Производительность бульдозера. Методы расчетов
Производительность бульдозера определяется как объем работ, выполненный за единицу времени. При составлении проекта работ, осуществлять которые будут бульдозерные агрегаты, важно применить корректные параметры производительности машин в условиях, определенных техническим заданием на проект.
Расчет производительности
В первую очередь определяются теоретические параметры искомого показателя, затем необходимо откорректировать его в соответствии с условиями будущей строительной площадки. В итоге получим реальную производительность машины для конкретного проекта.
Расчеты ведутся по формуле:
- Q — искомая производительность машины, м3 /ч;
- q — производительность бульдозера за цикл, м3
- См- рабочий цикл по времени, мин;
- e — коэффициент, учитывающий угол уклона;
- E: коэффициент, учитывающий продуктивность бульдозера
Цикловая (теоретическая) производительность определяется:
q = q1 х a
q1 — вместимость отвального устройства (м3)
a — коэффициент, учитывающий заполнение отвала
Выбор коэффициента (a)
| Перемещение бульдозером грунта в условиях
| Коэффициент корректировки заполнения отвала (a) | |
|---|---|---|
| в простых условиях | Грунт песчаного состава, не обводненный и не уплотненный. Материал, складированный в штабель, обычная почва. Отвал перемещается полным. | 1,1 ~ 0.9 |
| средняя сложность | Почва, включающая песчаные, гравийные материалы. Рыхлые грунты. Отвал при перемещении полностью не заполняется. | 0,9 ~ 0.7 |
| высокая сложность | Обводненный вязкий и твердый глинистый материал, песок со щебнем, прочные грунты. | 0,7 ~ 0,6 |
| сложность очень высокая | Порода после взрыва, крупные фрагменты породы. | 0,6 ~ 0,4 |
Время цикла (движение, разворот и смена режима КПП), определяется по формуле:
D – плечо перемещения разрыхленной массы, м;
F — темп переднего хода, м/мин
R — темп заднего хода, м/мин
Z — время, затраченное на переключение КПП, мин.
Значения:
- F и R — определяются исходя из скорости перемещения вперед 3-5 км/ч, назад 5-7км/ч;
- Z – для механической трансмиссии 0,10 мин, для гидромеханики 0,05 мин.
Коэффициент e, учитывающий угол уклона определяется по специальному графику и составляет 0,75 при движении на 15% уклон, 1,2 при перемещении под 15% уклон.
Коэффициент E, учитывающий продуктивность бульдозера выбирается в зависимости от условий эксплуатации: хорошие – 0,83, средние – 0,75, ниже чем средние – 0,67, плохие – 0,58.
Существуют более точные методы расчета, на основе которых предлагается графический и табличный материал для определения технической производительности бульдозера. Алгоритм подсчета заложен в программное обеспечение вычислительных устройств строительных и машиностроительных центров, в бортовые компьютеры современных агрегатов.
Производительность бульдозеров российского производства и их зарубежных аналогов
Техническая производительность машин зависит от 4 факторов:
- Вместимости отвального устройства, формируещего объемы перемещаемого материала в призме волочения.
- Параметра мощности силового агрегата трактора, обеспечивающего темп перемещения и маневренность.
- Длины плеча рабочего участка, от которого зависит время цикла и потери породы из призмы волочения.
- Характеристик пород грунта рабочего участка.
Для конкретной машины любого производителя объемный параметр переработки грунта за единицу времени зависит от 2 и 3 фактора, в большей степени от энергонасыщенности машины, обеспечивает которую силовой агрегат. Конструкция и объем отвального устройства также во многом зависят от мощности мотора.
Бульдозер Б10М2
Бульдозеры российского производства
| Производители | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Показатель | ЧТЗ-Уралтрак
| Четра-Промышленные машины
| Дормаш
| Кировец
| Волгоградский тракторный завод |
| Флагман линейки | ЧТЗ Б10М2
| ЧЕТРА Т25
| Б-150 | К-703МА-ДМ15
| ВгТЗ ДТ-75
|
| Мощность л. с. | 180
| 413
| 240
| 184
| 95
|
| Тяговый класс | 10 | 25 | 15 | 10 | 3 |
| Отвал, м3
| 4,28 | 13,1/11,9 | 5,5 | 4,0 | 3,3 |
Бульдозер Б-150
Бульдозеры зарубежных производителей
| Производители | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Показатель | Case
| Caterpillar
| Liebherr
| Komatsu
| Dressta
|
| Флагман линейки | 1850K
| D10T2
| PR 734 XL Litronic
| D85ESS-2A
| TD-20M
|
л. с. | 194 | 630 | 204 | 200 | 190 |
| Отвал, м3
| 3,7/5,6 | 18,5 | 3,8/5,56 | 4,4/6,8 | 3.88/8.45 |
Бульдозер CASE 1850R
Российские производители не ищут собственных путей развития тракторостроения, а используют в машинах детали и агрегаты зарубежных компаний.
Бульдозер ЧЕТРА Т25 снабжается американской силовой установкой QSX15-C440 фирмы «Cummins», гидравлика работает от насосных установок компании David Brown. В российских машинах используются трансмиссионные узлы от BOSCH-REXROTH SAUER-DANFOSS (Германия).
Бульдозер D10T2
Стоимость высокопроизводительных тракторов с бульдозерным оборудованием российского производства значительно выросла. Для их продвижения на рынке строительного оборудования необходимо внедрение современных лизинговых схем, грамотная маркетинговая политика.
РАССКАЖИ ДРУЗЬЯМ
Вконтакте
Одноклассники
Похожие статьи:
Производительность бульдозеров | Технология разработки выемок
Для повышения выработки к отвалу бульдозера иногда приваривают боковые открылки, а сверху — козырек или организуют работу двумя синхронно движущимися бульдозерами. Благодаря открылкам и козырьку Кп=1. При перемещении грунта без открылков и козырька на расстояние более 25 м Кп резко снижается. Чтобы повысить значение коэффициента, рекомендуется последовательное перемещение грунта с образованием промежуточных накопительных валов, в которых бульдозер может осуществить полный набор грунта для дальнейшего перемещения.
При работе двумя бульдозерами с расстоянием между отвалами до 0,5 м, например в грунтах III группы, выработка повышается в среднем на 15 % благодаря тому, что длина отвала как бы увеличивается на просвет между отвалами машин.
Если длина разравниваемого участка 30—40 м, то бульдозеры работают без разворота, что экономит время на повороте, но при этом снижается скорость при движении машины задним ходом. Для тяжелого бульдозера объем разрабатываемого и перемещаемого связного грунта II и III групп в течение рабочего цикла не менее 2,2 м
При дальности перемещения 50 м время цикла Σt≥3 мин. В этом случае производительность равна 45 м3/ч. При наличии открылков, козырька и применении траншейно-ярусного способа разработки грунта выработка выше.
В последние годы во многих дорожно-строительных организациях применяют бульдозеры, оборудованные отвалами с выступающим средним ножом, уменьшающим сопротивление грунта резанию, что сопровождается существенным повышением производительности машины (рис. 12.9), особенно при грунтах III—IV группы.
Рис. 12.9. Бульдозерный отвал шарнирно-поворотного типа с выступающим средним ножом
1 — отвал; 2 — выступающий нож; 3 — подножевая плита; 4— рычаг; 5 — шарнир; 6 — кронштейн; 7 — ползун; 8 — направляющие; 9 — цилиндр
В рабочем положении лицевая поверхность выступающего ножа конструкции МАДИ [1] находится в одной плоскости с поверхностью основных ножей отвала, а режущая кромка на 150 мм ниже кромки отвала. При необходимости выступающий нож убирают на тыльную поверхность отвала.
В зависимости от влажности грунта, условий разработки и его перемещения возможны 6 вариантов оборудования бульдозера режущими ножами (см. рис. 12.2). Какой вариант будет наиболее оправданным, решают для конкретного объекта строительства.
В настоящее время все чаще используют воздушную подушку при транспортировании грунта отвалом бульдозера. Особенностями его конструкции являются вынесенный вперед режущий нож и расположение воздушного коллектора с выпускными отверстиями, направленными вниз. Бульдозерный отвал оборудован боковыми щеками длиной 0,3—0,5 ширины отвала. В передней части щеки соединены с вынесенными вперед режущим ножом, который соединен с отвалом распорной балкой. Выпускные отверстия трубопровода снизу прикрыты кожухом. В качестве источника сжатого воздуха используют компрессор 0116-А.
Копание грунта с подачей воздуха под призму волочения сопровождается некоторым увеличением коэффициента разрыхления грунтов в призме за счет аэрации. В результате использования воздушной подушки снижается усилие при транспортировке грунта бульдозерным отвалом ящичного типа на 20—30 %. что сопровождается значительным повышением производительности земляных работ. Существенно возрастает ее значение отвалах бульдозеров с выступающим средним ножом и газовоздушной смазкой поверхности скольжения (рис. 12.10). Отвал бульдозера оборудован ножом с выступающей частью и системой подачи газа. Отвал установлен на толкающих брусьях. Положение выступающей средней части ножа устанавливают в зависимости от требуемой глубины копания с помощью винтов и продольных вертикальных пазов. Скорость копания составляет не менее 0,15 м/с.
Рис. 12.10. Схема модели отвала бульдозера с выступающим средним ножом и газовоздушной смазкой поверхности скольжения
1 — отвал; 2 — нож; 3 — выступающая средняя часть ножа; 4 — система подачи газа; 5 — винты с потайной головкой; 6 — вертикальные пазы: 7 — толкающие брусья
Грунт в средней части отвала подвергается некоторому разрыхлению струей сжатого газа. Призма волочения в средней части разрыхляется, что и повышает производительность машины по сравнению с производительностью бульдозера традиционного типа (табл. 12.1). При этом дальность перемещения грунта не превышает 25 м. Длительность одного цикла, по существу, не изменяется и колеблется в пределах 66,6—67,8 с.
Отвал бульдозера с выступающим средним ножом и газовоздушной смазкой поверхности его скольжения является универсальным (рис. 12.11). С тыльной стороны на нем смонтирована коробка жесткости, одновременно выполняющая роль коллектора для подачи сжатого газа на лобовую поверхность через систему отверстий, расположенных по длине лобовой поверхности отвала. Сжатый газ подается в газовый коллектор через штуцер, смонтированный на его тыльной стороне, и пневмопровод от воздуходувки. На лобовой поверхности отвала под средним режущим ножом установлена прокладка, обеспечивающая зазор между отвалом и ножом для выхода сжатого газа из отверстий и подачи его вверх по поверхности скольжения отвала. Подножевая плита, соединенная с воздушным средним ножом, упирается в упор. Бульдозер монтируют на толкающих брусьях, снабженных раскосами.
Рис. 12.11. Бульдозерный отвал с выступающим средним ножом и газовоздушной смазкой поверхности скольжения
1 — выступающий средний нож; 2 — подножевая плита; 3 — нож; 4 — прокладка; 5 — система отверстий для выхода сжатого газа; 6 — газовый коллектор; 7 — отвал; 8 — штуцер сжатого газа; 9— раскосы; 10 — пневмопровод; 11 — толкающие брусья; 12 — кронштейн
Разработка грунта отвалом бульдозера с воздушным средним ножом в условиях газовоздушной смазки поверхности, контактирующей с грунтом, протекает более эффективно, чем отвалом традиционного типа, и даже отвалом с газовоздушной смазкой всей его поверхности (см. рис. 12.10). В связи с этим производительность бульдозера данной конструкции при суглинистых грунтах с оптимальной их влажностью и дальностью перемещения до 25 м наиболее высокая.
Таким образом, широкое применение современных бульдозеров позволит в ближайшие годы повысить производительность труда на земляных работах на 25— 30%.
Производительность бульдозеров и способы ее повышения
содержание .. 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 ..
§ 35.
Производительность бульдозеров и способы ее повышения
Производительность бульдозера, бульдозера-рыхлителя и бульдозера-погрузчика на землеройно-транспортных и погрузочных работах определяют количеством разработанного грунта в кубических метрах за единицу времени.
Различают техническую и эксплуатационную производительность бульдозера. Технической производительностью бульдозера называют наибольший объем грунта, который машина может разработать и переместить за 1 ч работы при самых благоприятных условиях.
Техническую производительность бульдозера Пт (м3/ч) определяют по формуле
Таблица 8. Коэффициенты уклона местности Ку
Производительность бульдозера зависит от количества
грунта, перемещаемого отвалом за один рабочий цикл, которое
характеризуется объемом призмы волочения (рис. 150). При срезании
стружки 4
грунт собирается перед отвалом 2 в виде призмы 1, которая выступает на
расстояние А. В процессе транспортирования неизбежны потери в валики 3
через боковые щеки отвала. Чем больше призма волочения, тем выше
производительность бульдозера.
Рис. 150. Призма волочения грунта:
1 — призма, 2 — отвал, 3 — боковые валики, 4 — стружка
На планировочных работах производительность бульдозера определяют по площади спланированной поверхности за единицу времени и выражают в м2/ч.
Анализ приведенных формул и их составляющих элементов
позволяет наметить рациональные способы работы для повышения
производительности машины. Они направлены на сокращение рабочего цикла, увеличение объема призмы волочения, повышение сменной выработки бульдозера и его разновидностей.
Для уменьшения рабочего цикла важно повышать скорость выполнения рабочих операций.
Скорость рабочего хода принимают в пределах
2,5…3,5 км/ч. Она зависит от точности управления машиной, так как в процессе набора призмы волоченая и ее транспортирования машинисту приходится 15…»20 раз за цикл поднимать и опускать рабочий орган, восполняя грунт, высыпающийся через отвал в боковые валики. Фактически рабочие скорости бульдозеров за счет буксования гусениц и колес составляют 2…2,8 км/ч. Увеличение скорости откатки машины (холостого хода) до 5… 10 км/ч позволяет существенно уменьшать время цикла. При этом важно, чтобы рабочая поверхность дна траншеи или
котлована была возможно более ровной. Тогда обратный ход машины принесет минимум неудобств машинисту и уменьшит его утомляемость.
Рис. 152. Способы внедрения отвала и образования призмы волочения грунта: а — внедрение на максимальную глубину, б -постоянная глубина резания под уклон, в — ступенчатое копание
Внедрение отвала и образование призмы волочения грунта на практике осуществляются тремя характерными способами (рис. 152). На горизонтальной поверхности отвал резко заглубляют в грунт на полную глубину hmax> определяемую по загрузке двигателя, после чего постепенно выглубляют до образования призмы волочения. Выглубление происходит по ступенчатой траектории.
При работе под уклон под действием массы машины увеличивается сила тяжести и грунт копают равномерной стружкой.
Длина пути набора призмы волочения lн составляет 6…10 м. Для
увеличения объема призмы волочения используют следующие рациональные
способы (рис. 153).
Движение бульдозера по одному и тому же следу (I) позволяет образовать
после двух-трех проходов боковые валики достаточной высоты. Благодаря
этому уменьшаются боковые утечки грунта и объем призмы волочения
возрастает.
Траншейный способ разработки грунта (II) увеличивает объем призмы волочения, так как боковые стенки траншеи удерживают материал перед отвалом. Этот способ в основном используют для земляных работ бульдозерами.
Спаренная работа двух-трех бульдозеров (III) способствует увеличению массы перемещаемого грунта, так как ограничивается высыпание грунта в боковые валики между машинами. Спаренная работа требует внимательности и взаимопонимания машинистов.
Рис. 153. Способы повышения производительности бульдозеров
Работа бульдозера под уклон (угол р) увеличивает скорость движения и объем призмы волочения {IV). Этот способ следует чаще использовать при уклоне рабочей местности и на ровной площадке во время отрывки котлованов.
Перемещение двойной и тройной призмы волочения (V) способствует повышению производительности. Призму волочения, набранную при первом проходе, оставляют по середине пути рабочего хода. К этому же месту доставляют вторую призму, перемещая удвоенный объем грунта на некоторое расстояние дальше. К этому месту доставляют третью призму и массу разрыхленного материала перемещают к месту укладки.
Выбор оптимального угла резания (VI) в зависимости от плотности и влажности грунта имеет большое значение. При работе на влажных грунтах он должен составлять 45…50°. Стружка грунта поднимается выше отвала, опускаясь в верхней зоне от козырька, и способствует образованию призмы волочения большего объема. Во время работы на насыпных грунтах угол резания должен составлять 60…65°.
Увеличению массы перемещаемого материала способствует использование уширителей и удлинителей (VII). Дополнительное оборудование рационально применять и на планировочных работах.
Открылки, установленные на боковинах отвала, повышают объем призмы волочения и, следовательно, производительность машины (VIII).
Дополнительное оборудование позволяет машине работать более эффективно только на разработке легких грунтов и насыпных штабелированных материалов. В противном случае перегружаются двигатель, трансмиссия, ходовая часть и снижается надежность Машины.
Важные факторы увеличения производительности машин — повышение коэффициента использования машины по времени, снижение потерь времени по организационным причинам (определение фронта работ, перемещение объекта на объект), уменьшение простоев машин из-за поломок и неисправностей путем своевременного проведения профилактических мероприятий и технического обслуживания машин.
Контрольные вопросы
1. Какие основные виды работ выполняют бульдозеры и бульдозеры-рыхлители? 2. Назовите элементы рабочего цикла бульдозера. 3. Из каких операций состоит рабочий цикл бульдозера-рыхлителя? 4. Что представляет собой технология бульдозерных работ? 5. Назовите четыре основные схемы рыхлительных работ. 6. В чем особенности работы бульдозера на увлажненных и болотистых грунтах? 7. Как готовят машины к работе до наступления зимнего периода? 8. В чем заключаются особенности эксплуатации машин в условиях жаркого климата? 9. Как определяют техническую производительность бульдозера? 10. Чем отличается эксплуатационная производительность от технической?
содержание .. 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 ..
Экономическая эффективность бульдозера и экскаватора при производстве земляных работ
Экономическая эффективность бульдозера и экскаватора при производстве земляных работ
Экономическое сравнение производится между бульдозером KomatsuD 155AX-3 и экскаватором KomatsuРС 138U-2.
Технические характеристики бульдозераKomatsuD 155AX-3:
– двигатель KOM SA6D140;
– эксплуатационная мощность 228,3 кВт/ 306,2 л.с.;
– эксплуатационная масса 38500 кг;
– емкость отвала 11,8 м3.
Технические характеристики экскаватора Komatsu РС 138U-2:
– двигатель Komatsu SAА4D95LE;
– эксплуатационная мощность 66 кВт/ 88,5 л.с.;
– эксплуатационная масса 13480 кг;
– емкость ковша 0,7 м3.
Производительность бульдозера
При разработке и перемещении грунта бульдозер работает как машина цикличного действия и его производительность можно определить по формуле
, где П – производительность
бульдозера, м3/ч;
n – число циклов в час при определенной дальности перемещения грунта;
q – объем грунта, перемещенный отвалом, м3;
kn – коэффициент потерь грунта в боковые валки, зависящий от дальности перемещения и вида грунта;
ki – коэффициент, учитывающий влияние уклона пути, 0,67;
kp – коэффициент первоначального разрыхления грунта, 1,35;
kв – коэффициент использования рабочего времени, 0,8.
Число циклов бульдозера в час:
, где n – число циклов в час при определенной дальности
перемещения грунта;
tц – продолжительность одного цикла, сек;
Продолжительность одного цикла
, где tц – продолжительность одного цикла, сек;
tн – продолжительность резания (набора) грунта, сек;
tг.х – продолжительность груженного хода, сек;
tх.х – продолжительность холостого хода, сек;
tп – продолжительность одного поворота, 20 сек;
tп.п – продолжительность одного переключения скорости, 5 сек;
tо – продолжительность опускания отвала в рабочее положение, 1 сек;
m – число переключений скоростей трактора в течении одного цикла, 2;
lн – длина путей резания грунта, 21,45 м;
lг.х – длина перемещения грунта к месту укладки, 2 м;
Vн – скорость движения бульдозера при резании, 1,89 м/с;
Vг.х – скорость движения бульдозера при перемещении грунта, 1,08 м/с;
Vх.х – скорость движения бульдозера при обратном ходе, 2,33 м/с;
kv – коэффициент, учитывающий снижение скорости по сравнению с расчетной конструкторской скоростью трактора, 0,75 при резании и перемещении грунта, 0,85 – при обратном ходе.
сек.
Коэффициент потерь грунта зависит от дальности его перемещения и приближенно определяется зависимостью:
, где kn – коэффициент потерь грунта в
боковые валки, зависящий от дальности перемещения и вида грунта;
kl – опытный коэффициент, зависящий от свойств грунта, 0,04;
lг.х – длина перемещения грунта к месту укладки, 2 м.
.
м3/ч.
Арендная стоимость бульдозера в г. Хабаровске составляет а = 1,2 тыс. р в час.
Объем разрабатываемого котлована составляет Vкотл = 3312,8 м3.
Продолжительность работ будет равна
, где Пр – продолжительность
работ, ч;
Vкотл – объем разрабатываемого котлована, м3;
П – производительность бульдозера, м3/ч.
ч.
Тогда стоимость работ, производимых бульдозером составит
, где С – стоимость работ, тыс.р;
Пр – продолжительность работ, ч;
а – арендная стоимость бульдозера, тыс. р.
тыс. р.
Производительность одноковшового экскаватора
Эксплуатационную производительность экскаватора определим по формуле
, где Пэ – эксплуатационная
производительность экскаватора, м3/ч;
q – объем ковша, м3;
n – число циклов в минуту;
kn – коэффициент наполнения ковша, 1,5;
kp – коэффициент разрыхления грунта, 1,3;
kв – коэффициент использования рабочего времени, 0,8.
Число циклов экскаватора в минуту:
, где n – число циклов в минуту;
tц – продолжительность одного цикла, сек;
Продолжительность одного цикла
, где tk – продолжительность копания, 20 сек;
tn – продолжительность поворота на выгрузку, 6 сек;
tв – продолжительность выгрузки, 5 сек;
tп – продолжительность поворота на забой, 3 сек.
сек.
.
м3/ч.
Арендная стоимость экскаватора в г. Хабаровске составляет а = 1,0 тыс. р в час.
Объем разрабатываемого котлована составляет Vкотл = 3312,8 м3.
Продолжительность работ будет равна
, где Пр –
продолжительность работ, ч;
Vкотл – объем разрабатываемого котлована, м3;
Пэ – производительность экскаватора, м3/ч.
ч.
Тогда стоимость работ, производимых экскаватором, составит
, где С – стоимость работ, тыс.р;
Пр – продолжительность работ, ч;
а – арендная стоимость бульдозера, тыс. р.
тыс. р.
Таким образом, использование при разработке грунта бульдозера экономически выгоднее. Скорость разработки грунта бульдозером в два раза выше.
Определение эксплуатационной производительности бульдозера
Определить эксплуатационную производительность бульдозера.
Дано: сухой грунт
Т-180
Длина отвер. L=3,35 м
Масса бульдозера: 17855 кг.
Высота отв., Н=1,38
Грубина рез-я: h=0,95
Уклон мест: і=-0,03.
Усл-е движения бульдозера без букс-я: 
– сцепной вес бульд.; Н
тб
– коэффициент сцепления =0,5
– тяговое усилие
N – эффективная мощность N=130 кВт
N=0,8 – КПД машины
V – скорость І или ІІ передачи V=5,06 м/с
– сумма сопротивлений:
Р1 – сопротивление гранта рез-го;
; 
Н
Р2 – сопротивление перемещению призмы грунта перед отвалом:
kпр.=1,3
Ігр. – плотность грунта, кг/м3
Kр – коэффициент разрыхления
– коэффициент трения
– коэффициент трения грунта о поверхность отвала, 
– угол резания, 
, 
Н
P3 – сопротивление перемещению грунта вверх по отв., Н;
Н
Р4 – сопротивление перемещению бульдозера.
Н
Р5 сопротивление, возник. на площ. ……….
Руд. – удельное сопротивление от затупления=800
Н
Н
РТ=73992 Н
Н
Бульдозер движется с буксованием.
2. Эксплуатационная часовая производительность бульдозера, м3/ч:
kукл. – коэффициент, учитывающий влияние уклона на производительность;
kв =0,75 – коэффициент использования бульдозера по времени;
tц – время рабочего цикла бульдозера, с;
lp, lгр.,lx. x.– длины путей рез., пер. гр. и хол. хода, м
Vp, Vпр., Vx – скорости движ. бульдозера при рез-и грунта и движении обратно.
с
м3/ч
Вариант №2 Исходные данные
Vфр= 250 м – годовое подвигание верхнего вскрышного уступа
Lфр= 1500 м – длина фронта работ верхнего вскрышного уступа
Vфо= 200 м – годовое подвигание яруса отвала
Lфо= 700 м – длина фронта работ первого яруса отвала
hсл= 0,3 м – мощность плодородного слоя
Бульдозер ДЗ-101
Экскаватор ЭО-6112Б
Автосамосвал Камаз 5511
Скрепер ДЗ-33
2 км – расстояние транспортирования
Вв= 40 м – годовое подвигание фронта горных работ
Во= 40 м – ширина участка рекультивации на отвале
Lф= 1200 м – длина фронта работ передового уступа
Ввп= 200 м – ширина выработанного пространства
Tос= 2 года – время интенсивной осадки пород отвала
Лабораторная работа №1 Зависимость производительности бульдозера от расстояния перемещения при снятии плодородного слоя почвы
Сменная производительность бульдозера при разработке почвенного слоя определяется по формуле:
Qб = (3600 *Tсм *Vп *kд *kо *kп *kн) / (kраз *Tц)
где Tсм– продолжительность смены (=8ч)
Vп– объем почвы (в разрыхленном состоянии), перемещаемый отвалом бульдозера, м3
Vп = 0,5 *lот *hот *aп *kэ
lот= 2,86 м – длина отвала бульдозера
hот= 0,954 м – высота отвала бульдозера
aп– ширина призмы волочения, м
aп=hот/tgβп
βп = 30° – угол естественного откоса почвы
aп= 0,954 /tg30° = 1,65 м
kэ= 0,9 – коэффициент, учитывающий трудность экскавации почвы, для тяжелых суглинистых неуплотненных почв
Vп= 0,5 * 2,86 * 0,954 * 1,65 * 0,9 = 2м3
kд– коэффициент, учитывающий изменение производительности бульдозера в зависимости от величины уклона на участке работы бульдозера и расстояния перемещения почвы по таблице 1.
Таблица 1
Расстояние перемещения почвы, м | Коэффициент kдпри уклоне % | |||
0 | 10 | 20 | -10 | |
15 | 1 | 1,8 | 2,5 | 0,6 |
30 | 0,6 | 1,1 | 1,6 | 0,37 |
50 | 0,4 | 0,75 | 1,1 | 0,24 |
65 | 0,3 | 0,6 | 0,9 | 0,18 |
100 | 0,2 | 0,36 | 0,95 | 0,12 |
Выбираем значения коэффициента для уклона 0%
kо= 1,1 – коэффициент, учитывающий увеличение производительности бульдозера при работе с открылками
kп– коэффициент, учитывающий потери породы в процессе её перемещения:
kп= 1 –lт * β
где lт– расстояние транспортирования почвы, м
β = 0,005
kи= 0,8 – коэффициент, учитывающий использование бульдозера во времени
kраз= 1,2 – коэффициент, учитывающий разрыхление почвы в призме волочения
Tц– продолжительность рабочего цикла бульдозера, с.
где lр– длина пути резания почвы (=15м)
Vр= 0,94 м/с – скорость перемещения бульдозера при резании почвы
lт– длина пути перемещения почвы, м
Vт= 1,28 м/с – скорость движения бульдозера при перемещении почвы
Vх= 2,6 м/с – скорость холостого хода
tп= 9c– продолжительность переключения скоростей
tр= 10c– продолжительность разворота бульдозера
Рассчитаем сменную производительность бульдозера ДЗ-101 при расстояниях транспортирования (lт=lр+lт) 15, 25, 35, 45, 55, 100 м
При lт= 15 м,lр= 15 м, аlт= 0 м
kп = 1 – 15*0,005 = 0,93
Qб= (3600*8*2*1*1,1*0,93*0,8) / (1,2*51)= 770,3 м3
При lт= 25 м,lр=15 м, аlт=10 м
kп = 1 – 25*0,005 = 0,88
Qб= (3600*8*2*0,7*1,1*0,88*0,8) / (1,2*62,39)= 417,1 м3
При lт= 35 м,lр=15 м, аlт=20 м
kп = 1 – 35*0,005 = 0,83
Qб= (3600*8*2*0,55*1,1*0,83*0,8) / (1,2*74,04)= 260,4 м3
При lт= 45 м,lр=15 м, аlт=30 м
kп = 1 – 45*0,005 = 0,78
Qб= (3600*8*2*0,45*1,1*0,78*0,8) / (1,2*85,7)= 173 м3
При lт= 55 м,lр=15 м, аlт=40 м
kп = 1 – 55*0,005 = 0,73
Qб= (3600*8*2*0,37*1,1*0,73*0,8) / (1,2*97,36)= 117,2 м3
При lт= 100 м,lр=15 м, аlт=85 м
kп = 1 – 25*0,005 = 0,5
Qб = (3600*8*2*0,2*1,1*0,5*0,8) / (1,2*149,8) = 28,2 м3
Результаты расчета сменной производительности бульдозера ДЗ-101 при разработке почвенного слоя сведены в таблицу 2.
Таблица 2
Расстояние транспортирования почвы бульдозером, м | Сменная производительность бульдозера, м3 |
15 | 770,3 |
25 | 417,1 |
35 | 260,4 |
45 | 173 |
55 | 117,2 |
100 | 28,2 |
Выводы:
1. Производительность бульдозера зависит от расстояния транспортирования грунта. При увеличении дальности транспортирования от 15 до 100 метров (в 6,67 раза) продолжительность рабочего цикла бульдозера ДЗ-101 при работе по снятию почвенного слоя на горизонтальном участке возрастает почти в 3 раза (с 51 до 149,8 секунд), а сменная производительность снижается в 27 раз (с 770,3 м3до 28,2 м3).
2. Исходя из анализа графика изменения производительности бульдозера ДЗ-101 от дальности транспортирования почвы, бульдозерные работы целесообразно выполнять при расстоянии транспортирования до 30-35 метров. Увеличение расстояния транспортирования до 100 метров приводит к значительному снижению производительности бульдозера.