Производительность бульдозера: как рассчитать и повысить

2

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 производительности бульдозера при переработке одного объема грунта за единицу времени (м3/час)

Производительность бульдозера при разработке грунта
Производительность бульдозера 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;
Объем грунта
Объем грунта
Коэффициент утраченных объемов грунта в валунах зависит только от величины дальности перемещения грунта и выражается следующей зависимостью:

Kn=1-Ki*lг.х.

где:

  • 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.

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 производительности

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

где:

  • 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:

Машинная производительность бульдозера
Машинная производительность бульдозера
Производительность тягача вычисляется по формуле:

Пт=q пр*n*kн:kр,

где:

  • 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.

Производительность бульдозера
Производительность бульдозера
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.

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.

Поделиться
Записи по теме
Смотрите также
Обсуждение2 комментария
  1. leere

    Ещё бы в формулу добавить толковость тракториста, и состояние техники… Как показывает практика, это и является главными факторами в производительности:) Кстати то, что перемещение грунта на расстояние свыше 30м нерационально, не факт, тут зависит от вида работ, которые выполняет бульдозер, и от вида грунта, расстояние может быть и больше. И ещё, перемещение такого-то объяма в метрах кубических- тоже не единственный показатель производительности, т.к. бульдозер выполняет ещё и планировку территории. Как они выражаются,- «ландшафтный дизайнер я, планировку делаю на бульдозере!»:))
    А скорость планировки зависит от отвала, веса и скорости перемещения бульдозера, метры кубические совсем не при чём.

    • Эдуард

      доброго времени суток
      задачку неможем решить
      В=2500м
      Кн=0,8
      м=3
      v-3,78km/h
      a-альфа угол лопаты- 90
      рассчитать эксплуатационную производительность при планировке грунта

Комментировать