14.2.7. Производительность бульдозера и пути ее повышения.

Эксплуатационную производительность (м³/ч) при разработке и перемещении грунта определяют по выражению:

; (14.43)

где V_пр – объем грунта в призме волочения в конце копания в разрыхленном состоянии, м³ (рассчитывается по формуле (14.15)); к_в – коэффициент использования рабочего времени; t_у – продолжительность рабочего цикла, с; к_р – коэффициент разрыхления грунта.

Продолжительность цикла (с) при движении бульдозера с поворотами на концах участка:

; (14.44)

где L_к и L_пер – длина участков резания и перемещения (несовмещенного с копанием), м; V_к, V_п, V_х – скорости рабочего, транспортного и возвратного ходов, км/ч; t_пов – время необходимое на один разворот, с; t_пп – время на переключение передач, с; t_оп – время на опускание и подъем отвала, с.

При планировочных работах производительность бульдозера (м²/ч):

; (14.45)

где L_пл – длина участка планировки, м; γ – угол установки отвала в плане, град; V_раб – скорость рабочего хода, м/с; n – число проходов по одному месту.

Перемещение грунта бульдозером с неповоротным отвалом сопровождается потерями его в боковые валики, образуемые одновременно с началом резания. Их сечение пропорционально объему грунта перед отвалом.

Для восполнения потерь грунта при перемещении его, осуществляют дополнительное резание. Без дополнительного подрезания грунта набранная призма теряется на расстоянии 8-10 м.

Уменьшения потерь грунта можно добиться реализацией ряда мероприятий, которые можно разделить на технологические и конструктивные.

К технологическим мероприятиям относится производство работ траншейным способом, при котором грунт перемещается по одному и тому же следу. Грунт удерживается с торцов отвала стенками траншеи или ранее образовавшимися валиками грунта. Значительно сокращаются потери грунта при спаренной или строенной работе бульдозеров, когда бульдозеры движутся параллельно вблизи друг друга, а отвалы не позволяют грунту просыпаться между ними. Эффективна работа бульдозера отрезками, на части длины рабочего хода, когда грунт доставляется к месту отвала не сразу, а этапами. В этом случае призму волочения, набранную на первом проходе, не перемещают до конца, а оставляют на середине дистанции рабочего хода. Набранную при втором проходе призму доставляют к этому же месту и на некоторое расстояние бульдозер, не останавливаясь, перемещает двойную призму волочения. То же самое повторяется при третьем проходе, после чего грунт доставляется к месту укладки. Разновидностью этого способа является так называемая работа через вал, которую обычно применяют на склонах и особенно при сталкивании грунта под крутой откос.

К конструктивным мероприятиям относится установка на торцах отвалов, открылок и уширителей, а также козырьков для увеличения высоты отвала.

Еще больший эффект дают отвалы совкового и сферического типов, но их применение в липких грунтах практически невозможно. Исключение составляют совковые отвалы с подвижной средней секцией. При заглублении отвала в грунт, средняя секция, свободно поднимаясь относительно крайних, не участвует в резании грунта. Копание грунта производится только крайними косоустановленными секциями, что позволяет устранить залипание отвала.

Повышению производительности бульдозера за счет снижения сопротивления копанию способствует создание на поверхности отвала в зоне трения газовой смазки. Подача сжатого газа на поверхность рабочего органа, создающего воздушную подушку между грунтом и отвалом, существенно (до 30%) снижает силы сопротивления и следовательно, позволяет повысить рабочие скорости бульдозера.

Эффективность и область применения бульдозеров определяются отношением тягового усилия к длине режущей кромки отвала. Увеличения удельной силы тяги на отвале можно достичь перекосом отвала в вертикальной плоскости или уменьшением длины режущей кромки путем установки на отвале выступающего среднего ножа. В том и другом случае становится возможной разработка более прочных и замерзших грунтов.

Автоматическое управление отвалом бульдозера также способствует повышению производительности. Оно обеспечивается аппаратурой типа «Автоплан» и «Комбиплан», которая позволяет улучшить планирующие свойства машины и защитить двигатель трактора от перегрузок.