Определение производительности бульдозеров и 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 n > 1, м²/ч:

где S — длина планируемого участка, м;

α_у — угол установки отвала в плане, град (для неповоротного отвала 90°, для поворотно­го 63 и 90°);

v — средняя скорость движе­ния бульдозера, м/с;

t₀ — время на разворот бульдозера, с (t₀ = 16—45);

В — ширина бульдозерного отвала, м;

b_n = (0,2—0,3) В.

При резании и перемещении грунтов в насыпи, разработке выемок, котлованов, траншей и других работ больших объемов техническую производительность определяют на единицу объема грунта, м³/ч:

где V = 0,5BH²ctg φ₀ /К_р, м³ — объем призмы волочения, срезаемой отвалом бульдозера;

Н — высота отвала по хорде с учетом козырька, м;

φ₀ — угол естественного откоса перемещаемого материала, составляющий 15—50° в зависимости от типа и состояния грунта (среднее значение φ₀ = 30° и ctg30° = 1,73);

К_р — коэффициент разрыхления грунта, характеризующий переход от объема призмы в рыхлом теле к объему грунта в плотном теле;

К_к— коэффициент учета квалификации машиниста (принимают за 1 при управлении гусеничным бульдозером машинистом высшей квалификации, 0,85 — средней и 0,65 — низшей),

К_у — коэффициент учета влияния уклона местности (табл. 6.10);

К_с — коэффициент сохранения грунта при перемещении (принимают

К_с = 1-0,005S_n, где S_n — путь перемещения призмы грунта, м);

T_ц.6 — продолжительность рабочего цикла бульдозера.

Продолжительность рабочего цикла бульдозера, с

где S_p и S_x — длина рабочего и холостого ходов, м;

t_oc — время остановок в начале и конце рабочего хода, составляет:

для гидромеханической трансмиссии при наличии быстродействующего реверса — 3 с;

для механической трансмиссии при наличии шестерен постоянного зацепления — 4—8 с,

без постоянного зацепления (больше значения для 2 рычагов реверса) — 6—10 с;

З — время, добавляемое на разгон и замедление, с.

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

где N_e — номинальная мощность двигателя, кВт;

η = 0,88-0,95 - КПД трансмиссии;

К_заг — 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);

φ_к — среднее значение коэффициента использования сцепного веса за рабочий элемент цикла, составляющее 0,78 φ_кmах — 0,22 при максимальном коэффициенте сцепления по касательному усилию φ_кmах > 0,45;

q — ускорение свободного падения.

Величина максимального коэффициента сцепления при работе бульдозера и бульдозера-рыхлителя φ_кmах= 0,5—1,2.

Средняя скорость холостого хода зависит от типа подвески ходовой системы трактора и составляет v_x = 0,9 = v_{v max}. где v_xmax. — максимальная расчетная скорость заднего хода на I или II передаче. Она не превышает, как правило, 1,4— 1,7 м/с при полужесткой балансирной подвеске и 1,9—2,2 м/с — эластичной.

Техническая производительность рыхлителя, м³/ч:

где Т_ц.p — продолжительность цикла работы рыхлителя, с;

V_p = В_р h_эфS_p — объем разрыхленного грунта, м³;

В — средняя ширина полосы разрыхления за один цикл при числе зубьев больше одного или шаг соседних борозд при рыхлении одним зубом, обеспечивающий разрушение и уборку раз рыхленного грунта на эффективную глубину h_эф рыхления, м;

h_эф = (0,6—0,8)Н_о, где Н_о — средняя оптимальная глубина послойного рыхления в заданных условиях. Средняя оптимальная глубина рыхления (определяющая наибольшую производительность) зависит от тягового класса базового трактора, ширины наконечника, количества зубьев, оборудования зубьев уширителями, свойств грунта.

При расчетах может быть принята

Н_о = А•в, где в — ширина наконечника, м;

А — коэффициент, составляющий при продольном рыхлении твердомерзлых грунтов однозубым рыхлителем 3—5; поперечном рыхлении — 4—6.

Ширина полосы разрыхления грунта

где К_п — коэффициент перекрытия (для средних условий К_п = 0,75);

у — угол развала (15—60°) в зависимости от вида разрыхляемого материала, большие значения — для пластично-мерзлых грунтов, меньшие для хрупких; I — 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 t.

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

где N — количество часов работы машины в смену;

К_в — коэффициент использования рабочего времени (табл. 6.10);

П_т— часовая техническая производительность, м³/ч.

В табл. 6.11—6.15 приведены ориентировочные часовые выработки бульдозеров и бульдозеров-рыхлителей, определенные исходя из норм времени ЕНиР и ВНиР Минтрансстроя РФ на основные виды земляных работ.