книги из ГПНТБ / Фиделев А.С. Автотракторный транспорт в строительстве учеб. пособие

▲. С. Ф И Д Е Л Е В

доктор технических наук, профессор

А В Т О Т Р А К Т О Р Н Ы Й Т Р А Н С П О Р Т В С Т Р О И Т Е Л Ь С Т В Е

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования УССР в качестве учебного пособия для студентов вузов спе­ циальности «Строительные и дорожные ма­ шины и оборудование»

И з д а т е л ь с к о е о б ъ е д и н е н и е «В ищ а ш к о л а »

Го л о в н о е и з д а те л ь с т в о

Ки е в — 1973

6С6.08

Ф50

УДК 656.137(075.8)

тельства.

В основу книги положен курс лекций, читаемый автором в Киевском инженерно­ строительном институте.

Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений специ­ альности «Строительные и дорожные машины и оборудование» по дисциплине «Автотракторный транспорт».

Табл. 15. Ил. 72. Библиограф. 5.

Редакция литературы по строительству, архитектуре и коммунальному хозяйству

Зав. редакцией Е. А. Рудницкая

0327— 187

Б З -1 2 — 20—73

М2И (04)—73

Издательское объединение «Вища школа», 1973,

ВВЕДЕНИЕ

РОЛЬ АВТОТРАКТОРНОГО ТРАНСПОРТА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

|_Г аждый процесс строительного производства, как пра- ■*вило, включает транспортные операции. Например, при возведении железобетонных сооружений необходимо сначала

транспортировать на заводы стройиндустрии цемент, щебень, песок и металл, а затем с заводов на строительную площадку — готовые изделия. В значительной степени транспортными являются и зем­ ляные работы, поскольку они всегда связаны с перемещением зем­ ляных масс.

Транспорт, применяемый в строительстве, разделяется на че­ тыре вида: рельсовый, безрельсовый, грузоподъемный и непрерыв­ ный. В этой книге рассматривается безрельсовый транспорт: авто­ мобильный, тракторный, троллейвозный и дизель-троллейвозный.

Безрельсовый транспорт в строительстве характеризуют сле­ дующие четыре особенности:

интенсивность использования транспорта зависит от срока про­ изводства и объема строительно-монтажных работ. Поэтому при проектировании организации этих работ следует стремиться умень­ шить неравномерность загрузки строительного транспорта;

обычно грузопотоки имеют одностороннее направление — тран­ спортные средства доставляют на строительство материалы и из­ делия, а оттуда возвращаются порожними. В некоторых случаях можно совмещать перевозку грузов с вывозкой грунта со строи­ тельной площадки;

транспортирование грузов производится на короткие расстоя­ ния, обычно составляющие для внешних перевозок 10— 15 км, а для внутренних 2 — 3 км\

необходимость специализации транспортных машин, например, для земляных работ— самосвалов, для бетонных заводов — цемен­ товозов, в крупнопанельном строительстве — панелевозов, фермовозов и т. п.

Автомобильный транспорт применяют на строительных площад­ ках, находящихся в городах, поселках, вблизи промышленных предприятий, где имеются усовершенствованные дороги. В ряде случаев выгодно специально строить такие дороги.

Ежегодно в СССР только автотранспортом строительных орга­ низаций перевозится свыше 3 млрд, тстроительных грузов.

Тракторный транспорт (гусеничный трактор с прицепами) при­ меняют в условиях пересеченной местности при расстояниях до 2 км и малых объемах перевозок.

Троллейвозный и дизель-троллейвозный транспорт следует применять только там, где имеется дешевая электроэнергия и по­ стоянная трасса, например, карьер — завод. Этот вид безрельсового транспорта предложен автором книги.

3

РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ

Развитие автотракторного транспорта в нашей стране нераз­ рывно связано с развитием отечественной автомобильной и трак­ торной промышленности.

Автомобилестроение в Советском Союзе возникло после Вели­ кой Октябрьской социалистической революции. За годы предвоен­ ных пятилеток вступили в строй крупные автомобильные заводы — Горьковский, Московский, Ярославский, а в послевоенные годы — Кременчугский, Минский, Белорусский, Кутаисский, Могилевский и другие.

Среди автомобилей, выпускаемых промышленностью Советского Союза, значительное место занимают самосвалы, широко приме­ няемые в строительном производстве. Их грузоподъемность вырос­ ла с 4 г в 1935 г. до 125 тв 1972 г.

Гусеничный трактор был изобретен русским механиком-само- учкой Ф. А. Блиновым. В 1879 г. Ф. А. Блинов получил привилегию (патент) на гусеничный ход. В 1913 г. ученик изобретателя Я. В. Мамин организовал в России производство тракторов, но ве­ лось оно полукустарным способом и в крайне незначительных раз­ мерах.

В 1928 г. после реконструкции и расширения старых производ­ ственных мощностей выпуск тракторов достиг рекордной для того времени цифры — 13 тыс. машин.

В предвоенные пятилетки вступили в строй гиганты отечествен­ ного тракторостроения — Сталинградский, Харьковский, Челябин­ ский заводы. После Великой Отечественной войны были построены Алтайский, Владимирский, Липецкий, а затем Минский заводы. По суммарной мощности тракторов СССР в 1971 г. занял первое место в мире.

Непрерывно совершенствуется конструкция тракторов, увеличи­ вается их производительность, а мощность тракторов выросла до 600 л. с.

Директивами XXIV съезда КПСС предусмотрено довести про­ изводство тракторов в 1975 г. до 575 тыс. шт., а автомобилей — до 2 — 2,1 млн. шт., увеличив при этом производство грузовых автомо­ билей примерно в 1,5 раза.

Одновременно с ростом отечественного автотракторостроения создавалась теория автомобиля и трактора советскими учеными акад. Е. А. Чудаковым, проф. Е. Д. Львовым и их последова­ телями.

Ряд трудов по теории, конструированию и эксплуатации авто­ мобилей и тракторов создан в автомобильном и автомоторном ЦНИИ (ЦАМИ), в Государственном союзном тракторном НИИ (НАТИ) и в других научных учреждениях нашей страны.

Дальнейшее повышение эффективности автотракторного транс­ порта требует обеспечения высокой производительности машин, их хорошего технического состояния и безаварийной работы.

4

Вкурсе «Автотракторный транспорт» изучаются:

1)конструкции машин и их эксплуатация;

2)элементы теории автотракторного транспорта;

3)тяговые расчеты автотракторного транспорта.

При изучении курса «Автотракторный транспорт» исходят из знания студентами общеинженерных дисциплин: теоретической ме­ ханики, сопротивления материалов, гидравлики, электро- и тепло­ техники, технологии материалов, теории машин и механизмов, деталей машин, а также дисциплины «Двигатели внутреннего сго­ рания».

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ

А в т о м о б и л ь состоит из двигателя, шасси и кузова. Авто­ мобильный двигатель является источником механической энергии. Шасси состоит из силовой передачи (трансмиссии), служащей для передачи вращающего момента от вала двигателя к ведущим ко­ лесам автомобиля; ходовой части — тележки, на которой установ­ лены двигатель, механизмы и кузов автомобиля; устройств для управления — рулевого управления и тормозов.

Двигатель 2 (рис. 1, а и б) расположен в передней части авто­ мобиля. Вращающий момент, развиваемый двигателем, подводит­ ся к сцеплению 3, представляющему дисковую фрикционную муф­ ту. С помощью педали эту муфту можно выключить, и тогда дви­ гатель также отключится от силовой передачи. От сцепления вращающий момент передается к коробке передачи 4, в которой имеется набор шестерен. Переключая шестерни, например, увеличи­ вая передаточное число, можно на ходу автомобиля понижать обо­ роты ведущих колес 9 при тех же оборотах коленчатого вала 46 двигателя. Благодаря этому достигается увеличение тягового уси­ лия на ведущих колесах автомобиля, при том же вращающем моменте, развиваемом двигателем на его коленчатом валу.

Увеличение тягового усилия необходимо при движении авто­ мобиля по особенно тяжелой дороге (подъемы, неровности), а также при трогании с места, так как приходится в этот момент преодоле­ вать и силы инерции.

Коробка передач также дает возможность осуществить задний ход автомобиля соответствующим переключением шестерен с по­ мощью рычага 6. От коробки передач 4 вращающий момент с по­ мощью карданного механизма 8 передается главной передаче, со­ стоящей из двух конических шестерен 20 и 21 и расположенной в заднем мосту 10 автомобиля. Задний мост на рессорах 12 подве­

шен к раме автомобиля 11.

Так как коробка передач вместе со сцеплением и двигателем укреплена непосредственно на раме, то при движении автомобиля по неровной дороге главная передача вместе с задним мостом 10 качается относительно рамы, и при этом изменяется угол наклона

5

между валами 17. Карданный механизм 8 дает возможность передавать вращение валам под меняющимся углом; этот механизм состоит из вала 23 и карданных шарниров 22. Малая коническая шестерня 21 главной передачи приводится в движение кардан­ ным механизмом, а большая шестерня 20 присоединена к диффе­ ренциальному механизму (дифференциалу) 19.

При движении автомобиля по криволинейному участку дороги колесо, катящееся по внутренней кривой, должно вращаться мед­ леннее, чем колесо, катящееся по внешней кривой и проходящее в одно и то же время больший путь. Такое движение колес обеспе­ чивается дифференциалом, соединенным с полуосями 18 ведущих колес 9.

Направление движения автомобиля изменяют рулевым коле­ сом 7, с помощью которого поворачиваются передние колеса 1 я 13 оси 14, находящейся на передней рессорной подвеске 15.

Управляют тормозами автомобиля с помощью рычага 5 или тормозной педали, которыми с помощью тормозных тяг зажимают­ ся тормозные колодки передней оси 14 и задних полуосей колес.

Т р а к т о р ы применяются на пневмоколесном и гусеничном ходу. Двигатель, силовая передача и устройства управления у трак­ тора на пневмоколесном ходу (рис. 1, в) аналогичны автомобилю.

Основными частями гусеничного трактора являются двигатель, силовая передача, ходовое устройство и устройства управления — рычаги и тормоза.

Силовая передача трактора (рис. 2 ) состоит из сцепления 1, со­ единенного через вал 2 с коробкой передач 3, главной передачи 10, бортовых фрикционов 6 и бортовых редукторов (конечных пе­ редач) 5, приводящих в движение ведущие колеса 4.

Рама 15 тележки с балансирным устройством 16, ведущие ко­ леса 4, гусеничные ленты 11, натяжные колеса 14 с натяжным при­ способлением 17, опорные катки 12 и ролики 13, поддерживающие гусеничную ленту вверху, являются основными частями ходового устройства трактора.

Ведущие колеса вытягивают гусеничную ленту из под опорных катков и этим создают толкающие усилия, под воздействием кото­ рых трактор совершает поступательное движение; одновременно гусеничные ленты выстилаются перед опорными катками подобно «бесконечным рельсам»

Трансмиссия гусеничного трактора принципиально отличается от силовой передачи автомобиля отсутствием дифференциала, так как поворот трактора осуществляется за счет разницы скоростей движения гусениц. Это достигается применением бортовых фрик­ ционов, представляющих собой многодисковые муфты, а также тор­ мозов, установленных на этих муфтах.*

* Выражение «бесконечные рельсы» принадлежит изобретателю гусеничного хода Федору Блинову, который получил патент на изобретение, названное им «Вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и проселочным дооогам».

7

Тракторный транспорт осуществляется поездами, состоящими из тягача-трактора и из тракторных прицепов — бортовых и саморазгружающихся, с открывающимися внизу створками днищ и с опро­ кидывающимся кузовом.

Так как тракторы применяются не только для передвижения при­ цепов, но и с различным навесным оборудованием (бульдозер, ку­ сторез и др.) и со скреперами, в силовой передаче имеется вал отбора мощности 9. Этот вал подключается к коробке передач с по­ мощью муфты 7 и служит для присоединения шестеренчатого насо­ са или лебедки.

Увеличение скорости движения трактора и улучшение его тяго­ вых качеств достигается в дизель-электрическом тракторе (рис. 2, г). Передача мощности от двигателя к ведущим колесам

тор тягового двигателя 18; далее через коническую передачу 10, фрикционы и бортовые редукторы на ведущие колеса 4.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ АВТОМОБИЛИ. БАЗОВЫЕ КОЛЕСНЫЕ ТЯГАЧИ

К современным грузовым автомобилям предъявляется ряд тре­ бований:

перевозка грузов с максимальной технической скоростью (ди­ намичность автомобиля);

обеспечение относительно небольшого удельного расхода горю­ чего (топливная экономичность) ;

легкость и точность управления машиной (управляемость); сопротивляемость опрокидыванию, скольжению и заносу (устой­

чивость) ; движение в тяжелых дорожных условиях (проходимость);

безотказная работа продолжительное время в нормальных условиях эксплуатации (долговечность и надежность);

отсутствие сложных ремонтов и технических обслуживаний (ремонтопригодность).

Кроме выполнения этих обычных требований автомобили, при­ меняемые на строительстве, должны быть: просты по конструкции и особо удобны в управлении, учитывая, что им приходится рабо­ тать в тяжелых производственных условиях; высоко маневренны, когда необходимо работать в стесненных условиях строительных площадок; прочны, особенно рамы, подвески и кузовы при погруз­ ке экскаваторами; наконец, как правило, специализированы, т. е. приспособлены для перевозки определенных видов строительных конструкций и материалов.

К специализированным автомобилям для строительства отно­ сятся автомобили-самосвалы, землевозы, электросамосвалы (трол­ лейвозы и дизель-троллейвозы), автоцементовозы, прицепы-тяже­ ловозы, панелевозы и другие машины, конструктивные схемы которых решены с учетом транспортирования строительных грузов.

9