8.3.5. Расчет производительности.

Эксплуатационную производительность бульдозера (м³/г) рассчитывают по формуле: Пэ = 3600 V*k_пр*k_в/(Т_у*k_р)

V – Объем призмы волочения (м₃).

K_пр – поправочный коэффициент к объему призмы волочения (для связных грунтов k_пр = 1,43 ÷ 1,06), (для несвязных грунтов k_пр = 0,87 ÷ 0,67).

K_в = (0,8 ÷ 0,9) коэффициент использования рабочего времени.

Т_у – продолжительность цикла, (с).

K_р = 1,1 ÷ 1,3 – коэффициент разрыхления грунта.

V = 0,5*В*Н².

В – ширина срезаемого слоя (ширина захвата), (м).

Н – высота грунта в призме волочения, (м)

Т_у = t₁+t₂+t₃+t₄

t₁; t₂; t₃ – соответственно время затрагиваемое на набор грунта, его перемещения и холостой ход бульдозера.

t₄ = 20 ÷ 30 с – время затрагиваемое на переключение скоростей, манипуляции с отвалом и т.д.

Продолжительность первых трех этапов ушла. (с).

ti = £i / υi.

£i – длина соответствующего участка (м)

υi - скорость движения на соответствующем участке (м/с).

скорость при наборе грунта υ₁ = 2,5 ÷ 3,5 км/час для гусеничного трактора. 3,5 ÷ 5,0 км/ч – для колесного трактора.

υ₂ – скорость перемещения груза (соответственно) 2,5 ÷ 5; 5 ÷ 8 км/ч.

Обратный ход υ₃ = 5÷10; 10÷20 км/ч.(соответственно).

Длина пути набора 6÷10 м.

Производительность универсальных бульдозеров при выполнении планировочных работ определяется: Пэ = 1000*υ(в*sinβ-в_п)k_в/п м²/ч.

υ – скорость движения (км/ч).

β – угол захвата, отвала в плане.

в_п = 0,5 м – ширина перекрытия проходов.

п – 1÷2 – число проходов по одному следу.

Эксплуатация производительности скреперов определяется:

П_э = 3600 Vk_Н*k₆/(T_y*k_p) (м³/ч).

V – геометрическая емкость ковша, (м³).

К_н = 0,8÷1,2 – коэффициент наполнения ковша.

К_в = 0,8÷0,9 – коэффициент использования рабочего времени.

Т_у – продолжительность цикла (с).

К_р = 1,2÷1,35 – коэффициент разрыхления грунта.

Тц = £¹/υ₁ + £²/υ₂ + £³/υ₃ + £⁴/υ₄ + tq.

£₁; £₂; £₃; £₄ – длина участков заполнения ковша, транспортирования, разгрузки и обратного хода (м).

υ_1; υ_2; υ_3; υ₄ - соответствующие скорости на этих участках (м/с).

£₁ = 20÷50 (м). υ₁ = 2,5÷3,5 (км/ч).

υ₃ = (4÷8) (км/ч) £₃ – зависит от дальности транспортирования грунта.

υ₂ = (6÷8) км/ч – для прицепных скреперов

υ₂ = (30÷40) км/ч – для полуприцепных и самоходных скреперов.

£⁴ = £²+£³; υ₄ =υ₂.

Эксплуатационная производительность автогрейдера

Пэ = 60£*S*К_в/Т_у (м³/ч).

£ - длина рабочего участка, (м).

S – площадь сечения стружки срезаемой за один проход (м²).

для средних автогрейдеров S = (0,05÷0,09) м².

для тяжелых автогрейдеров S = (0,07÷0,12) м².

Ту = 2£(п¹/υ₁ + п²/υ₂ + …. + пⁱ/υ_i)+ 2t_в

п₁; п₂; п₃ – соответственно число проходов по одному следу при зарезании, перемещении и отделки (м/мин).

t_в – время на вспомогательные операции (с).

скорость при зарезании (3÷4) км/ч.

Скорость при перемещении (3÷6) км/ч.

Скорость при отделке (3÷4) км/ч.

Длину участка (захватки) рекомендуется выбирать более 500 м.

8.4. Землеройные машины.

8.4.1. Назначение, классификация и индексация

одноковшовых экскаваторов.

Экскаваторами называют землеройные машины, предназначенные для копания грунта или других пород и погрузки материала в транспортные средства или отсыпки его в отвал. По принципу работы экскаваторы подразделяют на машины циклического действия (одноковшовые) и непрерывного действия (многоковшовые).

Рабочий процесс экскаваторов циклического действия состоит из следующих операций: отделения режущей кромкой ковша стружки грунта от массива с одновременным наполнением ковша, перемещения и разгрузки ковша и возвращения его в забой. В экскаваторах непрерывного действия эти операции совмещены, благодаря чему их производительность выше, чем у одноковшовых.

Тем не менее, наибольшее распространение получили одноковшовые экскаваторы, преимущество которых заключается в их универсальности, т.е. возможности применения как на земляных работах независимо от категории грунта, так и на других видах работ (например, на погрузочно-разгрузочных, для забивки свай и т.д.).

Одноковшовые экскаваторы по эксплуатационному назначению подразделяют на строительные, карьерные, вскрышные, тоннельные и шахтные.

В качестве сменного рабочего оборудования в этих экскаваторах используют прямую и обратную лопаты, драглайн, грейфер, рыхлитель, корчеватель, копёр, кран, трамбующую плиту. Из числа названного рабочего оборудования первые три являются основными. Экскаваторы, работающие со сменным рабочим оборудованием более трех видов, условно называют универсальными, двух-трех видов — полу универсальными, с оборудованием одного вида — специальными.

Строительные экскаваторы предназначены для земляных работ в грунтах I...IV категорий.

Применение многоковшовых экскаваторов ограничено: в основном их используют при рытье траншей и добыче нерудных материалов в карьерах с однородными грунтами без каменных включений.

По способу перемещения одноковшовые экскаваторы бывают сухопутные и плавучие. По конструкции ходового устройства сухопутные экскаваторы подразделяют на гусеничные, колесные и шагающие (последнее применяют только в одноковшовых экскаваторах).

По типу применяемого основного (первичного) двигателя экскаваторы бывают дизельными или электрическими. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, дизели используют на экскаваторах там, где машину нужно сравнительно часто перевозить с места на место, например на строительстве нефти и газопроводов, железных и шоссейных дорог, гражданском строительстве и т.п.

На экскаваторах, постоянно работающих в одном месте, например в карьерах по добыче нерудных материалов, выгодно применять электродвигатели, которые проще и дешевле в эксплуатации.

По приводу механизмов различают экскаваторы одномоторные, у которых все рабочие механизмы приводятся одним или несколькими двигателями, работающими на один вал, и многомоторные, у которых рабочие механизмы приводятся несколькими двигателями, независимо работающими друг от друга.

Все отечественные строительные одноковшовые экскаваторы с механическим приводом выпускают одномоторными. Многомоторный привод применяют на строительных гидравлических экскаваторах.

По типу силовых передач движения от двигателя к рабочим механизмам строительные экскаваторы делятся на механические и гидравлические.

У механических экскаваторов движение передается непосредственно от первичного двигателя ко всем механизмам с помощью валов, шестерен, червячных пар, цепных и других механических передач (механическая трансмиссия).

У гидравлических экскаваторов роль трансмиссии выполняют гидронасос (один или несколько), трубопроводы и гидродвигатели (гидромоторы или гидроцилиндры). В трубопроводах циркулирует рабочая жидкость, передающая энергию от насосов к гидродвигателям, которые приводят рабочие механизмы в движение.

Система индексации.

Системой индексации (маркировки) машин называется принцип, который заложен в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику.

Ранее в индексы, применявшиеся для обозначения отечественных экскаваторов, закладывалась только емкость его основного ковша. Например, Э-652Б-экскаватор с ковшом емкостью 65 декалитров (0,65м ), модель 2, вторая модер­низация (Б). По старой системе индекс не давал представления ни о типе ходового устройства экскаватора, ни об исполнении рабочего оборудования, что весьма важно для характеристики машины и ее эксплуатационных возможностей. Кроме того, определение размера (класса) одноковшового экскаватора только по емкости одного из применяемых на этой машине ковшей неопределенно и приводит к неправильному представлению о возможностях машины. Это в еще большей степени относится к гидравлическим экскаваторам, у которых емкость ковшей, применяемых на одной и той же машине, может отличаться в два и более раза.

Размер экскаватора, от которого зависит его рабочие параметры, производительность и т.п., определяется совокупностью ряда факторов, нормируемых ГОСТом. При этом параметром, наиболее полно (по сравнению с остальными) характеризующим размер гидравлического экскаватора, является масса машины, определяющая ее устойчивость и возможность эффективного использования ковшей данных емкостей на соответствующих вылете, глубине или высоте.

В основу действующей системы индексации экскаваторов заложена размерная группа машин, которая определяется в основном в зависимости от эксплуатационной массы экскаватора. Емкости используемых ковшей (диапазон которых может изменяться по мере совершенствования конструкции) приведены для ориентировки.

Эксплуатационной массой называется масса экскаватора с полной заправкой топлива и рабочей жидкостью гидропривода (без машиниста).

Новая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов (ЭО) предусматривает структуру индекса машины. Четыре основные цифры индекса

B числителе указана масса экскаваторов, навесных на тракторе

означают по порядку их расположения: первая — размерную группу, вторая — тип ходового устройства, третья — исполнение рабочего оборудования и четвертая - порядковый номер данной модели. Буквы (А, Б, В...) обозначают очередную модернизацию данной машины, а также ее специальное климатическое исполнение (ХЛ, Т, ТВ). Например, индексом ЭО-332А обозначают экскаватор одноковшовый универсальный 3-й размерной группы на пневмоколесном ходовом устройстве с жесткой (шарнирно-рычажной) подвеской рабочего оборудования, 2-й модели, прошедший первую модернизацию.