8.2. Определение производительности бульдозера

Производим по формуле:

(8.12)

где: q – объем призмы волочения в плотном теле, м³;

К_С – коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении;

К_i – коэффициент, учитывающий условия рельефа местности (см. [8], таблица IV.69 или таблица 8.10);

К_В – коэффициент использования бульдозера по времени (для бульдозеров на тракторе ДЭТ-250 К_В=0,75, а для остальных бульдозеров К_В=0,8; см. [2], приложение 4);

Т_Ц – время рабочего цикла бульдозера, мин.

Таблица 8.10. Коэффициент влияния на производительность бульдозера условий рельефа местности

Угол подъема местности, °	Уклон	Кi	Угол спуска местности, °	Уклон	Кi
0…5	0…–0,08875	1…0,67	0…5	0…0,0875	1…1,33
5…10	–0,0875…–0,176	0,67…0,5	5…10	0,0875…0,176	1,33…1,94
10…15	–0,176…–0,268	0,5…0,4	10…15	0,176…0,268	1,94…2,25
–	–	–	15…20	0,268…0,364	2,25…2,68

(8.13)

где: В – длина отвала, м (см. таблицу 7.3);

Н – высота отвала, м (см. таблицу 7.3);

К_Р – коэффициент разрыхления грунта, приведенный в [2], приложение 2;

К_ПР – коэффициент, характеризующий влияние свойств грунта и геометрических размеров отвала (см. [8], таблица IV.72 или таблица 8.11).

Таблица 8.11. Коэффициент К_ПР

	Грунт
	связный	несвязный
0,15	0,7	1,15
0,3	0,8	1,2
0,35	0,85	1,2
0,45	0,95	1,5
0,6	0,9	1,3

(8.14)

где:  - коэффициент, определенный экспериментально (=0,005);

ℓ - расстояние перемещения грунта, м.

(8.15)

где: ℓ_Н – путь набора призмы волочения, м.

(8.16)

где: К_П – коэффициент потерь грунта при наборе призмы волочения (К_П=1…1,2 – большие значения принимаются для несвязных грунтов);

h_Р – толщина срезаемой стружки, м (см. [8], таблица IV.61, таблица 8.12 или рисунок 8.5). Для бульдозеров на базе тракторов Т-74, Т-100 для плотных грунтов h_Р=0,1…0,15 м, для грунтов средней плотности h_Р=0,15…0,2 м, для легких грунтов h_Р=0,2…0,3 м;

 - угол установки ножа в плане относительно направления движения, град.

(8.17)

где: t_Н – время набора грунта, мин;

t_ПЕР – время перемещения грунта в насыпь, мин;

t_ПОР – время возвращения порожнего бульдозера, мин;

t_М – время маневрирования, мин.

Рисунок 8.5. Виды срезаемых бульдозером при наборе призмы волочения стружек:

а – постоянной толщины; б – клиновая с гидравлическим управлением отвала; в – то же, с канатным управлением; г – гребенчатая с гидравлическим управлением отвала; д – то же, с канатным управлением отвала.

Таблица 8.12. Основные параметры набора грунта бульдозерами

Способ набора грунта	Толщина срезаемого слоя, см	Длина пути набора грунта, м	Объем грунта, м3	Продолжительность набора грунта, с	Использование мощности трактора, %	Группа грунта
Прямоугольный	10…15	6…10	2…2,5	20	50…70	I…III
Клиновой	20…25	6…6,5	2…2,5	15	100	I, II
Гребенчатый	12…25	6,5…8	2	15	90…100	III

(8.18)

где: V_Н – скорость движения бульдозера при наборе грунта, м/мин.

(8.19)

где: V_ПЕР – скорость перемещения грунта бульдозером в насыпь, м/мин.

(8.20)

где: V_ПОР – скорость возвращения порожнего бульдозера, м/мин.

(8.21)

где: t_ПП – время на переключение передач, мин (см. [8], таблица IV.71 или таблица 8.13);

t_УО – время на установку отвала, мин (см. [8], таблица IV.71 или таблица 8.13);

t_ПОВ – время, затрачиваемое на поворот бульдозера, мин (см. таблицу 8.13);

n_ПП, n_УО, n_П – соответственно количество переключения передач, установок отвала и поворотов в одном цикле работы бульдозера, шт.

Рисунок 8.6. Разработка и перемещение грунта бульдозером по схеме с промежуточными валками.

Резание грунта (V_Н) производится на I передаче, перемещение (V_ПЕР) – на I, II передаче, возврат порожняком (V_ПОР) – на III-IV передачах или задним ходом (см. таблицу 8.6). При L_СР≥50 рационально возврат порожняком производить передним ходом с разворотами. При L_СР≥30…40 для повышения производительности принимают схему работы бульдозера с промежуточными валками (рисунок 8.6).

Таблица 8.13. Технологические затраты времени бульдозера

Операции	Время, с
	при механической трансмиссии	при гидравлической трансмиссии
Переключение передач и изменение направления движения	3…4	1…2
Установка отвала	4…6	2…3
Поворот (разворот)	10…12	10…12

Например, при L_СР=68,84м>40м разработку и перемещение грунта можно производить бульдозером ДЗ-28 на тракторе Т-130.1.Г1, В=3,94м; Н=1м

К_Р=1,10 – принимаем по [2], приложение 2; К_ПР=0,77 при - по таблице 8.11.

К_П=1,2; h_Р=0,15 – принимаем по [5], таблица IV.61 или таблица 8.12; =90°

Так как L_СР>40 м, разбиваем весь путь перемещения на участки не более 40 м с образованием промежуточных валков, при этом грунт при наборе валков перемещается на расстояние:

.

При этом .

За пять рейсов (рисунок 8.6) в первый промежуточный валок бульдозер переместит объем грунта, равный , во второй валок - , который и подставляется в дальнейшем в формулу (8.12) вместо q, при этом К_С принимается равным единице (К_С=1).

По таблице 8.6 принимаем рабочие скорости:

V_Н=2,54 км/ч=42,3 м/мин;

V_ПЕР=3,74 км/ч=62,3 м/мин;

V_ПОР=4,2 км/ч=70 м/мин;

Общий путь набора составляет

Общий путь перемещения равен

Общий путь обратного хода равен

n_УО=9 шт; t_ПП=2с – принимается по таблице 8.13; t_УО=3с – по таблице 8.13;

t_ПОВ=0 – так как возвращается задним ходом.

К_В=0,8; К_i=1

Набор призмы волочения бульдозером может производиться следующими способами срезания стружки:

• стружкой постоянной толщины (рисунок 8.5а) – для всех видов грунта при их наборе на подъеме или для грунтов со значительным сопротивлением копанию;

• клиновым (рисунок 8.5б,в), т.е. с переменной толщиной стружки – для грунтов с малым сопротивлением копанию;

• гребенчатый с попеременным заглублением отвала (рисунок 8.5г,б) – для плотных и сухих грунтов.

Для уменьшения потерь грунта рекомендуется грунт разрабатывать по ярусно-траншейной схеме (рисунок 8.7), при этом грунт перемещается по траншее, образовавшейся при неоднократных проходах бульдозера по одному следу (в пределах выемки) или осыпавшегося грунта (в пределах насыпи) при предыдущих проходах в виде валиков (производительность увеличивается на 8…12%).

Рисунок 8.7. Ярусно-траншейная схема разработки и перемещения грунта бульдозером

Снизить потери грунта и увеличить суммарный объем призмы волочения можно путем использования двух или трех бульдозеров с расстоянием между их отвалами 0,1…0,2 м или при разработке и перемещении грунта под уклон.

Оборудование бульдозеров открылками и предварительное рыхление плотных грунтов повышает производительность бульдозера на 10…15%. Уширители с жестким креплением к отвалу при работе в легких грунтах повышают производительность на 20…30%.

Для уменьшения сопротивления резанию грунта отвал бульдозера может выполняться с газовоздушной смазкой, с выдвижным ножом и т.д.

Работа бульдозера может быть организована по маятниковой или челночной схемам. При маятниковой схеме (L_СР≥50м) бульдозер возвращается к месту набора грунта передним ходом с разворотами. При челночной схеме (L_СР<50м) бульдозер возвращается к месту набора задним ходом.