где а, в, h — геометрические размеры призмы волочения грунта перед отвалом, м (определяются замером в натуре); n — число циклов за час работы, определяемое из выражения:
l 1 — длина пути зарезания для набора необходимого объёма грунта перед отвалом, м (принимается от 6 до 8 м); Ъ — длина перемещения грунта к месту его отсыпки и обратного хода, м; v t v , v 3 — скорости перемещения бульдозера в процессе зарезания грунта, перемещения его к месту отсыпки и обратного хода машины, м/с; t — время, затрачиваемое на переключение передач, опускание и подъём отвала, с (принимается 20-30 с); t — время на разгрузку отвала при отсыпке грунта, с; Кн — коэффициент наполнения геометрического объёма призмы волочения грунта перед отвалом, который принимается: для отвалов без открылок -0,9, для отвалов с открылками — 1,2; Кп — коэффициент потерь грунта при транспортировании его к месту отсыпки, зависящий от дальности перемещения, принимается Кп = l:0,05; Ka — коэффициент использования рабочего времени, принимается 0,85 — 0,90; Кр коэффициент разрыхления грунта, принимается 1,05:1,35; Кукл — коэффициент, учитывающий работу бульдозера под уклон ипи на подъём; при работе под уклон от 0 до 7° Кукл = 1,0:2,0, при работе на подъём от Кукл = 1,0:0,5
Производительность бульдозеров зависит главным образом от использования рабочего времени, что указывает на необходимость стремиться к сокращению простоев, в том числе на технические обслуживания и ремонты, добиваясь высокого коэффициента технической их готовности.
В процессе работы следует добиваться наиболее рациональных способов перемещения (транспортирования грунта), сокращая продолжительность производственного цикла (зарезание грунта, набор его перед отвалом, перемещение к месту укладки, обратный ход), максимально используя возможные скорости машины, а также совмещая операции рабочего цикла: подъём отвала с разгрузкой грунта, опускание отвала с переключением передач и началом движения бульдозера.
Бульдозеры в основном применяют в комплекте с другими машинами: с экскаваторами — для различных планировочных работ (планировка основания котлованов, разравнивания грунта, планировка откосов) ; со скреперами — на планировке основания дорог и т. п. Самостоятельное применение бульдозеры находят на вскрышных, планировочных и зачистных работах.
В настоящее время идет процесс увеличения единичной мощности дорожно-строительных машин, в том числе и бульдозеров. Так, в связи с выпуском Чебоксарским заводом дорожных машин промышленных тракторов Т-220 и Т-330 мощностью 220 и 330 кВт, относящихся по тяговым показателям к классам 25 — 35, промышленность приступила к выпуску бульдозеров с базовыми тракторами указанных марок. На базе трактора Т-330 изготовляются две модели бульдозеров-рыхлителей Д3-59хл с рыхлительным оборудованием ДП-10с и Д3-124хл с рыхлительным оборудованием ДП-29хл (см. табл. 3.4).
Производительность указанных моделей бульдозеров-рыхлителей в 3-4 раза превышает производительность бульдозеров на базовых тракторах классов 6-15.
Современные тенденции увеличения производительности бульдозеров — увеличение единичной их мощности, что не только повышает производительность этих машин, включая выработку на единицу установленной мощности базовой машины (трактора), но и несколько снижает себестоимость бульдозерньгх работ. С этим связано также и увеличение мощности и давления гидропривода управления рабочим органом бульдозера: требуемая мощность гидропривода составляет в среднем 50 % мощности двигателя базовой машины, а давление в системе достигает 20 МПа. Повышенная мощность и давление гидропривода обеспечивают значительное заглубление отвала в грунт, что дает возможность вести разработку более толстыми пластами, тем самым повышать и производительность бульдозеров.
К числу общих мероприятий повышения производительности бульдозеров относятся максимальное использование мощности двигателя базовой машины, а также самой машины на выполнение полезной работы; снижение удельных сопротивлений на перемещение машины (особенно в забое) и на резание разрабатываемых грунтов; своевременное и качественное техническое обслуживание, значительно уменьшающее частоту отказов в работе машины.
К числу особо эффективных методов повышения производительности бульдозеров относится использование уклонов местности разрабатываемых участков, выполняя работу под уклон, обеспечивающую повышение производительности машин в 1,5 раза, а в отдельных случаях в 2 раза.
Следует отметить, что работа бульдозерами на подъём резко сокращает их производительность. Так, при работе на подъём при 15 производительность не превышает 65 % производительности на горизонтальных участках, принятой за 100 %, а при работе на подъём до 30° производительность не будет превышать 35-40 %.
Для повышения производительности бульдозеров каждый машинист должен всемерно сокращать время в отдельных операциях цикла, при зарезании и наборе грунта перед отвалом, при транспортировании грунта к месту его отсыпки (избегая при этом потерь грунта) и при возвращении машины в забой.
Резервами повышения производительности бульдозеров являются уменьшение потерь скоростей рабочего и обратного ходов, увеличение скоростей до возможных для работы значений, уменьшение потерь на маневрирования и остановки в конце рабочих и обратных ходов.
К мероприятиям, повышающим эффективность использования бульдозеров, относится также применение ножей отвала из износостойких сплавов. Так, если в среднем ножи бульдозера при разработке грунтов II и III групп должны меняться через 720-960 ч, а при разработке грунтов IV группы через 480-720 ч, то ножи, изготовленные из износостойких сплавов (с наплавкой твердосплавных материалов), могут меняться через 1500-2000 ч,. т. е. срок службы последних в 2 раза выше, чем первых.
В современных конструкциях бульдозеров обеспечивается возможность увеличивать перекос отвала до 6-12°, чем значительно улучшаются эксплуатационные их показатели (особенно планирующие свойства), соответственно увеличивается и их производительность.
Для более эффективного использования бульдозеров и повышения их производительности промышленность приступила к выпуску машин (в основном на базе гусеничных тракторов Т-130.1.Г-1), которые оснащаются устройством для изменения положения отвала в плане в зависимости от вида и технологии земляных работ. Причем изменение положения отвала обеспечивается машинистом посредством гидпропривода базовой машины, не выходя из кабины трактора.
В ранее применявшихся конструкциях бульдозеров изменение положения отвала в плане выполнялось бульдозеристом вручную, на что затрачивалось (на одну перестановку) не менее 30 мин. Машина при этом простаивала, не выполняя прямых работ, что снижало ее производительность. Применение бульдозеров с указанным выше устройством показало, что при разработке грунтов I-III групп производительность этих машин в среднем на 25 % выше в сравнении с машинами с ручной перестановкой отвала.
На производительность бульдозеров значительное влияние оказывают выбранная форма отвала и принятые угловые его значения. Так, при недостаточной высоте отвала грунт в процессе копания и перемещения пересыпается за его верхнюю кромку, поэтому для устранения потерь грунта, а соответственно и уменьшения производительности бульдозеров отвалы их снабжаются козырьками. При малых значениях угла резания требуется меньше усилий на отделение грунта от основного массива, но затрудняется внедрение ножа отвала в грунт. Угол наклона положения отвала оказывает влияние как на затраты усилий при копании, так и на набор грунта перед отвалом. При меньших значениях этого угла требуется меньше усилий, но при малых углах наклона наблюдается пересыпание грунта через отвал. Кривизна отвальной поверхности также влияет на затраты усилий при копании и наборе грунта перед отвалом; при значительной крутизне отвала требуется больше усилий.
Опытными данными для каждой группы грунтов определены оптимальные углы и другие значения отвала. В среднем указанные значения принимаются: угол резания 45-55°; угол наклона отвала 75°; радиус кривизны отвала — внизу 0,8 H и вверху 1,1 H (высота отвала H принимается в зависимости от мощности базовой машины бульдозера).
В зависимости от вида работ, для выполнения которых планируется выполнить бульдозером (см. например ), производительность машины выражается по-разному . При разрабатывании грунта производительность считается в объеме, а при планировке земляной поверхности в площади.
На величину производительности оказывают влияние следующие факторы :
- Физические показатели разрабатываемого грунта:
- гранулометрическое наполнение
- плотность,
- пористость,
- предел пластичности,
- набухаемость;
- Механические показатели: прочность, сжимаемость, просадочность, модуль упругости, характер структурных связей грунта;
- Путь перемещения земли;
- Рельеф строительной площадки;
- Геометрические составляющие и тип отвала (посмотрите характеристики ).
От характеристик грунта зависит и то, сколько его поместится в кузов самосвала. Об этом читайте
Формула для вычисления при переработке одного объема грунта за единицу времени (м3/час)
Расчет при разработке грунта
При работах по разработке грунта и его транспортировке на расстояние бульдозер выполняет повторяющийся цикл действий . В этом случае производительность машины выражается формулой :
П=(q*n*Kn*Ki*Kb)/Kp ,
в которой составляющими являются:
- Р – производительность, м3/час;
- q– объем грунта, который перемещается лопатой и определяется числовыми размерами отвала и факторов, влияющих на перемещение;
- n – число повторяющихся кругов в единицу времени в соотношении с расстоянием транспортирования;
- Кn – коэффициент, учитывающий потери объемов в боковые валики, зависит от расстояния перемещения и типа грунта;
- Кi– коэффициент, характеризующий величину уклона пути движения машины;
- Кв – коэффициент, показывающийстепень изначального разрыхления почвы;
- Кр –коэффициент, определяющий рациональное использование трудового времени.
- Количество циклов работы трактора за единицу времени (час):
- n= 3600/tц
Продолжительность цикла :
- tц=tн+tг.х.+tхх+2*tп+m*tп.п.+tо=lн/kv*vн+lг.х./ kv*vг.х.+(lн+lг.х.)/(kv*vх.х.)+2*tп+m*tп.п.+t0
- где t – продолжительности:
- tн – сбора грунта, с;
- tг.х. – груженого прохода, с;
- tх.х. – холостого хода, с;
- tп. – одного поворотного действия (10-20 секунд);
- tп.п. – одного перевода передачи скорости (5-6 секунд);
- t0 – опускания лопаты в начальное положение (2 секунды).
- m – количество изменений скоростей бульдозера за время одного хода;
- lн – путь снимания грунта, м;
- lг.х. –длина расстояния движения к месту скопления, м;
- vн, vг.х, vx.x– скорости передвижения трактора при резании, движении грунта и возвратного хода, м/с;
- kv – коэффициент, учитывающий уровень уменьшения скорости трактора по сравнению с расчетной: 0,7-0,75 при перемещении груза, 0,85-0,90 при возвратном холостом ходе;
Коэффициент утраченных объемов грунта в валунах зависит только от величины дальности перемещения грунта и выражается следующей зависимостью:
Kn=1-Ki*lг.х.
- К1 –коэффициент, полученный лабораторным методом, величина которого изменяется в пределах 0,008…0,04, в зависимости от сухого или связного состояния грунта;
- Lг.х. – длина, на которую перемещается грунт, м.
При необходимости перемещения грунта на расстояние свыше 30 м, использование бульдозеров считается нерациональным из-за больших потерь грунта во время движения. Перевозить грузы в таком случае можно самосвалами, например на любом из модельного ряда
Объем грунта, который способен переместить бульдозер на определенное расстояние, зависит от величины уклона места производства работ. Так на спусках с холма объем перемещенного грунта будет значительно больше, а значит и производительность машины увеличивается.
Выбрать можно либо электрический снегоуборник, либо бензиновый. Чтобы внести ясность, ознакомьтесь со статье о .
Если же у вас есть бензопила, и вы не хотите тратить деньги на снегоуборщик, то можно сделать его своими руками. Узнайте, как именно в .
Пример расчета эксплуатационной производительности бульдозера и мощности
Исходные данные :
- Марка бульдозера – ДЗ -28 ;
- Тип почвы – суглинок;
- Расстояние срезания грунта – 10 м;
- Расстояние перемещения – 20 м.
Шаг 1. Определяем длительность одного цикла :
Для удобства заменим буквенные значения показателей на цифровые.
Т=t1+t2+t3+t4
- t1 –продолжительность набора грунта, с;
- t1=l1/v1=3,6*10/3,2=11,25 с.
- l1 – расстояние резания грунта, l1=10 м (по условию);
- v1 –скорость передвижения трактора на пониженной передаче, v1=3,2 км/ч.
- t2 – продолжительность груженого хода бульдозера, с;
- t2=l2/v2=3,6*20/3,8=18,9 с.
- 3,6 –коэффициент перевода единиц измерения скоростей (км/ч в м/с);
- l2 – расстояние перемещения грунта, l2=20 м (по условию);
- v2 –скорость передвижения бульдозера с учетом понижающего коэффициента для груженого трактора, v2=3,8 км/ч.
- t3 – продолжительность холостого хода бульдозера, с;
- t3=(l1+l2)/v3=3,6*(10+20)/5,2=20,8 с.
- v3 –скорость передвижения бульдозера при обратном ходе с учетом понижающего коэффициента пустого трактора, v3=5,2 км/ч.
- t4 – продолжительность времени, дополнительно затраченного на поднимание и опускание отвала, переключение скоростей движения и разворота бульдозера в обратную сторону.
Для данного типа бульдозера и, исходя из условия задания t4=25 с.
Продолжительность одного цикла составляет:
Т=t1+t2+t3+t4=11,25+18,9+20,8+25=76 с .
Шаг 2. Определяем машинную производительность бульдозера :
Производительность тягача вычисляется по формуле:
Пт=q пр*n*kн:kр,
- qпр- объём перемещаемого грунта, м3;
- qпр=L*H2:2*а=3,93*0,816^2/2*0,7=1,92 м3
- L – длина лопаты бульдозера, L = 3,93 м,
H – длина отвала лопаты, H=0,816 м,
а = 0,7 – коэффициент, определяющий соотношение высоты и длины,
n – число циклов за единицу времени работы (1 час): - п = 3600/Т=3600: 76=47,4
- kн=1,1 – коэффициент, зависящий от объема наполнения призмы отвала грунтом,
kр=1,3 – коэффициент, показывающий степень разрыхления грунта,
Пт=qпр*п *kн/kр=1,9*47,4*1,1: 1,3=76,2 м3/ч
Эксплуатационная производительность трактора определяется как соотношение:
П= Пт*kв= 76,2* 0,8=60,96 м3/ч Производительность бульдозера
Исходя из представленных формул, очевидно, что производительность бульдозера повышается, если в начальный момент работы отвал заглублен на максимально возможную глубину, а по мере того, как будет накапливаться грунт, глубина уменьшается.
Перед началом работы плотный грунт разрыхляется специальными зубьями , расположенными на задней части бульдозера. Это позволяет увеличить производительность до 30 процентов.
Распиловка грунта выполняется на пониженной передаче под уклон.
Для уменьшения потерь грунта при транспортировке, перемещать его следует на пониженной скорости.
Для сокращения потерь объема перемещаемого грунта, двигают его по одному и тому же следу.
При перемещении грунта на большие расстояния, весь объем делится на порции .
Выбор эффективного способа разгрузки грунта с отвала: в кучу, слоями или сталкиванием в котлован.
Обратный ход бульдозера к месту набора грунта осуществляется на максимально возможной при данных условиях работы скорости.
Производительность является важнейшей технической характеристикой и определяющим показателем эффективности работы такой строительной машины, как бульдозер (см. ). Величина производительности для машин с цикличным принципом работы зависит прежде всего от длительности цикла.
Ознакомьтесь с самых больших и мощных бульдозеров.
Бульдозеры это техника для сложной работы, зачастую ею пользуются определенные организации, которые не покупают технику, а пользуются услугами на условиях аренды. Бульдозером можно произвести различные работы с грунтом, например вырыть траншеи, разровнять поверхность, избавиться от снега. Также отлично применяется в строительстве. В зависимости от выполняемых работ меняется производительность бульдозера, ведь на это влияет множество факторов. На производительность техники могут повлиять следующие факторы:
- Физическое состояние используемого грунта;
- Расстояние пути при транспортировке грунта;
- Тип и характеристика отвала;
- Механические показатели грунта (просадка, прочность и т. д.).
Виды бульдозеров
Для лучшей производительности рекомендуется использовать бульдозеры на гусеничном ходу, они не только хорошо проходят по сложным поверхностям, но и создают отличное сцепление для разнообразной сложности работ. Стандартно производители комплектуют бульдозеры отвалами поворотного и неповоротного типа. Поворотные модификации представлены большей производительностью, потому что имеют возможность переместить грунт под углом 60 градусов.
Так как техника предназначена для выполнения сложных работ, ее принято классифицировать по тяговому классу. Бульдозер наиболее эффективен для возки в продольном и поперечном направлении, оптимальное расстояние 100-150 метров. С совковым отвалом производительность увеличивается до 200 метров. Тяговой класс может быть следующим:
- Легкий — тяговое усилие до 60 кН;
- Средний класс — усилие максимум 100-150 кН;
- Тяжелые — показатель тягового усилия до 250 кН.
При землеройно-транспортных работах производительность бульдозера в час производится в м3/ч, планировочные работы рассчитываются в м2/ч.
Бульдозер: стоимость часа
Так как бульдозер техника не из дешевых, купить ее для выполнения нескольких работ бывает достаточно затратно. Поэтому компании просто берут технику в аренду вместе с оператором, который выполнит нужные работы. Цена рассчитывается почасово, и в зависимости от сложности работы и модели бульдозера цена может существенно варьироваться. Также стоимостью часа работы интересуются те, кто желает купить технику для будущего заработка путем выполнения земельных и строительных работ.
Цена работы зависит от таких факторов:
- Модель бульдозера и его производительность;
- Масштаб и сложность работы;
- Необходимость использовать насадки и навесное оборудование;
Средняя стоимость аренды бульдозера составляет 1500 рублей за час, зачастую в эту сумму уже входит топливо и работа оператора. Если применяется дорогая новая техника, цена может возрасти до 2 000 рублей. Если поискать информацию о цене часа работы на японском бульдозере , можно найти стоимость от 3 000 рублей.
Расход топлива в час у бульдозера
Учитывая что бульдозер техника тяжелая и имеет огромный двигатель с мощностью выше 100 л.с. и огромной тягой, экономной такие машины назвать нельзя. Так как техника в основном работает на небольших участках и развивает скорость в среднем 10 км/час, расход топлива учитывается за 1 час работы. Приведем пример расхода на известном бульдозере Т-170.
Базовым двигателем для Т-170 выступает силовая установка с объемом 14,4 литра и мощностью 160 лошадок, работает от дизельного топлива и поэтому потребляет не столь много. В эксплуатации машина простая и способна выполнить самые сложные работы. В зависимости от нагрузки бульдозер потребляет от 14 до 17 литров солярки. При оптимальной нагрузке средний показатель находиться в пределах 15 литров. Конечно, многие современные фирменные модели давно модернизированы и потребляют меньше топлива.
Видео
Технические характеристики некоторых марок бульдозеров приведены в табл. 2, а расчеты производительности в формуле (1).
Производительность бульдозеров при разработке и перемещении грунта
М 3 /ч, (1)
где q – объём грунта, перемещаемого перед отвалом, м 3 ;
t Ц – время полного цикла, ч;
K ГР – коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (табл. 3); Таблица 2
Технические характеристики бульдозеров
| Модель | Длина отвала b , м | Высота отвала h , м | Рабочие скорости, км/ч | ||
| V З | V П | V ОБ.Х | |||
| TD 15E | 1,00 | 0,8 | 3,2 | 10,5 | 12,5 |
| ТК-25.05 | 1,4 | 0,72 | 3,5 | 10,0 | 15,1 |
| D 5C | 1,93 | 1,43 | 3,1 | 10,0 | 11,9 |
| ДЗ-42В | 2,52 | 0,8 | 2,5 | 5,0 | 8,0 |
| Т-4АП2 | 2,84 | 1,05 | 3,0 | 6,0 | 7,5 |
| ДЗ-171.4 | 3,2 | 1,3 | 2,8 | 5,8 | 7,6 |
| ДЗ-186 | 2,52 | 1,52 | 3,0 | 6,0 | 7,5 |
| Б10.02ЕР | 3,4 | 1,3 | 3,4 | 6,2 | 8,4 |
| Т-50.01 | 3,94 | 1,4 | 3,5 | 12,0 | 14,2 |
| ДЭТ-350Б1Р2 | 4,2 | 1,8 | 4,7 | 9,5 | 13,2 |
| D355A-3 (KOMATSU) | 4,31 | 1,54 | 5,8 | 12,5 | 15,0 |
| D4C XL | 4,99 | 1,17 | 5,1 | 11,0 | 11,9 |
| D9R | 4,65 | 1,93 | 4,1 | 11,8 | 14,7 |
| ДЗ-141УХЛ | 4,8 | 2,0 | 4,0 | 8,0 | 11,5 |
| D10R | 5,26 | 2,12 | 5,2 | 12,5 | 15,6 |
| D11R | 6,35 | 2,37 | 4,8 | 11,6 | 14,1 |
Таблица 3
Значения K ГР
K В – коэффициент использования внутрисменного времени (K В =0,75);
K Т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (K Т =0,70); 
, м 3 , (2)
где h – высота отвала, м (см. табл. 2);
b – длина отвала, м (см. табл. 2);
K П – коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении, K П =0,85;
K Р – коэффициент разрыхления грунта (K Р =1,1 для песчаных грунтов, K Р =1,2 для глинистых грунтов);
t З – затраты времени на резание (набор) грунта, ч;
– длина резания, м;
V З – скорость резания грунта, км/ч (см. табл. 2);
h СТР – толщина стружки резания, м (h СТР =0,10…0,25 м);
t П – затраты времени на перемещение и разравнивание грунта, ч;
t ОБ.Х – время обратного хода, ч;
t ПЕР – время на переключение передач, подъём и опускание отвала, ч;
t ПЕР =0,005 ч.
, (6)
, (7)
где ℓ П – дальность перемещения грунта, м (ℓ П =10…40 м);
V П – скорость движения при разравнивании (перемещении) грунта (см. табл. 2);
V ОБ.Х – скорость обратного (холостого) хода, км/ч (см. табл. 2).
Рис. 1. Бульдозер
 |
Поперечная и поперечно-участковая схемы разработки грунта бульдозером приведены на рис. 2.
Рис. 2. Типовые схемы разработки грунта бульдозером:
а) поперечная (челночная); б) поперечно-участковая:
г – вал грунта; а – щирина перекрытия полосы прохода; m – полоса временной дороги;
b – длина отвала бульдозера; h СТР – толщина стружки зарезания;
1,2,3 и т.д. – номера проходов бульдозера
Производительность бульдозера при разравнивании материалов и грунтов
, м 3 /ч, (8)
где q – объём материала (грунта), перемещаемого бульдозерным отвалом, м 3 ;
t Ц – время полного цикла, ч;
K Р.В – коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (табл. 4);
K ГР – коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (см. табл. 3);
K В =0,75; K Т =0,60; 
, м 3 , (9)
где h – высота отвала бульдозера, м;
b – длина отвала бульдозера, м;
K П – коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении, К П = 0,85.
, ч, (10)
, ч (11)
, (12)
t ПЕР =0,01 ч,
где ℓ П – дальность перемещения материала или грунта при разравнивании, м, зависящая от толщины разравниваемого слоя h СЛ (см. табл. 4);
V П – скорость движения при разравнивании (перемещении) материала или грунта (см. табл. 2).
а) при разработке грунта
М 3 /ч (13)
где a – угол установки отвала в плане, град. (a =50…60 О);
h СТР – толщина снимаемого слоя грунта, м;
K П.В – коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключение передач (K П.В =0,6);
K В =0,75; K Т =0,70;
Таблица 4
Значения дальности перемещения грунта ℓ П и K Р.В
Производительность бульдозера при работе по продольно-поперечной