Определение эксплуатационной производительности ведущих землеройных машин

При определении эксплуатационной производительности ведущих землеройных машин необходимо учитывать, что большая их часть цикличного действия и от продолжительности цикла зависит их производительность. К машинам циклического действия относятся скреперы, бульдозеры, экскаваторы и ряд других машин. Рабочий цикл землеройных машин состоит из четырёх операций: набор грунта или погрузка грунта в транспортное средство; транспортировка грунта; укладка грунта в процессе выгрузки; порожний ход к месту погрузки.

Скреперы – землеройно-транспортная машина циклического действия, которые рабочим органом (ковш) послойно срезают грунт с поверхности забоя, транспортируют его и разгружают его в тело земляного полотна, кавальера или в отвал. Они бывают прицепными или самоходными. Отечественные скреперы маркируются индексами (ДЗ).

Бульдозером называют многофункциональную землеройно-транспортная машину циклического действия, выполненная на базе трактора-тягача и оснащённая навесным оборудованием, которым является отвал. Бульдозеры комплектуются оборудованием для рыхления грунта. Отечественные бульдозеры маркируются индексами (Т-170 и другие).

Экскаватор – землеройная машина циклического действия, предназначенная для разработки грунтов в выемках, карьерах и резервах при сооружении земляного полотна автомобильных, железнодорожных дорог, рытья котлованов и траншей при строительстве зданий и сооружений различного назначения, вскрышных работ при добыче полезных ископаемых. Отечественные экскаваторы маркируются индексами (ЭО, ЕТ, ЕК). Землеройные машины непрерывного действия рассчитывается по другим формулам.

Эксплуатационная производительность скреперов определяется по формулам:

 

м³∕час; (30)

 

где q_k – геометрическая ёмкость ковша м³ для отечественных скреперов от 4,5 до 15;

К_н – коэффициент наполнения ковша;

К_р – коэффициент рыхления грунта в ковше скрепера 1-1,4;

К_в – коэффициент использования машины по времени (нормативный – 0,85);

n – число циклов скрепера в час;

n=Т/t_ц = 60/ t_ц,

(31)

где Т – время работы скрепера, мин;

t _ц.– продолжительность цикла скрепера, с;

t _ц = l_загр ∕ v _н+ l _г ∕ v _г+ l _р ∕ v _р+ l _п ∕ v _п;

v _н – скорость загрузки 3-5, м∕с;

v _г – скорость гружённого скрепера, м∕с;

v _р – скорость разгрузки, м∕с;

v _п – скорость порожнего скрепера, м∕с;

l _з, l _г, l _р, l _п – длинна путей загрузки, движение с грунтом, разгрузка, движение в порожнем состоянии;

 

Длина хода загрузки, м

l _з= q_k·К_н·/h·a К_р, (32)

где h – толщина слоя срезаемого грунта в м

0,15 – 0,35;

а – ширина полосы захватки, в м для отечественных скреперов 2,4 – 3,5.

Длина хода выгрузки, м где

l _в = q_k·К_н/h₁·a (33)

где

h₁ – толщина укладываемого слоя 0,15 – 0,50.

Производительность в м³∕час может составлять отечественных скреперов от 19 до 67 м³∕час.

Эксплуатационная производительность бульдозеров определяется по формуламм³∕час:

м³∕час; где (34)

t_ц.б – продолжительность одного цикла, с.

(35)

 

t ₁ – время транспортирования грунта, бульдозера, t ₁ = l _ср ∕ v ₁ (36)

l _ср – средняя дальность перемещения грунта в м;

v ₁ – скорость перемещения грунта;

t ₂ – время подъёма отвала в транспортное положение (10 с);

t ₃ – время на переключение передач и повороты в конце рабочего хода (20 с);

t ₄ – время обратного хода (в порожнем состоянии) t ₄ = l _ср ∕ v ₄ в с; (36)

v ₄ – скорость в порожнем состоянии;

t ₅ – время на переключение передач и повороты в конце обратного хода (20 с);

t ₆ – время на опускание отвала в рабочее положение (10 с)

q_б – объём грунта вплотном теле, перемещаемый бульдозером, м³

q_б = (0,7-0,8)b₀h² ₀ (b₀ – ширина отвала бульдозера, h ₀ – высота отвала в м),

примерно 4103 ×1520 мм (по техническим характеристикам бульдозеров);

К_в – коэффициент использования машины по времени (равен 0,85 – 0,9);

к_р – коэффициент разрыхления грунта, равный 1,1– 1,3.

Дальность перемещения грунта при разработки выемки в насыпь до 300 м.

Технические характеристики отечественных бульдозеров приведены в таблице 3.5

таблица 3.5

Параметры	Т-11.01ЯМ	Т-15.01ЯМ	Т-15.01Я	Т-20.01К	Т-35.01Я
Ёмкость отвала, м3	7,5	9,2	8,5	11,6	20,6
Размер отвала мм×мм	4060×1475	4103×1520	4180×1560	4225×1700	550×2000
Высота подъёма над землёй, мм
Рыхлительное оборудование
Число зубьев

 

Примечание:

Умножая часовую производителность землеройной техники на количество часов в смене и суточную производительность зная число смен в сутках.

 

Эксплуатационная производительность экскаваторов определяется по формулам:

м³∕час, где (37)

К_н – коэффициент наполнения ковша;

К_р – коэффициент рыхления грунта в ковше экскаватора приведены в табл.;

К_в – коэффициент использования машины по времени (нормативный – 0,85);

q_э – геометрическая ёмкость ковша;

n_э – число циклов экскавации в одну минуту, принимается по таблице 3.6.

Коэффициент рыхления грунта приведен в таблице 3.6

 

Таблица 3.6

 

Группа грунта	I	II	III
	1,1	1,2	1,25

 

Коэффициент наполнения ковша экскаватора приведен в таблице 3.7

 

Таблица 3.7

Грунт	Группа грунта	Прямая лопата	Обратная лопата
Глина средняя	II	1,08 – 1,18
влажная	III	1,3 – 1,5
тяжелая	IV	1 – 1,1
Суглинок при естественной влажности	I	1,05 – 1,12
Песок и гравий	II	1,15 – 1,23

 

Число циклов экскавации в минуту при разработке грунта в выемках и карьерах приведен в таблице 3.8

таблица 3.8

Ёмкость   Ёмкость ковша, м3	Способ разработки
С погрузкой в транспортное средство	На вымет
Группа грунта
I	II	III	I	II	III
Обратная лопата
0,5	2,74	2,45	2,12	2,88	2,64	2,29
0,65	2,62	2,37	2,0	2,74	2,52	2,39
1,25	2,28	2,07	1,77	2,32	2,19	2,02
1,5	2,3	1,88	1,81	2,33	2,04	1,9
	Прямая лопата
0,5	3,03	2,5	2,38	3,14	2,81	2,54
0,65	2,88	2,44	2,19	3,03	2,91	2,6
0,8	2,81	2,36	2,21	2,95	2,64	2,53
1,0	2,45	самосвалах	1,97	2,62	2,31	2,24
1,25	2,5	2,14	2,07	2,78	2,5	2,31
2,5	2,22	1,91	1,71	2,37	2,02	1,88