Производительность бульдозера т 170 м3 час. Производительность бульдозера и способы ее повышения

Бульдозеры это техника для сложной работы, зачастую ею пользуются определенные организации, которые не покупают технику, а пользуются услугами на условиях аренды. Бульдозером можно произвести различные работы с грунтом, например вырыть траншеи, разровнять поверхность, избавиться от снега. Также отлично применяется в строительстве. В зависимости от выполняемых работ меняется производительность бульдозера, ведь на это влияет множество факторов. На производительность техники могут повлиять следующие факторы:

• Физическое состояние используемого грунта;
• Расстояние пути при транспортировке грунта;
• Тип и характеристика отвала;
• Механические показатели грунта (просадка, прочность и т. д.).

Виды бульдозеров

Для лучшей производительности рекомендуется использовать бульдозеры на гусеничном ходу, они не только хорошо проходят по сложным поверхностям, но и создают отличное сцепление для разнообразной сложности работ. Стандартно производители комплектуют бульдозеры отвалами поворотного и неповоротного типа. Поворотные модификации представлены большей производительностью, потому что имеют возможность переместить грунт под углом 60 градусов.

Так как техника предназначена для выполнения сложных работ, ее принято классифицировать по тяговому классу. Бульдозер наиболее эффективен для возки в продольном и поперечном направлении, оптимальное расстояние 100-150 метров. С совковым отвалом производительность увеличивается до 200 метров. Тяговой класс может быть следующим:

1. Легкий - тяговое усилие до 60 кН;
2. Средний класс - усилие максимум 100-150 кН;
3. Тяжелые - показатель тягового усилия до 250 кН.

При землеройно-транспортных работах производительность бульдозера в час производится в м3/ч, планировочные работы рассчитываются в м2/ч.

Бульдозер: стоимость часа

Так как бульдозер техника не из дешевых, купить ее для выполнения нескольких работ бывает достаточно затратно. Поэтому компании просто берут технику в аренду вместе с оператором, который выполнит нужные работы. Цена рассчитывается почасово, и в зависимости от сложности работы и модели бульдозера цена может существенно варьироваться. Также стоимостью часа работы интересуются те, кто желает купить технику для будущего заработка путем выполнения земельных и строительных работ.

Цена работы зависит от таких факторов:

• Модель бульдозера и его производительность;
• Масштаб и сложность работы;
• Необходимость использовать насадки и навесное оборудование;

Средняя стоимость аренды бульдозера составляет 1500 рублей за час, зачастую в эту сумму уже входит топливо и работа оператора. Если применяется дорогая новая техника, цена может возрасти до 2 000 рублей. Если поискать информацию о цене часа работы на японском бульдозере , можно найти стоимость от 3 000 рублей.

Расход топлива в час у бульдозера

Учитывая что бульдозер техника тяжелая и имеет огромный двигатель с мощностью выше 100 л.с. и огромной тягой, экономной такие машины назвать нельзя. Так как техника в основном работает на небольших участках и развивает скорость в среднем 10 км/час, расход топлива учитывается за 1 час работы. Приведем пример расхода на известном бульдозере Т-170.

Базовым двигателем для Т-170 выступает силовая установка с объемом 14,4 литра и мощностью 160 лошадок, работает от дизельного топлива и поэтому потребляет не столь много. В эксплуатации машина простая и способна выполнить самые сложные работы. В зависимости от нагрузки бульдозер потребляет от 14 до 17 литров солярки. При оптимальной нагрузке средний показатель находиться в пределах 15 литров. Конечно, многие современные фирменные модели давно модернизированы и потребляют меньше топлива.

Видео

5. Определить производительность бульдозера при разработке грунта

Исходные данные к задаче: бульдозер марки Т-500, дальность транспортировки грунта L = 160 метров, грунт – плотный суглинок.

Производительность бульдозера определяем по формуле

где П – производительность бульдозера, м 3 /час; V пр – объем призмы волочения, м 3 ; Т ц – продолжительность цикла, с; К – коэффициент потери грунта, К = 1- 0,005 L, L – дальность транспортирования грунта,

L = 1- 0,005∙160 = 0,2; К р – коэффициент разрыхления грунта, К р = 1,3 (таб.8)

Тяговое усилие, развиваемое трактором при мощности 372 кВт (таб.5), в ньютонах;

, (5.2)

где N дв - мощность двигателя трактора, кВт; - КПД трансмиссии трактора, = 0,9; V 1 - скорость движения трактора на 1-ой передаче, м/с. V 1 =4 км/час = 1,1 м/с.

Сила тяги по сцеплению Т сц, в ньютонах:

где G сц = m 9,8 – сила тяжести трактора с навесным оборудованием, Н; m – эксплуатационная масса бульдозера, 59455 (кг), таб.5 - коэффициент сцепления при движении по плотному суглинку =0,9;

G сц =59455∙9,8 = 582659 (Н)

Т сц =582659∙0,9=524393 (Н)

Условие движения без буксования:

Т сц › Т N ›W

где W – суммарное сопротивление, возникающее при работе бульдозера.

W=ΣW=W 1 +W 2 +W 3 +W 4, (5.4)

где W 1 – сопротивление грунта резанию:

W 1 =B∙sinα∙c∙k,

где В = 4530 мм. (таб.5) – длина отвала, м; α = 90 ° (таб.5) – угол поворота отвала в плане относительно оси трактора, град; с – толщина срезаемого слоя, принимаем равной 0,3 м; κ = 100000 Па по (таб.8) – удельное сопротивление грунта резанию, Па.

W 1 =4,53∙1∙0,3∙100000=135900

W 2 = (5.5)

где W 2 – сопротивление волочению призмы грунта перед отвалом; Н=2,12м (таб.5) – высота отвала, м; ψ=40 ° - угол естественного откоса грунта; γ = 1800 кг/м 3 (таб.8) – плотность грунта; g = 9,81 м/с 2 – ускорение свободного падения; μ = 0,7 – коэффициент трения грунта по грунту; i = 0 -уклон пути, участок горизонтальный.

W 2 =

W 3 = (5.5)

где W 3 – сопротивление перемещению стружки грунта вверх по отвалу; δ=50 ° - угол резания; μ 1 = 0,7 - коэффициент трения грунта по стали;

W 3 =

Определяем W 4 – сопротивление движению бульдозера с трактором:

W 4 =G∙f (5.5)

Где G = 59455∙9,8 = 582659 (Н) - сила тяжести бульдозера, Н; f=0,12 – удельное сопротивление движению бульдозера.

W 4 = 582659∙0,12=69919

Свободную силу тяги определяем по формуле (5.6)

Т = Т сц - (W 2 + W 3 + W 4) (5.6)

Т = 524393 – (149,79+61,37+69919) = 454262

Запас тягового усилия по мощности определяем по формуле (5.7)

Т = Т N - (W 2 + W 3 + W 4) (5.7)

Т = 304363 – (149,79+61,37+69919) = 234233

Для дальнейших расчетов принимаем меньшее значение запаса тягового усилия Т min = 234233

Расчетную глубину резания в конце набора грунта определяем по формуле (5.8)

где W 1 – сопротивление грунта резанию (принимаем равным Т min = 234233)

C min =

Максимальную глубину резания по формуле (5.9)

C max =

Определяем среднюю толщину срезаемой стружки

Определяем объем грунта в призме волочения:

V пр = l 1 ∙B∙C, (5.11)

где l 1 – длина участка набора грунта, м;

l 1 =

Подставляем значение l 1 в формулу 5.11

V пр = 5∙10 -6 ∙4,53∙520751=12,1м 3

Определяем Т ц – продолжительность цикла, с;

Т ц = t 1 + t 2 + t 3 + t 4 (5.13)

где t 1 – время резания грунта, t 1 =

где t 2 – время перемещения грунта, t 2 = с,

где t 3 – время обратного хода, t 3 = с,

где t 4 – дополнительное время (время на переключение передач и т.д),

Т ц = 146+146+26=317с,

По формуле 5.1 определяем производительность бульдозера

м 3 /час

Производительность бульдозера составляет 21,14 м 3 /час.

Список литературы

1. Г.Г. Воскресенский, Г.И. Декина, В. А. Клюев, Лещинский А.В., Позынич К.П., Шемякин С.А. Строительные и дорожные машины: Лабораторный практикум: 2003 – 89с.

2. Чернявский С.А., Кузнецов Б.С. Проектирование механических передач. Учебно-справочное пособие для вузов – 5-е изд. перериб. и доп. - М.: Химия 1984 – 560 с. ил.

3. Сиденко П.М. Изменение в хим. промышленности. - М.: Химия 1977 – 368 с. ил.

4. Чернилевсий Д.В. Детали машин и механизмов. Учебное пособие - 2-е изд. перероб. и доп. – К.: Выща шк. Головное изд-во 1987г. – 328 с.

5. Батурин А.Т. Цецкович Г.М. Панич.Б. Б. Чернин П.М. Детали машин – 6-е изд. машиностроение – М: 1971 – 467 с.

В условиях нынешних российских стройплощадок не может решаться из-за недостатка этой принципиальной важной предпосылки. Подтверждением чему служит то обстоятельство, что подавляющее большинство строительных машин и механизмов классифицируется по признакам рода выполняемой работы, режима работы и степени универсальности. Иначе говоря, речь идет о механизации конкретных трудовых операций (в том...

В том числе скважин для изготовления буронабивных свай. Рыхлители служат для рыхления мерзлых грунтов и пород, которые не могут разрабатываться обычными машинами для земляных работ, экскаваторами, бульдозерами, скреперами. Одноковшовые строительные экскаваторы могут разрабатывать грунты с удельным сопротивлением копанию k1=0,5МПа, а многоковшовые с k1=0,8МПа. Бульдозеры и скреперы могут...

По конструкции разделяются на машины с бортовым поворотом или с шарнирно сочлененной рамой. В мини-погрузчиках широко используется как гидромеханическая трансмиссия, так и специализированный гидрообъемный привод в механизмах привода хода и в механизмах рабочего оборудования. Малогабаритными строительными машинами считаются погрузчики массой до 7,4 т, грузоподъемностью до 1,5 т, с двигателем...

ПРИ РАЗРАБОТКЕ И ПЕРЕМЕЩЕНИИ ГРУНТА

Цель работы: определить производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта с учетом тягово-сцепных характеристик гусеничного трактора.

На базовой машине, гусеничном тракторе 3 (рис. 2.1) могут быть установлены бульдозерное 1 и рыхлительное 5 оборудование. Для изменения положения навесного рабочего оборудования служат гидроцилиндры 2 и 4 .

Рис. 2.1. Навесное оборудование бульдозера

Производительность бульдозера П, м 3 /ч, при разработке и перемещении грунта:

(2.1)

где: - ширина призмы грунта впереди отвала, м;

Длина и высота отвала, м;

Угол естественного откоса грунта в движении, град;

Коэффициент, учитывающий потери грунта, принимается равным ;

Дальность перемещения грунта, м,

Число циклов за 1 час работы;

- продолжительность цикла, с;

Время резания грунта, с;

Длина пути резания (обычно 6.. 15 м);

Скорость движения трактора при резании грунта, м/с;

Время перемещения грунта, с;

Путь перемещения грунта, м;

Скорость движения трактора при перемещении грунта, м/с;

- время об­ратного хода трактора, с;

Скорость движения трактора при об­ратном его ходе, м/с;

Дополнительное время, с (в дополнительное входит время на переключение скоростей до 5 с, на подъем и опускание отвала до 4 с, на разворот трактора до 10 с, на распределение грунта и др.);

Коэффициент разрыхления грунта, т.е. отношение объема рыхлого грунта к объему того же грунта в плотном теле (1,12 - для песчаных; 1,22 - для суглинистых; 1,3 - для глинистых грунтов).

Скорость движения трактора (табл. 2.1) зависит от сопротивлений, возникающих при работе бульдозера.

Усилие, которое необходимо преодолеть трактору при работе с бульдозером:

где: W 1 - сопротивление грунта резанию:

, (2.3)

где: b - длина отвала, м;

- угол поворота отвала в плане относительно оси трактора, град;

с - толщина срезаемого слоя, м;

k - коэффициент сопротивления грунта резанию для бульдозеров;

W 2 - сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала:

(2.4)

где - угол естественного откоса грунта(= 40...45°);

- плотность грунта;

- ускорение свободного падения;

- ко­эффициент трения грунта по грунту (0,4...0,8, причем меньшие значения берут для влажных и глинистых грунтов);

- уклон пу­ти,

W 3 - сопротивление трению грунта по отвалу:

где: δ - угол резания (50...55°);

µ" - коэффициент трения грунта по стали (µ" =0,7...0,8 для глины; µ" =0,5...0,6 - для суглинка и супеси; µ" =0,35...0,5 - для песка);

W 4 - сопротивление движению бульдозера с трактором:

(2.6)

где G - вес бульдозера с трактором;

ω 0 - удельное сопротивление движению (0,15 - 0,12, меньшее для плотных грунтов).

Машины находятся в движении без пробуксовывания при условии, что сцепная сила тяги больше окружного усилия на ободе ведущего колеса (звездочки) и больше общего сопротивления передвижению.

Тяговое усилие, развиваемое трактором:

(2.6)

где: - мощность двигателя;

- КПД трансмиссии;

- скорость передвижения.

Сила тяги по сцеплению:

где: - сцепной вес машины;

- коэффициент сцепления.

Условие движения без буксования:

Объем грунта в призме волочения:

(2.9)

Порядок выполнения работы

Определить производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта. Исходные данные принять по таблице 2.3 согласно номеру варианта, заданного преподавателем.

Таблица 2.1. Основные параметры гусеничных тракторов

Показатель	ДТ-75	Т-75	Т-4А	Т-100М	Т-130
Марка двигателя	СМД-14	Д-75	А-01М	Д-10	Д-160
Мощность двигателя, кВт
Тяговый класс
	5; 5,58; 6,21; 6,9; 7,67	2,14...10,6	3,47; 4,03; 4,66; 5,2; 6,35; 7,37; 8,53; 9,52	2,36; 3,78; 4,5; 6,45; 10,15	3,7; 4,4; 5,13; 6,1; 7,44; 8,87; 10,27; 12,2
	3,42...4,28	1,76...5,86	4,69; 5,47; 6,34; 7,04	2,79; 4,46; 5,34; 7,61	3,56; 4,96; 7,14; 9,9
Габариты, мм
длина
ширина
высота
Масса трактора, т	5,26	5,9		12,1

Продолжение таблицы 2.1

Показатель	Т-180	ДЭТ-250	Т-220	Т-330	Т-500
Марка двигателя	Д-180	В-ЗОВ	ДВ-220	8ДВТ-330	12ДВТ-500
Мощность двигателя, кВт
Тяговый класс
Скорость движения вперед, км/ч:	2,86; 5,06-6,9; 9,46; 13,09	Рабочая 2,3...15; Транспорт. 3,5...24,5	0...17,6	0...16,4	0...16,2
Скорость движения назад, км/ч:	3,21...8,19	То же	0...14,6	0...13,7	0...13.5
Габариты, мм
длина
ширина
высота
Масса трактора, т	14,35

В качестве примера определим производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта. Исходные данные: трактор Т-130, длина отвала b = 3,2 м, высота отвала h = 1,3 м. Масса трактора с навесным оборудованием т = 17280 кг. Разрабатываемый грунт - плотный суглинок γ = 1700 кг/м 3 . Место работы - горизонтальная площадка. Отвал перпендикулярен оси трактора α = 90°.

Тяговое усилие, развиваемое трактором при N дв = 118 кВт, η = 0,8 и скорости движения v = 3,7 км/ч =1,03 м/с:

Сила тяги по сцеплению (формула 2.7) при движении бульдозера по плотному грунту (φ = 0,9):

Сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала на горизонтальной площадке при φ = 40°, α = 90° и µ =0,4 по формуле (2.4):

Сопротивление от трения грунта по отвалу по формуле (2.5):

Сопротивление движению бульдозера по формуле (2.6):

Свободная сила тяги (запас тягового усилия) по сцепному весу:

По мощности:

Для дальнейших расчетов следует принимать меньшее значение. Расчетная глубина резания (толщина стружки грунта) из формулы (2.3):

Для разрабатываемого грунта - плотного суглинка k = 0,14МПа (по табл. 2.2).

В конце набора грунта

В начале копания, когда все тяговое усилие расходуется только на резание грунта и перемещение бульдозера, свободная сила тяги:

Отвал бульдозера может быть опущен на глубину:

Таблица 2.2. Значения удельных сопротивлений грунта резанию и копанию, МПа

Наименование грунта	Категория	Объемная масса в плотном теле, кг/м 3	Коэффициент разрыхления	Удельное сопротивление грунта резанию
нож бульдозера	нож скрепера
Песок рыхлый, сухой	I	1200...1600	1,05...1,1	0,01...0,03	0,02...0,04
Песок влажный, супесь, суглинок разрыхленный	I	1400...1800	1,1...1,2	0,02...0,04	0,05...0,1
Суглинок, средний и мелкий гравий, легкая глина	II	1500...1800	1,15...1,25	0,06...0,08	0,09...0,18
Глина, плотный суглинок	III	1600...1900	1,2...1,3	0,1...0,16	0,16...0,3
Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием	IV	1900...2000	1,25...1,3	0,15...0,25	0,3,..0,4
Сцементировавшийся строительный мусор, взорванная скальная порода	V	1900...2200	1,3...1,4	0,2...0,4	-

Средняя толщина срезаемого слоя:

Длина участка набора грунта:

Выбираем скорости движения на участках: набора грунта =3,7 км/ч, транспортирования =4,4 км/ч, движения задним ходом =4,96 км/ч.

Продолжительность элементов цикла:

где: l 1 , - длина участка;

Скорость движения машины.

Продолжительность набора грунта:

Продолжительность транспортирования грунта:

Продолжительность движения задним ходом:

Т-130 Суглинок, γ=1700 кг/м 3 4,5 1,55 ДЭТ-250 Глина, γ=1900 кг/м 3 3,64 1,23 Т-180 3,2 1,2 Т-100М 4,0 1,35 Т-220 Глина, γ=1800 кг/м 3 4,3 1,4 Т-330 4,5 1,6 Т-500 2,5 0,8 Т-4А Суглинок плотный, γ=1800 кг/м 3 3,3 1,3 Т-130 Песок влажный, γ=1800 кг/м 3 4,4 1,5 ДЭТ-250 Песок сухой, γ=1600 кг/м 3 3,5 1,2 Т-180 Суглинок, γ=1700 кг/м 3 3,3 1,3 Т-100М Глина, γ=1900 кг/м 3 3,8 1,3 Т-220 Суглинок плотный, γ=1800 кг/м 3 4,2 1,3 Т-330 Песок влажный, γ=1800 кг/м 3 4,4 1,5 Т-500 Глина, γ=1800 кг/м 3 2,4 0,8 Т-4А Суглинок плотный, γ=1800 кг/м 3 3,4 1,35 Т-130 Песок влажный, γ=1800 кг/м 3 4,35 1,45 ДЭТ-250 Плотный суглинок, γ=1900 кг/м 3 3,4 1,25 Т-180 Тяжелая глина, γ=2000 кг/м 3

Контрольные вопросы

1. Как определяется производительность бульдозера при разработке и перемещении грунта?

2. Что такое призма волочения? Ее основные размеры?

3. Что такое коэффициент разрыхления грунта? От чего он зависит?

4. Из каких сопротивлений состоит усилие, которое необходимо преодолеть трактору при работе с бульдозером?

5. Что представляет условие движения без буксования?

6. Как можно определить расчетную глубину резания (толщина стружки грунта)?

7. Из каких элементов состоит рабочий цикл бульдозера? Как определяется продолжительность элементов цикла?

8. Каким образом учитываются потери грунта при перемещении бульдозером?

Лабораторная работа №3

При выемок и насыпей целесообразно применять бульдозерный комплект техники, если средняя дальность продольной либо поперечной возки не превышает 100 метров. Чтобы выбрать наиболее оптимальную модель спецтехники, необходимо сравнить производительность бульдозеров с разным тяговым классом и различным типом рабочего оборудования.

Наиболее перспективными являются машины на Техника на пневмоколесном ходу востребована меньше. При расчете производительности необходимо учитывать условия местности, характер работ и другие факторы.

Основные сведения о бульдозерах

Бульдозер - землеройно-транспортная машина для послойной разработки и транспортировки грунта, разработанная на базе гусеничного или пневмоколесного трактора со сменным навесным рабочим оборудованием - отвалом (плоский щит с боковыми открылками), рамой и механизмом управления.

Применяется техника с неповоротным и поворотным отвалом. В первом случае рабочее оборудование располагается перпендикулярно продольной оси, что позволяет перемещать массивы грунта только впереди машины. Производительность бульдозеров с поворотным отвалом намного выше, так как такие экземпляры способны перемещать грунт в сторону под углом в 60 градусов, что позволяет проводить грубые планировочные работы.

Механизм управления отвалом может быть канатно-блочным и гидравлическим. Второй тип управления производительнее, так как позволяет принудительно заглублять отвал в грунт.

Тяговый класс машин

С помощью бульдозеров выполняется до 40 % всех земляных работ на строительном участке. Они наиболее эффективны при средней дальности продольной и поперечной возки от 100 до 150 метров. При оборудовании машин специальными отвалами совкого типа эффективная дальность возки песчаных грунтов увеличивается до 200 метров.

Основным параметром, влияющим на производительность, является тяговый класс - усилие, с которым может толкать грунт вперед бульдозер. Технические характеристики машин влияют на объем перемещаемого земляного массива, скорость работ. Согласно этому параметру все бульдозеры делятся на три группы:

1. Легкие, тяговое усилие которых не превышает 60 кН. Они применяются во время подготовительных, сельскохозяйственных и вспомогательных работ.
2. Средние, с тяговым усилием 100-150 кН. Используются для разработки 1-3 с предварительным рыхлением.
3. Тяжелые, тяговое усилие которых превышает 250 кН. Они применяются при разработке плотных и твердых горных пород.

Бульдозеры применяются в комплексе с другими землеройными машинами. Они могут использоваться в качестве толкачей для самоходных и прицепных скреперов. Обычно в состав бульдозерного комплекта техники входит трамбующая машина и рыхлитель.

Факторы, влияющие на производительность

Рассчитывая производительность бульдозеров, необходимо учитывать физические и механические показатели разрабатываемого земляного массива, а также местные условия. К основным физико-механическим характеристикам грунта относят:

• гранулометрический состав - соотношение размеров частиц грунта по массе;
• плотность - масса грунта в единице его объема;
• пористость - количество пустот между зернами, выраженное в процентном отношении по массе;
• число пластичности - диапазон влажности, в котором грунт обладает пластичными свойствами и не переходит в текучее состояние;
• набухаемость - способность земляного массива увеличиваться в объеме при переувлажнении;
• угол внутреннего трения - сопротивляемость частиц грунта срезу.

К местным условиям, влияющим на производительность бульдозеров, относят характер рельефа и технологические особенности строительного объекта. На равнинном и прямолинейном участке с минимальной дальностью поперечной возки скорость выполнения работ намного выше, чем на холмистой местности.

Расчет производительности бульдозеров

Производительность бульдозера зависит от типа выполняемых работ. Это могут быть землеройно-транспортные либо планировочные работы. В первом случае производительность выражается в м 3 /ч, во втором - м 2 /ч. Подробнее остановимся на землеройно-транспортных работах.

Эксплуатационная производительность определяется тем объемом земляного массива, который спецтехника способна разработать и переместить за единицу времени, то есть за один час. Расчет производительности бульдозера ведется по формуле

Для расчета производительности, максимально приближенной к реальной, вводят поправочные коэффициенты:

• k y - влияние уклона земляной площадки. Во время работы на уклонах от 5-15 % значение увеличивается от 1,35 до 2,25; при разработке грунта на подъеме коэффициент уменьшается с 0,67 до 0,4;
• k в - значение, учитывающее время использования машины (k в = 0,8-0,9);
• k н - коэффициент наполнения геометрического объема призмы волочения (k н = 0,85-1,05).

Для расчета производительности необходимо также знать объем призмы волочения (V гр) и продолжительность рабочего цикла машины (Т ц).

Расчет объема призмы волочения

Характерной особенностью работы машины является тот факт, что ковш бульдозера перемещает грунт в так называемой форме волочения. При этом объем призмы рассчитывает по формуле

Здесь В и Н - длина и высота отвала соответственно, k н коэффициент учета потерь земли во время ее перемещения, принимается равным 0,85-1,05, k р - степень разрыхления грунта.

Продолжительность цикла

Для расчета продолжительности рабочего цикла, то есть времени, которое потратит трактор-бульдозер на разработку одного слоя грунта, необходимо уяснить, что вся длина продольной либо поперечной возки разбивается на несколько отрезков. Сама продолжительность рассчитывается по формуле

Здесь l p , l n и l o = l p +l n - длины участков резания, перемещения грунтового массива и обратного хода спецтехники, а v p , v n и v o - максимально возможные скорости на этих участках. Коэффициент t n учитывает время, которое машинист тратит на переключение передач во время работы. Обычно оно составляет 15-20 секунд.

Производительность бульдозера при клиновой схеме работы

Применение клиновой схемы набора грунта возможно только с теми машинами, которые оборудованы гидравлическим механизмом управления отвалом. Таковым, например, является бульдозер "Шантуй СД32". Отличительной особенностью этого принципа разработки грунта является тот факт, что усилие резания постепенно уменьшается по мере увеличения призмы волочения.

В начале работы все силы машины направлены на погружение отвала в грунт на максимальную глубину h max и резание земляного массива. По мере движения грунт накапливается перед бульдозером, из-за чего возрастает сопротивление движению. Для дальнейшей работы машинист должен увеличивать прикладываемое тяговое усилие либо уменьшить глубину резания.

Толщина земляной стружки

Чаще всего прибегают ко второму варианту, но в таком случае часть земли «теряется» в боковых валиках (чем плох и бульдозер "Шантуй"). Чтобы компенсировать эти потери, машина на всем пути движения должна срезать «стружку», которая рассчитывается по формуле

Здесь k п - поправка, учитывающая потери грунта во время транспортировки, k пр коэффициент призмы волочения, который берется из эксплуатационных характеристик машины, L п - длина участка, на котором происходит резания грунта. Она определяется как отношение объема призмы волочения к площади разрабатываемого участка.

Влияние типа отвала на производительность

В зависимости от характеристик грунта, а также от поставленных задач перед бульдозером целесообразно использовать определенные типы отвалов. Это сократит срок производства работ, а также увеличит эффективность спецтехники.

Сменным отвалом оборудуются любые машины, в том числе и японского производства. Среди основных видов рабочего оборудования стоит выделить:

• рекультивационный подвид, который используется для снятия верхнего плодородного слоя земли, чернозема;
• разновидность для перемещения угля и щепы - применяется при разработке полезных ископаемых, имеет полусферическую форму и гидроперископ;
• «торфяная» разновидность обладает уменьшенной высотой, но увеличенной длиной и используются для обогащения с/х полей;
• отвалы для подготовки площадки - кусторезы и корчеватели, которые оснащаются зубьями, выпускаются V-образной формы и предназначены для расчистки местности от деревьев и кустарников.

Наиболее прогрессивным (в плане возможности установки различного рабочего оборудования) является японский бульдозер "Комацу". Все модели спецтехники могут оснащаться любым из представленных отвалов, что наделяет их высокой функциональностью и делает универсальными машинами для строительного объекта.

Расчет производительности бульдозера необходимо проводить для снижения стоимости земляных работ. На основе полученных данных можно подобрать наиболее оптимальную для работы спецтехнику, сократить срок производства работ и сэкономить немало денежных средств.

где а, в, h — геометрические размеры призмы волочения грунта перед отвалом, м (определяются замером в натуре); n — число циклов за час работы, определяемое из выражения:

l 1 — длина пути зарезания для набора необходимого объёма грунта перед отвалом, м (принимается от 6 до 8 м); Ъ — длина перемещения грунта к месту его отсыпки и обратного хода, м; v t v , v 3 — скорости перемещения бульдозера в процессе зарезания грунта, перемещения его к месту отсыпки и обратного хода машины, м/с; t - время, затрачиваемое на переключение передач, опускание и подъём отвала, с (принимается 20-30 с); t - время на разгрузку отвала при отсыпке грунта, с; Кн — коэффициент наполнения геометрического объёма призмы волочения грунта перед отвалом, который принимается: для отвалов без открылок -0,9, для отвалов с открылками — 1,2; Кп — коэффициент потерь грунта при транспортировании его к месту отсыпки, зависящий от дальности перемещения, принимается Кп = l:0,05; Ka — коэффициент использования рабочего времени, принимается 0,85 — 0,90; Кр коэффициент разрыхления грунта, принимается 1,05:1,35; Кукл — коэффициент, учитывающий работу бульдозера под уклон ипи на подъём; при работе под уклон от 0 до 7° Кукл = 1,0:2,0, при работе на подъём от Кукл = 1,0:0,5
Производительность бульдозеров зависит главным образом от использования рабочего времени, что указывает на необходимость стремиться к сокращению простоев, в том числе на технические обслуживания и ремонты, добиваясь высокого коэффициента технической их готовности.
В процессе работы следует добиваться наиболее рациональных способов перемещения (транспортирования грунта), сокращая продолжительность производственного цикла (зарезание грунта, набор его перед отвалом, перемещение к месту укладки, обратный ход), максимально используя возможные скорости машины, а также совмещая операции рабочего цикла: подъём отвала с разгрузкой грунта, опускание отвала с переключением передач и началом движения бульдозера.
Бульдозеры в основном применяют в комплекте с другими машинами: с экскаваторами - для различных планировочных работ (планировка основания котлованов, разравнивания грунта, планировка откосов) ; со скреперами - на планировке основания дорог и т. п. Самостоятельное применение бульдозеры находят на вскрышных, планировочных и зачистных работах.
В настоящее время идет процесс увеличения единичной мощности дорожно-строительных машин, в том числе и бульдозеров. Так, в связи с выпуском Чебоксарским заводом дорожных машин промышленных тракторов Т-220 и Т-330 мощностью 220 и 330 кВт, относящихся по тяговым показателям к классам 25 - 35, промышленность приступила к выпуску бульдозеров с базовыми тракторами указанных марок. На базе трактора Т-330 изготовляются две модели бульдозеров-рыхлителей Д3-59хл с рыхлительным оборудованием ДП-10с и Д3-124хл с рыхлительным оборудованием ДП-29хл (см. табл. 3.4).
Производительность указанных моделей бульдозеров-рыхлителей в 3-4 раза превышает производительность бульдозеров на базовых тракторах классов 6-15.
Современные тенденции увеличения производительности бульдозеров - увеличение единичной их мощности, что не только повышает производительность этих машин, включая выработку на единицу установленной мощности базовой машины (трактора), но и несколько снижает себестоимость бульдозерньгх работ. С этим связано также и увеличение мощности и давления гидропривода управления рабочим органом бульдозера: требуемая мощность гидропривода составляет в среднем 50 % мощности двигателя базовой машины, а давление в системе достигает 20 МПа. Повышенная мощность и давление гидропривода обеспечивают значительное заглубление отвала в грунт, что дает возможность вести разработку более толстыми пластами, тем самым повышать и производительность бульдозеров.
К числу общих мероприятий повышения производительности бульдозеров относятся максимальное использование мощности двигателя базовой машины, а также самой машины на выполнение полезной работы; снижение удельных сопротивлений на перемещение машины (особенно в забое) и на резание разрабатываемых грунтов; своевременное и качественное техническое обслуживание, значительно уменьшающее частоту отказов в работе машины.
К числу особо эффективных методов повышения производительности бульдозеров относится использование уклонов местности разрабатываемых участков, выполняя работу под уклон, обеспечивающую повышение производительности машин в 1,5 раза, а в отдельных случаях в 2 раза.
Следует отметить, что работа бульдозерами на подъём резко сокращает их производительность. Так, при работе на подъём при 15 производительность не превышает 65 % производительности на горизонтальных участках, принятой за 100 %, а при работе на подъём до 30° производительность не будет превышать 35-40 %.
Для повышения производительности бульдозеров каждый машинист должен всемерно сокращать время в отдельных операциях цикла, при зарезании и наборе грунта перед отвалом, при транспортировании грунта к месту его отсыпки (избегая при этом потерь грунта) и при возвращении машины в забой.
Резервами повышения производительности бульдозеров являются уменьшение потерь скоростей рабочего и обратного ходов, увеличение скоростей до возможных для работы значений, уменьшение потерь на маневрирования и остановки в конце рабочих и обратных ходов.
К мероприятиям, повышающим эффективность использования бульдозеров, относится также применение ножей отвала из износостойких сплавов. Так, если в среднем ножи бульдозера при разработке грунтов II и III групп должны меняться через 720-960 ч, а при разработке грунтов IV группы через 480-720 ч, то ножи, изготовленные из износостойких сплавов (с наплавкой твердосплавных материалов), могут меняться через 1500-2000 ч,. т. е. срок службы последних в 2 раза выше, чем первых.
В современных конструкциях бульдозеров обеспечивается возможность увеличивать перекос отвала до 6-12°, чем значительно улучшаются эксплуатационные их показатели (особенно планирующие свойства), соответственно увеличивается и их производительность.
Для более эффективного использования бульдозеров и повышения их производительности промышленность приступила к выпуску машин (в основном на базе гусеничных тракторов Т-130.1.Г-1), которые оснащаются устройством для изменения положения отвала в плане в зависимости от вида и технологии земляных работ. Причем изменение положения отвала обеспечивается машинистом посредством гидпропривода базовой машины, не выходя из кабины трактора.
В ранее применявшихся конструкциях бульдозеров изменение положения отвала в плане выполнялось бульдозеристом вручную, на что затрачивалось (на одну перестановку) не менее 30 мин. Машина при этом простаивала, не выполняя прямых работ, что снижало ее производительность. Применение бульдозеров с указанным выше устройством показало, что при разработке грунтов I-III групп производительность этих машин в среднем на 25 % выше в сравнении с машинами с ручной перестановкой отвала.
На производительность бульдозеров значительное влияние оказывают выбранная форма отвала и принятые угловые его значения. Так, при недостаточной высоте отвала грунт в процессе копания и перемещения пересыпается за его верхнюю кромку, поэтому для устранения потерь грунта, а соответственно и уменьшения производительности бульдозеров отвалы их снабжаются козырьками. При малых значениях угла резания требуется меньше усилий на отделение грунта от основного массива, но затрудняется внедрение ножа отвала в грунт. Угол наклона положения отвала оказывает влияние как на затраты усилий при копании, так и на набор грунта перед отвалом. При меньших значениях этого угла требуется меньше усилий, но при малых углах наклона наблюдается пересыпание грунта через отвал. Кривизна отвальной поверхности также влияет на затраты усилий при копании и наборе грунта перед отвалом; при значительной крутизне отвала требуется больше усилий.
Опытными данными для каждой группы грунтов определены оптимальные углы и другие значения отвала. В среднем указанные значения принимаются: угол резания 45-55°; угол наклона отвала 75°; радиус кривизны отвала - внизу 0,8 H и вверху 1,1 H (высота отвала H принимается в зависимости от мощности базовой машины бульдозера).