Produtividade de tratores. Cálculo de desempenho do trator

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2024-01-02 14:01

Ao desenvolver poços, escavações e taludes, é aconselhável usar um conjunto de equipamentos bulldozer se o alcance médio de arrasto longitudinal ou transversal não exceder 100 metros. Para escolher o modelo ideal de equipamento especial, é necessário comparar o desempenho de bulldozers com diferentes classes de tração e diferentes tipos de equipamentos de trabalho.

Os mais promissores são os veículos rastreados. Equipamentos em rodas pneumáticas são menos procurados. Ao calcular a produtividade de uma máquina de terraplenagem, é necessário levar em consideração as condições do terreno, a natureza do trabalho e outros fatores.

Fundamentos do Bulldozer

Bulldozer é uma máquina de terraplenagem para escavação camada a camada e transporte de solo, desenvolvida a partir de uma lagarta ou trator de rodas pneumáticas com acessórios intercambiáveis - uma lâmina (um escudo plano com abas laterais), um quadro e um mecanismo de controle.

A técnica comlâmina giratória. No primeiro caso, o equipamento de trabalho está localizado perpendicularmente ao eixo longitudinal, o que permite mover massas de solo apenas na frente da máquina. A produtividade das escavadeiras com lâmina rotativa é muito maior, pois tais espécimes são capazes de mover o solo para o lado em um ângulo de 60 graus, o que permite trabalhos de nivelamento ásperos.

O mecanismo de controle da lâmina pode ser de bloco de cabo e hidráulico. O segundo tipo de controle é mais produtivo, pois permite forçar o despejo no solo.

Máquinas de classe de tração

Com a ajuda de tratores, até 40% de todos os trabalhos de terraplenagem em um canteiro de obras são realizados. Eles são mais eficazes em uma faixa média de transporte longitudinal e transversal de 100 a 150 metros. Quando as máquinas são equipadas com lixeiras especiais do tipo pá, o alcance efetivo de transporte de solos arenosos aumenta para 200 metros.

O principal parâmetro que afeta a produtividade é a classe de tração - a força com que o trator pode empurrar o solo para frente. As características técnicas das máquinas afetam o volume da massa de terra movida, a velocidade do trabalho. De acordo com este parâmetro, todos os bulldozers são divididos em três grupos:

1. Leve, cuja força de tração não excede 60 kN. Eles são usados durante o trabalho preparatório, agrícola e auxiliar.
2. Médio, com força de tração 100-150 kN. Usado para desenvolver 1-3 grupos de solo com afrouxamento preliminar.
3. Pesado, cuja força de tração excede 250 kN. Eles sãousado no desenvolvimento de rochas densas e duras.

Bulldozers são usados em combinação com outras máquinas de terraplenagem. Eles podem ser usados como empurradores para raspadores autopropelidos e rebocados. Normalmente, um conjunto de equipamentos de escavadeira inclui um compactador e um estripador.

Fatores que afetam o desempenho

Ao calcular o desempenho das escavadeiras, é necessário levar em consideração as características físicas e mecânicas do maciço de terra desenvolvido, bem como as condições locais. As principais características físicas e mecânicas do solo incluem:

• composição granulométrica - a proporção dos tamanhos das partículas do solo por peso;
• densidade - a massa de solo por unidade de volume;
• porosidade - o número de vazios entre os grãos, expresso em porcentagem por peso;
• número de plasticidade - a faixa de umidade em que o solo tem propriedades plásticas e não entra em um estado fluido;
• inchaço - a capacidade de uma massa de terra aumentar de volume quando inundada;
• ângulo de atrito interno - resistência das partículas do solo ao cisalhamento.

As condições locais que afetam o desempenho dos tratores incluem a natureza do relevo e as características tecnológicas do canteiro de obras. Em uma área plana e reta com um alcance mínimo de transporte transversal, a velocidade de trabalho é muito mais rápida do que em uma área montanhosa.

Calculando o desempenho de tratores

O desempenho de um trator depende do tipo de trabalho que está sendo feito. Pode serescavação e transporte ou trabalho de planejamento. No primeiro caso, a produtividade é expressa em m³/h, no segundo - m^{2/h. Vamos nos deter nos trabalhos de terraplenagem e transporte.}

A produtividade operacional é determinada pela quantidade de terreno que um equipamento especial é capaz de desenvolver e movimentar por unidade de tempo, ou seja, em uma hora. O cálculo do desempenho do trator é realizado de acordo com a fórmula

Para calcular o desempenho o mais próximo possível do real, são introduzidos fatores de correção:

• k_{y – a influência da inclinação da área do terreno. Ao trabalhar em inclinações de 5-15%, o valor aumenta de 1,35 para 2,25; ao escavar morro acima, o coeficiente diminui de 0,67 para 0,4;}
• k_in – valor que leva em consideração o tempo de uso da máquina (k_{in=0, 8-0, 9);}
• k_n – fator de preenchimento do volume geométrico do prisma de desenho (k_{n=0,85-1,05).}

Para calcular a produtividade, você também precisa saber o volume do prisma de desenho (V_gr) e a duração do ciclo de trabalho da máquina (T_c).

Calcule o volume do prisma desenhado

Uma característica do funcionamento da máquina é o fato de a caçamba do trator movimentar o solo na chamada forma de arrasto. Neste caso, o volume do prisma é calculado pela fórmula

Aqui B e H são o comprimento e a altura do dump, respectivamente, k_n coeficientelevando em conta a perda de terra durante seu movimento, é tomado igual a 0,85-1,05, k_{р – o grau de afrouxamento do solo.}

Duração do ciclo

Para calcular a duração do ciclo de trabalho, ou seja, o tempo que o trator-escavadeira gastará desenvolvendo uma camada de solo, é necessário entender que todo o comprimento do carro longitudinal ou transversal é dividido em vários segmentos. A duração em si é calculada usando a fórmula

Aqui l_p, l e l_o =l _p+l são os comprimentos das seções de corte, movimento da massa de solo e movimento reverso de equipamentos especiais, e v _p , v e v_o são as velocidades máximas possíveis nestas seções. O coeficiente t_{nleva em consideração o tempo que o motorista gasta trocando as marchas durante o trabalho. Geralmente é de 15 a 20 segundos.}

Desempenho de um trator com operação de cunha

O uso do esquema de escavação em cunha só é possível com as máquinas equipadas com um mecanismo de controle hidráulico da lâmina. Tal, por exemplo, é o bulldozer Shantui SD32. Uma característica distintiva deste princípio de escavação é o fato de que a força de corte diminui gradualmente à medida que a cunha de arrasto aumenta.

No início do trabalho, todas as forças da máquina são destinadas a mergulhar a lâmina no solo até uma profundidade máxima h_{max e cortar a massa de terra. Conforme você se move, o solo se acumula antesbulldozer, o que aumenta a resistência ao movimento. Para trabalhos posteriores, o operador deve aumentar a força de tração aplicada ou reduzir a profundidade de corte.}

Espessura do cavaco da terra

Na maioria das vezes eles recorrem à segunda opção, mas neste caso, parte do terreno fica "perdido" nos rolos laterais (o que é ruim para o bulldozer "Shantui"). Para compensar essas perdas, a máquina deve cortar “cavacos” ao longo de todo o trajeto do movimento, que é calculado pela fórmula

Aqui k_p – correção para perda de solo durante o transporte, k_pr arraste coeficiente de prisma, que é retirado das características operacionais da máquina, L_{p - o comprimento da seção em que o solo é cortado. É definido como a razão entre o volume do prisma de desenho e a área da área desenvolvida.}

Efeito do tipo de lâmina no desempenho

Dependendo das características do solo, bem como das tarefas atribuídas ao trator, é aconselhável utilizar certos tipos de lâminas. Isso reduzirá a duração do trabalho, além de aumentar a eficiência do equipamento especial.

Todas as máquinas são equipadas com uma lâmina substituível, incluindo um trator Komatsu de fabricação japonesa. Entre os principais tipos de equipamentos de trabalho vale destacar:

• subespécie de recuperação, que é usada para remover a camada fértil superior da terra, chernozem;
• uma variedade para movimentação de carvão e cavacos de madeira - utilizada no desenvolvimento de minerais, possui formato hemisférico ehidroperiscópio;
• variedade "turfa" tem altura reduzida, mas comprimento aumentado e é usada para enriquecer campos agrícolas;
• lixeiras para preparação do local - roçadeiras e tocos, que são equipados com dentes, são produzidos em forma de V e são projetados para limpar a área de árvores e arbustos.

O mais progressivo (em termos de possibilidade de instalação de vários equipamentos de trabalho) é o bulldozer japonês Komatsu. Todos os modelos de equipamentos especiais podem ser equipados com qualquer uma das lâminas apresentadas, o que lhes confere alta funcionalidade e as torna máquinas universais para um canteiro de obras.

O cálculo do desempenho do trator deve ser realizado para reduzir o custo de terraplenagem. Com base nos dados obtidos, você pode escolher o equipamento especial mais ideal para o trabalho, reduzir o tempo de trabalho e economizar muito dinheiro.