Гусеничные бульдозеры

В отечественной и зарубежной практике сложилось несколько критериев классификации бульдозеров, 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 трелевочных тракторов 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 John Deere 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.