62 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет производительности бульдозера при разработке грунта

Расчет основных рабочих параметров бульдозера;

4.2.1. Тяговый расчет бульдозера

Сопротивление грунта резанию и перемещению преодолевается тяговым усилием бульдозера, которое должно быть несколько больше суммы всех возникающих сопротивлений. Усилие для преодоления этих сопротив­лений следует определить для наиболее тяжелых условий работы бульдозера, когда он при копании и перемещении грунта движется на подъем и призма волочения грунта достигает максимальной величины (высоты отвала).

В данном примере предложена методика расчета тягового усилия бульдозера с неповоротным отвалом и бульдозера универсального типа.

При разработке грунта бульдозером с неповоротным отвалом (угол поворота отвала к оси трактора в плане равен 90 0 ) максимальное сопротивление перемещению бульдозера Р в момент окончания набора грунта отвалом складывается из следующих величин:

где Рр – сопротивление грунта резанию;

Рпр сопротивление перемещению призмы грунта (призмы волочения) перед отвалом;

Рс сопротивление от скольжения грунта вверх по отвалу;

Рн – сопротивление трению ножа отвала бульдозера по грунту;

Рт сопротивление перемещению тягача.

Расчет проводится по методике приведённой в учебном пособии [4], или по упрощенной методике (Грабчак Л.Г. и др., 1990) (формула 4.1.)

Рр – движение при резании:

Рm перемещению базовой машины:

Рн – движенияотвала:

Рпр движения призмы волочения:

Рс движения грунта вверх по отвалу:

В приведенных формулах:

Gб.н, Gб.0 – соответственно масса базовой машины и базового отвала, кг;

В – длина отвала, м;

h– средняя толщина стружки, м;

Кр = 4000. 10000 кг/см 2 – коэффициент удельного сопротивления резанию;

f = 0,008. 0,12 – коэффициент, сопротивления перекатыванию;

μ = 0,5. 0,7 – коэффициент трения грунта о сталь;

μт = 0,8. 1,0 – коэффициент трения грунта о грунт;

γр объемная масса разрыхленного грунта, кг/м 3 ;

Vф фактический объем грунта, перемещаемый бульдозером, м 3 .

Необходимая мощность (в Вт) базовой машины

N = , (4.7)

где υ– скорость движения бульдозера, м/с;

η– механический КПД базовой машины, равный 0,75.

4.2.2. Производительность бульдозера. Производительность бульдозера при резании и перемещении грунта определяют из следующего выражения:

Q = , (4.8)

где Кв – коэффициент использования бульдозера во времени

q объём грунта перед отвалом плотном теле, м 3 ;

q = (4.9)

l – длина отвала, мм;

b – высота отвала, м;

КП – коэффициент, учитывающий потери грунта и зависящий от длины перемещения – 0,005. 1,0;

Кпр– коэффициент, зависящий от характера разрабатываемых пород;

· для связных пород – Кпр = 0,8…0,9;

· для несвязных Кпр = 1,2…1,3;

φ – угол естественного откоса грунта;

tц – длительность одного цикла при движении без поворотов бульдозера (движение задним ходом, L = Lр + Lп ≤ 50 м), с;

tц = (4.10)

При движении на начало работ с разворотом бульдозера (L = Lр + Lп; 50 2 / ч,(4.18)

где L – длина планируемого участка;

φ – угол установки отвала в плане;

b1 – величина перекрытия прохода (b1 = 0,5);

n – число проходов по одному месту (n =1. 2);

ν –рабочая скорость движения бульдозера (при резании);

tпов – время поворота бульдозера (tпов = 10. 15 с).

Производительность бульдозеров российских и зарубежных тракторостроителей

Производительность бульдозера определяется как объем работ, выполненный за единицу времени. При составлении проекта работ, осуществлять которые будут бульдозерные агрегаты, важно применить корректные параметры производительности машин в условиях, определенных техническим заданием на проект.

Читать еще:  Сфера применения и особенности сварной арматурной сетки

Расчет производительности

В первую очередь определяются теоретические параметры искомого показателя, затем необходимо откорректировать его в соответствии с условиями будущей строительной площадки. В итоге получим реальную производительность машины для конкретного проекта.

Расчеты ведутся по формуле:

  • Q — искомая производительность машины, м3 /ч;
  • q — производительность бульдозера за цикл, м3
  • См- рабочий цикл по времени, мин;
  • e — коэффициент, учитывающий угол уклона;
  • E: коэффициент, учитывающий продуктивность бульдозера

Цикловая (теоретическая) производительность определяется:

q1 — вместимость отвального устройства (м3)

a — коэффициент, учитывающий заполнение отвала

Выбор коэффициента (a)

Время цикла (движение, разворот и смена режима КПП), определяется по формуле:

D – плечо перемещения разрыхленной массы, м;

F — темп переднего хода, м/мин

R — темп заднего хода, м/мин

Z — время, затраченное на переключение КПП, мин.

  • F и R — определяются исходя из скорости перемещения вперед 3-5 км/ч, назад 5-7км/ч;
  • Z – для механической трансмиссии 0,10 мин, для гидромеханики 0,05 мин.

Коэффициент e, учитывающий угол уклона определяется по специальному графику и составляет 0,75 при движении на 15% уклон, 1,2 при перемещении под 15% уклон.

Коэффициент E, учитывающий продуктивность бульдозера выбирается в зависимости от условий эксплуатации: хорошие – 0,83, средние – 0,75, ниже чем средние – 0,67, плохие – 0,58.

Существуют более точные методы расчета, на основе которых предлагается графический и табличный материал для определения технической производительности бульдозера. Алгоритм подсчета заложен в программное обеспечение вычислительных устройств строительных и машиностроительных центров, в бортовые компьютеры современных агрегатов.

Производительность бульдозеров российского производства и их зарубежных аналогов

Техническая производительность машин зависит от 4 факторов:

  1. Вместимости отвального устройства, формируещего объемы перемещаемого материала в призме волочения.
  2. Параметра мощности силового агрегата трактора, обеспечивающего темп перемещения и маневренность.
  3. Длины плеча рабочего участка, от которого зависит время цикла и потери породы из призмы волочения.
  4. Характеристик пород грунта рабочего участка.

Для конкретной машины любого производителя объемный параметр переработки грунта за единицу времени зависит от 2 и 3 фактора, в большей степени от энергонасыщенности машины, обеспечивает которую силовой агрегат. Конструкция и объем отвального устройства также во многом зависят от мощности мотора.

Энергонасыщенность зарубежных агрегатов выше, отвальные устройства более разнообразны по конструкции, объем призмы волочения, формируемый ими, значительно больше.

Производительность бульдозеров

Технические характеристики некоторых марок бульдозеров приведены в табл. 2, а расчеты производительности в формуле (1).

Производительность бульдозеров при разработке и перемещении грунта

, м 3 /ч, (1)

где q – объём грунта, перемещаемого перед отвалом, м 3 ;

tЦ – время полного цикла, ч;

KГР – коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (табл. 3); Таблица 2

Технические характеристики бульдозеров

Значения KГР

KВ – коэффициент использования внутрисменного времени (KВ =0,75);

KТ – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (KТ=0,70); , м 3 , (2)

где h – высота отвала, м (см. табл. 2);

b – длина отвала, м (см. табл. 2);

KП – коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении, KП =0,85;

KР – коэффициент разрыхления грунта (KР=1,1 для песчаных грунтов, KР =1,2 для глинистых грунтов);

, ч, (3)

tЗ – затраты времени на резание (набор) грунта, ч;

, ч; (4)

– длина резания, м;

VЗ – скорость резания грунта, км/ч (см. табл. 2);

, м (5)

tП – затраты времени на перемещение и разравнивание грунта, ч;

tОБ.Х – время обратного хода, ч;

tПЕР – время на переключение передач, подъём и опускание отвала, ч;

, (6)

, (7)

где П – дальность перемещения грунта, м (П =10…40 м);

VП – скорость движения при разравнивании (перемещении) грунта (см. табл. 2);

VОБ.Х – скорость обратного (холостого) хода, км/ч (см. табл. 2).

Рис. 1. Бульдозер

Рис. 2. Типовые схемы разработки грунта бульдозером:

а) поперечная (челночная); б) поперечно-участковая:

г – вал грунта; а – щирина перекрытия полосы прохода; m – полоса временной дороги;

Читать еще:  Самый большой бульдозер в мире: как выглядит карьерный Комацу, что делает

b – длина отвала бульдозера; hСТР – толщина стружки зарезания;

1,2,3 и т.д. – номера проходов бульдозера

Производительность бульдозера при разравнивании материалов и грунтов

, м 3 /ч, (8)

где q – объём материала (грунта), перемещаемого бульдозерным отвалом, м 3 ;

tЦ – время полного цикла, ч;

KР.В – коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (табл. 4);

KГР – коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (см. табл. 3);

KВ =0,75; KТ =0,60; , м 3 , (9)

где h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

KП – коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении, КП = 0,85.

, ч, (10)

, ч (11)

, (12)

где П – дальность перемещения материала или грунта при разравнивании, м, зависящая от толщины разравниваемого слоя hСЛ (см. табл. 4 );

VП – скорость движения при разравнивании (перемещении) материала или грунта (см. табл. 2).

а) при разработке грунта

, м 3 /ч (13)

где a – угол установки отвала в плане, град. (a =50…60 О );

hСТР – толщина снимаемого слоя грунта, м;

KП.В – коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключение передач (KП.В=0,6);

Значения дальности перемещения грунтаПи KР.В

Перемещение грунта бульдозером ДЗ-8: средняя производительность в час, технические характеристики экскаватора

В зависимости от вида работ, для выполнения которых планируется выполнить бульдозером (см. например T170), производительность машины выражается по-разному. При разрабатывании грунта производительность считается в объеме, а при планировке земляной поверхности в площади.

На величину производительности оказывают влияние следующие факторы:

  • Физические показатели разрабатываемого грунта:
    • гранулометрическое наполнение
    • плотность,
    • пористость,
    • предел пластичности,
    • набухаемость;
  • Механические показатели: прочность, сжимаемость, просадочность, модуль упругости, характер структурных связей грунта;
  • Путь перемещения земли;
  • Рельеф строительной площадки;
  • Геометрические составляющие и тип отвала (посмотрите характеристики Б10М).

От характеристик грунта зависит и то, сколько его поместится в кузов самосвала. Об этом читайте тут.

Формула для вычисления при переработке одного объема грунта за единицу времени (м3/час)

Расчет при разработке грунта

При работах по разработке грунта и его транспортировке на расстояние бульдозер выполняет повторяющийся цикл действий. В этом случае производительность машины выражается формулой:

П=(q*n*Kn*Ki*Kb)/Kp,

в которой составляющими являются:

  • Р – производительность, м3/час;
  • q– объем грунта, который перемещается лопатой и определяется числовыми размерами отвала и факторов, влияющих на перемещение;
  • n – число повторяющихся кругов в единицу времени в соотношении с расстоянием транспортирования;
  • Кn – коэффициент, учитывающий потери объемов в боковые валики, зависит от расстояния перемещения и типа грунта;
  • Кi– коэффициент, характеризующий величину уклона пути движения машины;
  • Кв – коэффициент, показывающийстепень изначального разрыхления почвы;
  • Кр –коэффициент, определяющий рациональное использование трудового времени.
  • Количество циклов работы трактора за единицу времени (час):
  • n= 3600/tц

Продолжительность цикла:

  • tц=tн+tг.х.+tхх+2*tп+m*tп.п.+tо=lн/kv*vн+lг.х./ kv*vг.х.+(lн+lг.х.)/(kv*vх.х.)+2*tп+m*tп.п.+t0
  • где t – продолжительности:
  • tн – сбора грунта, с;
  • tг.х. – груженого прохода, с;
  • tх.х. – холостого хода, с;
  • tп. – одного поворотного действия (10-20 секунд);
  • tп.п. – одного перевода передачи скорости (5-6 секунд);
  • t0 – опускания лопаты в начальное положение (2 секунды).
  • m – количество изменений скоростей бульдозера за время одного хода;
  • lн – путь снимания грунта, м;
  • lг.х. –длина расстояния движения к месту скопления, м;
  • vн, vг.х, vx.x– скорости передвижения трактора при резании, движении грунта и возвратного хода, м/с;
  • kv – коэффициент, учитывающий уровень уменьшения скорости трактора по сравнению с расчетной: 0,7-0,75 при перемещении груза, 0,85-0,90 при возвратном холостом ходе;

Коэффициент утраченных объемов грунта в валунах зависит только от величины дальности перемещения грунта и выражается следующей зависимостью:

Kn=1-Ki*lг.х.

  • К1 –коэффициент, полученный лабораторным методом, величина которого изменяется в пределах 0,008…0,04, в зависимости от сухого или связного состояния грунта;
  • Lг.х. – длина, на которую перемещается грунт, м.

При необходимости перемещения грунта на расстояние свыше 30 м, использование бульдозеров считается нерациональным из-за больших потерь грунта во время движения. Перевозить грузы в таком случае можно самосвалами, например на любом из модельного ряда Камаз.

Читать еще:  Бульдозер Б-10: расход топлива в час, технические характеристики

Объем грунта, который способен переместить бульдозер на определенное расстояние, зависит от величины уклона места производства работ. Так на спусках с холма объем перемещенного грунта будет значительно больше, а значит и производительность машины увеличивается.

Трудно жить в частном доме зимой без снегоуборщика. Если вы задумались над приобретением этой техники, то прочитайте нашу статью.

Выбрать можно либо электрический снегоуборник, либо бензиновый. Чтобы внести ясность, ознакомьтесь со статье о бензиновых снегоуборщиках.

Если же у вас есть бензопила, и вы не хотите тратить деньги на снегоуборщик, то можно сделать его своими руками. Узнайте, как именно в этой статьей.

Пример расчета эксплуатационной производительности бульдозера и мощности

Исходные данные:

  1. Марка бульдозера – ДЗ -28 ;
  2. Тип почвы – суглинок;
  3. Расстояние срезания грунта – 10 м;
  4. Расстояние перемещения – 20 м.

Шаг 1. Определяем длительность одного цикла:

Для удобства заменим буквенные значения показателей на цифровые.

Т=t1+t2+t3+t4

  • t1 –продолжительность набора грунта, с;
  • t1=l1/v1=3,6*10/3,2=11,25 с.
  • 3,6 –коэффициент перевода единиц измерения скоростей (км/ч в м/с);
  • l1 – расстояние резания грунта, l1=10 м (по условию);
  • v1 –скорость передвижения трактора на пониженной передаче, v1=3,2 км/ч.
  • t2 – продолжительность груженого хода бульдозера, с;
  • t2=l2/v2=3,6*20/3,8=18,9 с.
  • 3,6 –коэффициент перевода единиц измерения скоростей (км/ч в м/с);
  • l2 – расстояние перемещения грунта, l2=20 м (по условию);
  • v2 –скорость передвижения бульдозера с учетом понижающего коэффициента для груженого трактора, v2=3,8 км/ч.
  • t3 – продолжительность холостого хода бульдозера, с;
  • t3=(l1+l2)/v3=3,6*(10+20)/5,2=20,8 с.
  • v3 –скорость передвижения бульдозера при обратном ходе с учетом понижающего коэффициента пустого трактора, v3=5,2 км/ч.
  • t4 – продолжительность времени, дополнительно затраченного на поднимание и опускание отвала, переключение скоростей движения и разворота бульдозера в обратную сторону.

Для данного типа бульдозера и, исходя из условия задания t4=25 с.

Продолжительность одного цикла составляет:

Т=t1+t2+t3+t4=11,25+18,9+20,8+25=76 с.

Шаг 2. Определяем машинную производительность бульдозера:

Производительность тягача вычисляется по формуле:

Пт=q пр*n*kн:kр,

  • qпр- объём перемещаемого грунта, м3;
  • qпр=L*H2:2*а=3,93*0,816^2/2*0,7=1,92 м3
  • L – длина лопаты бульдозера, L = 3,93 м,
    H – длина отвала лопаты, H=0,816 м,
    а = 0,7 – коэффициент, определяющий соотношение высоты и длины,
    n – число циклов за единицу времени работы (1 час):
  • п = 3600/Т=3600 : 76=47,4
  • kн=1,1 – коэффициент, зависящий от объема наполнения призмы отвала грунтом,
    kр=1,3 – коэффициент, показывающий степень разрыхления грунта,

Пт=qпр*п *kн/kр=1,9*47,4*1,1 : 1,3=76,2 м3/ч

Эксплуатационная производительность трактора определяется как соотношение:

П= Пт*kв= 76,2* 0,8=60,96 м3/ч

где kв– коэффициент, учитывающий рациональное использование рабочего времени, kв=0,8.

Сменная производительность бульдозера считается как:

П=8*Пэ=8*60,96=487,68 м3/ч,

где 8 – часы работы в смену.

Исходя из представленных формул, очевидно, что производительность бульдозера повышается, если в начальный момент работы отвал заглублен на максимально возможную глубину, а по мере того, как будет накапливаться грунт, глубина уменьшается.

Перед началом работы плотный грунт разрыхляется специальными зубьями, расположенными на задней части бульдозера. Это позволяет увеличить производительность до 30 процентов.

Распиловка грунта выполняется на пониженной передаче под уклон.
Для уменьшения потерь грунта при транспортировке, перемещать его следует на пониженной скорости.
Для сокращения потерь объема перемещаемого грунта, двигают его по одному и тому же следу.

При перемещении грунта на большие расстояния, весь объем делится на порции.
Выбор эффективного способа разгрузки грунта с отвала: в кучу, слоями или сталкиванием в котлован.

Возможно, вам также будет интересна статья про самые большие карьерные самосвалы в мире.

Обратный ход бульдозера к месту набора грунта осуществляется на максимально возможной при данных условиях работы скорости.

Производительность является важнейшей технической характеристикой и определяющим показателем эффективности работы такой строительной машины, как бульдозер (см. Б10М). Величина производительности для машин с цикличным принципом работы зависит прежде всего от длительности цикла.

Ознакомьтесь с рейтингом самых больших и мощных бульдозеров.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector