Угол естественного откоса грунта

Грунт	Угол естественного откоса, град, при состоянии грунта
сухом	влажном	мокром
Гравий
Песок крупный
Песок средней крупности
Песок мелкий, супесь		30…35	15…20
Глина
Суглинок
Растительный грунт
Торф без корней

, (3)

, (4)

где и - длины соответственно участков резания, перемещения грунта и обратного хода бульдозера, м; - площадь срезаемого слоя грунта, м²; - средняя толщина срезаемого слоя, м; - скорости трактора при резании, перемещении грунта и обратном ходе, м/с; - время на переключение передач в течение цикла ( с).

В зависимости от условий работы, мощности двигателя и типа отвала резание грунта производится на скорости 2,5...3,5 км/ч для гусеничного и 3,5…5 км/ч для колесного бульдозера, перемещение грунта - на скорости соответственно 2,5...5 и 5…8 км/ч, обратный (холостой) ход – при скорости 5…10 и 10…20 км/ч. Длина пути резания грунта составляет 5…10 м.

Бульдозер находится в движении без пробуксовывания при условии, что сцепная сила тяги больше окружного усилия ни ведущей звездочке движителя и больше полного сопротивления передвижению , т. е. .

Сцепная сила тяги на гусеницах (ведущих колесах), кН

, (5)

где - вес бульдозера с трактором, кН; - коэффициент сцепления движителя с опорной поверхностью ( для гусеничных и для пневмоколесных машин).

Полное сопротивление движению бульдозера (кН)

, (6)

где - сопротивление движению бульдозера с трактором, кН; - сопротивление грунта резанию, кН; - сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала, кН; - сопротивление трению грунта по отвалу, кН.

, (7)

где - вес бульдозера с трактором, кН; - коэффициент сопротивления движению трактора по грунту ( ); - уклон пути; - угол наклона пути движения бульдозера к горизонту, град; знак «+» принимается при работе на подъем, «-» - при работе под уклон.

, (8)

где - удельное сопротивление грунта резанию, кПа (см. табл. 1); - угол установки отвала в плане, град.

, (9)

где - плотность грунта, т/м³ (см. табл. 1); - ускорение свободного падения ( м/с²); - коэффициент трения грунта по грунту ( , причем меньшие значения для влажных и глинистых грунтов).

, (10)

где - угол резания, град; - коэффициент трения грунта по стали ( - для песка, - для супесей и суглинка, - для глины).

Эксплуатационная производительность скреперов (м³/ч) определяют как

, (11)

где - вместимость ковша скрепера, м³; - коэффициент его наполнения ( , причем меньшие значения для сухих песков, а большие для супесей и суглинков с влажностью 4…6%); - коэффициент использования скрепера во времени ( ); - продолжительность рабочего цикла, с; - коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера (табл. 1).

Продолжительность рабочего цикла определяют суммой:

, (12)

где и - длины участков соответственно набора грунта (заполнение ковша), транспортировки грунта, разгрузки ковша и порожнего хода скрепера, м; и - скорости скрепера соответственно при заполнении ковша, транспортировке грунта, разгрузке и порожнем ходе, м/с; - время на переключение передач тягача, с; - продолжительность одного поворота, с (в среднем 12...15 с); - число поворотов за рабочий цикл.

Длины путей копания (м) и разгрузки (м):

; , (13)

где - ширина ковша (срезаемой полосы грунта), м; - средняя толщина срезаемого слоя грунта, м; - толщина слоя отсыпки, м.

Набор грунта скрепером производится на участках длиной 12…30 м, а разгрузка ковша скрепера на участках длиной 5…15 м. При заполнении ковша скорость движения скреперов составляет 2...4 км/ч, при транспортном передвижении - 0,5...0,8 максимальной скорости трактора или тягача.

Подбор тягача производят по максимальному сопротивлению движению скрепера. При загрузке скрепера одним тягачом без трактора-толкача (где -тяговое усилие тягача скрепера, кН); при загрузке с помощью толкача (где - тяговое усилие толкача, кН). Значения определяются по формуле (5), где значение - вес скрепера, кН.

Полное сопротивление движению скрепера при загрузке (кН):

, (14)

где - сопротивление движению скрепера, кН; - сопротивление грунта резанию, кН; - сопротивление движению призмы волочения грунта впереди ковша скрепера, кН; - сопротивление от веса срезаемого слоя грунта, движущегося в ковше, кН; - сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше, кН

, (15)

где - вес скрепера, кН; - вес грунта в ковше, кН ( ); - коэффициент сопротивления качению колес скрепера по грунту ( - для плотных грунтов; - для разрыхленных грунтов; - для сыпучих песков); - уклон пути; - угол наклона пути движения скрепера к горизонту, град; знак «+» принимается при работе на подъем; «-» - при работе под уклон.

, (16)

где - удельное сопротивление грунта резанию (см. табл. 1).

, (17)

где - отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковше ( , причем большие значения для сыпучих грунтов); -высота слоя грунта в ковше, м (при вместимости ковша м³ м, при м³ м, при м³ м, при м³ м); - плотность грунта, т/м³ (см. табл. 1); - коэффициент трения грунта по грунту ( , причем большие значения для песчаных грунтов); - ускорение свободного падения ( м/с²).

, (18)

, (19)

где - коэффициент, учитывающий влияние категории грунта (для глин , для суглинков и супесей , для песков ).

Эксплуатационную производительность автогрейдера(м³/ч) при резании и перемещении грунта

, (20)

где - длина участка, м; - площадь сечения стружки, срезаемой за один проход, м² ( м² для автогрейдеров среднего типа, м² для автогрейдеров тяжелого типа); - коэффициент использования машины по времени ( ); - время, затрачиваемое на один проход, с; - время, затрачиваемое на один поворот, с; - число проходов по одному месту.

Эксплуатационную производительность бульдозера (м³/ч) с поворотным отвалом при планировочных работах

, (21)

где - длина планируемого участка, м; - угол установки отвала в плане, град ( ); - величина перекрытия проходов, м; - число проходов по одному месту ( ); v - скорость движения бульдозера, м/с.

Эксплуатационную производительность автогрейдера при планировочных работах определяют, как и для бульдозера, по формуле (21).

4. Задание на расчетную работу

1. Определить эксплуатационную производительность бульдозера по формулам (1)…(4) и проверить возможность движения бульдозера без пробуксовывания по формулам (5)…(10) (исходные данные приведены в табл. 3).

2. Определить эксплуатационную производительность скрепера по формулам (11)…(13) и проверить возможность работы скрепера без трактора-толкача по формулам (14)…(19) (исходные данные приведены в табл. 4).

Вариант расчета принимается по двум последним цифрам зачетной книжки.

Таблица 3