3. Выбор и расчеты числа машин для снятия растительного слоя

Рис. 2 Общий вид современного бульдозера (Б10М)

Схема отвала грунта из котлована представлена на рис. 2П приложения.

Размеры отвала:

Ширина отвала:

, (1.11)

где – длина отвала ( м);

– высота отвала ( м);

– объем отвала, находим по формуле:

, (1.12)

здесь – коэффициент разрыхления грунта при выемке.

Средняя геометрическая дальность перемещения грунта насыпи:

. (1.13)

Основы расчета приведены в лекциях и в [2, стр.10…20, 85]. Здесь могут быть применены землеройно-транспортные машины: скреперы или бульдозеры. Для выбора варианта используем обобщенные критерии [3, стр.30] и рекомендации [1, стр.54].

Запишем следующие критерии выбора бульдозеров:

1. критерий I-1 дальности транспортировки грунта:

, (1.14)

где – требуемая дальность ( м);

–возможная дальностьтранспортировки, м;

здесь – предельная дальность транспортировки ( ;

– коэффициент использования предельной дальности ( ).

2. критерий IV-1тягового усилия базового трактора:

Так как объем растительного слоя меньше 3000 м², то принимаем бульдозер с тяговым усилием 100 кН:

м², (1.15)

3. критерий IV-2 проходимости:

, (1.16)

где b – ширина гусениц.

При заболоченной и обводненной местности применяют тракторы с уширенными гусеницами.

Расчетное и проектное (принятое) число машин [2, стр. 13]:

и , (1.17)

где – эксплуатационная производительностьодной машины;

– интенсивность работ (расчетный поток материалов):

, (1.18)

здесь V – объём работ ( );

– коэффициент неравномерности потока строительных материалов ( );

Расчетное время выполнения работ [1, стр. 53, табл. 26]:

, (1.19)

где – годовой режим работы машин [1, стр. 53, табл. 26];

– время работы в годах;

– коэффициент учета сезона работы (для летнего периода 1,1…1,2).

Эксплуатационная производительность машины [2, стр. 11]:

, (1.20)

где – коэффициент использования рабочего времени машины ( );

– техническая производительность (при непрерывной работе), находим по формуле:

, (1.21)

здесь – объем продукции, вырабатываемый машиной за один цикл, м³;

– продолжительность цикла, ч.

Объем продукции, вырабатываемый машиной за один цикл:

(1.22)

где – коэффициент загрузки рабочего органа машин;

–конструктивная емкость ковша, м³.

Коэффициент загрузки рабочего органа машиннаходим по формуле:

(1.23)

где – коэффициент наполнения призмы волочения, для отвала с открылками ;

– коэффициент разрыхления грунта, для суглинка принимается ;

- коэффициент, учитывающий влияние уклона местности ( для уклона );

– коэффициент эффективности выгрузки грунта, принимается в интервале 0,9…1,0 ( );

– коэффициент сохранности грунта при переносе или транспортировании:

, (1.24)

здесь , – дальности транспортирования: расчетная и предельная [2, с. 18 и 87]:

Предельная дальность транспортирования:

, (1.25)

где – предельная (стандартная) дальность;

– коэффициент учета особенностей и усовершенствований в технологиях и машинах.

Конструктивная емкость ковша[3, стр. 18]:

, (1.26)

где b – длина отвала бульдозера, м;

h – высота отвала бульдозера, м;

– динамический угол откоса грунта в призме волочения, принимаем для суглинка III категории .

Продолжительность цикла:

, (1.27)

, (1.28)

где – коэффициент длительности цикла транспортирования;

– часть цикла, не зависящая от дальности транспортирования, ч.

Коэффициент длительности цикла:

, (1.29)

где – скорость груженого хода, км/ч;

– скорость порожнего хода, км/ч;

- коэффициент потерь времени на разгон и торможение, принимаем для бульдозера в интервале 1,25-1,8 ( ).

Часть цикла, не зависящая от дальности транспортирования находим по формуле:

, (1.30)

где – время резания грунта, с;

– время выгрузки грунта, с;

– время одного поворота, для бульдозера принимается в интервале 12…15 с ( с);

– число поворотов, для бульдозера принимается 0 или 2 ( );

– время переключения скоростей, для бульдозера принимается 3…4 с ( с);

– число переключений скоростей, принимается в интервале 2…6 ( );

– время одного маневрирования рабочим органом, принимаем с;

– число маневрирований, принимается в интервале 2…4 ( )

– время на подход толкача, принимается в интервале 40…60 с ( с).

Время выгрузки грунта находим по формуле:

, (1.31)

где – толщина слоя отсыпки, принимается в интервале 0,15…0,3 м ( м);

– скорость движения при выгрузке, принимаем м/c.

Время резания грунта определяем по формуле:

, (1.32)

где – толщина срезаемой стружки, принимается в интервале 0,1…0,15 м ( м);

– КПД захвата грунта, принимается в интервале 0,8…0,85 ( );

– скорость движения при резании, принимаем м/с.

Проектная интенсивность работ:

, (1.33)

где – принятое (проектное) число машин ( .

Проектное время выполнения работ:

, (1.34)

где - коэффициент неравномерности потока строительных материалов ( ).

Мой проект:

Исходные данные: вид грунта – супесь II категории; глубина котлована м; растительный слой м;

Примем бульдозер . Характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Техническая характеристика бульдозера

Параметры	Индекс машины
	Б10М.0100Е
Базовый трактор	Т-10М
Номинальная тяга, тс	10
Мощность двигателя, кВт	132
Размеры отвала, мм:
длина	3310
ширина	1310
Управление отвалом	Гидравлическое
Наибольший подъем отвала, мм	1020
Наибольшее заглубление отвала, мм	435
Угол установки отвала в плане, град	90
Угол поперечного перекоса отвала, град	10
Скорость движения, км/ч
вперед	2,58…10,38
назад	3,01…10,2
Габаритные размеры, мм	5765x3310x3180
Масса навесного оборудования, кг	2510
Общая масса, кг	16760
Изготовитель	ООО «ЧТЗ-Уралтрак» (г. Челябинск)

Скорости бульдозера определим исходя из следующих положений:

• движение при гружёном и порожнем ходе происходит на третьей передачи;

• максимальная скорость движения трактора-тягача Т-10М на третьей передаче: 10,38 км/ч;

• скорость гружёного хода составляет 0,7 от максимальной, тогда: км/ч;

• cкорость порожнего хода составляет 0,8 от максимальной, тогда: км⁄ч;

• скорость при копании грунта обычно не превышает 3,5 км/ч.

Выбираем челночную схему снятия растительного слоя бульдозером, представленную на рис. 2П приложения.

По I-1: – условие выполняется.

По IV-1: м³ – условие выполняется.

По IV-2: – условие выполняется.

Расчеты и результаты:

1. Размеры отвала:

По формуле (1.12) м³.

По формуле (1.11) м.

По формуле (1.13) средняя геометрическая дальность перемещения грунта насыпи

м.

2. Эксплуатационная производительность бульдозера:

По формуле (1.24) .

По формуле (1.23) .

По формуле (1.26) м³.

По формуле (1.22) м³.

По формуле (1.29) .

По формуле (1.31) с.

По формуле (1.32) c.

По формуле (1.28) ч.

По формуле (1.30) ч.

По формуле (1.21) техническая производительность м³/ч.

По формуле (1.20) эксплуатационная производительность м³/ч.

3. Проектная интенсивность работ:

По формуле (1.33) м³/ч.

4. Проектное время выполнения работ:

По формуле (1.34) .

Недогруз машины меньше 10%. Окончательно принимаем бульдозер Б10М.0100Е.