Productividad de las excavadoras. Cálculo del rendimiento de la excavadora

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-02 13:53

Al desarrollar pozos, excavaciones y terraplenes, es recomendable utilizar un conjunto de equipo de excavadora si el rango promedio de acarreo longitudinal o transversal no excede los 100 metros. Para elegir el modelo más óptimo de equipo especial, es necesario comparar el rendimiento de las excavadoras con diferentes clases de tracción y diferentes tipos de equipo de trabajo.

Los más prometedores son los vehículos con orugas. El equipo sobre ruedas neumáticas tiene menos demanda. Al calcular la productividad de una máquina de movimiento de tierras, es necesario tener en cuenta las condiciones del terreno, la naturaleza del trabajo y otros factores.

Conceptos básicos de excavadoras

Bulldozer es una máquina de movimiento de tierras para la excavación y el transporte de suelo capa por capa, desarrollada sobre la base de un tractor de oruga o de ruedas neumáticas con accesorios intercambiables: una cuchilla (un escudo plano con aletas laterales), un marco y un mecanismo de control.

La técnica con fijo ycuchilla giratoria. En el primer caso, el equipo de trabajo está ubicado perpendicular al eje longitudinal, lo que le permite mover masas de suelo solo frente a la máquina. La productividad de los bulldozers con cuchilla giratoria es mucho mayor, ya que estas muestras pueden mover el suelo hacia un lado en un ángulo de 60 grados, lo que permite un trabajo de nivelación basto.

El mecanismo de control de la cuchilla puede ser de bloque de cable e hidráulico. El segundo tipo de control es más productivo, ya que le permite forzar el basurero contra el suelo.

Máquinas de clase de tracción

Con la ayuda de excavadoras, se lleva a cabo hasta el 40% de todos los movimientos de tierra en un sitio de construcción. Son más efectivos en un rango promedio de transporte longitudinal y transversal de 100 a 150 metros. Cuando las máquinas están equipadas con basureros especiales tipo pala, el rango efectivo de acarreo de suelos arenosos aumenta a 200 metros.

El parámetro principal que afecta la productividad es la clase de tracción: la fuerza con la que la excavadora puede empujar el suelo hacia adelante. Las características técnicas de las máquinas afectan el volumen de la masa de tierra movida, la velocidad de trabajo. Según este parámetro, todas las excavadoras se dividen en tres grupos:

1. Ligero, cuya fuerza de tracción no supere los 60 kN. Se utilizan durante los trabajos preparatorios, agrícolas y auxiliares.
2. Medio, con fuerza de tracción 100-150 kN. Se utiliza para desarrollar 1-3 grupos de suelo con aflojamiento preliminar.
3. Pesado, cuya fuerza de tracción supera los 250 kN. Estánutilizado en el desarrollo de rocas densas y duras.

Las excavadoras se utilizan en combinación con otras máquinas de movimiento de tierras. Se pueden utilizar como empujadores para mototraíllas autopropulsadas y remolcadas. Por lo general, un equipo de excavadora incluye un apisonador y un desgarrador.

Factores que afectan el rendimiento

Al calcular el rendimiento de las excavadoras, es necesario tener en cuenta las características físicas y mecánicas del macizo terrestre desarrollado, así como las condiciones locales. Las principales características físicas y mecánicas del suelo incluyen:

• composición granulométrica - la proporción de tamaños de partículas del suelo por peso;
• densidad - la masa de suelo por unidad de volumen;
• porosidad: el número de huecos entre granos, expresado como porcentaje en peso;
• número de plasticidad: el rango de humedad en el que el suelo tiene propiedades plásticas y no pasa a un estado fluido;
• hinchazón: la capacidad de una masa terrestre para aumentar de volumen cuando está anegada;
• ángulo de fricción interna - resistencia de las partículas del suelo al corte.

Las condiciones locales que afectan el desempeño de las excavadoras incluyen la naturaleza del relieve y las características tecnológicas del sitio de construcción. En un área plana y recta con un rango mínimo de carro transversal, la velocidad de trabajo es mucho más rápida que en un área montañosa.

Cálculo del rendimiento de las excavadoras

El rendimiento de una excavadora depende del tipo de trabajo que se realice. Puede sertrabajos de excavación y transporte o planificación. En el primer caso, la productividad se expresa en m³/h, en el segundo - m^{2/h. Detengámonos en los trabajos de movimiento de tierras y transporte.}

La productividad operativa está determinada por la cantidad de terreno que los equipos especiales son capaces de desarrollar y mover por unidad de tiempo, es decir, en una hora. El cálculo del rendimiento de la excavadora se realiza de acuerdo con la fórmula

Para calcular el rendimiento lo más cerca posible del real, se introducen factores de corrección:

• k_{y: la influencia de la pendiente del terreno. Mientras se trabaja en pendientes de 5-15%, el valor aumenta de 1,35 a 2,25; al excavar cuesta arriba, el coeficiente disminuye de 0,67 a 0,4;}
• k_in – valor que tiene en cuenta el tiempo de uso de la máquina (k_{in=0, 8-0, 9);}
• k_n – factor de relleno del volumen geométrico del prisma de dibujo (k_{n=0,85-1,05).}

Para calcular la productividad, también es necesario conocer el volumen del prisma de dibujo (V_gr) y la duración del ciclo de trabajo de la máquina (T_c).

Calcular el volumen del prisma de dibujo

Un rasgo característico del funcionamiento de la máquina es el hecho de que la cuchara excavadora mueve el suelo en la llamada forma de arrastre. En este caso, el volumen del prisma se calcula mediante la fórmula

Aquí B y H son la longitud y la altura del vertedero, respectivamente, coeficiente k_n teniendo en cuenta la pérdida de tierra durante su movimiento, se toma igual a 0.85-1.05, k_{р – el grado de aflojamiento del suelo.}

Duración del ciclo

Para calcular la duración del ciclo de trabajo, es decir, el tiempo que el tractor-bulldozer dedicará a desarrollar una capa de suelo, es necesario comprender que se divide toda la longitud del carro longitudinal o transversal en varios segmentos. La duración en sí se calcula usando la fórmula

Aquí l_p, l y l_o =l _p+l son las longitudes de las secciones de corte, el movimiento de la masa de suelo y el movimiento inverso del equipo especial, y v _p , v y v_o son las velocidades máximas posibles en estos tramos. El coeficiente t_{ntiene en cuenta el tiempo que el conductor dedica a cambiar de marcha durante el trabajo. Por lo general, es de 15 a 20 segundos.}

Rendimiento de una excavadora con operación de cuña

El uso del esquema de excavación en cuña solo es posible con aquellas máquinas que están equipadas con un mecanismo de control de cuchilla hidráulica. Tal, por ejemplo, es la excavadora Shantui SD32. Una característica distintiva de este principio de excavación es el hecho de que la fuerza de corte disminuye gradualmente a medida que aumenta la cuña de arrastre.

Al comienzo del trabajo, todas las fuerzas de la máquina están dirigidas a sumergir la hoja en el suelo hasta una profundidad máxima h_{max y cortar la masa de tierra. A medida que te mueves, la tierra se acumula antesexcavadora, lo que aumenta la resistencia al movimiento. Para continuar con el trabajo, el operador debe aumentar la fuerza de tracción aplicada o reducir la profundidad de corte.}

Espesor de viruta de tierra

La mayoría de las veces recurren a la segunda opción, pero en este caso, parte del terreno se "pierde" en los rodillos laterales (lo que es malo para la excavadora "Shantui"). Para compensar estas pérdidas, la máquina debe cortar "virutas" a lo largo de todo el recorrido del movimiento, que se calcula mediante la fórmula

Aquí k_p – corrección por pérdida de suelo durante el transporte, k_pr arrastre coeficiente de prisma, que se toma de las características operativas de la máquina, L_{p - la longitud de la sección en la que se corta el suelo. Se define como la relación entre el volumen del prisma de dibujo y el área del área desarrollada.}

Efecto del tipo de cuchilla en el rendimiento

Dependiendo de las características del suelo, así como de las tareas asignadas a la excavadora, es recomendable utilizar cierto tipo de cuchillas. Esto acortará la duración del trabajo y aumentará la eficiencia del equipo especial.

Cualquier máquina está equipada con una cuchilla reemplazable, incluida una excavadora Komatsu de fabricación japonesa. Entre los principales tipos de equipos de trabajo cabe destacar:

• subespecie de recuperación, que se utiliza para eliminar la capa fértil superior de la tierra, chernozem;
• una variedad para mover carbón y virutas de madera - utilizada en el desarrollo de minerales, tiene una forma hemisférica yhidroperiscopio;
• La variedad "turba" tiene una altura reducida, pero una mayor longitud y se utilizan para enriquecer los campos agrícolas;
• vertederos para la preparación del terreno: las desbrozadoras y las desbrozadoras, que están equipadas con dientes, se fabrican en forma de V y están diseñadas para despejar el área de árboles y arbustos.

El más avanzado (en términos de la posibilidad de instalar varios equipos de trabajo) es la excavadora japonesa Komatsu. Todos los modelos de equipos especiales pueden equiparse con cualquiera de las cuchillas presentadas, lo que les confiere una alta funcionalidad y las convierte en máquinas universales para una obra.

El cálculo del rendimiento de la excavadora debe realizarse para reducir el costo de los movimientos de tierra. Según los datos obtenidos, puede elegir el equipo especial más óptimo para el trabajo, reducir el tiempo de trabajo y ahorrar mucho dinero.