Бульдозери це техніка для складної роботи, найчастіше нею користуються певні організації, які купують техніку, а користуються послугами за умов оренди. Бульдозером можна зробити різні роботи з ґрунтом, наприклад вирити траншеї, розрівняти поверхню, позбутися снігу. Також відмінно застосовується у будівництві. Залежно від виконуваних робіт змінюється продуктивність бульдозера, адже це впливає безліч чинників. На продуктивність техніки можуть вплинути такі фактори:
- Фізичний стан використовуваного ґрунту;
- Відстань шляху транспортування грунту;
- Тип та характеристика відвалу;
- Механічні показники ґрунту (просідання, міцність і т. д.).
Види бульдозерів
Для кращої продуктивності рекомендується використовувати бульдозери на гусеничному ходу, вони не тільки добре проходять по складних поверхнях, але й створюють чудове зчеплення для різноманітної складності робіт. Стандартно виробники комплектують бульдозери відвалами поворотного та неповоротного типу. Поворотні модифікації представлені більшою продуктивністю, тому що мають можливість перемістити ґрунт під кутом 60 градусів.
Так як техніка призначена для виконання складних робіт, її прийнято класифікувати за тяговим класом. Бульдозер найбільш ефективний для візка в поздовжньому та поперечному напрямку, оптимальна відстань 100-150 метрів. З совковим відвалом продуктивність зростає до 200 метрів. Тяговий клас може бути наступним:
- Легкий – тягове зусилля до 60 кН;
- Середній клас – зусилля максимум 100-150 кН;
- Важкі – показник тягового зусилля до 250 кН.
p align="justify"> При землерийно-транспортних роботах продуктивність бульдозера в годину проводиться в м3/ч, планувальні роботи розраховуються в м2/ч.
Бульдозер: вартість години
Так як бульдозер техніка не з дешевих, купити її для виконання кількох робіт досить затратно. Тому компанії просто беруть техніку в оренду разом із оператором, який виконає потрібні роботи. Ціна розраховується погодинно, і в залежності від складності роботи та моделі бульдозера ціна може суттєво змінюватись. Також вартістю години роботи цікавляться ті, хто бажає купити техніку для майбутнього заробітку шляхом виконання земельних та будівельних робіт.
Ціна роботи залежить від таких факторів:
- Модель бульдозера та його продуктивність;
- Масштаб та складність роботи;
- Необхідність використовувати насадки та навісне обладнання;
Середня вартість оренди бульдозера становить 1500 рублів за годину, найчастіше в цю суму вже входить паливо та робота оператора. Якщо застосовується дорога нова техніка, ціна може зрости до 2000 рублів. Якщо пошукати інформацію про ціну години роботи на японському бульдозері, можна знайти вартість від 3000 рублів.
Витрата палива за годину біля бульдозера
Враховуючи, що бульдозер техніка важка і має величезний двигун з потужністю понад 100 к.с. і величезним потягом, економним такі машини назвати не можна. Так як техніка в основному працює на невеликих ділянках і розвиває швидкість в середньому 10 км/годину, витрата палива враховується за 1 годину роботи. Наведемо приклад витрати на відомому бульдозері Т-170.
Базовим двигуном для Т-170 виступає силова установка з об'ємом 14,4 літра та потужністю 160 конячок, працює від дизельного палива і тому споживає не так багато. В експлуатації машина проста і здатна виконати найскладніші роботи. Залежно від навантаження, бульдозер споживає від 14 до 17 літрів солярки. При оптимальному навантаженні середній показник у межах 15 літрів. Звичайно, багато сучасних фірмових моделей давно модернізовано і споживає менше палива.
Відео
Технічна продуктивність бульдозерапри різанні та переміщенні ґрунту, м 3 /год, визначається за формулою
П Т = 3600 V пр К У К С / Т Ц, (2.21)
Де V ПР – геометричний обсяг призми волочіння ґрунту (у щільному тілі), м 3 ;
V ПР = 0,5 L H 2 / ctg φ o K p , (2.22)
Де L, H – відповідно довжина та висота відвалу; φ про - кут природного укосу при переміщенні матеріалу (середнє значення φ про = 30 °; ctg φ o = 1,73); К Р – коефіцієнт розпушення ґрунту (для ґрунту 1-ї групи дорівнює 1,1; 2-ї групи – 1,2; 3-ї групи – 1,3); К У - коефіцієнт, що враховує вплив ухилу місцевості (табл. 2.22); К З – коефіцієнт збереження ґрунту при його транспортуванні:
К С = 1 - 0,005 S в, (2.23)
де S - дальність переміщення (візка) грунту, м; Т Ц - тривалість циклу, з:
Т Ц = S p / v p + S B / v B + S 0 / v o + Σ t, (2.24)
де S P , S B , S O – довжина відповідно шляху різання, возки ґрунту та зворотного ходу, м; S O = S P + S B; v P , v B , v O – швидкість трактора при різанні, переміщенні ґрунту та зворотному ході, м/с (табл. 2.23); Σt - час на перемикання передачі, опускання відвалу, зупинки на початку та наприкінці робочого ходу та ін. допоміжні операції (в середньому Σ t = 15 ... 20 с).
Довжина шляху різання ґрунту
S p = V пр / L h c (2.25)
де V ПР - обсяг призми волочіння ґрунту, м 3 ; L - Довжина відвалу бульдозера, м; h С – товщина шару грунту, що зрізається, м, (табл. 2.23).
Таблиця 2.22
Вплив нахилу місцевості на продуктивність бульдозера
Таблиця 2.23
Основні технологічні параметри роботи бульдозера
| Група ґрунту | Тяговий бульдозера | Товщина ґрунту, см | Швидкість, м/с, при |
||
| різанні ґрунту | завантаженому ході | зворотному ході |
|||
| I | 1,4…4 | 18,5 | 0,7 | 1,1 | 2,0 |
| 6…15 | 25 | 0,75 | 1,2 | 2,5 |
|
| 25…35 | 35 | 0,76 | 1,0 | 2,1 |
|
| II | 1,4…4 | 17,5 | 0,65 | 1,0 | 2,0 |
| 6…15 | 22 | 0,7 | 1,1 | 2,5 |
|
| 25…35 | 31 | 0,74 | 0,9 | 2,1 |
|
| III | 1,4…4 | 12,5 | 0,5 | 0,7 | 2,0 |
| 6…15 | 18 | 0,65 | 1,0 | 2,5 |
|
| 25…35 | 27 | 0,72 | 0,8 | 2,1 |
|
Середньогодинна експлуатаційна продуктивністьбульдозерарівна:
П Е = П Т К В, (2.26)
де КВ - коефіцієнт використання машини за часом протягом зміни: КВ = 0,8 - при потужності бульдозера до 200 кВт; К В = 0,75 – за потужності понад 200 кВт.
2.5.2. Бульдозери-розпушувачі
З метою поєднання в бульдозері землерийно-транспортної та розпушальної машини, що розширює сферу її застосування в різних ґрунтових та погодно-кліматичних умовах, на задній міст базового гусеничного трактора навішують розпушувальне обладнання (рис. 2.10).
Розпушальне обладнання складається з навісного пристрою у вигляді рами 1, системи тяг 2, робочої балки 4, що забезпечують орієнтовану рухливість та фіксовані положення робочих органів – зуба з наконечником 7 (або кількох зубів) у просторі з використанням гідроциліндрів 3. Навісне обладнання монтують на базовому тракторі допомогою опорних елементів: рам, балок, кронштейнів, жорстко закріплених на корпусі заднього моста.
Мал. 2.10. Бульдозер-розпушувач
1 – рама; 2 – тяга; 3 – гідроциліндри; 4 – балки; 5 – буфер;
6 – флюгерний пристрій; 7 – зуб із наконечником
Конструктивні та класифікаційні відмінності сучасних розпушувачів обумовлені тяговим класом та ходовим пристроєм базового трактора, призначенням розпушувача, видом його навісного пристрою, способом встановлення, числом зубів та їх кріпленням (табл. 2.24).
Таблиця 2.24
Класифікація розпушувачів
Головним класифікаційним параметром розпушувача, який визначає типорозмір, є тяговий клас базового трактора. Технічна характеристика бульдозерів-розпушувачів наведена у табл. 2.25.
Таблиця 2.25
Технічна характеристика бульдозерів-розпушувачів
| Індекс | Базовий трактор | Маса, т |
||||
| марка | клас | потужність, | обладнання | машини загальна |
||
| бульдозер | розпушувач |
|||||
| Б10М.0100 | Т-10М | 10 | 132 | 2,51 | 1,72 | 18,24 |
| ЧЕТРА-11 | Т-11.01 | 11 | 123 | 2,4 | 1,0 | 20,0 |
| Т-15.01 | Т-15.01 | 15 | 176 | 3,11 | 3,575 | 28,0 |
| Т-20.01 | Т-20.01 | 20 | 206 | 4,3 | 3,575 | 36 |
| ТМ-25.01 | ТМ-25.01 | 25 | 279 | 6,95 | 4,6 | 50,98 |
| ДЕТ-320 | ДЕТ-250М2 | 25 | 258 | 5,2 | 4,28 | 45,0 |
| ДЕТ-250М 2Б1Р1 | ДЕТ-250М2 | 25 | 237 | 6,2 | 3,95 | 41,34 |
| Т-35.01 | Т-35.01 | 35 | 353 | 8,95 | 6,12 | 61,55 |
| Т-50.01 | Т-50.01 | 50 | 550 | 12,0 | 12,5 | 95,5 |
| Т-75.01 | Т-800 | 75 | 603 | 16,295 | 11,2 | 106 |
Число зубіврозпушувачів приймають один, три чи п'ять залежно від призначення та типорозміру машини. На тракторах потужністю до 100 кВт використовують три – п'ять зубів розпушувача для допоміжних робіт під час руйнування щільних немерзлих ґрунтів. При розробці мерзлих та розбірно-скельних ґрунтів на тракторах потужністю понад 100 кВт встановлюють один – три зуби.
Робочий циклрозпушувача складається з наступних операцій: опускання зубів розпушувача та їх заглиблення у ґрунт, розпушування ґрунту, виглиблення зубів розпушувача, повернення машини у вихідне положення холостим ходом. Обсяг розробленого ґрунту залежить від глибини розпушування, числа зубів та відстані між ними.
Технічна продуктивність бульдозера-розпушувача, м 3 /год, при розпушуванні ґрунту визначається за формулою
П Т = 3600 Q/Т Ц, (2.27)
Де Q - обсяг ґрунту, розпушеного за цикл, м 3; Т Ц - Тривалість циклу, з:
Q = B h CP s, (2.28)
Де - середня ширина смуги розпушування, яка залежить від числа, кроку і товщини зубів, кута розвалу (15 ... 60 °) і коефіцієнта перекриття (0,75 ... 0,8) різів, м; h ср - середня глибина розпушування в даних ґрунтових умовах, м; s - Довжина шляху розпушування, м.
При човниковій схемі роботи розпушувача
Т Ц = s / v p + s / v x + t c + t o (2.29)
Де v p , v x – швидкості руху машини відповідно при розпушуванні та холостому ході, м/с; t c = 5 c - середній час на перемикання передач; t o = 2 ... 5 c - середній час на опускання розпушувача.
При круговій схемі роботи розпушувача часу циклу додається тривалість розворотів машини в кінці ділянки (два розвороту) і виключається час холостого ходу.
2.5.3. Контрольні питання до розділу 2.5
1. Навіщо призначені бульдозери? Які види робіт можуть виконувати? Наведіть класифікацію бульдозерів.
2. З яких частин та складальних одиниць складається бульдозер?
3. Назвіть типи та охарактеризуйте принципи дії робочого обладнання бульдозера.
4. Як влаштований і як працює бульдозер із неповоротним та поворотним у плані відвалом?
5. Якими змінними робочими органами обладнають бульдозери? Яке їхнє призначення?
6. Якими способами розробляють ґрунт бульдозером? За яких умов човникова схема роботи бульдозера продуктивніша роботи з розворотами на кінцях захватки?
7. Як визначають технічну продуктивність бульдозера при розробці ґрунту у виїмках та резервах?
8. Якими заходами знижують втрати ґрунту при його переміщенні бульдозером? Які інші прийоми використовують підвищення продуктивності бульдозера?
9. Які завдання вирішуються завдяки використанню автоматичних систем керування роботою бульдозера? Якими типовими системами автоматичного керування оснащуються вітчизняні бульдозери?
10. Як влаштований розпушувач? Для чого призначені бульдозери-розпушувачі?
11. Перерахуйте склад робочих операцій бульдозера-розпушувача та способи їх виконання.
12. Як визначають технічну продуктивність бульдозера-розпушувача при пошаровому розпушуванні ґрунту? Які технологічні схеми використовуються під час роботи розпушувача?
2.6. Автогрейдери
2.6.1. Загальна характеристика автогрейдерів
Автогрейдер – самохідна землерийно-транспортна машина з ножовим робочим органом для профільних та точних планувальних земляних робіт (рис. 2.11). Робочим органом автогрейдера є грейдерний відвал із ножами, укріплений на поворотному колі під тяговою рамою в середній частині машини між передніми та задніми колесами. Під час руху автогрейдера ножі зрізають ґрунт, і відвал, встановлений під кутом до поздовжньої осі машини, зрушує його убік.
Рис.2.11. Автогрейдер з кирківником
1 – кирковщик; 2 – гідроциліндр кирківника; 3 – відвал; 4 – рама;
5 – гідроциліндр відвалу; 6 – колеса; 7 – кабіна; 8 – карданний вал;
Підвіска відвалу в більшості випадків допускає його обертання навколо трьох ортогональних осей та поступальне переміщення вздовж власної поздовжньої осі. Таким чином, відвал може повертатися в горизонтальній площині на 360° у будь-якому напрямку, ставати вертикально праворуч і ліворуч від машини, висуватися праворуч і ліворуч більш ніж на третину своєї довжини і повертатися навколо своєї ріжучої кромки. При необхідності відвал дообладнують спеціальними приставками, наприклад для одночасного планування підошви та укосу насипу, верху та укосу виїмки тощо.
Грейдерний відвал - основний, але не єдиний робочий орган машини. Як правило, автогрейдер обладнується ще одним постійним робочим органом: - бульдозерним відвалом, що встановлюється перед машиною; кирковщиком, що розміщується перед передніми колесами (рис. 2.11), відразу за ними або за грейдерним відвалом; розпушувачем, розташованим у задній частині машини. Додатковий робочий орган призначений для виконання допоміжних робочих операцій та забезпечує безперебійне використання основного робочого органу.
Автогрейдери мають загальну компонувальну схему, за якої двигун і кабіна розташовані в задній частині машини, а відвал з механізмом виносу – у середині колісної бази. За конструктивним виконанням ходових пристроїв вони бувають двовісними (рис. 2.11) і тривісними (рис. 2.12). Особливості конструкції ходового пристрою відображаються колісною формулою, яка записується як АхБхВ, де А, Б та В – число осей, відповідно керованих, провідних та загальне. Наприклад, тривісна машина з двома провідними (задніми) осями та передньою віссю з керованими колесами має формулу 1х2х3. Автогрейдери цієї формули набули найбільшого поширення у будівництві.
Автогрейдери класифікують за такими основними ознаками: за класом, потужністю двигуна, конструкцією робочого органу, колісною формулою, типом трансмісії (табл. 2.26).
Таблиця 2.26
Схема класифікації автогрейдерів
Для позначення автогрейдерів, як та інших землерийно-транспортних машин, прийнято літерний індекс – ДЗ. Цифрова частина індексу відповідає номеру, який присвоюється під час реєстрації нової машини (наприклад, ДЗ-98). При модернізації машини додають букву за абеткою (наприклад, ДЗ-98В.1). Порядкова цифра (.1 означає модифікацію машини). Після 1991 деякі заводи використовують інші системи індексації (табл. 2.27).
Майже всі сучасні автогрейдери обладнуються системами автоматичного керування,основною функцією яких є збереження заданої орієнтації грейдерного відвалу у просторі. Залежно від модифікації машини використовуються системи «Профіль – 10», «Профіль – 20» та «Профіль – 30». САУ «Профіль -10»призначена для автоматичного забезпечення заданого кутового положення відвалу автогрейдера з гідравлічним керуванням у поперечній площині незалежно від поперечного профілю земляного полотна та застосовується при остаточній обробці (плануванні) поверхонь. САУ «Профіль – 20»включає два канали управління: стабілізації кутового положення відвалу в поперечному напрямку і висотного положення відвалу щодо жорсткої напрямної (копіра).
Апаратура другого покоління (базовий комплект "Профіль - 30") включає САУ «Профіль – 20», додатково обладнану підсистемою стабілізації заданого курсу руху автогрейдера. Основні елементи САУ "Профіль - 30" показані на рис. 2.12.
Мал. 2.12. Основні елементи САУ "Профіль-30"
1 – бортовий акумулятор; 2 – пульт управління; 3 – гідрозолотники;
4 – датчик кута (ДКБ); 5 – датчик курсу;
6 – датчик висотного положення відвалу (ДЩБ); 7 – копірний дріт
У САУ, що розглядаються, включені також підсистеми, що забезпечують захист двигуна від перевантажень за рахунок регулювання частоти обертання колінчастого валу.
2.6.2. Продуктивність автогрейдера
Спосіб розрахунку продуктивності автогрейдера залежить від виду виконуваної ним роботи.
При зведенні земляного полотна технічна продуктивність автогрейдера визначається як
П т = 60 L sin ?
Де L - Довжина відвалу, м; H – висота відвалу, м; ά – кут установки відвалу (кут захвату) при різанні ґрунту (табл. 2.28); φ – кут внутрішнього тертя ґрунту; K p – коефіцієнт розпушування ґрунту: S 1 – довжина шляху зарізання (різання) ґрунту, м; S 2 - Довжина шляху холостого ходу, м; v 1 , v 2 – відповідні швидкості автогрейдера, м/хв.; t o - час на опускання та підйом відвалу (0,06 ... 0,07 хв.); t п – час на перемикання передач за цикл (0,08…0,09 хв.).
Коефіцієнт використання автогрейдера протягом зміни розробки грунту приймається рівним 0,7…0,75.
Таблиця 2.27
Технічна характеристика автогрейдерів
При виконанні планувальних робіт технічна продуктивність
П т = 1000 (L sin 
- b) v / n, (2.31)
Де L - Довжина відвалу, м; - Кут установки відвалу в плані (табл. 2.28); b – ширина перекриття суміжних смуг планування (0,3…0,5 м); v – швидкість руху під час планування, км/год, (зазвичай приймається 1-я швидкість); n - необхідна кількість проходів: при ручному керуванні 4-10; при автоматичному управлінні 2-4.
| Операція | Кут установки відвалу, град. |
|
| захоплення () | різання (δ) |
|
| Зарізання ґрунту без попереднього розпушування | 40…45 | 30…35 |
| Зарізання ґрунту з попереднім розпушуванням | 30…40 | 35…45 |
| Переміщення вологого ґрунту | 40…50 | 30…40 |
| Переміщення сухого ґрунту | 35…45 | 35…45 |
| Планування верху земляного полотна | 45…60 | 35…45 |
| Планування укосів | 60…65 | 40…45 |
Коефіцієнт використання автогрейдера протягом зміни при планувальних роботах приймається рівним 0,8.
2.6.3. Контрольні питання до розділу 2.6
1. Навіщо призначені автогрейдеры? Які види робіт можуть виконувати? Вкажіть область ефективного використання автогрейдерів у залізничному будівництві.
2. Наведіть загальну класифікацію автогрейдерів. Яка структура колісної формули автогрейдера? Які автогрейдери (з якою колісною схемою) найбільш поширені у будівництві?
3. Як влаштований та як працює автогрейдер? Як забезпечується планувальна здатність автогрейдера?
4. Назвіть технологічні схеми роботи автогрейдера. За яких умов вони реалізуються?
5. Які завдання вирішуються завдяки використанню систем автоматичного керування (САУ) автогрейдером? Які типи САУ використовуються на автогрейдер?
6. Перерахуйте основні елементи САУ та поясніть принципи їхньої роботи.
7. Як визначають технічну та експлуатаційну продуктивність автогрейдера при виконанні ним різних видів робіт?
2.7. Машини та обладнання для ущільнення ґрунту
2.7.1. Загальна характеристика машин для ущільнення ґрунту
Машини та обладнання для ущільнення ґрунтів призначені для відновлення щільності та міцності ґрунтів, покладених у земляні споруди, надання їм необхідної стійкості, несучої здатності та водонепроникності.
Ґрунти ущільнюють шарами однакової товщини, для чого відсипаний ґрунт розрівнюють бульдозерами чи грейдерами. Товщина шарів, що розрівнюються, залежить від умов виконання робіт, виду грунту і технічної характеристики ущільнюючих машин і обладнання.
Пошарове ущільнення ґрунту здійснюється укочуванням, трамбуванням, вібруванням та комбінованим впливом. Ґрунтоущільнюючі машини дозволяють використовувати усі способи ущільнення ґрунтів.
При укатціущільнення грунту відбувається в результаті тиску, створюваного вальцем або колесом на поверхні шару, що ущільнюється.
При трамбуванняґрунт ущільнюється падаючою масою, що володіє в момент зустрічі з поверхнею ґрунту певною швидкістю.
При вібруванняшару грунту, що ущільнюється, повідомляються коливальні рухи, які призводять до відносного зміщення частинок і більш щільного їх укладання.
Комбіновані способи ущільнення ґрунту – віброукаткаі вібротрамбування.
Узагальнена характеристика ґрунтоущільнюючих машин та обладнання наведена в табл. 2.29.
Таблиця 2.29
Схема класифікації ґрунтоущільнюючих машин та обладнання
| Машини та обладнання для ущільнення ґрунтів | Вплив на ґрунт | Статичне Динамічне Комбіноване |
| Спосіб ущільнення | Укатка Трамбування Вібрування Укатка + вібрування Вібрування + трамбування |
|
| Спосіб переміщення робочого органу | Причіпний Самохідний Напівпричіпний Навісний За допомогою імпульсних реактивних сил |
|
| Вид обладнання | Катки статичної дії Віброкотки Трамбувальні машини Вібротрамбувальні машини Віброплити |
|
| Тип вальця котка | Гладковальцевий Кулачковий Гратчастий Сегментний пневмоколісний |
Ґрунтоущільнювальним машинам присвоюється індекс, Що складається з букв ДК і двох цифр, після яких іноді слідує порядкова буква (А, Б, В і т.д.) або порядкова цифра (, 2, 3 і т.д.). Літери ДУ вказують, що машина відноситься до групи дорожніх машин для ущільнення ґрунту. Дві цифри у індексі – порядковий номер заводської моделі. Літерами А, Б, В, Г і т.д. позначають чергову модернізацію машини. Наприклад, індекс ДК-16Г розшифровується так: ДК - дорожня машина для ущільнення ґрунту; 16 – заводський номер моделі; Г – четверта модернізація 16 заводської моделі. Останнім часом замість літер для позначення модернізації використовують цифри, наприклад, ДУ-70-1; ДУ-85-1.
У залізничному будівництві найбільш поширені причіпні та напівпричіпні пневмоколісні катки, причіпні кулачкові, гратчасті та вібраційні катки, а також ґрунтоущільнюючі машини ударної та віброударної дії.
Пневмоколісна ковзанкаскладається з чотирьох-п'яти пневматичних коліс та одного або кількох (за кількістю коліс) баластових ящиків. В останньому випадку вісь кожного колеса кріпиться до днища відповідного баластного ящика так, що в залежності від нерівностей поверхні, що котиться з грунтом контактує всі колеса котка. Як баласт використовують чавунні виливки або залізобетонні блоки, за допомогою яких можна суттєво збільшити масу ковзанки. Причіпні пневмоколісні котки працюють у зціпі з гусеничними тракторами. Напівпричіпні та самохідні пневмоколісні ковзанки, являють собою самохідні агрегати, що складаються з одновісних колісних тягачів та з'єднаних з ними хоботами одновісних ковзанок з колесами на пневматичних шинах.
Причіпні кулачкові ковзанкипрацюють у зціпі з гусеничним трактором. Це дуже ефективні машини. Однак їх застосовують лише на зв'язкових грунтах, так як на незв'язному грунті відбувається викид грунту кулачками вгору, внаслідок чого шар, що ущільнюється, розпушується.
Гратчасті та сегментні ковзанкиможна застосовувати для ущільнення грудкових і перезволожених зв'язкових грунтів, а також розпушених мерзлих і скельних ґрунтів.
Вібраційні ковзанкивипускають з гладкими, кулачковими або гратчастим вальцем, усередині якого вмонтовано вібратор спрямованих коливань. Вібратор рухається від автономного двигуна, встановленого на рамі катка. Максимальний ефект при використанні віброкатків досягається при ущільненні зволожених піщаних, супісних, гравійно-піщаних та інших незв'язних ґрунтів.
У стиснених умовах грунт можна ущільнювати самопересуваються віброплитами. Площа робочої поверхні такої плити 0,5...2 м 2 , товщина шару незв'язного грунту, що ущільнюється, до 0,6 м.
До трамбувальним машинамвідносяться навісні трамбувальні плити на екскаваторах, трамбувальні машини з падаючими плитами та дизель-трамбуванням на базі гусеничного трактора. До основних переваг цих машин відноситься можливість ущільнювати зв'язкові і незв'язні грунти шарами до 1 м і більше. Проте вони не знайшли широкого застосування в транспортному будівництві, оскільки установки з плитами, що вільно падають, тихохідні, а машини з дизель-трамбуваннями ефективні тільки на попередньо ущільнених грунтах.
Вібро-трамбувальні машиниє навісне обладнання на самохідній машині на базі гусеничного трактора. Робоче обладнання складається з двох вібромолотів, які отримують привід від гідромотора-редуктора через двоступінчасту клинопасову передачу. Удари вібромолотів передаються на плиту, що трамбує, створюючи ефект трамбування і вібрування. Підвіска трамбуючої плити дозволяє переміщати її в поперечному напрямку на 0,5...0,7 м від сліду базового трактора з метою ущільнення частини насипу бровки з дотриманням вимог техніки безпеки.
У табл. 2.30 наведено технічні характеристики деяких моделей вітчизняних ґрунтоущільнюючих машин.
Таблиця 2.30
Технічна характеристика машин для ущільнення ґрунтів
| Індекс | Маса, т | Швидкість, км/год | Ширина ущільнення, м |
|
| без баласту | з баластом |
|||
| Причіпні кулачкові та гратчасті ковзанки |
||||
| ДУ-2 ЗУР-25 | 9,2 | 17,6 | 0-3 | 4 |
| Причіпні пневмоколісні котки |
||||
| ДУ-4 ДУ-39Б | 5,65 | 25 | 0- 5 | 2,5 |
| Напівпричіпні пневмоколісні катки |
||||
| ДУ-16В ДУ-74 | 25,4 | 35,9 | 0-40 | 2,6 |
| Самохідні пневмоколісні котки |
||||
| ДУ-29 ДУ-100 | 23 | 30 | 0-23 | 2,22 |
| Самохідні вібраційні (комбіновані) котки |
||||
| ДУ-52 ДУ-99 | 16 | – | 0-10,8 | 2,0 |
| Причіпна вібраційна ковзанка |
||||
| А-4 | 3,8 | – | по | 1,5 |
ЗЕМЛЕРІЙНО-ТРАНСПОРТНІ МАШИНИ
На базовій машині, гусеничному тракторі 3 (рис. 1.1), може бути встановлено бульдозерне 1 і 5 розпушувальний обладнання. Для зміни положення навісного робочого обладнання є гідроциліндри 2, 4.
Мал. 1.1. Навісне обладнання бульдозера та розпушувача
на гусеничному тракторі
Продуктивність бульдозера, м 3 /год, при розробці та переміщенні ґрунту визначається за формулою
, (1.1)
де 
–
ширина призми ґрунту попереду відвалу, м;
- Довжина і висота відвалу, м;
- Кут природного укосу ґрунту в русі, град;
- Коефіцієнт, що враховує втрати ґрунту, приймається рівним 1-0,005L;
- Дальність переміщення грунту, м;
- Тривалість циклу, с;
- Час різання ґрунту, с;
- Довжина шляху різання (зазвичай 6-15 м);
– швидкість руху трактора при різанні ґрунту, м/с;
- Час переміщення ґрунту, с;
- Шлях переміщення, м;
– швидкість трактора при переміщенні ґрунту, м/с;
- Час зворотного ходу трактора, с;
- Швидкість руху трактора при зворотному його ході, м / с;
– додатковий час, з (додатковий час входить час на перемикання швидкостей до 5 с, на підйом та опускання відвалу до 4 с, на розворот трактора до 10 с, на розподіл ґрунту та ін);
- Коефіцієнт розпушування ґрунту, тобто. відношення обсягу пухкого ґрунту до обсягу того ж ґрунту в щільному тілі (1,12 – для піщаних; 1,22 – для суглинистих; 1,3 – для глинистих ґрунтів).
Швидкість руху трактора (табл. 1.1) залежить від опорів, що виникають під час роботи бульдозера.
Таблиця 1.1
Основні параметри гусеничних тракторів
| Модель | ДП-75 | Т-75 | Т-4А | Т-100М | Т-130 |
| Марка двигуна | СМД-14 | Д-75 | А-01М | Д-10 | Д-160 |
| Потужність двигуна, кВт | |||||
| Тяговий клас | |||||
| 5; 5,58; 6,21; 6,9; 7,67 3,42– 4,28 | 2,14–10,6 1,76–5,86 | 3,47; 4,03; 4,66; 5,2; 6,35; 7,37; 8,53; 9,52 4,69; 5,47; 6,34; 7,04 | 2,36; 3,78; 4,51; 6,45; 10,15 2,79; 4,46; 5,34; 7,61 | 3,7; 4,4; 5,13; 6,1; 7,44; 8,87; 10,27; 12,2 3,56; 4,96; 7,14; 9,9 | |
| 3075 1740 2273 | 4475 1952 2568 | 4313 2460 3059 | |||
| Маса трактора, т |
Закінчення табл. 1.1
| Модель | ДП-75 | Т-75 | Т-4А | Т-100М | Т-130 |
| Марка двигуна | Д-180 | В-30 В | ДВ-220 | 8ДВТ-330 | 12ДВТ-500 |
| Потужність двигуна, кВт | |||||
| Тяговий клас | |||||
| Швидкість руху, км/год: назад | 2,86; 5,06; 6,9; 9,46; 13,09 3,21– 8,19 | Робоча 2,3–15 Транспортна 3,5–24,5 Те саме | 0–17.6 0–14.6 | 0–16.4 0–13.7 | 0–16,2 0–13,5 |
| Габарити, мм: довжина ширина висота | |||||
| Маса трактора, т | 13,2 |
Зусилля, яке необхідно подолати трактору під час роботи з бульдозером,
де – опір ґрунту різання (табл.1.2);
,
(1.3)
де – довжина відвалу, м;
– кут повороту відвалу у плані щодо осі трактора, град;
с - товщина шару, що зрізається, м;
– коефіцієнт опору ґрунту різання для бульдозерів;
– опір волоченню призми ґрунту попереду відвалу;
,
(1.4)
де – кут природного укосу ґрунту ( 
);
– щільність ґрунту;
- прискорення вільного падіння;
– коефіцієнт тертя ґрунту по ґрунту ( = 0,4–0,8, причому менші значення беруть для вологих та глинистих ґрунтів);
Таблиця 1.2
Значення питомих опорів ґрунту різання, МПа
| Найменування ґрунту | Категорія | Об'ємна маса у щільному тілі, кг/м 3 | Коефіцієнт розпушування | Питомий опір ґрунту різання | |
| Ніж бульдозера | Ніж скріпера | ||||
| Пісок пухкий, сухий | I | 1200– 1600 | 1,05–1,1 | 0,01–0,03 | 0,02–0,04 |
| Пісок вологий, супісок, суглинок розпушений | I | 1400–1800 | 1,1–1,2 | 0,02–0,04 | 0,05– 0,1 |
| Суглинок, середній та дрібний гравій, легка глина | II | 1500–1800 | 1,15–1,25 | 0,06–0,08 | 0,09–0,18 |
| Глина, щільний суглинок | III | 1600–1900 | 1,2–1,3 | 0,1–0,16 | 0,16–0,3 |
| Тяжка глина, сланці, суглинок із щебенем, гравієм | IV | 1900–2000 | 1,25–1,3 | 0,15–0,25 | 0,3–0,4 |
| Сцементіроване будівельне сміття, підірвана скельна порода | V | 1900–2200 | 1,3–1,4 | 0,2–0,4 | –. |
Ухил шляху;
– опір тертю ґрунту по відвалу
, (1.5)
де – кут різання ( 
);
- Коефіцієнт тертя ґрунту по сталі ( = 0,7-0,8 для глини, = 0,5 -0,6 - для суглинку і супіску, = 0,35-0,5 -для піску);
- Опір руху бульдозера з трактором;
, (1.6)
де – вага бульдозера із трактором;
- Питомий опір руху (табл. 1.3).
Таблиця 1.3
Питомий опір руху
Машини перебувають у русі без пробуксовування за умови, що зчіпна сила тяги більша за окружне зусилля на обід ведучого колеса (зірочки) і загального опору пересування.
Продуктивність бульдозерів при планувальних роботах, м 2 /год,
,
(1.7)
де - Швидкість руху бульдозера, км / год;
– довжина відвалу, м;
- Кут установки відвалу в плані по відношенню до поздовжньої осі трактора;
– коефіцієнт, що враховує перекриття слідів ( =0,8–0,85);
– кількість шарів планування.
Продуктивність розпушувачів за обсягом ґрунту, що готується для транспортування, м 3 /год,
,
(1.8)
де - Швидкість руху розпушувача, км / год;
– глибина розпушування, м;
–
ширина розпушування одним зубом ( 
),
причому великі значення відповідають матеріалам шаруватої структури з горизонтальним розташуванням шарів;
- Число зубів;
– коефіцієнт, що враховує зниження робочої швидкості ( = 0,7–0,8);
- Коефіцієнт, що враховує зменшення товщини шару грунту, що розпушується ( = 0,6–0,8, причому менші значення відповідають ґрунтам, що утворюють велику сколу, брили);
– число проходів по одному різу;
- Число шарів розпушування в поперечних напрямках для підготовки ґрунту до транспортування.
приклад 1.1.Визначити продуктивність бульдозера під час розробки грунту. Вихідні дані: трактор Т-130, довжина відвалу
=3,2 м, висота відвалу = 1,3 м. Маса трактора з навісним устаткуванням =17280 кг. Розроблений ґрунт – щільний суглинок = 1700 кг/м 3 . Місце роботи – горизонтальний майданчик. Відвал перпендикулярний осі трактора
= 90 °;
- ККД трансмісії.
Рішення.Тягове зусилля, що розвивається трактором =118 кВт (160 к.с.), =0,8 при швидкості руху V=3,7 км/год =1,03 м/с.
Сила тяги зі зчеплення 
.При русі бульдозера по щільному грунту =0,9.
Умова руху без буксування > > .
Опір волоченню призми ґрунту попереду відвалу на горизонтальному майданчику при =40 
і 
за формулою (1.4)
Опір від тертя ґрунту по відвалу за формулою (1.5).
Опір руху бульдозера за формулою (1.6)
Вільна сила тяги (запас тягового зусилля) по зчіпній вазі
За потужністю
Для подальших розрахунків слід набувати меншого значення. Розрахункова глибина різання (товщина стружки ґрунту) з формули (1.3)
.
Для грунту, що розробляється - щільного суглинку = 0,14 МПа (по табл.1.2).
В кінці набору ґрунту
.
На початку копання, коли все тягове зусилля витрачається тільки на різання ґрунту та переміщення бульдозера, вільна сила тяги
Відвал бульдозера може бути опущений на глибину
.
Середня товщина шару, що зрізається
.
Об'єм ґрунту в призмі волочіння
.
Довжина ділянки набору ґрунту
.
Вибираємо швидкості руху на ділянках: набору ґрунту = 3,7 км/год, транспортування =4,4
км/год, рух заднім ходом =4,96 км/год. Тривалість елементів циклу 
, де l- Довжина ділянки;
- Швидкість руху машини.
Тривалість набору ґрунту
.
Тривалість транспортування ґрунту
.
Тривалість руху заднім ходом
.
Додатковий час на перемикання швидкостей, розвантаження та розподіл ґрунту t 4= 30 с. Тривалість циклу
циклу.
Коефіцієнт, що враховує втрати ґрунту,
Продуктивність бульдозера за формулою (1.1)
приклад 1.2.Визначити змінну продуктивність розпушувача, який готує ґрунт для подальшої його розробки бульдозером, та час роботи бульдозера. Розроблений ґрунт – глинисті сланці. Число шарів розпушування 
, число проходів по одному різу 
. Базова машина - трактор Т-100М, число розпушувальних зубів = 3, глибина розпушування = 300 мм. Товщина шару, що розробляється h=1 м. Форма ділянки - квадрат. Дальність транспортування ґрунту бульдозером L –довжина сторони ділянки. Довжина шляху набору ґрунту бульдозером = 12 м. Розміри відвалу = 3,97 м, h = 1 м.
Рішення.Швидкість трактора = 2,36 км/год. Ширина смуги розпушування 
для сланців 
м.
Продуктивність розпушування за формулою (1.8)
Швидкість бульдозера V = 2,36 км / год = 0,66 м / с.
Час набору ґрунту бульдозером
Змінна продуктивність розпушувача при коефіцієнті використання машини протягом зміни 
.
При товщині шару грунту, що розробляється H=1 м, площа ділянки, що розробляється
.
Довжина сторони ділянки.
Час переміщення ґрунту на другій швидкості трактора
.
Час повернення бульдозера заднім ходом
Додаткові витрати часу 
.
Тривалість циклу
Число циклів за одну годину роботи
.
Коефіцієнт, що враховує втрати ґрунту при транспортуванні,
Продуктивність бульдозера
Для переміщення розпушеного ґрунту потрібно
.
Скріпери
Скрепери – самохідні або причіплювані до гусеничних тракторів (колісних тягачів) машини, призначені для пошарового зрізування, транспортування та вивантаження ґрунту (рис.1.2).
Робочий процес – різання та набір ґрунту, транспортування до місця укладання, вивантаження та повернення до місця набору – є рядом послідовно повторюваних операцій (рис.1.3). Ківш опускається на ґрунт, врізається в нього під дією сили трактора (тягача) або власного двигуна та знімає шар ґрунту (I). Наповнений ківш піднімається на ходу в транспортне положення (II) і переміщається до місця вивантаження, що здійснюється також на ходу шляхом виштовхування ґрунту рухомою задньою стінкою ковша або нахилом його днища, а в деяких моделях – перекиданням ковша (III).
Продуктивність скрепера (м 3 /год) визначають за формулою
,
(1.9)
де 
- Число циклів за 1 год роботи;
- Коефіцієнт наповнення ковша грунтом ( =0,8– 1,2);
– коефіцієнт розпушування ґрунту ( =1,1 –1,3);
– тривалість циклу, с;
,
(1.10)
де 
–
відповідно час набору ґрунту, навантаженого ходу, розвантаження, холостого ходу, с;
– тривалість повороту, перемикання передач швидкостей та інші витрати часу.
| е |
| д |
| г |
| в |
| б |
| а |
Мал. 1.2. Загальний вигляд самохідного скрепера:
а – самохідний скрепер;
б, в, г, д - Схеми з'єднання з тягачом;
е – скрепер із примусовим завантаженням ковша
скребковим елеватором
Рис.1.3. Цикл роботи скріпера
Тривалість кожного елемента циклу
,
(1.11)
де - Довжина відповідної ділянки, м;
– швидкість руху скрепера на цій ділянці, м/с.
Довжина ділянки набору ґрунту
,
(1.12)
де – геометрична місткість ковша скрепера, м 3;
– ширина срезаемой смуги, м;
з- Товщина шару грунту, що зрізається, м.м.
Набір грунту скрепером проводиться на ділянках довжиною 12-30 м. Розвантажуються скрепери на ділянках довжиною 5-15 м. Швидкість руху скрепера залежить від опорів грунтів, що виникають, і потужності трактора.
Найбільше зусилля, необхідне переміщення скрепера, виникає під час набору грунту. Це зусилля визначається за формулою
Залежно від виду робіт, виконання яких планується виконати бульдозером (див. наприклад ), продуктивність машини виражається по-різному. p align="justify"> При розробці грунту продуктивність вважається в обсязі, а при плануванні земляної поверхні в площі.
На величину продуктивності впливають наступні фактори:
- Фізичні показники грунту, що розробляється:
- гранулометричне наповнення
- густина,
- пористість,
- межа пластичності,
- набухання;
- Механічні показники: міцність, стисливість, просідання, модуль пружності, характер структурних зв'язків ґрунту;
- Шлях переміщення землі;
- Рельєф будівельного майданчика;
- Геометричні складові та тип відвалу (дивіться характеристики).
Від параметрів грунту залежить і те, скільки його поміститься в кузов самоскида. Про це читайте
Формула для обчислення при переробці одного обсягу ґрунту за одиницю часу (м3/год)
Розрахунок розробки грунту
При роботах з розробки ґрунту та його транспортування на відстань бульдозер виконує цикл дій, що повторюється. У цьому випадку продуктивність машини виражається формулою:
П=(q*n*Kn*Ki*Kb)/Kp,
в якій складовими є:
- Р – продуктивність, м3/годину;
- q– обсяг ґрунту, який переміщується лопатою та визначається числовими розмірами відвалу та факторів, що впливають на переміщення;
- n – число кіл, що повторюються, в одиницю часу у співвідношенні з відстанню транспортування;
- Кn – коефіцієнт, що враховує втрати обсягів у бічні валики, залежить від відстані переміщення та типу ґрунту;
- Кi-коефіцієнт, що характеризує величину ухилу шляху руху машини;
- Кв - коефіцієнт, що показує ступінь початкового розпушення ґрунту;
- Кр -коефіцієнт, що визначає раціональне використання трудового часу.
- Кількість циклів роботи трактора за одиницю часу (година):
- n=3600/tц
Тривалість циклу:
- 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
- де t – тривалості:
- tн - збору ґрунту, с;
- tг.г. - Завантаженого проходу, с;
- tх.х. - Неодруженого ходу, с;
- tп. – однієї поворотної дії (10-20 секунд);
- tп.п. - одного перекладу передачі швидкості (5-6 секунд);
- t0 – опускання лопати у початкове положення (2 секунди).
- m – кількість змін швидкостей бульдозера під час одного ходу;
- lн – шлях знімання ґрунту, м;
- lг.г. -Довжина відстані руху до місця скупчення, м;
- vн, vг.х, vx.x – швидкості пересування трактора при різанні, русі ґрунту та зворотного ходу, м/с;
- kv - коефіцієнт, що враховує рівень зменшення швидкості трактора в порівнянні з розрахунковою: 0,7-0,75 при переміщенні вантажу, 0,85-0,90 при зворотному холостому ході;
Коефіцієнт втрачених обсягів ґрунтуу валунах залежить тільки від величини дальності переміщення ґрунту і виражається такою залежністю:
Kn=1-Ki*lг.г.
- К1 –коефіцієнт, отриманий лабораторним методом, величина якого змінюється не більше 0,008…0,04, залежно від сухого чи зв'язного стану грунту;
- Lг.г. – довжина, яку переміщається грунт, м.
За потреби переміщення ґрунту на відстань понад 30 м, використання бульдозерів вважається нераціональнимчерез великі втрати ґрунту під час руху. Перевозити вантажі в такому випадку можна самоскидами, наприклад, на будь-якому з модельного ряду
Об'єм ґрунту, який здатний перемістити бульдозер на певну відстань, залежить від величини ухилу місця виконання робіт. Так на спусках з пагорба обсяг переміщеного ґрунту буде значно більшим, а значить і продуктивність машини збільшується.
Вибрати можна або електричний снігоприбиральник, або бензиновий. Щоб внести ясність, ознайомтеся зі статтею про .
Якщо ж у вас є бензопила, і ви не хочете витрачати гроші на снігоприбиральник, можна зробити його своїми руками. Дізнайтеся, як саме в .
Приклад розрахунку експлуатаційної продуктивності бульдозера та потужності
Вихідні дані:
- Марка бульдозера - ДЗ-28;
- Тип ґрунту – суглинок;
- Відстань зрізання ґрунту – 10 м;
- Відстань переміщення – 20 м-коду.
Крок 1. Визначаємо тривалість одного циклу:
Для зручності замінимо буквені значення показників на цифрові.
Т=t1+t2+t3+t4
- t1 -тривалість набору грунту, с;
- t1 = l1 / v1 = 3,6 * 10 / 3,2 = 11,25 с.
- l1 – відстань різання ґрунту, l1=10 м (за умовою);
- v1 - швидкість пересування трактора на зниженій передачі, v1 = 3,2 км / год.
- t2 - тривалість завантаженого ходу бульдозера, с;
- t2=l2/v2=3,6*20/3,8=18,9 с.
- 3,6 –коефіцієнт переведення одиниць вимірювання швидкостей (км/год в м/с);
- l2 – відстань переміщення ґрунту, l2=20 м (за умовою);
- v2 – швидкість пересування бульдозера з урахуванням понижуючого коефіцієнта для завантаженого трактора, v2 = 3,8 км/год.
- t3 - тривалість холостого ходу бульдозера, с;
- t3 = (l1 + l2) / v3 = 3,6 * (10 +20) / 5,2 = 20,8 с.
- v3 - швидкість пересування бульдозера при зворотному ході з урахуванням понижуючого коефіцієнта порожнього трактора, v3 = 5,2 км / год.
- t4 – тривалість часу, додатково витраченого на піднімання та опускання відвалу, перемикання швидкостей руху та розвороту бульдозера у зворотний бік.
Для цього бульдозера і, з умови завдання t4=25 з.
Тривалість одного циклускладає:
Т=t1+t2+t3+t4=11,25+18,9+20,8+25=76 с.
Крок 2. Визначаємо машинну продуктивність бульдозера:
Продуктивність тягача обчислюється за такою формулою:
Пт = q пр * n * kн: kр,
- qпр- обсяг переміщуваного ґрунту, м3;
- qпр=L*H2:2*а=3,93*0,816^2/2*0,7=1,92 м3
- L - Довжина лопати бульдозера, L = 3,93 м,
H - Довжина відвалу лопати, H = 0,816 м,
а = 0,7 – коефіцієнт, що визначає співвідношення висоти та довжини,
n – число циклів за одиницю часу роботи (1 год): - п = 3600 / Т = 3600: 76 = 47,4
- kн=1,1 – коефіцієнт, що залежить від обсягу наповнення призми відвалу ґрунтом,
kр = 1,3 - коефіцієнт, що показує ступінь розпушування ґрунту,
Пт = qпр * п * kн / kр = 1,9 * 47,4 * 1,1: 1,3 = 76,2 м3 / год
Експлуатаційна продуктивністьтрактора визначається як співвідношення:
П = Пт * kв = 76,2 * 0,8 = 60,96 м3 / годПродуктивність бульдозера
Виходячи з представлених формул, очевидно, що продуктивність бульдозера підвищується, якщо в початковий момент роботи відвал заглиблений на максимально можливу глибину, а в міру того, як накопичуватиметься ґрунт, глибина зменшується.
Перед початком роботи щільний ґрунт розпушується спеціальними зубами, розташовані на задній частині бульдозера. Це дозволяє збільшити продуктивність до 30%.
Розпилювання ґрунту виконується на зниженій передачі під ухил.
Для зменшення втрат ґрунту при транспортуванні переміщати його слід на зниженій швидкості.
Для скорочення втрат обсягу ґрунту, що переміщається, рухають його по тому самому сліду.
При переміщенні ґрунту на великі відстані, весь обсяг ділиться на порції.
Вибір ефективного способу розвантаження ґрунту з відвалу: купою, шарами або зіштовхуванням у котлован.
Зворотний хід бульдозера до місця набору грунту здійснюється максимально можливої за даних умов роботи швидкості.
Продуктивність є найважливішою технічною характеристикоюта визначальним показником ефективності роботи такої будівельної машини, як бульдозер (див. ). Величина продуктивності для машин із циклічним принципом роботи залежить насамперед від тривалості циклу.
Ознайомтеся з найбільшими та потужними бульдозерами.