388
.pdfТаблица 7
Рекомендуемые типоразмеры экскаватора в зависимости от объѐма работ
Месячный объѐм работ, тыс. м3 |
Вместимость ковша экскаватора, м3 |
До 10 |
0,25…0,4 |
10…20 |
0,4…0,65 |
20…60 |
1…1,6 |
60…100 |
1,6…2,5 |
Свыше 100 |
2,5 и более |
Марку экскаватора определяют по приложению 2 (табл. 1). Определение типа транспорта. Грузоподъѐмность
транспортной единицы определяют по формуле (m):
Gт = nk*g*γz*Kн,
гдеnk = 3...6 - количество ковшей с грунтом, выгружаемых экскаватором в кузов транспорта;
g - вместимость ковша скрепера, м3;
γz - плотность грунта в естественном состоянии, т/м3; Кн - коэффициент наполнения ковша грунтом (табл. 8).
По вычисленной грузоподъѐмности осуществляют выбор автосамосвалов (приложение 2 , табл. 2)
|
|
Таблица 8 |
Коэффициент наполнения ковша экскаватора грунтом |
||
|
|
|
Наименование |
Категория |
Коэффициент |
грунта |
грунта |
наполнения Кн |
Растительный грунт |
I |
0,85…0,9 |
Песок |
I |
0,85…0,9 |
Суглинок лѐгкий |
I |
0,85…0,9 |
Суглинок тяжѐлый и глина жирная мягкая |
II |
0,8 |
Суглинок и глина с примесью гравия |
III |
0,65…0,7 |
Определение числа транспортных единиц для возки грунта.
Число транспортных единиц определяют по формуле:
па = Пт / Па,
где Пт, Па - техническая производительность соответственно экскаватора и автосамосвала, м3/ч.
11
Техническая производительность одноковшового экскаватора определяется по формуле:
Пт = 60g * nц* Кн /Кр,
где Кр - коэффициент разрыхления грунта (табл. 4, зада-
ча 1);
nц - число циклов в минуту определяется по формуле:
nц= 60 / Тц,
где Тц - продолжительность одного цикла экскаватора, с:
Тц = tэ( Ак * Кс + Вк * Кв ),
где tэ - расчѐтная продолжительность цикла в условиях, принятых за эталон (грунт I группы, угол поворота в плане в
= 90°), с; 20 с.
Ак - продолжительность копания и разгрузки в долях едины от общей продолжительности цикла;
Вк - то же, для продолжительности поворотов; в среднем Ак=Вк=0,5;
Кс - коэффициент, характеризующий изменения продолжительности операций копания и разгрузки при переходе от грунта I группы к грунтам других групп (табл. 9);
Кв - коэффициент, характеризующий изменения продолжительности операций, поворотов при значении угла поворота, не равном 90° (табл. 9).
|
|
|
Таблица 9 |
|
Значения коэффициентов Кс иКв |
||
|
|
|
|
Группа грунта |
Коэффициент Кс |
Угол поворотаВ, град |
Коэффициент Кв |
I |
1,0 |
70 |
0,84 |
II |
1,1 |
90 |
1,00 |
III |
1,5 |
120 |
1,25 |
IV |
1,9 |
150 |
1,49 |
|
|
180 |
1,74 |
Техническую производительность землевозного транспорта определяют по формуле:
Па = 60 * Q/T
где Q - объѐм грунта в кузове, приведенный к объѐму его в плотном теле, м3;
12
Т - продолжительность рабочего цикла автосамосвала,
мин.
Q = GT/γ
где у - плотность грунта, т/м3;
GT - грузоподъѐмность выбранного автосамосвала, т.
T = t1 +t2 +t3 + t4 + t5,
где t1 = 0,5... 1,0 мин -продолжительность подачи автосамосвала под погрузку;
t2 - продолжительность погрузки, мин;
t3 - продолжительность гружѐного пробега, мин;
t4 - продолжительность разгрузки вместе с маневриро-
ванием (t4 = 1...3 мин);
t5 - продолжительность порожнего (холостого) пробега,
мин.
Продолжительность погрузки определяется по формуле:
t2 = 60 * Q*К / Пт,
где К - коэффициент продолжительности погрузки из-за случайных задержек (К = 1,1).
Так как все участки пути с разными условиями трудно учесть, то продолжительность гружѐного и порожнего пробегов определяют следующим образом:
t3 = t5 = 60L/vcp,
где L - дальность возки грунта, км;
vcp - средняя скорость автотранспорта, км/ч (табл. 10).
Таблица 10
Средняя скорость автосамосвала, км/ч
Тип дороги |
|
Дальность возки |
грунта, км |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
Асфальтовая, бетонная, железобетонная |
|
20 |
25 |
35 |
35 |
35 |
Щебеночная и гравийная |
|
18 |
22 |
30 |
30 |
30 |
Булыжная |
|
16 |
20 |
27 |
27 |
27 |
Грунтовая |
|
15 |
17 |
25 |
25 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
Эксплуатационная часовая производительность одноковшового экскаватора (м3/ч) определяется по формуле:
Пэ.см= Пт * Кв,
гдеКв - коэффициент использования рабочего времени часа (Кв= 0,92 ... 0,96 при работе в отвал; при работе с погрузкой грунта на транспорт Кв = 0,8 .. .0,9).
Эксплуатационная сменная производительность одноковшового экскаватора (м3/см) определяется по формуле:
Пэ.см=Пт*Ксм* Тсм,
где Ксм - коэффициент использования рабочего времени смены (Ксм = 0,75 ...0,85 при работе в отвал; при работе с погрузкой грунта на транспорт Ксм = 0,65...0,75);
Тсм- продолжительность смены.
Задача № 2
Выбрать одноковшовый экскаватор и автотранспорт для возки грунта, определить часовую и сменную производительность экскаватора и количество автомобилей.
Исходные данные к задаче 2
|
|
|
|
3 |
Угол поворота экскаватора при выгрузке грунта, град |
|
Номерварианта |
3 |
Дальностьвозки грунтакмL, |
Вид грунта |
Плотностьгрунта, т/м |
||
ОбъемработV, м |
||||||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
9000 |
0,5 |
Супесь |
1,6 |
70 |
|
2 |
15000 |
1 |
Суглинок легкий |
1,6 |
150 |
|
3 |
30000 |
2 |
Суглинок тяжелый |
1,75 |
120 |
|
4 |
50000 |
4 |
Глина мягкая |
1,8 |
180 |
|
5 |
40000 |
3 |
Глина с примесью гравия |
1,95 |
120 |
1.3. Бульдозеры и рыхлители
Бульдозер представляет собой гусеничный или колесный тягач (базовая машина) с навесным оборудованием, имеющим рабочий орган в виде отвала.
14
Бульдозеры и бульдозеры-рыхлители принято классифицировать по номинальному тяговому усилию и ходовымсистемам базовых тракторов, назначению, конструктивным отличием навесного оборудования
Бульдозер можно выбрать по тяговому классу базово тягача (приложение 3) в зависимости от объѐма земляных работ (табл. 11) и дальности перемещения грунта (табл. 12).
|
Таблица 11 |
Рекомендуемые объѐмы работ на одном объекте |
|
|
|
Тяговый класс базового тягача, кН |
Минимальный объѐм работ, м3 |
40...60 |
до 3000 |
60...100 |
до 3000 |
100...150 |
от 30 000...50 000 |
150...200 |
более 50 000 |
|
|
|
Таблица 12 |
|
Рекомендуемая предельная дальность перемещения грунта |
||||
Тяговый класс базовой машины, кН |
40…60 |
60…100 |
|
150…250 |
|
|
|
|
|
Дальность перемещения, м |
30…50 |
50…70 |
|
100…150 |
|
|
|
|
|
Эксплуатационная часовая производительность бульдозера. При разработке и перемещении грунта она определяется в м3/ч по следующей формуле:
Пэ.ч= q *n*kn* ki * kb/kp,
где q - объѐм призмы волочения грунта перед отвалом,
м;
п - число циклов в час;
kn- коэффициент потерь грунта, зависящий от дальности перемещения и вида грунта;
ki- коэффициент, учитывающий влияние уклона пути
(табл. 13);
kb- коэффициент использования рабочего времени часа
(kb= 0,85... 0,9);
kp- коэффициент разрыхления грунта (kp= 1,1.. .1,3).
15
Таблица 13
Коэффициент, учитывающий влияние уклона пути
Коэффициент уклона местности
Угол подъѐма, град |
kt |
|
Угол спуска, град |
|
ki |
||
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 |
Объѐм призмы волочения:
q = (H20*b0*sinв/2tgф) *kн,
где Но - высота отвала, м; b0- ширина отвала, м;
в- угол захвата, град (для неповоротного отвала в= 90°); ф- угол естественного откоса грунта (ф= 30 ... 40°);
kн- коэффициент заполнения ѐмкости перед отвалом бульдозера в долях единицы от наибольшего возможного за-
полнения (kн= 0,6 ... 0,8).
Число циклов бульдозера в час:
n= 3600/ Тц,
где Тц - продолжительность одного цикла, с:
Тц=tн+tг.х+tx.x+nn*tn+nn.n*tn.n+to
гдеtн, tг.х,tx.x,tn,tn.n, to- соответственно продолжительности набора грунта, гружѐного хода, холостого хода, одного поворота на 180° (tn = 10...20 с), одного переключения скорости (tnn= 4,5 с ), опускания отвала в рабочее положение (tо= 1...2 с.); nn-число поворотов;
nn.n- число переключений скоростей тягача в течение одного цикла.
tн=lн /(3,6*Kv*vн), tг.х=lг.х/(3,6*Kv*vг.х), tх.х=(lн + lг.х)/(3,6*Kv*vх.х),
где lн,lг.х,lн+lг.х - соответственно длины путей набора грунта,гружѐного и холостого хода, м;
16
vн,vг.х, vх.х- соответственно скорости движения бульдозера (приложение 3).
При наборе грунта, гружѐном и холостом ходе, (км/ч) набор грунта выполняют на I передаче, гружѐный ход - на II или III, холостой ход - на IV или задней передаче);
Kv - коэффициент, учитывающий снижение скоростей по сравнению с расчѐтной конструктивной скоростью трактора (Kv = 0,7 ...0,75 при наборе грунта и гружѐном ходе, Kv = 0,85...0,9 при холостом ходе).
Длина пути набора грунта:
lн = q * Кпр/( kh * Кр * h * b0 * sinв),
где Кпр - коэффициент потерь грунта в боковых валиках при наборе грунта (Кпр ~ 1,2);
kh - коэффициент неравномерности толщины срезаемой стружки грунта (kh ~ 0,7);
h - глубина резания грунта (толщина стружки), м (приложениеЗ).
Длина пути гружѐного хода:
lг.х=Lср-lн
где Lcp - средняя дальность перемещения грунта, м. Коэффициент потерь грунта:
kn=l - kl*lг.х
где kl- опытный коэффициент, изменяющийся от 0,0008 до 0,004; (большие значения относятся к сухим сыпучим грунтам; меньшие - к связным).
При планировке поверхности эксплуатационную часовую
производительность бульдозера определяют по формуле (м2/ч)
Пплэ.ч = [(3600L(bo *sinв - b) / n ( L/3,6 * v +tn)] * kb
где L -длина планируемого участка, м;
b - ширина перекрытия планируемых полос (b= 0,3...0,5);
17
n- число проходов по одному месту (n = 2.. .3);
v - скорость движения тягача при планировке, км/ч (II...III передачи).
Эксплуатационная сменная производительность бульдозера при разработке грунта:
Пэ.см. = q * n * kn * ki * kcм * Тсм/ kр
Пэ.смпл = [3600L(b0 *sinв - b) / n (L/ 3,6 * v + tn)\* kb *Тсм
при планировке поверхности,
где kcм - коэффициент использования рабочего времени смены (kcм= 0,75... 0,8);
Тсм - продолжительность смены, ч.
Задача 3
Выбрать бульдозер и определить его эксплуатационную часовую и сменную производительность при разработке грунта и планировке поверхности.
Исходные данные к задаче 3
Номер варианта |
3 |
м |
Длина планируемоучасткаго L, |
м |
Уклон, град |
|
|
Объем работV, м |
Дальность перемещения грунтаL |
|
|
|
|||
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид грунта |
|
|
|
|
|
подъем |
спуск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2500 |
50 |
200 |
|
- |
6 |
связный |
2 |
10 000 |
70 |
300 |
|
- |
8 |
несвязный |
3 |
30 000 |
60 |
250 |
|
- |
9 |
связный |
4 |
40 000 |
90 |
350 |
|
3 |
- |
несвязный |
5 |
70 000 |
100 |
400 |
|
5 |
- |
связный |
Техническая часовая производительность рыхлителя по объѐму фунта (м3/ч), подготавливаемого для транспортирования его бульдозером, определяется по формуле:
Прхтч = 1000*hpx *bрх * vрх *k1* k2,
где hpx, bpx - соответственно глубина и ширина полосы рыхления (приложение 4), м;
Vpx - скорость движения рыхлителя, км/ч; (Vрх = 1,7 - 2,2 км/ч):
18
k1 - коэффициент, учитывающий снижение рабочей скорости (k1= 0,7 - 0,8);
k2 - коэффициент, учитывающий уменьшение толщины разрыхляемого слоя (k2 = 0,6 ... 0,8);
Эксплуатационная сменная производительность рыхлителя (м3/см) определяется по формуле:
Пэ.смрх= Птчрх*kсм*Тсм,
где: kсм– коэффициент использования рабочего времени смены (kсм=0,75…0,8);
Тсм - продолжительность смены, ч (8ч).
Задача № 4
Определить продолжительность выполнения работ бульдозером после разрыхления грунта рыхлителем.
При этом эксплуатационная часовая производительность бульдозера (Пэ.ч) определяется как в задаче № 3.
Продолжительность времени выполнения работ бульдозером t, ч, определяется по формуле:
t =Прхэ.см/ Пэ.ч
Исходные данные к задаче № 4
Номер |
Марка |
Дальность |
Коэффициент |
Угол, |
Скорость рыхле- |
варианта |
рыхлителя |
перемещения |
потерь грунта |
град |
ния и набора |
|
|
грунта Lcp, м |
kn |
|
грунта |
|
|
|
|
|
|
1 |
ДП -5С |
50 |
|
|
|
2 |
ДП-26С |
60 |
|
|
На II передаче |
3 |
ДП-7С |
90 |
0,005 |
0 |
|
4 |
ДП-22С |
100 |
|
|
|
5 |
ДП-26С |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4. Многоковшовые экскаваторы
Экскаваторы, непрерывно разрабатывающие и одновременно транспортирующие грунт в отвал или транспортные средства, являются экскаваторами непрерывного действия.
19
Их рабочие органы непрерывного действия бывают цепными, роторными и комбинированными. Цепной или роторный рабочий орган оснащѐн рабочими элементами, которые один за другим разрабатывают грунт и выносят его к транспортирующим устройствам. Такими рабочими элементами являются ковш, скребки или резцы.
Подбор траншейного многоковшового экскаватора осуществляется по следующим параметрам (приложение 5):
Нк≥Н; bp≥b,
где Нк,bp - рабочие параметры экскаватора, соответственно глубина и ширина копания, м;
Н, b - параметры траншеи, соответственно глубина и ширина по дну, м.
Эксплуатационная часовая производительность экскава- э.чопределяется по формуле:
Пээ.ч=S*vp*kв,
где S = b * Н - площадь поперечного сечения траншеи, м2; vp- рабочая скорость передвижения экскаватора, м/ч;
kв- коэффициент использования рабочего времени часа
(kв= 0,8 ...0,9).
Задача № 5
Подобрать многоковшовый экскаватор дляотрывки траншеи и определить количество бульдозеров, подготавливающих для него фронт работы (срезку грунта с трассы). При этом эксплуатационная часовая производительность бульдозера Пэ.ч. определяется по методике, изложенной в задаче № 3.
Число бульдозеров nб, обеспечивающих фронт работы экскаватору при поточном методе строительства (с округлением до целого числа); определяется по формуле:nб = Пээ.ч /
Пэ.ч
20