Определение производительности бульдозеров м бульдозеров-рыхлителей

Техническую производительность бульдозера на планировочных работах определяют по протяженности полосы планировки, ширине отвала и углу установки в плане (для поворотных от­валов) при числе проходов п > I, м²/ч

3600 • S(B sinα_у — bn)

П =_________________

п(S/υ+to)

где S —длина планируемого участка, м; α_у— угол установки отвала в плане, град (для непо­воротного от вал а 90°, для поворотного 63 и 90°); υ — средняя скорость движения бульдозера, м/с; to — время на разворот бульдозера, с |( to = 16... ...45); B - ширина бульдозерного отвала, м; bn =(0,2,..0,3) В.

При резании и перемещении грун­тов в насыпи, разработке, выемок, кот-

лованов, траншей и других работ боль­ших объемов техническую производи­тельность определяют на единицу объема грунта в состоянии естествен ной плотности и влажности

П = 3600 • V6 • Кк • Ку • Кс / Тц..б.

где V=0,5ВН²сtgφо/К_Р, м^э — объем призмы волочения, срезаемой отвалом бульдозера; Н — высота отвала по хорде с учетом козырька, м; φо — угол естественного откоса перемещаемого материала, составляющий 15...50° в зависимости от типа и состояния грунта (среднее значение φо = 30° и сtg 30° = 1,73); К_Р -коэффициент разрыхления грунта, характеризующий переход от объема призмы в рыхлом теле к объему грунта в плотном теле; Кк — коэффициент учета квали­фикации машиниста (принимают за 1 при управ­лении гусеничным бульдозером машинистом вы­сшей квалификации, 0,85—средней и 0,65— низшей). Ку — коэффициент учета влияния ук­лона местности (табл. 3.5); Кс — коэффициент сохранения грунта при перемещении (принима­ют К_с= I — 0,005Sn,,, где Sn — путь перемещения призмы грунта, м); Тц..б. — продолжительность рабочего цикла бульдозера.

Коэффициент разрыхления грунта принима­ется:

Песок и супесь в немерзлом со­
стоянии ....................................... 1,1… 1, 2

Суглинок и глина в немерзлом
состоянии...................................... 1,27...1,55

Скальный грунт и уголь . . . 1,34...1,67
Песок и супесь к мерзлом состоя­
нии . .......................................... 1,2...1,75

Суглинок и глина в мерзлом со­
стоянии ....................................... 1,75...2.0

3.5. Коэффициент учета влияния уклона релье­фа местности

 

Угол подъе-		Угол укло-
ма местнос -	Ку	На мест-	Ку
тиь град		ности, грал
0...5	1..0,67	0...5	1...1, 33
5.. .10	0,67. ..0,5	5.. .10	1,33.. .1,94
10.. .15	0,5.. ,0,4	10.. .15	1,94. ..2,25
—	—	15.. .20	2,25.. .2,68

Продолжительность рабочего цик­ла бульдозера, с

Тц..б. = Sp / υ p + Sх / υа + tос + 3

где Sp и Sх — длина рабочего и холостого хо­дов, м; tос — время остановок в начале и конце

рабочего хода, составляет: для гидромеханичес­кой трансмиссии при наличии быстродействую­щего реверса — З с; для механической трансмис­сии при наличии шестерен постоянного зацепле­ния — 4—8 с, без постоянного зацепления (боль­ше значения для 2-х рычагов реверса) — 6. ..10 с; 3 — время, добавляемое на разгон н замедле­ние, с.

Средняя скорость рабочего хода трактора с рабочим оборудованием эк­сплуатационной массой, т. G, м/с

υр = NеηКзаг (1 – δ)/Gqφк

где Nе — номинальная мощность двигателя, кВт; η = 0,88..Д95 — КПД трансмиссии; Кзаг — коэффициент загрузки двигателя трактора (0,7 — с механической и 0,8- — с гидромеханичес­кой трансмиссией); δ — среднее значение коэф­фициента буксования при рабочем ходе (0,18 — для гусеничного трактора) ; φк— среднее значе­ние коэффициента использования сцепного веса за рабочий элемент цикла, составляющее 0,78φкmax — 0.22 при максимальном коэффици­енте сцепления по касательному усилию φкmax ≥0,45; φкmax — ускорение свободного паде­нии.

Величина максимального коэффи­циента сцепления при работе бульдо­зера и бульдозера-рыхлителя φкmax =

= 0,5.. .1,2.

Средняя скорость холостого хода зависит от типа подвески ходовой сис­темы трактора и составляет υx= = 0,9= υxmax, где υxma— максималь­ная расчетная скорость заднего хода

на I или II передаче. Она не превышает как правило, 1,4...1,7 м/с при полу жесткой балансирной подвеске и 1,9... ...2,2 м/с — эластичной.

Техническая производительности рыхлителя, м³/ч

Пр = 3600 • V...р. • Ку • Кк / Тц...р.

где Тц...р.—продолжительность цикла работы рых- лителя, с; V...р. ,= Вр • hэф• Sр— объем разрых­ленного грунта, м³; В_р — средняя ширина поло­сы разрыхления за один цикл при числе зубьев больше одного или шаг соседних борозд при рыхлении одним зубом, обеспечивающий разру шение и уборку разрыхленного грунта на эффек тивную глубину hэ_ф рыхления, м; hэ_ф = (0,6... ...0,8) H₀. где H₀ — средняя оптимальная глу­бина послойного рыхления в заданных уcловиях.

Средняя оптимальная глубина ры­хления (определяющая наибольшую производительность) зависит от тяго­вого класса базового трактора, шири­ны наконечника, количества зубьев, оборудования зубьев уширнтелями. свойств грунта. При оценочных расче-. тах может быть принята H₀ =А•в, где в — ширина наконечника, м; А — коэффициент, составляющей при про­дольном рыхлении твердомерзлых грунтов однозубым рыхлителем 3...5; поперечном рыхлении — 4...6.

3.6. Коэффициент использования по времени бульдозеров и бульдозеров-рыхлителей

 

Землеройная машина

Работа

Коэффициент Кв

 

Бульдозер на тракторе ДЭТ-250

Бульдозеры остальных марок Бульдозеры всех марок

Бульдозер-рыхлитель на тракторе ДЭТ-250 Бульдозеры-рыхлители остальных марок Бульдозеры-рыхлители всех марок

Разработка и перемещение нескального грунта

То же

Перемещение разрыхленного мерзлого грунта

Перемещение взорванного скального грунта

Разравнивание грунта при отсыпке траншеи

 

Срезка растительного слоя Предварительная и окончательная планировка площадей, планировка от­косов откосниками

Засыпка траншей и котлованов

 

Рыхление мерзлого грунта

 

То же

 

Рыхление немерзлого грунта

0,75

0,8

0,75

0,7

0,7

0.8

0.8

0.8

0,75

0,8

0,78

Ширина полосы разрыхления грунта

Bр = Кn [b+2hэф ctg γ + l(n-1)]

3.8. Разработка и перемещениегрунтов буль­дозерами

 

где Кn — коэффициент перекрытия (для средних

условий Кn=0,75); γ - угол развала (15... 60°) в зависимости от вида разрыхляемого материа­ла, большие значения — для пластично-мерзлых грунтов, меньшие для хрупких; l — шаг зубьев, м.

Продолжительность рабочего цик­ла определяется по той же формуле, что и при бульдозерных работах.

При рыхлении участка продольно-поворотным способом из формулы ис­ключают время холостого хода, оста­новок и замедления, добавляя время на разворот tр.

Эксплуатационная производитель­ность определяется с учетом организа­ционных перерывов в работе машин за рабочую смену.

Пэ= Пт-Кв.-N,

где N — число часов работы машины в смену; Кв — коэффициент использования рабочего вре­мени (табл. 3.6); Пт - часовая техническая производительность, м³/ч.

В табл. 3.7 — З.1О приведены ориен­тировочные часовые выработки буль­дозеров и бульдозеров-рыхлителей, определенные исходя из норм времени, заданных ЕНиР (1988 г.) и ВНнР Минтрансстроя СССР (1987 г.) на ос­новные виды земляных работ.

3.7. Планировка площадей бульдозерами

 

Планировка	Тяго-вый класс	норма вре­мени на 1000 м2, маш-ч	Часовая вы­работка, в 1000 м2
Предваритель-		0,41/0,12	2,44/4.55
ная
То же		0,20/0,14	5,0/7,1
•		0,18/0,13	5.56/7.7
•		0.12/0,08	8,3/12,5
Окончательная		0,49/0.35	2,04/2,86
То же		0,27/0.24	3,7/4,17
»		0,23/0.19	4,35/5,26
•		0,16/0.15	6,25/6,67

Примечание. Слева от черты — при рабочем ходе в одном направлении; справа — при рабочем ходе в двух направлениях

 

Тяговый класс трактора	Группа грунта	Дальность перемеще­ния, М	Норма времени на 100 м³, наш -ч	Часовая выработка. м³,
	I		0,94	106,4
			1,81	55,2
			2,68	37,3
			3,55	28,1
	II		1.1	90.9
			2,04
			2.98	33,6
			3,92	25,5
	III		1.3	76,9
			2.28	43,9
			3,26	30,7
			4,24	23,6
	I		0.35	285,7
			0.65	153,1
			0.95	105,3
			1.25
	И		0,41	243,9
			0,74	135,1
			1.07	93,5
			1.40	71.4
			0,47	212.8
			0.82
			1.17	85,5
			1,52	65,8
			0.32	312,5
			0.61	163,9
			0.9	111,1
			1.19
	П		0.38	263.2
			0,68	147.1
			0,98
			1,28	78,1
	III	Ю	0,4
			0.72	138,9
			1,04	96.2
			1.36	73,5
	I		0,22	454,5
			0,42	238.1
			0,62	161.3
			0.82
	II		0.24	416.7
			0.45	222,2
			0,66	151.5
			0,87	114,9

Продолжение табл. 3.8

3.10. Перемещение разрыхленного грунта буль­дозерами-рыхлителями

 

тяговый класс Трактора	Группа грунта	Дально сть перемещения М	Норма временина 100 м³	Часовая Выработка М³
			маш. -ч
	III		0,27	370.4
			0,49	204.1
			0,71	140,8
			0,93	107,5

3.9. Рыхление мерзлого грунта бульдозера­ми-рыхлителями

 

Тяговый класс	Группа грунта	Норма времени на 100 м³.	Часовая Выработка м³
Трактора		маш. -ч
	I м	0,92	108,7
	II м	1,2	83,3
	III м	1,5	66,7
	IVм	1,9	52.6
	I м	0,73
	II м
	III м	1,3	76,9
	IVм	1,6	62,5
	I м	0,66	151,5
	II м	0.88	113,6
	III м	1,1	90,9
	IVм	1,3	70.9
	I м	0,27	370,4
	II м	0,34	294,1
	III м	0,44	227,3
	IVм	0,58	172,4

 

 

Тяговый класс трактора	Группа грунта	Дальность перемеще ния, м	Норма времени на 100 м³ чаш. -ч	Часовая выработка, м³
	Iм		0.54	185,2
			0,94	106,4
			1,34	74,6
			1,74	57,5
	II м		0,64	156.3
			1,13	88,5
			1,62	61,7
			2,11	47,4
	III м		0.71	140.8
			1,25
			1,79	55,9
			2,33	42,9
	I м		0.28	357,1
			0,5
			0.72	138,9
			0,94	106,4
	II м		0,31	322.6
			0.55	181,8
			0,79	126,6
			1,03	97,1
	III м		0,34	294,1
			0.59	169,5
			0.84
			1.09	91.7
	Iм		0,21	476.2
			0,39	256.4
			0,57	175.4
			0.75	133.3
	II м		0,24	416,7
			0,43	232,8
			0,63	161,3 ,
			0,81	123,5
	III м		0.26	384.6
			0,4	217,4
			0.66	151.5
			1,86	116.3

Глава 4. Скреперы

4.1. Областьприменения

Скреперы применяют в гидроме­лиоративном, автомобильном и желез­нодорожном строительстве, в горно­добывающей промышленности.

В гидромелиоративном строитель­стве скреперы разрабатывают грунт в выемках (каналах, котлованах, карь­ерах, резервах); устраивают насыпные земляные сооружения (плотины, уча­стки каналов в полунасыпях или насы­пях, дамбы); проводят вскрышные ра­боты и подготовку оснований сооруже­ний (снятие растительного слоя грун­та, удаление непригодных грунтов с площади оснований плотин); выполня­ют планировочные работы на орошае­мых землях и строительных площадках.

Особенно широко используют скре­перы на строительстве крупных кана­лов при глубине выемки более 5...7 м, а также земляных плотин из насыпно­го грунта, где этими машинами выпол­няют практически полный технологи­ческий комплекс.

При строительстве земляного по­лотна автомобильных и железных дорог скреперами снимают поверх­ностный растительный слой, отсыпают насыпи из резервов, разрабатывают выемки или карьеры с перемещением грунта в насыпь па расстояние 150... ...500 м.

В горнодобывающей промышлен­ности скреперы служат для добычи и транспортировки рыхлых пород, вскрыши карьеров строительных ма­териалов, выемки пустых пород, за-

крывающих полезные ископаемые.

Скреперы наиболее эффективно применяют в районых с малой продол­жительностью зимнего периода — в южном и среднем климатических поя­сах страны. В зимний период при глу­бине промерзания грунта примерно 0,2 м его предварительно рыхлят.

Конфигурация земляного сооруже­ния влияет на возможность его возве­дения скрепером и выбор машины определенного типоразмера. Наиболее характерные для разработки скрепе­рами выемки и котлованы имеют фор­му прямоугольника без выступов и карманов в плане, а также различные насыпи, к которым устраивают поло­гие подъездные пути.

Дальность перемещения грунта в значительной мере определяет выбор типа скрепера и вместимость его ков­ша (табл. 4.1).

Решение вопроса о выборе типо­размера скрепера для возведения кон­кретного земляного сооружения зави­сит от объема работы и определяется экономическим расчетом.

При строительстве сооружений с сосредоточенными объемами земля­ных работ 10...250 тыс. м³ целесообраз­но использовать самоходные скреперы с ковшом вместимостью 8 м³; крупных линейно-протяженных сооружений с объемом более 200 тыс. м на I км (оросительные системы, каналы, пло­тины)—скреперы с ковшами вмести­мостью 10...15 м³; насыпей земляного дорожного полотна высотой до 1,5 м -

4.1, Рекомендуемая дальность перемещения грунта скреперами, м

 

 

Скрепер	Геометрическая вместимость копта, м3
4,5
Прицепной к гусеничному трак-	100 ... 350	150 ... 550	300 ... 800	500 ... 1500	—
тору Самоходный на базе двухосно-	150 ... 1200	300,., 1500	400 ... 2500	До 3000	До 5000
го трактора или одноосного тя-
гача

прицепные скреперы с ковшом вмести­мостью 10 м³, а при высоте свыше 1,5 м— 15 м³.

Разработка выемок или карьеров при строительстве дорожного полотна с перемещением грунта в насыпь на расстояние до 500 м и объеме работ на объекте до 80 тыс. м^! рациональна прицепными скреперами с ковшом вместимостью 10 м³, а при перемеще­нии на расстояние свыше 500 м и том же объеме работ— самоходными скреперами с ковшом вместимостью 10 м³.

При планировке рисовых чеков ис­пользуют преимущественно прицепные скреперы с ковшом вместимостью 8 м³. Ввиду небольшой дальности переме­щения грунта (до 100 м) на этих рабо­тах применяют также скреперы с ков­шами вместимостью 4,5 м³. Целесооб­разно использовать прицепные скре­перы, оборудованные системой авто­матики, позволяющей значительно повысить точность планировки.

4.2.Технологические схемы производства работ

Особенности технологического цик­ла. Полный рабочий цикл скрепера включает набор грунта, его транспор­тирование, разгрузку ковша, обратный (порожний) ход.

Набор грунта характеризуется тол­щиной срезаемой стружки и длиной пути набора. Толщина срезаемой стружки зависит от типа разрабатыва-

емого грунта и силы тяги толкача (табл. 4.2)

Наиболее распространен способ наполнения ковша стружкой перемен­ного сечения, начиная от возможно толстой с постепенным уменьшением ее к концу пути набора. Это обусловли­вает постоянную загрузку двигателей скрепера и толкача в течение всего времени набора. Такой способ особен­но эффективен при работе на связных грунтах.

При планировочных работах ковш наполняют стружкой постоянной толщины.

Лучшее наполнение ковша получа­ют при разработке грунтов влажностью до 25 %. Чрезмерно сухие грунты сле­дует предварительно увлажнять. Тя­желые грунты III и IV категорий перед началом разработки скреперами рых­лят продольными полосами с помощью бульдозеров-рыхлителей параллель­ными их проходами со сдвигом, рав­ным заданному измельчению грунта. Чрезмерное измельчение грунта при рыхлении нежелательно, так как оно способствует образованию призмы во­лочения и ухудшает наполнение ковша. Рыхлить грунт рекомендуют на комья размером 10...15 см. Наибольший раз­мер комьев разрыхленного грунта не должен превышать 2/3 глубины реза­ния скрепера. Объем разрыхленного грунта должен быть не более полу­сменной нормы работающих скреперов, чтобы он не пересыхал при жаре или