Продуктивність бульдозерів. Розрахунок продуктивності бульдозера

При розробці котлованів, виїмок і насипів доцільно застосовувати бульдозерний комплект техніки, якщо середня дальність поздовжньої або поперечної перевезення не перевищує 100 метрів. Щоб вибрати найбільш оптимальну модель спецтехніки, необхідно порівняти продуктивність бульдозерів з різним тяговим класом і різним типом робочого обладнання. Найбільш перспективними є машини на гусеничному рушій. Техніка на пневмоколісному ходу затребувана менше. При розрахунку продуктивності землерийно-транспортної машини необхідно враховувати умови місцевості, характер робіт і інші фактори.

Основні відомості про бульдозерах

Бульдозер – землерийно-транспортна машина для пошарової розробки і транспортування грунту, розроблена на базі гусеничного або пневмоколісного трактора зі змінним навісним робочим устаткуванням – відвалом (плоский щит з бічними открилками), рамою і механізмом управління. Застосовується техніка з неповоротним і поворотним відвалом. У першому випадку робоче обладнання розташовується перпендикулярно поздовжньої осі, що дозволяє переміщати масиви грунту тільки попереду машини. Продуктивність бульдозерів з поворотним відвалом набагато вище, так як такі екземпляри здатні переміщувати грунт в сторону під кутом в 60 градусів, що дозволяє проводити грубі планувальні роботи. Механізм управління відвалом може бути канатно-блоковим і гідравлічним. Другий тип управління продуктивніше, так як дозволяє примусово заглиблювати відвал в грунт.

Тяговий клас машин

За допомогою бульдозерів виконується до 40 % всіх земляних робіт на будівельному ділянці. Вони найбільш ефективні при середньої дальності поздовжньої і поперечної перевезення від 100 до 150 метрів. При обладнанні машин спеціальними відвалами совкого типу ефективна дальність перевезення піщаних грунтів збільшується до 200 метрів. Основним параметром, що впливає на продуктивність, є тяговий клас – зусилля, з яким може штовхати грунт вперед бульдозер. Технічні характеристики машин впливають на обсяг переміщуваного земляного масиву, швидкість робіт. Згідно з цим параметру всі бульдозери поділяються на три групи:

Легкі, тягове зусилля яких не перевищує 60 кН. Вони застосовуються під час підготовчих, сільськогосподарських і допоміжних робіт.

Середні, з тяговим зусиллям 100-150 кН. Використовуються для розробки 1-3 групи грунту з попереднім розпушуванням.

Важкі, тягове зусилля яких перевищує 250 кН. Вони застосовуються при розробці щільних і твердих гірських порід.

Бульдозери застосовуються в комплексі з іншими землеройними машинами. Вони можуть використовуватися в якості штовхачів для самохідних і причіпних скреперів. Зазвичай до складу бульдозерного комплекту техніки входить трамбующая машина і розпушувач.

Фактори, що впливають на продуктивність

Розраховуючи продуктивність бульдозерів, необхідно враховувати фізичні і механічні показники розроблюваного земляного масиву, а також місцеві умови. До основних фізико-механічних характеристик грунту відносять:

гранулометричний склад – співвідношення розмірів частинок грунту по масі;

щільність – маса ґрунту в одиниці його об'єму;

пористість – кількість порожнеч між зернами, виражене у відсотковому відношенні за масою;

число пластичності – діапазон вологості, в якому грунт має пластичними властивостями і не переходить у текучий стан;

набухаемость – здатність земляного масиву збільшуватися в об'ємі при перезволоженні;

кут внутрішнього тертя – опірність частинок грунту зрізу.

До місцевих умов, що впливає на продуктивність бульдозерів, відносять характер рельєфу і технологічні особливості будівельного об'єкта. На рівнинному і прямолінійному ділянці з мінімальною дальністю поперечної перевезення швидкість виконання робіт набагато вищі, ніж на горбистій місцевості.

Розрахунок продуктивності бульдозерів

Продуктивність бульдозера залежить від типу виконуваних робіт. Це можуть бути землерийно-транспортні або планувальні роботи. В першому випадку продуктивність виражається у м 3 /год, у другому – м 2 /ч. Детальніше зупинимося на землерийно-транспортних роботах. Експлуатаційна продуктивність визначається тим об'ємом земляного масиву, який спецтехніка здатна розробити і перемістити за одиницю часу, тобто за одну годину. Розрахунок продуктивності бульдозера ведеться за формулою Для розрахунку продуктивності, максимально наближеної до реальної, вводять поправочні коефіцієнти:

k y – вплив ухилу земляний майданчики. Під час роботи на ухилах від 5-15 % значення збільшується від 135 до 225; при розробці ґрунту на підйомі коефіцієнт зменшується з 067 до 04;

k у – значення, враховує час використання машини (k у = 08-09);

k н – коефіцієнт наповнення геометричного об'єму призми волочіння (k н = 085-105).

Для розрахунку продуктивності необхідно також знати обсяг призми волочіння (V гр ) і тривалість робочого циклу машини (Т ц ).

Розрахунок об'єму призми волочіння

Характерною особливістю роботи машини є той факт, що ківш бульдозера переміщує ґрунт до так званої формі волочіння. При цьому обсяг призми розраховує за формулою Тут В і Н – довжина і висота відвалу відповідно, k н коефіцієнт обліку втрат землі під час її переміщення, приймається рівним 085-105 k р – ступінь розпушення грунту.

Тривалість циклу

Для розрахунку тривалості робочого циклу, тобто часу, який витратить трактор-бульдозер на розробку одного шару ґрунту, необхідно усвідомити, що вся довжина поздовжньої або поперечної перевезення розбивається на кілька відрізків. Сама тривалість розраховується за формулою Тут l p , l n і l o = l p +l n – довжини ділянок різання, переміщення ґрунтового масиву і зворотного ходу спецтехніки, а v p , v n і v o – максимально можливі швидкості на цих ділянках. Коефіцієнт t n враховує час, який машиніст витрачає на перемикання передач під час роботи. Зазвичай воно складає 15-20 секунд.

Продуктивність бульдозера при клиновий схемою роботи

Застосування клиновий схеми набору ґрунту можливе лише з тими машинами, які обладнані гідравлічним механізмом управління відвалом. Таким, наприклад, є бульдозер "Шантуй СД32". Відмінною особливістю цього принципу розробки грунту є той факт, що зусилля різання поступово зменшується у міру збільшення призми волочіння. На початку роботи всі сили машини спрямовані на занурення відвалу в грунт на максимальну глибину h max і різання земляного масиву. По мірі руху грунт накопичується перед бульдозером, з-за чого зростає опір руху. Для подальшої роботи машиніст повинен збільшувати прикладається тягове зусилля або зменшити глибину різання.

Товщина земляний стружки

Найчастіше вдаються до другого варіанту, але у такому разі частина землі «губиться» у бічних валиках (чим поганий і бульдозер "Шантуй"). Щоб компенсувати ці втрати, машина на всьому шляху руху повинна зрізати «стружку», яка розраховується за формулою Тут k п – поправка, що враховує втрати грунту під час транспортування, k пр коефіцієнт призми волочіння, який береться з експлуатаційних характеристик машини, L п – довжина ділянки, на якій відбувається різання грунту. Вона визначається як відношення об'єму призми волочіння до площі розроблюваного ділянки.

Вплив типу відвалу на продуктивність

В залежності від характеристик грунту, а також від поставлених завдань перед бульдозером доцільно використовувати певні типи відвалів. Це скоротить термін виконання робіт, а також збільшить ефективність спецтехніки. Змінним відвалом обладнують будь-які машини, в тому числі і бульдозер "Комацу" японського виробництва. Серед основних видів робочого устаткування варто виділити:

рекультивационний підвид, який використовується для зняття верхнього родючого шару землі, чорнозему;

різновид для переміщення вугілля і тріски – застосовується при розробці корисних копалин, має напівсферичну форму і гидроперископ;

«торф'яна» різновид має зменшеною висотою, але збільшеною довжиною і використовуються для збагачення з/х полів;

відвали для підготовки майданчика – кущорізи і корчевателі, які оснащуються зубами, випускаються V-подібної форми і призначені для розчищення місцевості від дерев і чагарників.

Найбільш прогресивним (в плані можливості встановлення різного робочого обладнання) є японський бульдозер "Комацу". Всі моделі спецтехніки можуть оснащуватися будь-яким з представлених відвалів, що наділяє їх високою функціональністю і робить універсальними машинами для будівельного об'єкта. Розрахунок продуктивності бульдозера необхідно проводити для зниження вартості земляних робіт. На основі отриманих даних можна підібрати найбільш оптимальну для роботи спецтехніку, скоротити термін виконання робіт і заощадити чимало коштів.