Информационный портал

Добро пожаловать, у нас Вы найдете все о строительной технике, включая колесные и гусеничные экскаваторы, грейдеры, бульдозеры,  тракторы, скреперы, бетононасосы и прицепы.

 

Производительность бульдозера и бульдозера-рыхлителя и способы ее повышения

Производительность бульдозера и бульдозера-рыхлителя на землеройно-транспортных работах определяется 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

Пт= 3600 VКуКс/Тц,

где —V объем призмы волочения, м3; Ку — коэффициент уклона местности; Кс — коэффициент сохранения грунта при транспортировании (Кс = 0,005Lт); Тц — время рабочего цикла, с; Lт — длина траншеи.

Значение коэффициента уклона местности дано в табл. 2.

Для повышения производительности бульдозера большое значение имеет ко­личество грунта, перемещаемого отвалом за один рабочий цикл, которое характе­ризуется объемом призмы волочения. 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 щиты отвала. Чем больше призма волочения, тем выше производительность бульдозера.

Объем призмы волочения Vn (м3) ориентировочно определяют из условия, что грунт располагается под углом естественного откоса Ф0, град:

V п= Bн2/2Кp tg<ф0,

где В—ширина отвала, м; Н—высота отвала, м; Кр — коэффициентрыхления грунта, равный 1,1 …1,35 в зависимости от его плотности и влажности.

Таблица 2. Коэффициенты уклона местности.

Уклон или подъем, %

Работа

На подъем

Под уклон

0…5

0,67 …1

1…1,33

5…10

0,5…0,67

1,33…1,94

10…15

0,4..0,5

1,94…2,25

 

Рис. 133. Призма волочения грунта:

1 — призма, 2— отвал, 3— боковые валики, 4— стружка.

Время рабочего цикла Тц (с) бульдозера определяют по формуле

Тц = (Lт+iк)/ Vп + (LT + iк.)/ V 3 + 2tп + t0,

где iк — длина кавальера; Vп, V3 — средние скорости переднего и заднего движе­ния; tп — время переключения передач и разгона (2...5 с); /0 — время опускания отвала (1.. .2 с).

Меньшее значение времени переключения принимают для гидромеханиче­ской трансмиссии, большее — для механической.

Время цикла бульдозера-рыхлителя определяют по той же формуле, но принимают iк = 0.

Среднюю скорость движения определяют по формуле

V — 0,377пдrкК/i.

где пд— частота вращения двигателя, мин-1; гк— радиус ведущих колес; i — пере­даточное отношение трансмиссии при передней или задней передаче; К — коэф­фициент снижения скорости движения (для механической трансмиссии К= 0,85...0,95, для гидромеханической — К = 0,7...0,8).

Техническую производительность бульдозера-рыхлителя П б.р (м3/ч) при работе рыхлителем определяют по формуле

П бр = 3600 Vг/Тц,

где Vr — объем разрыхленного грунта, м3.

Массив плотного или мерзлого грунта рыхлят параллельными резами с максимально возможной глубиной.

Формы поперечных сечений прорезей при рыхлении показаны на рис. 134. Массив грунта разрушается под углом а. Для снижения энергоемкости процесса разрушения грунта соотношение ширины прорези b и глубины рыхления Нр (м) должно быть в пределах 3...5. При параллельном рыхлении расстояние между соседними проходами принимают таким, чтобы происходил скол неразрушенно­го массива грунта между резами и оставшиеся гребни 3 были минимальными. Если нет гребня, рыхлитель уходит в сторону от сделанной ранее прорези.

Объем разрыхленного грунта Vr (м3) определяют по формуле.

Vr = 0,5BHpS,

где В — средняя полоса разрушения за один проход, м; S — длина пути рыхле­ния, м.

Время рабочего цикла рыхлителя определяют по той же формуле, что и для бульдозера.

Техническую производительность бульдозера-рыхлителя П б р (м3/ч) опреде­ляют по формуле

Пбр = 3600 VKyKс/ (Tб + Тр),

где Т6 — время рабочего цикла бульдозера, с; Тр— время рабочего цикла рых­лителя, с.

Рис. 134. Формы поперечных сечений прорезей в мерзлом грунте, выпол­няемых бульдозером-рыхлителем:

а-при одиночном проходе бульдозера-рыхлителя, б-при параллельных проходах;

1 — массив грунта, 2— разрыхленная порода, 3—гребень.

Эксплуатационная производительность машины определяется за час или смену работы и учитывает простои машин, связанные с необходимостью еже­сменного технического обслуживания, возможными поломками и технологиче­скими перерывами в работе, отдыхом машиниста.

Сменную эксплуатационную производительность Пэ (м3/смену) для всех ви­дов машин определяют по формуле

Пэ = ПтТКв,

где Т — часы работы в смену с учетом техобслуживания машины, отдыха маши­ниста, равное 6,82 ч; Кв — коэффициент использования машины по времени, равный 0,85...0,95.

На практике эксплуатационную производительность определяют часто по объему отрытой траншеи или котлована и по времени, затраченному на выпол­нение этой работы.

Объем отрытой траншеи определяют геометрическими обмерами с по­мощью рулетки и рейки (для замера глубины траншеи) или маркшейдерским способом с применением теодолита и рейки.

Тогда эксплуатационную производительность машины Пэ (м3/ч) в плотном теле грунта находят по формуле

Пэ = V/Т

где V — объем отрытой траншеи, м3.

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 с целью повышения производительности машины. Они направлены на сокращение рабочего цикла и увеличение объема призмы волочения, повышение производительности и сменной выработки буль­дозера. 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 волочения 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.

Внедрение отвала и образование призмы волочения грунта на практике осу­ществляется тремя характерными способами. На горизонтальной поверхности отвал резко заглубляют в грунт на полную глубину Лтах, определяе­мую по загрузке двигателя, после чего его постепенно выглубляют до образования призмы волочения. Выглубление происходит по ступенчатой траек­тории.

При работе под уклон под действием массы машины увеличивается сила тя­ги и грунт копают равномерной стружкой.

Рис. 135. Способы внедрения отвала и образования призмы волочения грунта:

а - внедрение на максимальную глубину, 6 - постоянная глубина ре­зания под уклон, в - ступенчатое копание.

Длина пути набора призмы волочения iн, составляет 6... 10 м.

Для увеличения объема призмы волочения используют следующие рацио­нальные способы.

Движение бульдозера по одному и тому же следу (1)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. 136. Способы повышения производительности бульдозе­ров.

 

Работа бульдозера под уклон (угол альфа) увеличивает скорость движения и объем призмы волочения (IV). Этот способ следует чаше 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 у (VI) в зависимости от плотности и влаж­ности грунта имеет большое значение. При работе на влажных грунтах он дол­жен составлять 45...50°. Стружка грунта будет подниматься выше отвала, опу­скаясь в верхней зоне от козырька, и способствовать образованию призмы волочения большего объема. Во время работы на насыпных грунтах для роста призмы увеличивают угол резания до 60...65°.

Увеличению массы перемещаемого материала способствует использование уширителей и удлинителей (VII) за счет увеличения ширины отвала. Дополни­тельное оборудование рационально применять и на планировочных работах.

Открылки, установленные на боковинах отвала, повышают объем призмы волочения и, следовательно, производительность машины (VII).

Дополнительное оборудование повышает эффективность машины только на разработке легких грунтов и насыпных штабелированных материалов. В про­тивном случае перегружаются двигатель, трансмиссия и ходовая часть и сни­жается надежность работы машины.

Важными факторами повышения производительности машин являются по­вышение коэффициента использования машины по времени, снижение потерь времени по организационным причинам (определение фронта работ, перемеще­ние с объекта на объект), уменьшение простоев машин из-за поломок и неис­правностей путем своевременного проведения профилактических мероприятий и технического обслуживания машин.

Смотрите также:

 

 
< Пред.   След. >