20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Производительность скрепера и бульдозера

15.06.2018
Объем породы в плотном теле q, доставляемой ковшом скрепера или ножом бульдозера к месту разгрузки, и число заездов, совершаемых за смену, определяют сменную производительность скрепера или бульдозера:
Производительность скрепера и бульдозера

где E — геометрическая емкость ковша скрепера или объем вала впереди ножа бульдозера на горизонтальном участке, м3;

р — коэффициент разрыхления породы в ковше;

nн — коэффициент заполнения ковша у места доставки, зависящий от крепости и способа выемки породы.

Вал породы, перемещаемый бульдозером, имеет сложные очертания. С боковых сторон (рис: 11) угол вала 6; 12; 4 соответствует углу естественного откоса разрыхленных пород. При перемещении переувлажненных пород, когда этот угол менее 32°, вершина вала не достигает верхней грани ножа, и вал приобретает очертания, близкие к треугольной пирамиде (рис. 11, а). В этих случаях высоту вала определяют по уравнению

где Д — длина ножа, м;

b — угол естественного откоса разрыхления пород, град;

o = ctg b — коэффициент заложения бокового откоса вала.

Угол б для песчано-глинисто-галечных пород при влажности 12—20% находится в пределах b = 32—40°, а при влажности 30— 35% снижается до b = 7—12°.

В наиболее распространенных условиях угол б больше 32°, поэтому вал имеет высоту, равную высоте ножа, а на уровне верхней его кромки (рис. 11, б) образуется почти горизонтальный гребень U = [7, 8]. Размеры этого гребня определяются уравнением

где В — высота ножа, м;

m — глубина борозды, м.

Вал занимает пространство впереди ножа на расстоянии L, которое зависит от длины ножа и угла откоса в передней части вала.

На горизонтальной поверхности эта величина определяется уравнением

где b1 — средний угол откоса 6, 10, 13 в передней части вала, град;

е, е — опытные коэффициенты; для бульдозеров мощностью 108— 180 л. с. они равны е = 0,6; е = 0,01;

w — коэффициент борозды; в зависимости от глубины он имеет следующие значения: m...0; 0,1 м, 0,2 м; 0,4 м; w...1; 1,02; 1,06; 1,17;

х — степенной показатель; на основании отдельных опытов этот показатель может быть принят равным х = 0,5.

Угол откоса в передней части вала b1 больше угла естественного откоса разрыхленных пород на 3—7°, особенно у самого основания вала. Поэтому в породах нормальной влажности на верху гребень 7, 8 переходит в слабонаклонную площадку 7; 6; 5; 8 с продольной длиной l:

где b1 — ctg b1 — коэффициент заложения переднего откоса вала.

При перемещении вала породы по борозде глубиной т или по полосе с боковыми валиками объем вала возрастает из-за образования призматической его части (рис. 11, в), т. е. величин L и l. Необходимо, чтобы бульдозером можно было перемещать вал не только на горизонтальной поверхности, но и на подъемах. Поэтому возможность перемещения наибольшего его объема E следует проверять по наибольшему тяговому усилию трактора, исходя из силы сцепления гусениц:

где T — тяговое усилив на крюке при движении на первой скорости, или сила сцепления, кгс;

e— коэффициент запаса мощности или сцепления (e = 1,1 /1.2);

у — объемный вес породы в разрыхленном состоянии, кг/м3;

f — коэффициент трения вала породы при перемещении по борозде; для песчано-глинистых пород при влажности не более 20% f = 0,4/0,7; при разжиженных породах коэффициент трения уменьшается;

gт — масса бульдозера, кг; б — угол подъема выезда, град;

ор — удельное сопротивление пород резанию, кгс/см2; для глинистых пород ор = 0,8/2, для песчанистых пород ор = 0,5/0,7;

Д — длина ножа, см; d — толщина подрезаемой стружки, см.

Во время перемещения, когда подрезку стружки прекращают, третий член уравнения в числителе равен нулю.

Объем вала, который может разместиться перед ножом, по теоретическим уравнениям определяется приближенно, так как очертания вала сложные и непрерывно меняются в зависимости от условий выемки и перемещения. Поэтому удобнее этот объем определять, подразделяя его на простейшие геометрические тела.

В общем виде при образовании вала в борозде объем подсчитывается по уравнению И. Шаповаловой:

Первый член уравнения выражает объем задней части вала 1; 14; 7; 5; 9; 15; 3; 4; 5; 6; 12; 2; 1, а второй член — объем передней части 2; 12; 6; 5; 4; 3; 11; 10; 2.

При выводе уравнения принята прямолинейная форма ножа, соответствующая линии 2; 4 (рис. 11, г). При сложной форме ножа следует вносить поправку в объем вала в зависимости от соотношения площадей 1; 2; 3 и 2; 4; 5. Для большинства конструкций с прямыми несферическими ножами эта поправка не превышает точности подсчета объема. Если величина l и U получаются отрицательными, то при расчете их необходимо принимать равными нулю. Если борозда отсутствует, объем вала определяют, принимая т = 0.

Объем перемещаемого вала бульдозером мощностью 100 л. с. при влажности 10—20% составляет: для пород II—III категорий 1,5—1,7 м3 измеренных в целике; IV категории 1—1,3; V категории 0,5—0,6; для взорванных мерзлых пород 1,1-1,2; для переувлажненных с 30—40%-ной влажностью 0,3—0,5 м3. Для более мощных бульдозеров объем вала увеличивается: 130 л. с. — в 1,2 раза; 180 л. с. — в 1,5; 250 л. с. — в 2,4 и 385 л. с. — в 3,3 раза.

Приведенные выше уравнения определяют объем вала, который может разместиться впереди ножа на горизонтальной плоскости. Объем породы, доставляемой к месту разгрузки, зависит не только от объема перемещаемого вала, но и от условий его перемещения, определяемых наклоном поверхности и способом выемки.

При перемещении вала под уклон (рис. 10, в) протяженность вала впереди ножа возрастает, поэтому возможно разместить и перемещать большой объем породы. На подъеме (рис. 10, г), наоборот, протяженность вала и размещаемый в нем объем уменьшаются. Изменение объема вала на наклонном пути происходит постепенно, поэтому на его объем оказывает влияние также и протяженность этого пути.

Способ выемки предопределяют не только условия выемки, но и перемещения вала по поверхности или в борозде. От этого зависят потери породы вследствие отсыпки ее из вала в стороны.

Все эти особенности процесса выемки и доставки пород бульдозером учитываются коэффициентом заполнения ножа nн, который равен отношению доставленного объема вала у места разгрузки к объему вала, набранного в забое:

где nн — коэффициент заполнения ножа у места доставки;

v — коэффициент наклона пути;

lc — среднее расстояние доставки по горизонтам, м;

ly — средняя протяженность наклонного пути по горизонтам, м;

v — опытный коэффициент; для бульдозеров мощностью 100 л. с. v = 0,8;

e — коэффициент перемещения.

Коэффициент наклона пути учитывается влияние подъема или уклона на заполнение ножа валом породы:

где k — коэффициент конструкции ножа;

е — коэффициент направления уклона;

i — наклон или уклон пути; при перемещении вала на подъем принимают знак плюс, а под уклон знак минус; такое же правило знаков принимают и при решении уравнения (8).

Коэффициент направления уклона имеет сложную зависимость. Так, при перемещении на подъем, когда i изменяется от нуля и до 0,05, величина e = 0; при большой величине подъема e = i—0,05 и его величина положительна; при перемещении под уклон е = ui и величина его отрицательна (u — коэффициент мощности, зависящий от мощности бульдозера).

Коэффициент конструкции ножа к учитывает влияние конструктивных данных бульдозера на изменение заполнения ножа валом породы при движении по наклонной поверхности, а р учитывает степень влияния уклона на заполнение вала в зависимости от мощности двигателя. На основании обработки данных наблюдений значения коэффициентов следующие:

Коэффициент перемещения e учитывает влияние расстояния перемещения и способа выемки на потери пород, а следовательно, и на относительный объем пород, доставляемых к месту разгрузки. Для различных способов выемки коэффициент перемещения изменяется в пределах e = 0,4—1.

При подсчете производительности машины необходимо определить ее скорость движения для различных условий пути и длину пути, а также среднюю скорость грузового и порожнякового хода.

Длина пути груженого скрепера в зависимости от расположения отвала торфов относительно забоя

где lн — длина пути наполнения ковша, м;

L — полная длина заезда скрепера, м;

е — коэффициент грузового хода; для скреперов у = 0,4/0,55, для бульдозеров е = 1, т. е. L равна длине грузового хода.

Для расчетов скорости грузового хода vг приравнивают к средневзвешенной в зависимости от отрезков пути и выдерживаемой при этом скорости. Для этого при упрощенных расчетах путь подразделяют на три отрезка с различными скоростями движения и среднюю скорость подсчитывают по уравнению

где l', l'', l''' — соответственно длина пути с легкими условиями, тяжелыми, средними условиями грузового хода, м;

v', v'', v''' — соответственно скорость движения на отрезке с легкими условиями пути, тяжелыми условиями пути; средними условиями пути, м/мин.

Длину порожнего хода скрепера lп определяют как разность

где lp — длина пути разгрузки ковша, м.

Скорость движения порожней машины vп более постоянна и обычно на большей части пути выдерживается близкой к четвертой, а когда дорога очень ровная — к пятой скорости.

В приближенных расчетах длину грузового и порожнякового пути принимают равной половине длины заезда, а протяженность пути заполнения и разгрузки ковша не учитывают. Для бульдозера длина порожнего хода равна длине заезда.

Продолжительность заезда t подсчитывают по уравнению

где t1 — время заполнения ковша скрепера или ножа бульдозера, включая время остановки для переключения на рабочий ход, мин;

t2 — время разгрузки ковша скрепера или время остановки бульдозера для переключения на порожний ход, мин. Число заездов N, которое совершает машина за смену, определяют по уравнению

где T — продолжительность смены, ч;

nи — коэффициент использования времени за рабочую смену. Коэффициент использования времени за рабочую смену в зависимости от технологии работ и организации обслуживания и ремонта машин изменяется от 0,67 до 0,85,

В табл. 8 приведены нормы выработки на вскрыше в м3 в плотном теле за 1 ч сменного времени для бульдозеров и скреперов, принятые на Колымских приисках.

Примечания. Для бульдозеров:

1) при перемещении пород на подъем свыше 3° на каждый 1 м вертикального подъема горизонтальный путь увеличивать для бульдозеров, указанных в табл., на 4,2; 3,8; 3,2; 3 м;

при перемещении породы вниз с уклоном более 3° на каждый 1 м вертикального спуска горизонтальный путь уменьшать на 3,2; 2,9; 2,4; 2,2 м;

2) принимать поправочные коэффициенты к нормам выработки:

а) при работе в породах, содержащих большое количество льда, и на неосушенных площадях k = 0,8;

б) при зачистке плотика (актировке) k = 0,5;

в) при перевалке торфов k = 1,25;

г) при проходке траншей, возведении насыпей k = 0,85;

д) при разваловке конусных отвалов k = 0,72/0,77 относительно норм II категории пород; в нормы не входит образование въезда;

е) при добыче песков с погрузкой в бункер нормы снижаются, переводной коэффициент для бульдозеров k = 0,8/0,92; наименьшие значения принимаются для пород повышенной категории и бульдозеров мощностью 108 л. с. наибольшие для бульдозеров 250 л. с.;

ж) при выемке предварительно разрыхленных пород IV категории k = 1,2;

з) при бороздовой выемке k = 1,15;

и) нормы указаны для бульдозеров без открылков; при установке открылков или сферическом ноже для пород I—III категории k = 1,15;

3) нормы рассчитаны при толщине талого слоя не менее 10 см и при кусковатости взорванных пород не менее 40 см.

Для скреперов:

1) нормы рассчитаны для выкладки торфов одного борта разреза;

2) при выкладке торфов по обоим бортам разреза для указанных в таблице расстояний переводной коэффициент k = 1,05/1,12; наименьшие значения принимаются для малых расстояний перемещения;

3) при разгрузке песков в бункер переводной коэффициент k = 0,9;

4) при передвижении скреперов по породам, в которые колеса погружаются более чем на 10 см, а гусеницы буксуют, переводной коэффициент k = 0,87.