Проектирование новой котлованной машины для замены в войсках устаревших машин МДК-2 и МДК-2М началось практически одновременно с проектированием путепрокладчика БАТ-2 в отделе № 61 конструкторского бюро им. А.А. Малышева (г. Харьков) под руководством главного конструктора П.И. Сагира в конце 70-х годов прошлого века. На вооружение изделие 453 (заводской индекс) была принята в конце 80-х годов под названием котлованная машина МДК-3. Ее серийное производство было организовано на Харьковском заводе транспортного машиностроения им. Малышева. Развал СССР в 1991 г. не позволил развернуть полномасштабное производство новой машины, однако небольшое количество МДК-3 в войска все-таки попало. Корпус МДК-3, двигатель, трансмиссия, подвеска и ходовая часть в целом полностью аналогичны соответствующим узлам и агрегатам тяжелого гусеничного тягача-транспортера МТ-Т , производимого на том же заводе. Специальное оборудование котлованной машины включает бульдозерное оборудование, рыхлитель и комплект экскаватора. Рабочим органом экскаватора является фреза с метателем, обеспечивающая высокую производительность при отрывки котлованов. Мощный бульдозер служит для выравнивания площадок и может устанавливаться с перекосом в обе стороны, что дает возможность производить работы на склонах высот и косогорах. Рыхлитель ускоряет земляные работы в твердых грунтах. В кабине машины предусмотрено места для установки радиостанции Р-123М, и установлено ФВУ. Машина состоит на вооружении инженерно-саперных подразделений и частей по настоящее время.

КОТЛОВАННЫЕ И УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ЗЕМЛЕРОЙНЫЕ МАШИНЫ

Вопросы для контроля и самопроверки

1. Доложите в чём заключается принцип работы войскового одноковшового экскаватора?

2. Доложите предназначение ЭОВ-3521 и ЭОВ-4421.

3. Доложите общее устройство ЭОВ-3521 и ЭОВ-4421.

4. Какие войсковые одноковшовые экскаваторы вам известны?

5. Доложите ТТХ ЭОВ-3521 и ЭОВ-4421.

6. Какие конструктивные отличия ЭОВ-3521 и ЭОВ-4421 вам известны?

Глава 14

Котлованные машины предназначены для отрывки котлованов под различные фортификационные сооружения. На вооружении инженерных войск Российской Армии находятся две котлованные машины МДК-2М и МДК-3.

Следует отметить, что котлованная машина МДК-2 (1962 г.) является первым специальным образцом войсковой котлованной машины в мировой практике. Опыт ее эксплуатации в войсках позволил создать новую более совершенную машину МДК-3. Машина МДК-3 оснащена фрезерным рабочим органом поперечного копания с метателем барабанного типа и дополнительными рабочими органами: рыхлителем и бульдозером, имеющим перекос отвала.

Основные тактико-технические характеристики котлованных машин приведены в приложении 10. Анализ данных, помещенных в этой таблице показывает, что машина МДК-3 по своим показателям значительно превосходит машину МДК-2М. Ее производительность и транспортная скорость выше в 2,7 и 1,8 раза соответственно. Машиной МДК-3 можно производить рыхление тяжелого немерзлого и мерзлого грунтов, выравнивать площадки для работы на косогорах, что невозможно сделать машиной МДК-2М.

Для отрывки котлованов на полную глубину машине МДК-2М требуется совершить 8-9 проходов, в то время как машина МДК-3 отрывает котлован за один - два прохода, поэтому потери времени на холостой пробег и развороты у машины МДК-3 значительно меньше или совсем отсутствуют. Однако, машина МДК-3 значительно сложнее по конструкции и эксплуатации.

В целом, котлованные машины имеют достаточно высокую производительность при отрывке котлованов. Однако, они не могут работать в мерзлых грунтах. Одним из недостатков машин является то, что они не могут производить отрывку котлованов только одной ширины (3,5 м).

Еще один недостаток. Машины слабо защищены от пуль и осколков, а также от поражающих факторов оружия массового поражения. Исходя из этого машины данного типа целесообразно использовать вне зоны прямого соприкосновения с противником.

Траншейно-котлованные машины в Российской Армии представлены полковой землеройной машиной ПЗМ-2, которая предназначена для отрывки траншей в мерзлых и немерзлых грунтах, а котлованов под войсковые фортификационные сооружения - только в немерзлых грунтах. Так же машина может выполнять несложные бульдозерные работы.

Основные ТТХ ПЗМ - 2 приведены в приложении 10. Их анализ показывает, что по ряду свойств машина не в полной мере соответствует требованиям войск. Она обладает невысокой транспортной скоростью, имеет недостаточные тягово-сцепные свойства, не имеет защиты от поражающих факторов стрелкового оружия и оружия массового поражения.

Универсальные машины представлены в ВС РФ одноковшовыми экскаваторами. Они отрывают траншеи, котлованы всех размеров, а также выемки различных конфигураций. Наличие крюковой обоймы на экскаваторном оборудовании позволяет самостоятельно устанавливать некоторые фортсооружения, а также производить при необходимости погрузочно-разгрузочные работы в военное время.

В разгар январских снегопадов в прессе появились сообщения с заголовками вроде« Улицы в Нижнем Тагиле чистят танки». Правда, в самих сообщениях авторы сознавались, что« танки» в заголовке возникли для красного словца. На самом деле произошло то, что уже не раз случалось в истории: на помощь гражданскому населению вышла военная инженерная техника. Эти машины и в самом деле имеют много общего с танками, но главное — в отличие от танков они могут быть полезны не только во время войны.

«В любом наступлении саперы всегда идут первыми», – с гордостью говорят солдаты и офицеры инженерных войск. Благодаря разнообразной технике, находящейся на вооружении у саперов, армию сегодня не остановят ни минные поля, ни горящие руины, ни леса и болота, ни изрезанный водными потоками пересеченный рельеф.

Олег Макаров

Посмотреть на необычную, и потому довольно устрашающе выглядящую, хоть и лишенную пушек и пулеметов инженерную технику команде «ПМ» довелось в расположении бригады Инженерных войск России в подмосковном Нахабино. Такие смотры российские саперы устраивают обычно в канун своего профессионального праздника — 21 января. Надо сказать, что зима — отличное время для демонстрации машин, которые должны в любое время года и в любых условиях прокладывать дорогу войскам, движущимся вперед, и создавать укрепления в случае оборонительных действий.

Когда-то видный военачальник времен Второй мировой генерал Дж. С. Паттон заметил: «В мое понимание до сих пор не укладывается, как можно вести продолжительные боевые действия при температуре ниже нуля». Недоумение американского генерала в России может вызвать только улыбку: зимой у нас гнали немцев от Москвы, добивали Паулюса в Сталинграде, прорывали и снимали ленинградскую блокаду. Но холод есть холод, и с промерзшим до состояния бетона грунтом обычной саперной лопатке справиться трудновато. Для быстрого устройства окопов в условиях зимы саперы применяют сегодня специальные заряды на основе тротила. После взрыва промерзшая земля разрыхляется, и ее можно относительно легко выбрать с помощью лопаты. Если же нужны другие масштабы и объемы, когда, например, необходимо укрыть за земляными заграждениями танки и БМП, не обойтись без тяжелой техники.

Инженерная машина разграждения — пожалуй, самая универсальная машина инженерных войск. Она не только пробивает завалы, но может корчевать лес, убирать препятствия краном, копать и прокладывать дороги.

Как корабль на волнах

Машина для отрывки котлованов МДК-3 — это настоящий корабль. Сделанный на основе армейского гусеничного транспортера-тягача МТ-Т, МДК-3 имеет длину более 10 м. Сходство с морским судном усиливается, когда эта техника начинает работу. На корме машины расположена роторная фреза с метателем. В походном положении она поднята, в рабочем режиме ее опускают вниз. МДК-3 движется задним ходом, фреза вращается, отрывая широкую траншею, в которую через некоторое время начинает погружаться сама машина, высоко задирая при этом носовую часть. Будто корабль на волнах. Влево и вверх уходит струя земли, смешанной со снегом, и, похоже, для этого монстра время года не так важно — он готов вгрызаться в грунт всегда и везде. Особенно если учесть, что МДК-3 кроме фрезы имеет в своем арсенале и рыхлитель, как раз для предварительной обработки замороженной земли.

Первая отечественная инженерная машина разграждения была выпущена в 1969 г. и базировалась на шассии танка Т-55. С тех пор сменились два поколения: ИМР-2 основывалась уже на шасси танка Т-72, а самая новая ИМР-3 — на шасси танка Т-90. Машина предназначается для прокладывания колонных путей передвижения по пересеченной местности, в лесах, в городских завалах. В случае применении экскаваторного ковша, может использоваться для отрывки котлованов.

Бульдозерная часть ИМР может работать в нескольких режимах. Первый — двухотвальный, когда для пробивания заграждений и снежных заносов отвалы соединяются под углом в стреловидный «таран». Второй — бульдозерный: в этом случае оба отвала поставлены в один ряд, перпендикулярный направлению движения. И, наконец, грейдерный режим дает возможность поставить оба отвала в одну линию наискось, чтобы сгребать грунт, гравий, снег на одну из обочин прокладываемого пути.

Фактически ИМР создана для действий в условиях ядерной войны: броня в 10 раз ослабляет действие радиации, кабина оснащена фильтро-вентиляционной установкой, а кроме того, все манипуляции с рабочими органами экипаж может проводить, не покидая кабины и не подвергая себя опасностям зараженной среды. Именно поэтому ИМР сыграли выдающуюся роль в ликвидации последствий Чернобыльской аварии: машины разгребали завалы и монтировали конструкции саркофага. ИМР использовались и в боевой обстановке, в частности командировались в Афганистан, а в Чечне принимали участие в строительстве горных рокад для переброски войск. Поскольку машина смонтирована на танковом шасси, у нее, как и у танков довольно дорогой моторесурс.

Инженерная машина разграждения (ИМР) — да-да, именно та самая, что выходила чистить снег в Нижнем Тагиле — готовится принять участие в огненном шоу. Она действительно сделана на танковом шасси, только вместо вращающейся башни — телескопическая крановая стрела с универсальным захватом. Бойцы-саперы сложили из кусков фанеры, деталей мебели, старых дверей, бревен, досок, стертых шин и пластиковых канистр баррикаду высотой метра полтора, призванную имитировать огневые завалы на пути войск.

Машина для отрывки котлованов. МДК-3 — машина со специфическими задачами. Ее использование целесообразно, когда требуется отрыть укрытия для техники, крупные убежища и огневые сооружения. Для рытья обычных окопов подойдет техника поменьше, хоть и не столь впечатляющая на вид. Речь идет, например о полковой землеройной машине (ПЗМ-2), которая создана на базе колесного тракторного тягача Т-155 и оснащена бесковшовым рабочим органом.

Машина оснащена роторной фрезой с метателем, отбрасывающим в сторону вынутый грунт и укладывающим его в виде бруствера. Также МДК-3 оснащена бульдозерным отвалом, одна из функций которого — выравнивать днище выкопанных котлованов. Конструктивно предусмотрен рыхлитель для подготовки мерзлого грунта. МДК-3 способна отрывать котлованы неограниченной длины, шириной по дну 3,7 м, и глубиной до 3,5 м (1,75 м за один проход). Производительность машины 500−600 кубометров вынутого грунта в час. Достаточно представить себе эти сотни тонн земли, чтобы ощутить всю мощь этой инженерной машины.

Даже щедро политый соляркой, весь этот хлам не спешит разгораться на ветру. Тем временем экипаж ИМР деловито хлопочет около своей машины, весящей более 40 т. Ее главный рабочий орган — тяжелый, мощный, управляемый гидравликой бульдозерный отвал. Точнее, отвала два, но при прокладке проходов через завалы они ставятся под углом друг к другу, образуя могучий стреловидный таран. И вот дерево пылает, покрышки чадят, а экипаж ИМР получает команду на начало упражнения. Машина окутывает себя облаком плотного сизого выхлопа, начинает движение вперед и… — кто бы мог подумать! — пробивает баррикаду одним махом, лишь жалобно кряхтят деревяшки, попавшие в траки. Ну а за ИМР остается свободный ровный проход, по которому можно идти, бежать и даже ехать.

Котлованных машина МДК-2М предназначена для откопки котлованов под фортификационные сооружения, для инженерного оборудования позиций войск и для механизации земляных работ при проведении и их последствий.

Котлованная машина МДК-2М состоит из базовой машины (изделия 409МУ) и рабочего оборудования.

В состав рабочего оборудования входят: рабочий орган, трансмиссия рабочего органа, бульдозерное оборудование и гидропривод (система управления рабочим оборудованием).

Рис. 1. Котлованная машина МДК-2М: а – вид сбоку, б – вид сзади;

1 – отвал, 2 – гидроцилиндр, 3 – стойка, 4 – базовая машина, 5 – гидробак, 6 – защитный щиток, 7 – метатель, 8 – верхняя рама, 9-балка, 10 – подъемная рама, 11 – плуг, 12 – кожух метателя, 13 – фреза, 14 – толкающая рама, 15 – защитный щиток (откидная часть) 16 – защитный щиток (неподвижная часть), 17 – откосник, 18 – балка, 19 – плуг, 20 – регулируемые распорки, 21 – подъемная рама.

Рабочий орган предназначен для разработки грунта в процессе откопки котлована и транспортировки его в отвал. Он установлен в кормовой части машины и крепится к ней шарнирно с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Основными частями рабочего органа является подъемная и верхняя рамы, фреза, метатель, два плуга, направляющий кожух и механизм подъема и опускания.

Подъемная и верхняя рамы предназначены для крепления всех основных частей рабочего органа.

Подъемная рама представляет собой сварную конструкцию коробчатого сечения П-образной формы. В средней поперечной части рамы крепится редуктор привода фрезы и метателя. Концы продольных балок рамы шарнирно соединены с корпусом машины. К проушинам на продольных балках крепятся два гидроцилиндра механизма управления положением рабочего органа и два кронштейна фиксации рабочего органа в транспортном положении.

Верхняя рама крепится сверху на подъемной раме. Она сварена из двух продольных, двух вертикальных и поперечной балок. К верхней раме крепятся два откосника и защитный щиток.

Откосники предназначены для срезания грунта в верхней части котлована для образования наклона стенок и представляют собой нож с износостойкой наплавкой, который в рабочее положение возвращается и фиксируется вручную с помощью двух пальцев и рычагов их привода. В транспортное положение откосники возвращаются к оси машины.

Защитный щиток предназначен для предотвращения от засыпки грунтом платформы машины, при рытье котлована. Он установлен на верхней раме рабочего органа и состоит из верхней откидной и нижней неподвижной частей. В рабочем положении обе части щитка содержатся в одной плоскости. При подъеме рабочего органа откидной щиток заключается в транспортное положение с помощью тяги и пружин.

Фреза поперечного копания предназначена для разрушения почвы и подачи его в метатель. Она состоит из ступицы и приваренных к ней шести лопастей треугольного сечения. На каждой лопасти закреплены болтами по три переменные режущие ножи, режущие кромки которых имеют устойчивые к износу наплавки. В целях равномерного износа ножи переставляются местами: крайние сами изношенные устанавливаются ближе к ступице. Фреза крепится болтами на ступице планетарного ряда редуктора рабочего органа.

Метальщик предназначен для транспортировки разработанного грунта в отвал. Он представляет собой неподвижный направляющий кожух и лопастный барабан сварной конструкции который состоит из ступицы, пяти спиц коробчатого сечения, обода с пятнадцатью лопатками, из которых тринадцать приварены к его кольцам, а две съемные с целью замены изношенных листов направляющего кожуха без снятия метателя. Ступица метателя крепится на редукторе рабочего органа.

Плуги (правый и левый) срезают почву под площадки для гусениц для обеспечения разработки грунта фрезой при последующих проходах машины. Левый и правый плуги аналогичные по устройству и состоят из корпуса с закрепленными в нижней части ножами, отвала, оси и механизма установки по высоте. На оси плуга установлена упорная пластина, соединенная с корпусом четырьмя болтами. В случае нормального усилия на нож, плуг возвращается до упора пластиной в верхнюю раму. При встрече плуга с препятствием болты срезаются, предохраняя плуг от поломок.

Направляющий кожух обеспечивает движение грунта от фрезы до метателя и далее – в отвал. Он обхватывает лопасти фрезы и метателя снизу и является каркасом, состоящий из двух соединенных между собой дугообразных балок, между которыми крепятся съемные листы. Для увеличения жесткости крепления кожуха установлены две съемные балки, каждая из которых одним концом крепится к направляющей кожуха, а другим – к подъемной рамы.

Механизм подъема и опускания рабочего органа предназначен для изменения положения рабочего органа по высоте. Он состоит из двух гидроцилиндров, шарнирно закрепленных к корпусу машины и подъемной рамы и обеспечивает поворот рабочего органа при переводе из транспортного положения в рабочее или обратно, его углубление, выглубления и фиксацию. Ограничение угла поворота вверх осуществляется ходом штоков гидроцилиндров, вниз – упором подъемной рамы в корпус машины.

Трансмиссия рабочего органа МДК-2М

предназначена для изменения и передачи крутящего момента от уменьшителя скоростей до фрезы и метателя. Она состоит из промежуточного вала, двух карданных валов, поворотного редуктора и редуктора рабочего органа.

Промежной вал является связующим звеном между уменьшителем скоростей базовой машины и карданным валом привода поворотного редуктора. Он представляет собой трубу, к фланцу которого крепится зубчатый венец с внутренним зубом для соединения с зубчатой ​​полумуфты вала отбора мощности уменьшитель скоростей. На шлицах другого конца устанавливается фланец для крепления с вилкой карданного вала. Опорой вала является сферический подшипник.

Карданные валы установлены один между промежуточным валом и поворотным редуктором, а второй – между поворотным редуктором и редуктором рабочего органа. Они одинаковы по строению, но имеют разную длину.

Поворотный редуктор предназначен для изменения и передачи крутящего момента от уменьшителя скоростей к редуктору рабочего органа. Он установлен в кормовом отделении корпуса машины и обеспечивает включение и выключение, изменение частоты вращения фрезы и метателя, сохранения соосности ведомого вала с ведущим валом редуктора рабочего органа при изменении взаимного расположения редукторов. Передаточные числа редуктора равные 1,08 и 0,856.

Основными частями поворотного редуктора являются: корпус (неподвижная часть, рукав, поворотная часть), ведущий вал в сборе, первый и второй промежуточные валы в сборе, вал-шестерня, привод управления и предохранительная муфта.

Редуктор рабочего органа предназначен для изменения крутящего момента, который передается на фрезу и метатель. Он установлен на подъемной раме и обеспечивает одновременное вращение фрезы и метателя с различными угловыми скоростями.

Редуктор рабочего органа состоит из одноступенчатого цилиндрического редуктора и двух планетарных рядов, выполненных в одном агрегате.

Корпус одноступенчатого цилиндрического редуктора крепится к корпусу первого планетарного ряда. В крышке люка имеется отверстие для заливки масла и установки щупа. Ведомый вал выполнен заодно с солнечной шестерней первого планетарного ряда.

Первый планетарный ряд предназначен для изменения крутящего момента и передачи его от цилиндрического редуктора на второй планетарный ряд и одновременно на вращение метателя. Он состоит из корпуса, соединенного с корпусом второго планетарного ряда, эпициклической шестерни, четырех сателлитов и водила, которое является одновременно солнечной шестерней второго планетарного ряда.

Второй планетарный ряд предназначен для изменения и передачи крутящего момента на фрезу, установленную на подшипниках на внешней поверхности его корпуса. Водило имеет осевое отверстие, через которое проходит торсионный вал, соединяющий водило первого планетарного ряда с фланцем вращения метателя. На конце водила имеется зубчатый венец для соединения со ступицей фрезы. В процессе работы торсионный вал выполняет роль демпфера, предохраняя трансмиссию от поломок.

Рис.2. Трансмиссия рабочего органа МДК-2М:

1 – промежуточный вал, 2 и 5 – карданные валы 3 – поворотный редуктор, 4 – предохранительная муфта, 6 – редуктор рабочего органа, 7 – редуктор гидронасосов, 8 – коробка передач базовой машины, 9 – уменьшитель скоростей

Бульдозерное оборудование МДК-2М

предназначено для послойной разработки и перемещения грунта при планировании дна котлована, подготовке площадки перед началом рытья котлована. Кроме того, с помощью бульдозерного оборудования можно проводить засыпку котлованов, траншей, вспушення мерзлого грунта при глубине промерзания до 15 см.

На машине установлено бульдозерное оборудование с неповоротным отвалом, высота которого 1000 мм, а длина – 3200 мм. С помощью гидроцилиндров отвал может опускаться ниже уровня стояния машины на 540 мм или подниматься на высоту 1140 мм. Масса оборудования составляет 1120 кг.

Бульдозерное оборудование состоит из отвала, двух толкающих рам, двух передних стоек с подкосами, двух стяжек и механизма управления.

Механизм управления предназначен для изменения положения отвала по высоте. Он состоит из двух гидроцилиндров, с помощью которых создаются усилия для углубления отвала в грунт, его выглубления и фиксации.

Гидропривод предназначен для управления положением рабочего оборудования. Он обеспечивает создание необходимых усилий при переводе рабочего органа в транспортное или рабочее положение, при углублении или выглублением отвала бульдозерного оборудования. Схема гидропривода не предусматривает одновременного управления рабочим органом и бульдозерным оборудованием. На машине установлены элементы гидропривода, рассчитанные на давление 10 МПа.

Гидропривод состоит из гидробака, двух гидронасосов, гидропанели, четырех гидроцилиндров.

Гидробак установлен сзади за кабиной. Уровень рабочей жидкости в баке измеряется щупом. Объем рабочей жидкости должен быть в пределах 150 л.

На машине установлены два гидронасоса марки НШ – 32У, которые приводятся в действие от уменьшителя скоростей через редуктор.

Гидропанель установлена ​​слева за кабиной и предназначена для компактного размещения элементов управления гидропривода. На гидропанели закреплены два трехпозиционные золотники ГА86/2 для управления гидроцилиндрами, предохранительный клапан БГ52 -14, два электромагнитные краны ГА192, из которых один управляет работой предохранительного клапана, а другой предназначен для установки гидроцилиндров управления рабочим органом в «плавающее» положение при рытье котлована. Для контроля давления на панели закреплены манометр с вентилем.

Рис.3. Схема гидропривода МДК-2М:

1 и 19 – гидроцилиндры бульдозерного оборудования, 2 и 11 – трехпозиционные золотники ГА 86/2, 3 и 5 – электромагнитные краны, 4 – предохранительный клапан БГ 52-14, 6 и 12 – гидроцилиндры рабочего органа, 7, 8, 9 и 10 – дроссели, 13 – гидрофильтрах, 14 и 16 – обратные клапаны, 15 и 17 – шестеренчатые насосы НШ-32У, 18 – гидробак

Тактико-технические характеристики МДК-2М

Работа МДК-2М (видео)

МДК-3 - армейская машина, предназначенная для отрывки котлованов под укрытия для техники или личного состава, навесной роторный траншейный экскаватор поперечного копания.

Создана для инженерных войск.

Спроектирована на базе тягача МТ-Т, является дальнейшим развитием машины МДК-2М. Рабочий орган МДК-3 представляет собой роторную фрезу с отбрасывателем. Машина оборудована регулируемым бульдозерным отвалом и рыхлителем. Кабина экипажа расположена в передней части корпуса машины. Кабина герметизирована, вмещает до пяти человек, включая водителя.

Расчёт - 2 человека. Размеры отрываемых котлованов: ширина по дну 3,7 м, глубина до 3,5 м.

Технические характеристики

• Длина в транспортном положении 10,22 м, длина в рабочем положении 11,75 м; ширина в транспортном положении 3,23 м, ширина в рабочем положении 4,6 м; высота в транспортном положении 4,04 м, высота в рабочем положении 3,25 м.
• Масса 39,5 т.
• Двигатель В-46-4, мощностью 710 л. с. (522 кВт).
• Запас хода 500 км.
• Транспортная скорость по шоссе 65 км/час.
• Производительность: 1000 м³/час.
• Удельное давление на грунт 0,78 кгс/см².
• Преодолеваемое препятствие: брод глубиной до 1,5 м, угол подъема до 30°.