физико-механические свойства обрабатываемых материалов, а также изменения этих свойств. Например, при определении технической производительности землеройных машин следует учитывать разрыхление грунта при наполнении ковша, снижение фактических скоростей по сравнению с расчетными и т. п.
Техническая производительность определяется через расчетную по формуле:
где 
– коэффициент, учитывающий названные выше потери производительности.
Для машин циклического действия:
Пт = ∙
где V – объём продукта, производимого за один цикл; z – число циклов в единицу времени.
Для машин непрерывного действия:
где 
– площадь поперечного сечения потока материала, перерабатываемого машиной; 
– скорость движения потока; 
– коэффициент, учитывающий конкретные условия (сплошность потока и т. п.).
Эксплуатационная производительность Пэ – это количество продукции,
вырабатываемое машиной за единицу времени с учетом всех перерывов в работе, вызываемых требованиями эксплуатации и условиями труда:
где 
– коэффициент, устанавливаемый нормативными документами на основе опыта эксплуатации машин.
Годовая эксплуатационная производительность:
где 
– годовой фонд времени работы техники; 
– коэффициент использования внутрисменного времени, учитывающий простои по организационным причинам.
Способы разрушения грунтов при разработке
Разработка грунтов всегда начинается с их разрушения. Способы разрушения: механический, гидравлический, взрывной, физический, химический, комбинированный.
Механическое разрушение (этим способом выполняют 85–90% всего объема земляных работ) осуществляется сосредоточенным силовым воздействием рабочего инструмента на грунтовой массив. Куски или слои грунта отделяются от массива чаще всего инструментом клинообразной формы (резание грунта). Энергоемкость разработки песчаных и глинистых грунтов составляет от
0,05 до 0,3 кВт • ч/м3.
Гидравлическое разрушение производят размывом грунта напорной струей воды или всасыванием его со дна водоема в смеси с водой. Для разработки грунта в этом случае требуется до 4 кВт • ч/м3 энергии и значительное количество воды.
Взрывное разрушение происходит под давлением газов, выделяющихся при воспламенении взрывчатых веществ.
211
К физическим способам разрушения относят воздействие на грунты ультразвука, тока высокой частоты, температурных изменений (прожигание, оттаивание).
Химическое разрушение осуществляется переводом грунтов в жидкое или газообразное состояние.
Комбинированные способы разрушения: например взрывное с механическим (при разработке экскаваторами скальных грунтов), пневмомеханическое и др.
Рабочие органы МЗР
Рабочие органы землеройных машин различают по виду режущей кромки, способу деформации и перемещения грунта. Режущая кромка может иметь вид прямого клина 1 (чаще всего) (рис. 3.8, рисовать все) , косого клина 2, диска 3, совка 4 или периметра 5. Кроме того, режущие кромки могут иметь зубья для разработки плотных грунтов.
Рис. 3.8. Виды режущих кромок рабочих органов МЗР: 1-прямой клин; 2-косой клин;3-диск; 4-совок; 5-периметр
По способу действия рабочие органы различают как пассивные и активные. К пассивным (поз. 1–3 на рис. 3.9) относят такие, которые при работе не перемещаются по отношению к машине, рабочие же усилия возникают от энергии, подводимой к движителю машины.
Рис. 3.9. Рабочие органы пассивного действия: 1-бульдозера; 2-автогрейдера; 3-грейдер-элеватора
Рабочие органы активного действия (поз. 1–3 на рис. 3.10) при работе перемещаются по отношению к машине и приводятся в движение двигателем машины непосредственно, минуя движитель.
212
Рис. 3.10. Рабочие органы активного действия:
1-ковш одноковшового экскаватора; 2-ковшовая цепь; 3-ковшовый ротор
По способу перемещения грунта рабочие органы делятся на три группы: отвального типа, ковшового и скребкового. Рабочие органы отвального типа, как правило, имеют режущую кромку в виде прямого или косого клина, сочетающуюся с отвальной поверхностью криволинейного очертания (рабочие органы бульдозеров, автогрейдеров и др). При прямопоставленном отвале срезанный грунт в виде призмы волочения перемещается перед отвалом к месту укладки. При косопоставленном отвале одновременно с поступательным движением машины осуществляется перемещение грунта в сторону относительно отвала.
У рабочих органов ковшового типа имеются рабочие кромки типа прямого клина или совка (ковш скрепера, грейфер, драглайн и др). Срезанный пласт грунта поступает в ковш и перемещается этим ковшом к месту отсыпки или грузится в транспортные средства.
Бесковшовые рабочие органы срезают грунт, не перемещая его, а для транспортирования грунта служат специальные средства (скребковый цепной рабочий орган, ротационный рабочий орган).
Геометрические параметры рабочих органов
Одним из наиболее распространенных типом рабочих органов землеройнотрансп машин является отвал (прямой нож) (рис. 3.11)
Рис. 3.11. Углы, прямого ножа-отвала
213
В этом случае вырезанный грунт движется либо вдоль отвала, либо впереди него.
Сопротивление копанию зависит от углов, которые образуются рабочими
органами машин с поверхностью грунта. При этом различают: угол резания |
|
, |
|||||||||||
|
|||||||||||||
угол заострения |
|
, задний угол |
|
, центральный угол |
|
, угол опрокидывания |
|||||||
|
|
|
|||||||||||
|
, угол установки в плане |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Кроме углов, рабочие органы машин характеризуются еще следующими |
||||||||||||
параметрами: прямые ножи – |
длиной , шириной |
и радиусом кривизны ; |
|||||||||||
дисковые ножи – диаметром |
|
|
и радиусом кривизны ; ковши – емкостью , |
||||||||||
шириной 
, высотой 
и длиной 
; зубья – шириной и длиной, а также расстояниями между ними.
Определение сопротивления грунта копанию
Процесс резания грунта рабочим органом МЗР неизбежно сопровождается трением последнего о грунт, взаимным трением грунта и перемещением призмы волочения. Трение происходит и по рабочей поверхности режущего инструмента при заполнении емкости, разгоне грунта до скорости его перемещения, а также при внедрении режущего инструмента в грунт. Сумма всех указанных сопротивлений составляет сопротивление грунта копанию:
где Pр=Pх – сопротивление резанию;
= 1 ∙ ∙ ,
где k1 – удельное сопротивление резанию; b, h-ширина и глубина вырезаемой стружки
Pтр – сопротивление трения рабочего органа о грунт;
где 
– масса рабочего органа; 
– масса грунта, вмещаемого рабочим органом.
– угол захвата (рис. 3.12);
Рис. 3.12. Схема усилий, действующих на прямой клин грунта:
– угол резания; N – нормальное усилие, действующее на клин; tg N – усилие трения;
Pgр – сопротивление трения грунта при перемещении его перед рабочим органом в виде призмы волочения;
Pз – сопротивление, возникающее при заполнении грунтом емкости рабочего органа, которое зависит от формы и геометрических размеров последнего (обычно Pз=Pпр );
214