
100...130 л.с., рабочей массой до 10...11 т (соответствует тяговому
классу 1...4). Легкие бульдозеры допускается использовать также для
работы в агрегате с другим дорожно-строительным оборудованием на
грунтах I...II категорий, для перемещения грунта, рытья котлованов,
расчистки трасс, возведения насыпей, засыпки траншей, планировочных
работ, нарезки кюветов и террас на косогорах, зачистных и
подготовительных работ в строительном и сельском хозяйстве.
Легкая категория
Компоновка легких бульдозеров выполняется по традиционной схеме – с
передним расположением силового агрегата и задним расположением кабины,
гусеничный обвод – овальной формы. В мировой практике выработаны два
основных направления в конструировании легких бульдозеров –
изготовление на основе промышленных модификаций сельскохозяйственных
пахотно-пропашных тракторов и на базе тракторов промышленного
назначения.
Пахотно-пропашные тракторы
Первое направление конструирования, как самое легкое, позволяет быстро
освоить выпуск простейших бульдозеров без больших капитальных вложений.
Из недостатков этих машин отметим меньшие тягово-сцепные возможности,
заниженные характеристики агрегатирования. К таким машинам относятся
бульдозеры, выполненные на базе трактора ДТ-75 заводов павлодарского
(ОАО «Казахстантрактор») и волгоградского (ОАО «Волгоградский
тракторный завод»), ВТ-100 и ВТ-150 (ОАО «ВгТЗ»), харьковского Т-150 и
бульдозеры с навеской ОБГН-4 на тракторах Т-4АП2 и Т-402.01
производства ОАО «Алтайский трактор». По лицензии ДТ-75 в Китае
компания YTO International выпускает бульдозеры серий DFH-70, DFH-75,
DFH-802 и DFH-1002. На всех этих бульдозерах применяют механическую
коробку передач, в том числе и с реверс-редуктором. Для всех этих машин
характерна одна деталь – «дифферент на нос», что, учитывая
подрессоренную конструкцию опорных катков, влияет на производительность
не лучшим образом.
Всего в России бульдозерные отвалы на базе сельскохозяйственных
тракторов выпускают восемь предприятий, и число модификаций, возможных
при агрегатировании (правда, только лишь за счет мощности
устанавливаемого на базовом тракторе дизеля), более тридцати. Стоит
отметить, что универсальный снегоочиститель для бульдозеров тягового
класса 3 выпускает только ОАО «Казахстантрактор» (бывш. Павлодарский
тракторный завод). Самый маленький бульдозер в СССР выпускали в
Кишинёве (трактор Т-80С тягового класса 2), а самые маленькие в мире
бульдозеры Magnatrac с 1964 года выпускает американская компания С. F.
Struck Corporation. Этот садово-огородный бульдозер оснащен 10-сильным
бензиновым двигателем и при своих скромных размерах (1,33х1,03х0,69 м)
умещается в кузове легкого фургона или пикапа.
Промышленные тракторы
Второе направление конструирования бульдозеров на базе гусеничных
тракторов промышленного назначения в последнее время приобретает
большую популярность. Сокращение и ограниченность применения ручного
труда, удорожание рабочей силы на фоне увеличения объемов выработки на
строительных объектах, в портах, карьерах и т. д. в 1960-х годах
потребовало создания небольших энергонасыщенных бульдозеров. В первых
машинах еще использовались механические КП, но к концу 1970-х большое
распространение получили гидромеханические, а позже и гидростатические
трансмиссии. Привод бульдозерного отвала также гидрофицировали. К тому
же на сельскохозяйственных гусеничных тракторах и мобильных агрегатах
начали применять резиновые гусеничные ленты, и «дифферент на нос» еще
больше увеличился (яркий пример тому – серия тракторов Caterpillar
Challenger). Окончательное разделение с сельскохозяйственными
тракторами сформировалось в начале 1990-х, когда толкающий брус с
поворотным отвалом начали монтировать не на раме гусеничной тележки, а
на раме трактора, место крепления для сельскохозяйственной навески
усилили для установки трех- или пятизубого рыхлителя, а подвеска
ходовой системы стала полужесткой с поперечной качающейся балкой.
Всего в мире промышленные бульдозеры легкого класса выпускают компании
Case, Caterpillar, Daewoo, Dressta, FIAT-KOBELCO (ранее FIAT-Hitachi и
FIAT-ALLIS), HSW, Hyundai, Hitachi, HSW, John Deere, Komatsu, Shantui,
XCMG и Walbon. Разнообразие модельной гаммы весьма большое. Есть
модификации с ковшовым скребком для работы по очистке трюмов судов от
налипших на их стенки и днище перевозимых насыпных грузов. В горном
деле встречаются модификации с поддирочно-погрузочным ковшом и
электрическим двигателем. Для работы на грунтах с низкой несущей
способностью выпускают модификации LGP (у Komatsu – версии с индексом
Р), колея которых увеличена, а увеличенная опорная поверхность гусениц
позволяет снизить удельное давление на грунт на 25...50%. В лесном
хозяйстве легкие тракторы применяют на прокладке зимников, при
обустройстве подъездов или на трелевочных работах (в оснащение вместо
бульдозерного отвала входит клино-корчевальное оборудование, вместо
рыхлителя ставят канатно-чокерную оснастку или грейфер-пачкоподборщик).
Общие требования, принятые для всех бульдозеров, занятых в
промышленности, подразумевают наличие кабины с защитой ROPS и системы
микроклимата, хотя в ряде случаев допускается использование моделей без
кабины (экстремальные условия работы, где оператор будет подвергаться
опасности, находясь в закрытой кабине, – Арктика, тундра, горные районы
и т. п.). В лесном хозяйстве и горном деле кабина должна
соответствовать защите FOPS.
Средняя категория
К средней категории отнесены бульдозерно-рыхлительные агрегаты рабочей
массой от 10 до 30 т и мощностью в диапазоне 100...300 л.с., и эта
группа тракторов остается самой востребованной. Средние бульдозеры
предназначены для выполнения широкого комплекса земляных работ на
грунтах I...IV категорий, в том числе на грунтах сезонного промерзания,
трещиноватых и скальных породах, в промышленном, гидротехническом,
дорожном строительстве, в мелиорации и горнодобывающей отрасли.
Производители
В отечественном тракторостроении основными производителями промышленных
бульдозеров средней категории являются ОАО «ЧТЗ-Уралтрак» и ОАО
«Промтрактор». Их машины при различной комплектации рассчитаны на
эксплуатацию в условиях холодного, умеренного и тропического климата.
ОАО «ЧТЗ-Уралтрак» в средней категории бульдозеров выпускает две
базовые модели классов 10 и 15. В последнее время челябинские
машиностроители провели модернизацию и изменили кодировку машин. Сейчас
бульдозеры ЧТЗ остаются самыми популярными на рынке СНГ благодаря не
только своей многофункциональности и универсальности, но и числу
модификаций (болотоходные тракторы, для лесной промышленности,
погрузчики, трубоукладчики). На базе тракторов выпускают бульдозеры
Очерский (ДЗ-182.1), Октябрьский (ДЗ-182, ДЗ-182.2) и Уральский заводы
(УРБ-170). До недавнего времени навесное оборудование ДЗ-171.1 выпускал
ЧЗК (ныне ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины»). На тракторах
ЧТЗ применяют дизели Д-160 и Д-180, агрегатированные с механической или
гидромеханической КП. На втором месте по популярности в России стоит
чебоксарское ОАО «Промтрактор» (бывший ЧЗПТ), которое выпускает
бульдозеры тяговых классов 11, 15 и 20 и стремится вывести на рынок
серию машин нового поколения под маркой «Четра». ЗАО «ЧСДМ» помимо
бульдозерного оборудования для ЧТЗ выпускало бульдозерно-рыхлительный
агрегат ДЗ-240 тягового класса 10. Недавно появился совершенно новый
агрегат ТС-10, который, как и предшественник, оснащен 180-сильным
дизелем ЯМЗ-236М2-4 (по заказу монтируют дизель Cummins).
Меньше всего продается «узкопрофессиональных» лесохозяйственных и
Алттрак ТТ-4М, «Онежец» серий ТДТ, ЛХТ и ТЛТ, оборудуемых бульдозерным
отвалом, с помощью которого возможны разработка, перемещение и
планировка грунтов I...II категорий, обустройство волоков, погрузочных
площадок, подъездных путей, стоянок, расчистка дорог, прокладка
зимников.
Учитывая, что тракторы «Онежец» и Алттрак создавались как
лесопромышленные (и в первую очередь для трелёвки леса), компоновка
оставалась прежней (переднее расположение кабины, а в задней части
смонтирован погрузочный щит, кузов, гидроманипулятор и другое
оборудование).
За рубежом бульдозеры средней категории выпускают более 20
производителей. Бессменные лидеры на этом рынке – широко известные в
России Caterpillar и Komatsu, которые имеют свои заводы в Японии,
Индии, США, Южной Америке и Европе. Помимо этих производителей на рынке
СНГ представлены бульдозеры Case, Liebherr и Dressta (в том числе в
лице Huta Stalowa Wola). По лицензии Liebherr бульдозеры выпускают
компании Bell и John Deere. Примечательно, что техника всех названных
производителей предназначается практически на все случаи жизни: для
работы на болотах (тип LGP или PX) и угольных складах, для
дорожно-строительных работ, захоронения промышленных отходов и ТБО
(WHA). Большинство производителей выпускают машины с увеличенной
шириной колеи или увеличенной базой. К характерным особенностям
некоторых моделей Caterpillar и Hindustan следует отнести применение
треугольного гусеничного обвода с высоко поднятым ведущим колесом,
расположенным между передним и задним натяжными колесами. Такое
техническое решение предотвращает повышенный износ венцов ведущих колес
и исключает непосредственный контакт с абразивными материалами и
влажной средой. До недавнего времени бульдозерно-рыхлительные агрегаты
Т-330 с задним расположением двигателя с 1975 года производил завод
ЧЗПТ. Ныне машины такой компоновки выпускает Харьковский завод им. В.А.
Малышева (инженерная машина БГ-1).
Обозначения отвалов в таблице:S – прямой (тяжелые материалы); U –
универсальный с большими уширительными косынками (с перекосом, что
улучшает способность к рытью траншей и вскрышным работам, может также
быть использован для рекультивации земель); SU – полууниверсальный с
короткими боковыми косынками (при наличии буферной плиты эффективен для
толкания скреперов на погрузке); A – поворотный, идентичный по форме
S-отвалам (для скальных и тяжелых работ); P – с изменяемым под
нагрузкой углом перекоса, VP (VPAT-отвал) – с регулируемыми высотой
подъема, опускания, углом поворота и перекоса; RC – рекультивационный
универсальный; WC – для угольной щепы; CL – угольный; HU – мощный
универсальный; LF – мусорный для захоронения отходов, с увеличенным
объемом «чаши»; TW – отвал для работы в двух направлениях – толкание/
волочение (очистка трюмов судов); CU – буферный с амортизацией для
толкания скреперов (для профилирования толкания скреперов на погрузке);
CPB – толкающий блок с амортизацией для толкания скреперов (для
профилирования толкания скреперов на погрузке); CB – угольный
бульдозерный; VR – с изменяемым радиусом. Кроме этого применяют отвалы:
СD – нагружаемый отвал с «ковшовой» формой (липкие материалы); VR – с
изменяемым радиусом (рекультивационные и планировочные работы); V –
вальщик деревьев, корчеватель пней;
K/G – кусторез для расчистки территорий; «грабли» – для расчистки территории.
Оборудование
Поскольку гусеничные бульдозеры средней категории занимают основную
долю рынка всех гусеничных тракторов, выбор устанавливаемого
оборудования тоже крайне широк. Всего в мире бульдозерное и
рыхлительное оборудование для гусеничных тракторов выпускают около 100
компаний. Например, Caterpillar помимо собственных использует
бульдозерные отвалы Balderson, Bateman Mfg, Rimco, Rome, Weldco-Beales.
Схожая ситуация наблюдается у других производителей. К числу
продуцентов оснастки также можно отнести и независимых производителей,
выпускающих оборудование для моделей, снятых с производства.
Бульдозерные отвалы имеют свои ограничения по типу применения и, как
правило, связаны с возможностями трактора. Для наглядности мы приводим
таблицы применяемости к некоторым тракторам.
Тяжелая категория
Первые гусеничные бульдозерно-рыхлительные агрегаты тяжелой категории
появились лишь в конце 1950-х годов. Этому предшествовали
увеличивающиеся нормы выработки в строительстве и горном деле, где
требовались высокопроизводительные, тяжелые машины, а обычные
бульдозеры уже не справлялись. Механический тросовый привод рабочих
органов и механическая коробка передач ограничивали сферу использования
бульдозеров. Только после освоения серийного производства надежных и
компактных гидроприводов стало возможным выпускать бульдозеры сколь
угодно большой мощности и массы.
К бульдозерно-рыхлительным агрегатам (БРА) тяжелой категории относят
машины массой свыше 30 т и мощностью свыше 300 л.с. Большая масса и
высокая стоимость содержания этих богатырей накладывают ограничения на
спектр их применения. Их используют на горных разработках (добыча
полезных ископаемых открытым способом), в гидротехническом,
мелиоративном и дорожном строительстве, на промышленных полигонах с
большим объемом захоронения отходов.
У нас
Приятно осознавать, что в России производят технику столь элитного
класса, и здесь следует заметить, что СССР был одним из первых, кто
начал выпускать бульдозеры тяжелой категории. Сейчас эти БРА
изготавливают на двух предприятиях – «ЧТЗ-Уралтрак» и «Промтрактор».
ОАО «ЧТЗ-Уралтрак» в тяжелой категории сейчас выпускает две модели в
тяговом классе 25 – это ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320Б1Р2 с электромеханической
трансмиссией и один бульдозер тягового класса 75 – Т-800 (Т-75.01).
ДЭТ-250М2 производят с 1961-го, и за все годы выпуска он зарекомендовал
себя с положительной стороны, однако ресурс двухблочного дизеля В-31М2,
рассчитанного для других видов спецтехники, не достигает уровня
зарубежных аналогов. ДЭТ-250 комплектуют четырьмя бульдозерными
отвалами: двумя производства ЧСДМ (бывш. ЧЗК) и двумя собственного
производства.
С 1983 года челябинские тракторостроители выпускали бульдозер ДЭТ-350,
в производственной программе в 2002 году его сменил бульдозер ДЭТ-320.
В отличие от предшественника ДЭТ-320 оснащен дизелем ЯМЗ-7512.10-04 с
большим моторесурсом и меньшим часовым расходом топлива. Для подготовки
запуска двигателя при температуре окружающей среды ниже –20 °С наряду с
электрофакельным устройством применен жидкостный подогреватель ПЖД-30Е.
Ходовая система – с торсионной подвеской с торсионами равной жесткости
с заделкой в рамы ходовых тележек вместо рамы трактора. Закрытого типа
натяжные колеса выполнены цельнолитыми. Двухместная быстросъемная
кабина обеспечивает хороший обзор рабочего оборудования, оснащена
отопителем калориферного типа, кондиционером и двойными стеклопакетами.
ДЭТ-320 может использоваться и в качестве мини-электростанции для
обеспечения электроэнергией небольшого населенного пункта.
Самый большой из выпускаемых на всем континенте тяжелый бульдозер Т-800
(Т-75.01) рабочей массой 106 т, из которых на оборудование приходится
29,5 т, оснащен 820-сильным двигателем 6ДМ-21Т с газотурбинным наддувом
и интеркулером. Гидромеханическая трансмиссия обеспечивает четыре
передачи переднего хода и две – заднего и состоит из одноступенчатого
трехколесного гидротрансформатора, карданной передачи и модуля
(планетарная трехвальная коробка передач и поворота, остановочный
тормоз и конический редуктор), гидросистем трансмиссии, двухступенчатых
бортовых редукторов с парой цилиндрических прямозубых шестерен и
планетарным рядом. Дисковые фрикционы КП, механизмов поворота и
остановочные тормоза работают в масле и не требуют регулировки. Т-75.01
предназначен для разработки особо тяжелых мерзлых и скальных грунтов в
горнорудной промышленности, для выполнения больших объемов землеройных
работ в дорожном строительстве в различных климатических условиях без
проведения буровзрывных работ при вскрыше.
ОАО «Промтрактор» (ЧЗПТ) сейчас выпускает три базовые модели БРА:
Т-25.01, Т-35.01 и Т-50.01 тяговых классов 25, 35 и 50 соответственно.
Все машины оснащены планетарной КП, трехточечной полужесткой подвеской
с вынесенной осью качания тележек, обеспечивающей высокие
тягово-сцепные свойства и снижающей ударные нагрузки на ходовую
систему. Первые экземпляры бульдозера Т-25.01 увидели свет в 1985 году.
Спустя несколько лет на его базе были изготовлены трубоукладчик ТГ-321
и мелиоративный ТМ-25.01. Серийное производство Т-25.01 началось только
в 1995-м. Бульдозер может применяться в промышленном, нефтегазовом,
гидротехническом строительстве и горнодобывающей промышленности для
выполнения тяжелых землеройных работ, в том числе при разработке
мерзлых и скальных грунтов. Трактор оснащают и отечественным дизелем
ЯМЗ-8501.10 (405 л.с.), и американским Cummins КТA19-C420 (380 л.с.).
Центральную позицию в линейке бульдозеров ОАО «Промтрактор» занимает
Т-35.01. На выбор его оснащают 520-сильным дизелем ЯМЗ-850.10 или
480-сильным Cummins КТТА 19-С520. В 2001 году на базе трактора Т-35.01
для аварийно-восстановительных работ изготовлен тягач Т-35.01ЯБЛ-3 с
обуженным в железнодорожный габарит бульдозерным отвалом (ширина по
режущей кромке 3680 мм) и лебедкой – тяговым агрегатом с усилием на
канате 50 тс. Вершина модельного ряда – 93,5-тонный бульдозер Т-50.01К
впервые увидел свет в 1989-м и заменил модель Т-500. Его оснащают
только дизелем Cummins КТ38-С820 мощностью 750 л.с. (ранее была
предусмотрена версия Т-50.01М с 743-сильным дизелем MTU 12V396ТС4).
У них
За рубежом БРА тяжелой категории выпускают компании Caterpillar,
Dressta (HSW), FIAT-KOBELCO, Hindustan, John-Deere, Komatsu, Liebherr,
Shantui и Scope International.
Сегодня компания Caterpillar в тяжелой категории выпускает восемь
моделей четырех семейств – D8R, D9R, D10R и D11R второй итерации в
диапазоне мощности от 305 до 850 л.с. Для этой категории тракторов
Caterpillar характерно применение ставшего уже «лицом фирмы»
треугольного гусеничного обвода и упругой подвески ходовой системы, у
которой опорные катки попарно объединены в каретки. Поддерживающие
катки имеются только у бульдозера D8R. К базовым моделям Caterpillar
поставляет широкую гамму бульдозерных отвалов и собственного
производства, и сторонних фирм. Рыхлительное оборудование выпускают
двух типов: в одно- и трехзубом исполнении. Версии D8R и D8R series-II
для работ на грунтах с низкой несущей способностью имеют дополнительную
приставку LGP, а модели D8R, D9R и D10R, предназначенные для работы на
санитарных свалках и полигонах по захоронению ТБО и промышленных
отходов, – индекс WHA. Выпускаемый с 1998 года 113-тонный мастодонт
D11R CD оснащают уникальным отвалом 11D (объем призмы волочения 43,8
м3) с двойным перекосом. При этом все машины серии D11R оснащены
системой ускоренной заправки дизельным топливом (вместимость бака 1471
л).
Модельный ряд Dressta, известный также в Европе под маркой Huta
Stalowa Wola, представлен двумя базовыми моделями TD25H и TD40C
мощностью 320 и 520 л.с. Dressta стала первой тракторостроительной
фирмой, применившей в трансмиссии своих БРА двухдиапазонный
бесступенчатый механизм поворота. Для бульдозеров предусмотрено три
типа отвала – поворотный, полусферический и сферический, а также три
типа рыхлителей: трехзубый, однозубый и однозубый для глубокого
рыхления (заглубление 1,7 и 1,67 м для TD25H и TD40C соответственно).
Модель FD30C компании FIAT-KOBELCO Construction Machinery на
нефтегазопромыслах России знают еще с тех пор, когда ее выпускали под
маркой FIAT-Allis. В 1990-х эту модель продавали под маркой
FIAT-Hitachi. Как и прежде, FD30C оснащают 349-сильным турбодизелем
FIAT 8285TA, отвалами трех типов – прямым, сферическим и
полусферическим, одно- и трехзубыми рыхлителями. В зависимости от
оснащения БРА весит от 36,2 до 43,4 т.
Компания Liebherr выпускает две модели бульдозеров тяжелой
категории, отличительной чертой которых является применение
гидростатической трансмиссии Litronic. Помимо сферического и
полусферического отвалов эти БРА комплектуют поворотным отвалом.
Выпускаемый с 1989 года 45-тонный Liebherr PR 751 Mining специально
разработан с учетом работы в карьерах, а более легкий Liebherr PR 752
(в США продают под маркой
1050С) в первую очередь предназначен для строительных работ. PR 752 и
John Deere 1050С также выпускают в модификации WH для работы с ТБО на
полигонах, основные отличия которой от общепромышленной версии
заключаются в установке более мощного генератора, отвала увеличенных
размеров и защиты на наиболее подверженных механическим повреждениям
корпусных деталях и уязвимой при работе с отходами части приводов.
Японская корпорация Komatsu в тяжелой категории машин освоила
производство 11 моделей, из которых только шесть являются базовыми и на
основе которых создано пять модификаций. Для этих БРА характерно
применение гидромеханической трансмиссии с планетарной КП с
переключением под нагрузкой, полужесткой и упругой эластичной подвеской
опорных катков. По заказу машины оснащают бесступенчатым механизмом
поворота. Komatsu выпускает пять видов бульдозерного оборудования –
поворотный, прямой неповоротный, полусферический, сферический и
угольный отвал. Рыхлительное оборудование трехзубое с регулируемым и
постоянным углом рыхления и однозубое. Абсолютный рекордсмен среди всех
бульдозеров – карьерный Komatsu D575A-2 рабочей массой 133 т,
укомплектованный 46-литровым турбодизелем SA12V170 мощностью 1050 л.с.
Этот БРА комплектуют одностоечным рыхлителем с заглублением 2,06 м и
могучими отвалами с 34- или 45-кубовым объемом призмы волочения.
Для большинства БРА тяжелой категории характерно применение:
– гидромеханической трансмиссии, как правило, с планетарной, реже
– с вальной, КП с переключением под нагрузкой (кроме ЧТЗ ДЭТ, Liebherr
и John Deere), с многодисковыми тормозами поворота и тормозами,
работающими в масле и не требующими регулировок;
– бесступенчатого механизма поворота, позволяющего вести земляные работы на криволинейных рабочих участках и трассах;
– упругих и полужестких подвесок ходовой системы (причем для
первых характерно свойство приспособления (облегания) гусениц к
микронеровностям рабочей поверхности и снижение динамических нагрузок
на несущие рамные конструкции);
– овальных обводов гусеничных цепей как наиболее отработанных конструкций (кроме Caterpillar);
– гусениц с уплотненными, со смазкой шарнирами, с замыкающим
разъемным звеном, опорными поддерживающими катками, заправленными на
весь срок их службы;
– автоматизированных систем контроля технического состояния
основных узлов машин и систем оповещения оператора о критическом износе
или возможности выхода узлов и агрегатов из строя;
– закрытых шумовиброизолированных кабин с защитой ROPS и возможностью установки кондиционера;
– переднемоторной компоновки с задним расположением кабины;
– отвалов и рыхлительного оборудования различного назначения.