1.2 Производительность бульдозера

Свободная сила тяги, или запас тягового усилия по сцеплению определяется по формуле:

Т_З.Т.С = Т_СЦ - (W₂+W₃+W₄), (10)

т.е происходит формирование призмы волочения перед отвалом.

Т_З.Т.С = 416,022 - (39,657+15,65+55,47) = 305,245 кН

Запас тягового усилия по мощности определяется по формуле:

Т_З.Т.М = T_N - (W₂+W₃+W₄) (11)

Т_З.Т.М = 325,846 – (39,657+15,65+55,47) = 215,069 кН

Для дальнейших расчётов принимает меньшее значение (т.е. при наихудших условиях запас тягового усилия по сцеплению имеется).

Уточняем глубину резания ( толщину срезаемой стружки грунта ), для чего формулу (1) решаем относительно С,

С = W₁/(В∙К₀) (12)

где W₁ - сопротивление грунта резанию приравниваем запасу тягового усилия по мощности;

С = 215069/(5,5∙0,06∙10⁶) = 0,6526 м

В начале копания, когда тяговое усилие расходуется только на резание грунта и перемещение бульдозера, свободная сила тяги определяется по формуле:

Т_СВ = Т_N - W₄ (13)

Т_СВ = 325,846 – 55,47 = 270,376 кН

Отвал бульдозера может быть опущен на максимальную глубину, т.е.

С = 270376/(5,5∙0,06∙10⁶) = 0,8442 м.

Набор грунта перед отвалом вызывает увеличение общего сопротивления движению бульдозера и, следовательно, необходимо выглубление отвала. Средняя толщина срезаемого слоя грунта будет равна:

С = (0,6526+0,8442)/2 = 0,7484 м,

Объём грунта в призме волочения определится по формуле:

V_ПР = 0,5∙Н∙ (Н/tgφ) ∙В = В∙L₁∙С (14)

где L₁ - длина участка набора грунта, м;

V_ПР = (0,5∙1,4∙1,4∙5,5)/tg45⁰ = 5,39 м³;

Решая уравнение (14) относительно L₁, получим длину участка набора грунта перед отвалом:

L₁ = (0,5∙Н²)/(tg45⁰∙C) (15)

L₁ = (0,5∙1,4²)/1∙0,6526 = 1,5 м

Выбираем скорости движения бульдозера на отдельных участках: набор грунта (резание) v_Н = 2,8 км/ч; транспортирования v_Т = 4 км/ч; движения задним ходом v_З.Х = 6 км/ч.

Продолжительность элементов цикла:

t = L_i/v_i (16)

где L_i - длина участка, м;

v_i - скорость бульдозера, км/ч; (при этом 3,6 – переводной коэффициент км/ч в м/с).

Продолжительность набора грунта:

t₁ = (3,6∙1,5)/2,8 = 1,93 ≈ 2 с

Время транспортирования грунта, с; (принимаем дальность транспортирования грунта - 60 метров):

t₂ = (3,6∙60)/4 = 54 с

Время движения задним ходом:

t₃ = (3,6∙61,5)/6 = 36,9 с ≈ 37 с

Дополнительное время на переключение скоростей, разгрузку и распределение грунта принимаем t₄ = 35 с.

Продолжительность цикла:

Т_Ц = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ (17)

Т_Ц = 2+54+37+35 = 128 с

Число циклов за один час работы:

n = 3600/Т_Ц (18)

n = 3600/128 = 28,125

Коэффициент, учитывающий потери грунта:

φ₂ = 1- 0,005 L (19)

где L - общая длина пути, м;

φ₂ = 1 – (0,005∙61,5) = 0,6925

Производительность бульдозера определяем по формуле:

П = (V_ПР∙φ₂∙n∙К_В)/К_РАЗ, (20)

где К_В - коэффициент использования бульдозера во времени, (К_В =0,85);

К_РАЗ - коэффициент разрыхления грунта;

П = (5,39∙0,6925∙28,125∙0,85)/1,2 = 74,36 м³/ч.