6С0.О8
С88
УДК 69.002.51(076.1)
Строительные машины. Практические упражнения. Вет-
ров Ю. А. и др. Издательское объединение «Вища шко-
ла», 1974, 160 с.
Включенные в книгу 18 упражнений охватывают расчеты
пр основным отечественным машинам, применяемым на
строительных площадках. Приводятся также все нужные
для расчетов исходные и справочные данные.
Упражнения предназначены для студентов специальностей
«Промышленное и гражданское строительство», «Городское
строительство» и могут быть использованы для ряда прак-
тических занятий со студентами по специальностям «Строи-
тельные и дорожные машины и оборудование» и «Произ-
водство строительных изделий и конструкций».
Книгой также могут нользоваться инженерно-технические
работники строительных и проектных организаций.
Табл. 78. Илл.66.
Перевод о украинского издания («Вища школа», 1970).
Коллектив авторов: Ветров Ю. А., К и о л е н к о А. А.,
Кондра A. G., Романенко А. Л., Тютюнни-
ков П. Н., Ф и д е л е в А. С.
Редакция литературы по строительству, архитектуре и
коммунальному хозяйству.
Зав. редакцией В. В. Гаркуша.
0327 — 146
М211 (04) —74
БЗ-38-29—73
(q) Издательское объединение «Вища школа», 1974.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Курс «Строительные машины» для строительных «ге-
ниальностей включает лекции, полигонные занятия и рас-
четные упражнения, способствующие усвоению лекцион-
ного материала и приобретению практических навыков для
выполнения расчетов.
Приведенные в пособии упражнения успешно исполь-
зуются в учебном процессе в Киевском инженерно-строи-
тельном институте. Они включают расчеты по транспорта,
рующим, грузоподъемным машинам и машинам для зем-
ляных работ, наиболее часто встречающимся в практике
современного комплексно-механизированного строитель-
ства.
Первое издание этого учебного пособия было выпущено
издательством «Вища школа» в 1970 г. на украинском
языке.
При подготовке перевода книги на русский язык авторы
учли, что за годы, истекшие после выпуска первого изда-
ния, в строительстве начали применять новые краны,
скреперы, экскаваторы и другие машины, В связи с этим
в упражнениях № 1, 4, 6, 7, 8, 13, 14 и 15 материал по
устаревшим машинам изъят и заменен новым. Методика
выполнения расчетов осталась без изменений.
Студенты выполняют упражнения в аудиториях в часы,
отведенные для практических занятий, под руководством
преподавателя,
Количество вариантов заданий таково, что каждый сту-
дент получает отдельную задачу и, пользуясь пособием,
может решить ее самостоятельно. Нужные для расчетов
данные (технические характеристики машин и оборудова-
ния, параметры двигателей и др.) приведены в таблицах,
помещенных в каждом упражнении.
Для выполнения работы студент должен иметь счетную
линейку и чертежные принадлежности (карандаш, треуголь-
ник, циркуль), Расчеты следует записывать чернилами в
3
тетрадь, а все схемы выполнять в карандаше и вклеивать
в нее.
Выполненное упражнение студент обязан предъявить
руководителю для проверки в начале следующего практи-
ческого занятия, а тетрадь сдать при сдаче зачета.
Для того чтобы студент мог совершенствовать свои зна-
ния по строительным машинам, в каждом упражнении сде-
ланы ссылки на соответствующую литературу.
Упражнения 1, 2, 16 и 18 составил доктор техн, наук,
проф. А. С. Фиделев; 3 — канд. техн, наук, доц. А. А, Кис-
ленко; 4 и 5 — ст. преподаватель А. Л. Романенко; 6, 7,
8 и 15— канд. техн, наук А. С. Кондра; 9, 10, 11 и 12—>
доктор техн, наук, проф. Ю. А. Ветров; 13 и 14 —.• Ю. А. Вет-
ров и А. С. Кондра; 17 — канд. техн, наук, доц, П. Н. Тю-
тюнников.
Раздел I
ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ
Упражнение 1
ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ ТРАКТОРНОГО ПОЕЗДА
Задание. Произвести тяговые расчеты тракторного
транспорта в условиях строительства и определить произ-
водительность тракторного поезда.
Данные для расчета приведены в табл. 1 и 2.
Последовательность выполнения упражнения
1,	Определить возможную силу тяги трактора по усло-
виям сцепления применительно к наиболее тяжелому уча-
стку пути.
2.	Установить, на какой передаче может двигаться трак-
тор, исходя из возможного сцепления.
3.	Вычислить вес груза в прицепе.
4.	Подсчитать количество прицепов применительно к
наиболее тяжелому участку пути.
5.	Определить требуемые тяговые усилия на крюке
трактора и скорости движения на всех участках трассы.
6.	Рассчитать продолжительность движения поезда на
отдельных участках трассы с грузом и без него,
7.	Вычислить длительность рейса поезда, включая по-
грузку и разгрузку.
8.	Определить сменную производительность трактор-
ного поезда.
Методика расчета*
1. Определяем возможную силу тяги трактора по.усло-
виям сцепления применительно к наиболее тяжелому участ-
* Подробнее см.: А. С. Ф и д е л е в. Автотракторный транспорт в стро-
ительстве. Киев, «Вища школа», 1973.
5
ку пути (рис. 1):
_________^сц = ^ан (кгс)*> (О
_*-«—~~~~ ZL^iS-^T Где <9—вес трактора,
/2—3	дан (кге) (табл. 3);
ЧР—коэффициент сце-
пления гусениц с доро-
Рис. 1. Схема трассы движения трак- Г°Й (табл. 5).
торного поезда.	2. Устанавливаем, на
какой передаче может
двигаться трактор, исходя из возможного сцепления.
Для движения трактора должно быть выполнено условие
РкР < Feu. — GwTp дан (кге),	(2)
где РКр—* тяговое усилие на крюке трактора при соответ-
ствующей . передаче, дан (кге) (табл. 3);
ШгР— основное удельное сопротивление движению трак-
тора (табл. 5).
Учитывая это условие, по технической характеристике
трактора устанавливаем, на какой передаче трактор может
реализовать наибольшее тяговое усилие по условиям сцеп-
ления.,
3.	Вычисляем вес груза в прицепе:
Q = yV дан (кге),	(3)
где у—'насыпная плотность, кг/л/3 (табл. 6);.
V —емкость кузова прицепа, л/3 (табл. 4).
4.	Подсчитываем количество прицепов применительно
к наиболее тяжелому участку дороги:
п~ (Q + Gnp)(® + 0 ’	{4)
где Gnp — вес прицепа без груза, дан(кгс) (табл. 4);
ш— основное удельное сопротивление движению при-
цепа на горизонтальном пути (табл, 5);
I-—подъем.
5.	Определяем требуемые тяговые усилия на крюке
трактора и скорости движения на всех участках трассы,
* Единицы измерения в пособии приведены как в Международной си-
стеме (СИ), так и в MkGS. Поскольку при пересчете в СИ 1 кге (кило-
грамм-сила) — 9,80665 н (ньютон) и 1 дан (деканьютон) *= 10 к да 1 кге,
принимаем, что 1 кге • м = 1 дан • м, 1 кге! мм? = 1 дан/мм2 и т. п.,
Читатель может делать расчеты в единицах любой из двух систем и
пользоваться техническими справочниками, в которых единицы изме-
рения приведены в MkGS, не изменяя их числовых величин.
6
исходя из следующего условия движения тракторного
поезда:
FKP + Gnp) (се> + i) + Qi дан (кге). (5)
По табл. 3 устанавливаем, на каких передачах будет
двигаться тракторный поезд и каковы будут его наивысшие
возможные скорости на участках трассы.
6.	Рассчитываем продолжительность движения поезда по
отдельным участкам трассы с грузом Л₽ и порожнего (без
груза) /пор:
= («)
<«>
Здесь п1( v2, v3 <— скорости движения груженого поезда
(км/ч) на различных участках llt 12 и 13
трассы, м, найденные по табл. 3;
3,6 —- коэффициент перевода из км/ч в м/сек-,
0,8 —* коэффициент, учитывающий затраты
времени на ускорение, замедление и пе-
" реключение передач.
Порожний поезд практически движется на IV передаче
(скорость Viv км/ч). Поэтому продолжительность движе-
ния порожнего поезда
fор = —’ сек‘	О)
7.	Вычисляем длительность рейса тракторного поезда:
/р = £1Р + ^2₽ +	+ £П°Р + П (^загр + ^разгр) СЁК. (Ю)
Здесь /загр — продолжительность загрузки одного прице-
па, сек',
^разгр — продолжительность разгрузки одного прице-
па, сек.
8.	Определяем сменную производительность трактир-
ного поезда:
п0 =-----т/смену,	(И)
гр
где Т -— количество часов в смене;
kB — коэффициент использования сменного времени,
равный 0,75 т- 0,8,
7
Таблица 1
Варианты заданий к упражнению 1
Вари* ант	Длина участка, м (см. рис. 1)			Вари- ант	Длина участка, м (см. рис. 1)		
	lt	l,	1,		h	1,	I.
1	200	800	450	16	200	1000	450
2	250	900	400	17	250	1100	400
3	300	1000	350	18	300	1200	350
4	350	800	450	19	350	800	400
5	400	900	400	20	400	900	450
6	450	1000	350	21	450	1000	350
7	500	800	450	22	500	800	450
8	350	1100	300	23	550	700	500
9	400	1200	250	24	600	700	400
10	450	1300	200	25	350	1300	300
11	200	800	300	26	400	1400	250
12	250	900	250	27	450	1500	200
13	300	1000	200	28	200	800	300
14	500	800	300	29	250	900	250
15	550	700	200	30	300	1000	200
Таблица 2
Дополнительные данные для вариантов заданий к упражнению 1
	Подъем участка			Марка трак- тора		СО . 1 л »	*- 1	CS 3
Вари- анты	—доро- га неука- тайная	it — доро- га ука- танная	t8 —Доро- га ука- танная		Марка пр] цепа	Продолжи тельность грузки Пр1 цепа, сек	Продолжи тельноеть разгрузки прицепа, с	Перевозим груз
1—7 8—15	0,09 0,08	0,04 0,05	0,051 0,06/	Т-100	Д-179-Л	150	200	Гравий
16—24 25—30	0,01 0,07	0,06 0,05	0,041 0,04/	Т-140	Д-258	120	160	Щебень
.Таблица 8
Технические характеристики гусеничных тракторов '
Марка	Вес, дан (кге)	Параметры	Передачи				
			I	II	1П	IV	V
Т-100М Т-180	11 100 15 000	Скорость V, км'ч Тяговое усилие на крюке FKp, дан (кге) Скорость и. км/ч Т яговое усилие ра крюке FKp, дан(кгс)	2,36 10 000 2,86 14 400	3,78 5200 4,62 7400	4,51 4400 6,37 5400	6,45 2700 8,66 3600	10,15 1500 11,96 2350
8
Таблица 4
Технические характеристики тракторных прицепов на пневмоколесном
ходу
Показатели	Д-179-А	Д-253 t
Емкость кузова V, м3	9	12
То же, с «шапкой», ж*	12	15
Вес порожнего прицепа Опр, дан(кгс)	5300	11 800
Таблица 5 Основные удельные сопротивления движению на горизонтальном пути w (пневмоколес) и wTp (гусеничного хода) и коэффициенты сцепления гусеничного хода ср				Таблица 6 Насыпная плотность груза	
					
Грунтовая дорога	О>	“’тр	<р	Материал	V, кг/м*
					
Укатанная Неукатан- ная	0,03 0,08	0,06 0,1	1 0,7	Гравий Щебень	1800 1700
Упражнение 2
ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
Задание. Произвести тяговые расчеты автомобиль-
ного транспорта, определить производительность и смен-
ный пробег автомобиля.
Данные для расчета см. в табл. 7 и 8.
Последовательность выполнения упражнения
1.	Проверить возможность движения автосамосвала по
сцеплению на каждом участке пути.
2.	Определить скорости движения груженого самосвала
на каждом участке трассы.
3.	То же, порожнего самосвала,
4.	Определить продолжительность движения груженого
и порожнего самосвалов на каждом участке трассы.
5.	Подсчитать продолжительность загрузки автосамо-
свала.
О
6.	Вычислить длительность рейса автосамосвала, вклю-
чая время на загрузку и разгрузку.
7.	Определить сменную производительность автосамо-
свала.
8,	Подсчитать сменный пробег машины.
Методика расчета *
1.	Проверяем заданные участки дороги по сцеплению
(рис. 2), исходя из движения с установившейся скоростью,
по формуле
<pGcn > G (о» + /) дан (кгс),	(12)
где ф—коэффициент'сцепления шин с покрытием до-
роги (табл. 10);
бсц — сцепной вес автосамосвала, дан (кгс) (табл. 9);
G —полный вес груженого автосамосвала, дан (кгс),
(табл. 9);
w — основное удельное сопротивление движению на
горизонтальном пути (табл. 10);
i заданный подъем участка.
2.	Определяем скорость движения груженого автосамо-
свала на каждом участке трассы по его динамической ха-
рактеристике D «= f (v), исходя из того, что динамический
фактор при установившемся движении (то есть при постоян^
ной скорости) численно равен w + i.
Динамические характеристики MA3-503A, КрАЗ-256Б7
БелАЗ-540 приведены на рис. 3. На рис. 3, а штриховой
линией показан пример определения скорости при w + I «
“ 0,08.
3.	Определяем скорости движения порожнего автосамо-
свала. При w — i > 0 пользуемся шкалой динамического
фактора порожнего самосвала £>0 (рис. 3).
Рис. 2. Схема трассы движения автосамосвала.
• Подробнее см.: А. С. Фиделев. Кн., укав, на е. 5.
10
Рис. 3. Динамические характеристики автосамосвалов:
а - MA3-503A; б — КрАЗ-256Б; в — БелАЗ-540.
При w —> i < О руководствуемся допустимым тормоз-
ным путем S„ и формулой
Опор«/1305т (<р —» + ш) км/ч. (13)
Для условий строительной площадки можно принимать
s.r да 5 М.
4.	Определяем продвлжительность движения груженого
и порожнего автосамосвалов по отдельным участкам трассы:
/1 =	з.бА	3,6/t	ceKi .	(14)
	0,9^ 1	0,9uJ°P		
^2 =	3,6^2 । 0,9^	3,6Z2	сек;	(15)
		0,9v"op		
/8 =	З,6/3 , O,9VS "г"	З,6/3 0,9vjop	сек.	(16)
11
Таблица 7
Варианты заданий к упражнению 2	<
Вариант	Длина участка, м			Подъем участка (см. рис. 2)		
	h	1,	I,	G —доро- га забой- ная	1» — доро- га щебе- ночная	— до- рога от- вальная
1	400	1600	300	0,02	0,06	0,045
2	450	1700	400	0,03	0,08	0,035
3	500	1800	500	0,04	0,12	0,025
4	550	2000	300	0,025	0,05	0,04
5	600	2500	400	0,035	0,07	0,03
6	650	3000	500	0,045	0,10	0,02
7	700	1600	300	0,02	0,06	0,045
8	750	1700	400	0,025	0,08	0,035
9	800	1800	450	0,03	0,1	0,025
10	850	2000	500	0,04	0,12	0,04
11	500	1500	300	0,02	0,06	0,05
12	550	1700	450	0,03	0,05	0,04
13	600	1900	500	0,04	0,065	0,01
14	650	2000	400	0,02	0,06	0,045
15	400	2500	300	0,03	0,08	0,035
16	450	3000	400	0,04	0,12	0,025
17	500	3500	500	0,05	0,04	0,02
18	700	2500	600	0,035	0,07	0,04
19	600	2000	400	0,035	0,07	0,04
20	650	2500	500	0,045	0,07	0,02
21	400	1600	300	0,02	0,06	0,045
22	450	1700	400	0,03	0,08	0,065
23	500	1800	500	0,04	0,12	0,02
24	550	3000	300	0,025	0,05	0,04
25	600 	3500	400	0,035	0,07	0,03
26	650	4000	500	0,045	0,1	0,02
27	550	2000	300	0,04	0,12	0,035
28	600	2500	400	0,05	0,07	0,02
29	700	2000	550	0,025	0,06	0,04
30	800	3000	600	0,035	0,07	0,03
Здесь рх, v2 и и3 — скорости движения груженого ав-
тосамосвала (юи/ч) на каждом участ-
ке трассы, подсчитанные по динами-
ческим характеристикам;
t»i°p, U20p, Уз°р — то же, для порожнего автомобиля;
4» 4 — длины этих участков, л;
3,6 — коэффициент перевода из км/ч в
м/сект,
0,9 — коэффициент, учитывающий затраты'
времени на ускорение и замедление
движения,
12
5.	Вычисляем продолжительность загрузки автосамо-
свала, исходя из рабочего цикла экскаватора (/ц, сек) и ко-
личества ковшей грунта, вмещающихся в кузов самосвала п
(табл. 8), то есть ^агр = tan сек.
6.	Подсчитываем полную длительность рейса автосамо-
свала:
fp = 4* 4~ t* 4* ^аагр 4“ ^равгр С€К, (17)
где /РазгР“ длительность разгрузки автосамосвала с учетом
маневров, сек (табл, 9).
7.	Определяем сменную производительность автосамо-
свала:
Пв д	т/смвну,	(18)
‘р
где Т количество часов в смене;
k3 — коэффициент использования сменного времени,
равный 0,85—0,9;
Q —- грузоподъемность автосамосвала, т (табл. 9),
Таблица 8
Дополнительные данные для вариантов заданий к упражнению 2
Варианты	Марка автосамосвала	Емкость ковша экскава- тора, д*	Продолжи- тельность рабочего цикла экс- каватора; сек	Количество ковшей грунта п, вмещаю- щихся в кузов
1—10	MA3-503A	0,5	15	9
11—20	КрАЗ-2566	1	20	7
21—30	БелАЗ-540	4,6	40	4
Таблица 9
Технические характеристики самосвалов
Показателя	Марка		
	МАЗ-БОЗА	КрАЗ-2Б6В	БелАЗ-540
Грузоподъемность Q, тс Полный вес груженого са-	8	12	27
мосвала G, дан(к$с) Сцепной вес автосамосвала	15 250	23000	48 000
Ссц, дан {кгс) Продолжительность раз- грузки с маневрированием,	10 000	19 000	82 400
fpaarp, сек	80	100	120
13
Таблица 10
Основное удельное сопротивление движению на
горизонтальном пути w и коэффициент сцепления ф
на влажной дороге
Дерем		
Забойная	0,04—0,05	0,2
Щебеночная	0,02—0,03	0,3
Отвальная	0,06—0,07	0,2
8., Подсчитываем сменный пробег автосамосвала:
г, _ 3600ГАв2 (/х +/8 +/в)
-----------looo?;-------км- t (19>
Упражнение 3
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
Задание, По заданной производительности выбрать
ленту и определить требуемую мощность двигателя ленточ-
ного конвейера (рис, 4),
Данные для расчета см. в табл. 11.
Последовательность выполнения упражнения
1.	Определить требуемую ширину ленты.
2.	Вычислить мощность двигателя.
3.	Рассчитать максимальное натяжение ленты и тре-
буемое количество прокладок в ней»
4.	Определить размеры приводного и натяжного бара-
банов.
Методика расчета*
1.	Определяем требуемую ширину ленты:
5 =	0,160? (с + 1) i
* Подробнее см.: А. С. Фиделев. Подъемно-транспортные машины
и механизмы. Киев, «Буд1вельник», 1967.
14
Рис. 4. Схема ленточного конвейера.
где Пй—производитель-
ность конвейера, т 1ч\
v скорость лен-
ты, м1сек-,
у—насыпная плот-
ность материала, кгЛи8;
е коэффициент, учитывающий снижение произво-
дительности при установке конвейера в наклон-
ном положении (табл, 12),
При выборе ширины ленты В надо еще учитывать круп-
ность кусков транспортируемого материала. Лента должна
удовлетворять следующим требованиям:
для сортированного материала
В > 3,3а' 0,2 mi	(21)
для рядового материала
В > 2a + 0,2 Mt	(22)
где a' — наибольший размер кусков, м;
a “ размер среднего куска, м. "
Для дальнейших расчетов принимаем большее значение
ширины ленты из определенных по формулам (20) или
(21), (22).
Вычисленную ширину ленты округляем до ближайшего
большего значения по стандарту (табл. 13).
2.	Вычисляем мощность двигателя. При работе конвейе-
ра мощность расходуется на перемещение материала и на
преодоление сопротивления холостого хода ленты.
Мощность на валу приводного барабана
Д/о =	-f- kR кет*	(23)
где Nt мощность, расходуемая на перемещение мате-
риала;
N2 —. мощность, расходуемая на холостой ход ленты;
k„— коэффициент, учитывающий влияние длины кон-
вейера:
kR ~ 1 при L > 40 jhj
«= 1,1 при L= 15 4- 40 м;
йд »=1,25 при £<15м.
Мощность конвейера для перемещения материала
определяем по формуле
дт	, Пк1гш
“"367" + “’367^‘Кв"1’	(24)
15

где
367
Пк£г^
гЯ
мощность для подъема материала на высоги|
Н при его непрерывном потоке Пк, т/ч; I л
367---мощность для перемещения материала по го-|
ризонтальному пути длиной L„ — горизон*'!
тальной проекции конвейера, м, которую^
вычисляют по формуле	1
Н
tg₽ ;
w — общий коэффициент сопротивления движе-1
нию груза, равный 0,035—0,04 (для ролико- -
опор на подшипниках качения).
Мощность, расходуемая на холостой ход ленты,
М2 = k^LjV кет,
I,
(25)|
(26)
Показатели
Таблица 11 |
Варианты заданий J
Вари |
1	2 | 3		4	8	6	7	8	9	10	Н	12
160	170	180	190	200	210	165	175	185	195	205	215
30	35	40	45	50	55	60	65	70	30	35	40
10	12	14	16	18	10	12	14	16	18	10	12
10	И	12	13	14	15	16	10	11	12	13	14
щ	ебен	ь, н	асы г 18С	1ная пло 0 кг/м3		Тнос	ть	НОС	Гр тьу	ави »—»	i на 1900
50	55	60	65	70	75	80	50	55	60	65	70
210	240	240	300	180	240	210	300	180	210	240	300
1,2	1,3	1.4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6
Ре;	1ИНО	вая	Деревян- ная			Ре;	ино	вая	Де	ревян- ная	
Сухая			Сухая			Очень влажная			Очень влажная		
Производитель ность
конвейера П», т/ч
Длина горизонтального
участка конвейера Lb м
Угол наклона 0, град
Высота подъема И, м
Перемещаемый материал
Максимальный размер
кусков а*, мм
Угол обхвата приводно-
го барабана а, град
Скорость V, м/сек
Футеровка барабана
Атмосфера, в которой
работает конвейер
16
где kx — коэффициент сопротивления, зависящий от ши-
рины ленты (табл, 14);
v — скорость ленты, м/сек.
Требуемая мощность двигатбйя
= —- кет,
и Т]
где т; = 0,75 4- 0,8 — к, п, д. привода барабана,
3.	Рассчитываем максимальное натяжение ленты и тре-
буемое количество прокладок в ней,
Тяговое усилие на приводном барабане

102ЛГ
Др
V
(27)
Исходя из формулы Эйлера, максимальное натяжение
ленты вычисляем по формуле
Smax. — Р» — дан (кге),
с 1
(28)
к упражнению 3
анты
	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	170	180	190	200	210	150	140	130	120	170	185	195	205	135	145	155	165	170
	45	50	55	60	65	70	30	35	40	45	50	55	60	65	70	40	45	50
	14	16	18	10	12	14	16	18	10	12	14	16	18	10	18	16	14	10
	15	16	17	18	18	16	14	12	10	12	14	16	18	10	12	14	16	12
сыпная плот- кг[м3				Щебень, насыпная плотность у = 1800 кг! м3								Гр н	авий, н ость у 		асьп И	Еная ЮО	ПЛ( кг/л	5Т- I3
	75	80	50	55	60	65	70	75	80	85	50	55	60	65	70	75	80	85
	210	240	300	210	240	300	210	240	300	210	240	300	210	240	300	210	240	300
	1,7	1,8	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,2	1,3
	РезиноЕ		зая	Деревяь		ная	РезиноЕ		5ая	Де	эев? ная	н-	Резиновая			Де	ревян- ная	
	Сухая			Сухая			Сухая			Очень влажная			Очень влажная			Очень влаж ная		
17
где е •= основание натуральных логарифмов;	(
а “• угол обхвата лентой приводного барабана;
ц *—< коэффициент трения между барабаном и лентой.
Значения р и е^а выбираем по табл. 15,
Количество прокладок в ленте вычисляем по формуле
где В ширина ленты, м;
р допускаемая нагрузка на 1 м ширины одной про-
кладки, дан!м (кгс/м).
Для бельтинга Б-820 допускаемая нагрузка р «=
=500 дан!м (кгс)м).
Подсчитанное количество прокладок должно находиться
в пределах, приведенных в табл. 13.	-1
4.	Определяем размеры приводного и натяжного бара-
банов по формулам:
диаметр приводного барабана
D6ap = (1204-150)/лшр	(30)
длина барабана
-£бар = В 4- 100 мм, ,	(31)
где i количество прокладок в ленте;
В —- ширина ленты, мм\
диаметр натяжного барабана
Ря.б = ЮО/лш,	(32)
Результаты расчетов сводим в табл, 16.
Таблица 12
Величина коэффициента с
У гм наклон* конвейера, град	в-10	II—15	16—18
Коэффициент в	0,95	0,9	0,85
Таблица 13
Размеры прорезиненной ленты
Ширина, я	0,3	0,4	0.5	0.65	0,8	1.0	1,2	1,4
Количество прокладок ,	3-5	00 со	3-9	3—10 ’	3-11	3-11	3—12	3—12
18
Таблица 14
Значения коэффициента сопротивления kx для роликов
на подшипниках качения
Ширив» ленты, и	0,4	0.6	0,65	0.8	i		1,4
Коэффициент	0,012	0,0.15	0,02	0,024	0,03	0,035	0,04
Таблица 15
Значения коэффициента трения ленты о барабан ц и en® -
Вид барабан» и ат- мосферные условия	ц	Для углов обхвата а, град и рад						
		180 * 3,14	210 мГ	240 ТнГ	300 Тй"	360 6,28	400 7	480 8,38
Чугунный ИЛИ стальной барабан; очень влажная (мок- рая) атмосфера	0,1	1,37	1,44	1,52	1,69	1,87	2,02	• 2,32
Барабан с дере- вянной или резино- вой обшивкой; очень влажная (мокрая) атмосфера	0,15	1,60	1,73	1,87	2,19	2,57	2,87	3,51
Чугунный или стальной барабан; влажная атмосфера	0,20	1,87	2,08	2,31	2,85	3,51	4,04	5,34
Чугунный или стальной барабан; сухая атмосфера	0,30	2,56	3,00	3,51	4,81	6,59	8,17	2,35
Барабан с дере- вянной обшивкой; сухая атмосфера	0,35	3,00	3,61	4,33	6,25	9,02	11,62	18,78
Барабан с рези- новой обшивкой; су- хая атмосфера	0,4	3,51	4,33	5,34	8,12	12,35	16,41	28,56
* В числителе — значение а в градусах, в знаменателе—в радианах.
Таблица 16
Основные параметры конвейера
Параметры	Единица измерения	Числовое аначение по расчету
Требуемая ширина ленты по расчету	JK	
Ширина ленты, выбранной по стандарту	м	
Количество прокладок в ленте	шт.	
Мощность двигателя конвейера Размеры барабанов:	кет	
приводного •— диаметр	мм	
длина	мм	
натяжного — диаметр	мм	
Раздел II
ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ
Упражнение 4
РАСЧЕТЫ ЛЕБЕДОК
Задание. Решить задачу подъема грузов на строи-
тельном объекте при помощи подъемника при условии, что
на строительстве есть подъемник без лебедки и отдельно ле-
бедка без двигателя. Надо проверить пригодность лебедки
для подъемника и подобрать к ней канат и двигатель.
Данные для расчета см. в табл. 17 и 18,
Последовательность выполнения упражнения
1.	Начертить схему запасовки каната подъемника.
2.	Подобрать стальной канат.
3.	Вычислить канатоемкость барабана лебедки»
4.	Определить требуемую мощность двигателя,
5.	Проверить общее передаточное число редуктора ле-
бедки.
Методика расчета*
1.	Чертим схему запасовки каната подъемника (рис. 5).
Эта схема нужна для определения общего коэффициента
полезного действия блоков
Лобщ — Лбл»	(33)
где Лбл— к. п. д. одного блока;
п — количество блоков.
2.	Подбираем стальной канат. Стальные канаты подби-
рают по разрывному усилию R с учетом требуемого коэф-
фициента запаса прочности k.
Аналитическое выражение этого условия:
4->Ь,	(34)
г к
* Подробнее см.: А. С. Фиделев, Ю. Ф. Чубук. Строительные
машины. Изд. S. Киев, «Вища школа», 1971.
20
где Рк — максимальное
рабочее усилие
в канате подъ-
емника, вычис-
ляемое по фор*
муле
Р* = ^^-дан (кгс),
"общ
(35)
где QPac4“ вес груза
и грузовой
платформы,
дан (кгс).
По нормам Госгор-
технадзора запас проч-
Блоки
Рис. 5. Схема запасовки каната подъ-
емника.
ности канатов строительных подъемников с машинным при-
водом должен быть не менее 5.
Требуемый диаметр каната и все его данные выбираем
по ГОСТ 2688—69 на основании подсчитанного разрывного
усилия каната (табл. 19).
Диаметр выбранного каната dKaH должен быть не более
1.1	X	J	лг
-yg-Ч-2Q-диаметра барабана абар лебедки.
3.	Вычисляем канатоемкость барабана лебедки (рис. 6)
по формуле
(36)
(rfCap + ™*кан)
^каи
Рис. 6. Схема к определению канатоем-
кости барабана лебедки.
где I — длина бара-
бана, м.\
т — возможное
количество
слоев навив-
ки каната на
барабан;
^бар — диаметр ба-
рабана ле-
бедки, м;
дкан диаметр ка-
ната, м.
Возможное коли-
чество слоев навивки
21
Таблица П
Варианты 1—15 к упражнению 4
Лебедка электрореверсивная
Л-3(Й)2, ее паспертное тяговое уси-
лие 3000 дан (кгс). Размеры ба-
рабана: диаметр — 273 мм, ди-
аметр по ребордам — 450 мм\
длина 500 мм. Тип подъемника —
мачтовый. Вес грузовой площад-
ки 300 дан (кгс).
Вариант	Вес груза, дан (кгс)	Скорость подъема, м/сек	Я 1 Й ч» йса
1	2000	1,2	80
2	1200	1	60
3	2000	0,75	75
4	2300	0,5	55
5	750	0,5	65
6	1700	0,8	70
7	1200	1,1	60
8	1400	0,9	50
9	850	0,6	67
10	1900	0,7	58
11	1800	0,85	72
12	2200	0,65	78
13	1600	0,95	63
14	2100	0,65	73
.15	1300	0,82	69
Таблица 18
Варианты 16—30 к упражнению 4
Лебедка фрикционная Д-499,
ее паспортное тяговое усилие-*
1250 дан (кгс). Размеры бараба-
на: диаметр — 230 мм, диаметр
по ребордам — 370 мм, длина —
460 мм. Тип подъемника — мач-
товый. Вес грузовой площадки —
150 дан (кгс).
Вариант	Вес груза, тс	Скорость подъема, м/сек	Высота подъе- ма< ж
16	400	1,5	35
17	600	1,2	40
18	600	1	45
19	650	1,4	50
20	750	1	55
21	500	1,4	50
22	450	1,4	40
23	550	1,3	30
24	650	1,1	50
25	700	1	45
26	800	0,9	35
27	750	1,2	30
28	450	1,3	55 ’
29	400	1,6	45
30	500	1,2	40
Примечание. Коэффици-
енты полезного действия: пере-
дач лебедки — 0,75; блока — 0,96.
Пр имечание. Коэффици-
енты полезного действия те же,
что и в табл. 17.
каната т на барабан определяем по диаметрам реборды
барабана, барабана и каната с учетом запаса выступа ре>
борды для предотвращения схода каната:
т =	-2,	(37)
^кан
где 4баР диаметр барабана лебедки по ребордам,
При выборе лебедки исходим из того, что на ее барабан
надо вместить канат длиной Т:
Т — Н -j- 2л (i/бар + ^/кан) М,	(38)
где Н — максимальная высота подъема груза
(см, табл. 17 и 18);
2л (doap + t/кан) — несматываемые витки на барабане.
22
Пригодность лебедки по канатоемкости определяем из
условия Т < Ls
4.	Определяем требуемую мощность двигателя по наи-
большему усилию в канате Рк, скорости подъема ипод
и коэффициенту полезного действия лебедки т]леб:
" 1б2п7"в Кв/П’	<39>
Таблица 19
	Характеристика стальных канатов					
	(ГОСТ	2688—69,	канат типа JTI£-P6X 19-J-1)			
	Расчетный вес 100 м	Предел йрочности проволоки при растяжении,				
Диаметр			дан[мм* (кгс[мм*)			
каната,	смазанного					
мм	каната,- дан (кгс)	140	МО	170	180	200
						
	-	Разрывное усилие каната в			целом, дан (кгс)	
8,3	256	ЖЙ	2450	2605	2685	2930
9,1	305	ю	3555	3775	3895	4245
9,9	358,6	ежи 	4235	4505	4640	5065
11	461,6		4985	5295	5455	5955
12	527	1—	6415	6815	7025	7665
13	596,6	7255	7325	7780	8020	8750
14	728	8850	8295	8810	9085	9910
15	844	10 250	10 100	10 750	11050	12 650
16,5	1025	12 400	11 700	12 450	12 850	14 000
18	1220	14 800	14 200	15 100	15 550	16950
19,5	1405	17 050	16 950	18 000	18 550	20 250
21	1635	19 850	19 500	20 750	21 350	23 300
22,5	1850	22 450	22 700	24 100	24 850	27 100 30650
24	 2110	25 600	25 650	27 250	28 100	
Таблица 20
Технические данные асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым
ротором общего применения в защищенном исполнении
Тип электродви- гателя	Номиналь- ная мощ- ность на валу,- кет	Скорость вращения, об/мин	Тип электродви- гателя	Номиналь- ная Мощ- ность на валу,- кет	Скорость вращения, об/мин
А-41-6	1	930	А-61-8	4,5	730
А-42-6	1,7	930	А-62-8	7	730
А-51-6	2,8	' 950	А-71-8	10	730
А-52-6	4,5	950	А-72-8	14	730
А-61-6	7	970	А-81-8	20	730
А-62-6	10	970	А-82-8	28	730
А-71-6	14	970	А-91-8	40	730
А-72-6	20	970	А-92-8	55	730
А-81-6	28	975			
23
где Рк — наибольшее усилие в канате, дан (кес);
Упод — скорость подъема груза, м1сек\
т)леб—к. п. д. лебедки.
По вычисленной мощности выбираем в каталоге подходя-
щий двигатель (табл. 20).
5.	Проверяем общее передаточное число редуктора ле-
бедки по формуле
i _	лдвя^бар
<общ	60рпод	*
где п№—* число оборотов двигателя (см. табл. 20).
(40)
Упражнение 5
ВЫЧИСЛЕНИЕ СМЕННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
БАШЕННОГО КРАНА
Задание. В конкретных условиях работы башенного
крана определить его производительность.
Данные для расчета см. в табл. 21 и 22,
Краном (рис. 7) монтируют сборные конструктивные
элементы здания и за один цикл поднимают и устанавливают
одну конструкцию.
Последовательность выполнения упражнения
1.	Определить требуемую высоту подъема крюка и соот-
ветствующий этой высоте вылет стрелы для заданных усло-
вий работы.	।
2.	Вычислить коэффициент использования крана по гру-
зоподъемности.
3.	Начертить рабочую зону крана в масштабе.
4.	Определить продолжительность отдельных операций
рабочего цикла крана.
5.	Вычислить длительность рабочего цикла без совмеще-
ния и при совмещении операций. Начертить схемы после-
довательности операций рабочего цикла.
6.	Определить сменную производительность крана при
работе по совмещенному и несовмещенному циклам.
Методика расчета
1.	Выбираем основные параметры крана и определяем
коэффициент его использования по грузоподъемности, Тре-
буемую высоту подъема крюка (рис. 7) определяем суммиро-
24
. Рис. 7. Схема рабочей зоны крана:
а — план; б — профиль.
ванием: 1) заданной высоты уровня монтажа; 2) длины
стропов; 3) размера изделия и 4) высоты подъема груза над
уровнем монтажа йзап. По условиям техники безопасности
величину /i3an принимаем равной 2,5 4- 3 м.
В соответствии с выбранной высотой подъема крюка по
табл. 22 находим вылет стрелы и грузоподъемность крана
на этом вылете.
2.	Коэффициент использования крана по грузоподъем-
ности
(41)
где G—вес монтируемого элемента, тс;
Q — грузоподъемность крана при выбранном вылете
стрелы, тс;
Этот коэффициент характеризует степень загрузки крана
при подъеме заданного груза в конкретных условиях его
работы.
3.	Чертим рабочую зону крана в масштабе на основании
рис. 7, с учетом числовых данных варианта упражнения
и выбранного вылета стрелы R.
Расстояние к от оси подкранового пути до здания и
склада можно принимать 4—5 м.
4.	Определяем продолжительность операций рабочего
Цикла крана:
ti — строповка монтируемых элементов;
t2 — подъем этих элементов до нужного уровня;
t3 — поворот стрелы крана;
— перемещение крана по рельсовому пути;
25
t6 -*• опускание груза до уровня монтажа;
/в — удержание монтируемого элемента во время уста-
новки, закрепления, подливки раствора, вьгвёрки
положения и других операций;
?7 — расстроповка монтируемых элементов;
ts —> подъем крюка с грузозахватными приспособлени-
ями над уровнем монтажа;
t9 — возвратный поворот стрелы;
/10 — возвратное перемещение крана;
tn — опускание крюка с грузозахватными приспособле-
ниями.
Продолжительность ручных операций /6, /7 прини-
маем по нормативным данным (табл. 21), а длительность
остальных операций вычисляем приближенно по установив-
шимся скоростям рабочих движений крана, без учета пе-
риодов разгона и торможения,
Продолжительность подъема (рис. 8)
t в //~*~/‘зап сек
2 "под С
где Опод^ скорость подъема, м/сек.
Рабочий поворот
/ = 60 -^ср- сек,
где осСр средний рабочий угол, рад;
п — скорость поворота, об/мин.
,т4
1'
(42)
(43)
Г-
УроЙепь монтажа
5;
Рис. 8. Схема для определения дли-
тельности вертикального перемещения
груза и высоты подъема крюка:
Н — высота уровня монтажа; йзап — запав
высоты подъема над уровнем монтажа;
А — высота изделия « грузозахватными
приспособлениями (стропами).
Средний рабочий угол
поворота находим по
схеме рабочей зоны кра-
на (рис. 7) графическим
или аналитическим спо-
собом по формуле
ОСср = 6-1 Н- 0^2 =
К+”Т
« arcsln-----s------1-
Л
I а
« + -2~
-f- arcsin---£-----, (44)
где R — расчетный вы-
лет стрелы.
26
Время перемещения крана по рельсовому пути
Ц=-^сек,	(45)
ипер
где Lnep— средний путь перемещения, м;
Упер — скорость перемещения, м/сек.
Средний путь перемещения крана (рис. 7) принимаем
равным расстоянию между центрами рабочих зон склада
и здания и определяем его графически или аналитически
по формуле
£пер =	-----1 + R (cos — cos а2).	(46)
Опускание груза до уровня монтажа
<,=4SL->	(47>
где иоп — скорость опускания, м/сек.
Продолжительность подъема крюка со стропами над
уровнем монтажа
(48)
под
Длительность остальных операций определяем анало-
гично:
/9 гяя tf8;	(49)
^10 ~ ^4’	(50)
Я-|-йвап	/кп
ill *= —------•	(51)
von
5.	Вычисляем длительность рабочего цикла крана. При
работе без совмещения операций рабочий цикл крана ра-
вен сумме времени всех его операций:
и
= 2	(52)
1
Для повышения производительности крана некоторые
операции можно совмещать (например, подъем и перемеще-
ние груза). В этом случае при подсчете длительности рабо-
чего цикла учитывают только наиболее длительную из со-
вмещаемых операций:
/ц° м = + ^2>(4) ++ ta + ii + i$ + ^io>(ii)•	(53)
27
Таблица 21
Варианты заданий к упражнению 5
			Характеристика изделия	1					St	Продолжительность операций, выполня- емых при остановке крана, мин			Размеры (см. рие. 7), м					Уровень | монта- | жа, м
	Вариант	Марка крана	1 наименование		марка	е й сГ « со	высота, м	Длина стропот	строповка элемента 		।	удержание элемента при монтаже	расстропов- ка элемента	а	ь	С	d	1 »	н
	1		Внутренние стеновые панели		В2-1	2,7	2,44	3	1,5	8,5	0,6	12	40	8	30	10	20
	2		То же		В7-2Л	1.6	2,68	4	1	7,5	0,5	12	50	7	25	12	18
	3 4	о to и	» >		В7-2П В2-1А	1.6 2,67	2,68 2,44	4 3	1 1,5	7,5 8,5	0,5 0,6	10 10	45 40	8 7	30 30	10 12	21 20
	5	«	»		В2-2	2,67	2,44	3	1,5	8,5	0,6	12	45	8	25	12	22
	6		Шатровые тия	панели перекры-	ШПЗ-2	1,2	0,22	2,5	1	7.5	0,5	14	40	8	20	10	16
	7		То же		ШПЗ-1-2	2,72	0,22	2,5	1	7,5	0,5	11	45	7	20	12	18
	8		Перегородки		ПГ-1	1,12	2,44	3	1	7,5	0,5	14	50	8	25	12	15
	9		1	»		ПГ-17	0,95	2,44	3	1	7,5	0,5	14	40	7	20	12	16
										с	Alfa йе:					1*-—“ГД.'		
10 11 12 13 14 15	С-981Д	Наружные стеновые панели То же » Шатровые панели перекры- тия То же Внутренние стеновые панели	НЮ-1 Н4-2 Н12-2Л ШП-5-1-3 ШН1-2 ВГ-16	1,45 1,75 2,5 2,85 3 2,67	2,68 2,56 2,68 0,22 0,22 2,44	3 4 4 2,5 2 3	1 1 1 » 1 1	8 8 8 7,5 7,5 7,5	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	12 14 12 10 10 10	45 40 50 45 40 50	8 7 8 7 8 7	30 20 30 25 20 25	12 10 10 12 10 12	15 14 12 17 12 16
16 17 18 19 Ю °	20 21 22	КБ-674-6	Перегородки Шатровые панели перекры- тия То же » Внутренние стеновые панели	ВЧ-Ш ВЧ-4 ШП1-7-5 ШП1-7-1 ШП1-7-6 ВЭ-1Э ВЧ-1Л	3,48 3,4 3,95 3,8 3,95 4,02 3,48	2,68 2,68 0,22 0,22 0,22 2,68 2,68	4 4 2,5 2,5 2 3 4	1,5 1,5 1 1 1 1,5 1,5	8 8 7,5 7,5 7,5 8,5 8,5	0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6	14 12 14 12 14 12 12	40 50 45 40 45 50 40	8 7 8 7 8 7 8	30 20 25 20 25 30 95	10 12 12 10 10 12 10	14 12 12 15 14 16 12
23 24 25 26 27 28 29 30	КБ-160.2	Наружные стеновые панели То же » Шатровые панели перекры- тия То же Внутренние стеновые панели То же >	УНЗ-1К 1 УНЗ-1Ф УНГ-1 ШП5-2-1 ШП8-22 ВЧ-2Л ВЫ ВЧ-2П	3,66 3,66 3,75 3,6 3,4 3,43 3,03 3,43	2,58 2,58 2,68 0,22 0,22 2,68 2,44 2,681	4 3 3,5 2 2,5 3 2,5 3	1 1 1,5 1,5 1 1 1 1	8,5 8 8 7,5 7,5 8 8 8 1	0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	14 12 10 12 12 14 10 12	50 40 45 40 50 45 50 40	7 8 7 8 8 7 7 8	30 25 30 20 25 20 30 25	10 12 12 10 10 12 10 121	15 18 20 16 17 14 18 20
Таблица 93
Технические характеристики башенных кранов
Показатели	Марка крапа			
	КВ-180-4	е-м1А	КВ-874-5	КВ-160-2
Грузоподъем- ность, тс	2-3	4—8	3,2—25	5-8
Высота подъе- ма, м Вылет стре- лы, м	59,5; 66,5	40,6; 53,0	70	46,1 60,5
	25; 13	25; 12,5	50; 4	25—13
Полный вес крана, тс Мощность дви- гателя, кет Скорость подъема и опус- кания груза, м!мин	49,5	35,8	137	48
	58	49,5	116,2	58
	40	27	17; 48	20
Скорость по- ворота стрелы, об!мин	0,6	0,7	0,44	0,6
Скорость пе- редвижения кра- на, м/мин	19,7	20	12	19,7
Рис. 9. Примерные схемы построения рабочего цикла крана:
а ~ без совмещения операций; б — при совмещении операций.
30
Вычисление длительности циклов (несовмещенного и сов-
мещенного) надо иллюстрировать выполненными в масштабе
схемами (рис, 9).
6.	Определяем сменную производительность крана по
формуле
Ц-м = TQkPkBn т/смену,	(54)
где Т« продолжительность смены, ч;
Q—^грузоподъемность крана, тс, при данном вылете
стрелы;
kp — коэффициент использования крана по грузоподъем-
ности;	1
kB — коэффициент использования крана по времени на
протяжении смены, равный 0,82	0,83;
п число рабочих циклов крана в час, подсчитываемое
по формуле
где — средняя длительность рабочего цикла, сек.
Упражнение 6>
РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ БАШЕННОГО КРАНА
Задание* Проверить грузовую и собственную устой-
чивость башенного крана.
Данные для расчета см* в табл. 23 и 24 и на
рис. 15—24.
Последовательность выполнения упражнения
1.	Определить координаты центра тяжести крана при
горизонтальной стреле и при ее максимальном подъеме*
2.	Определить координаты центра парусности при го-
ризонтальном положении стрелы р и при ее максимальном
подъеме р1Ф
3.	Вычислить наветренную площадь крана при гори-
зонтальной стреле и при ее максимальном подъеме.
4.	Определить распределенную ветровую нагрузкус
5.	Проверить грузовую устойчивость крана.
6.	Проверить собственную устойчивость крана.
31
Методика выполнения упражнения
1. Для определения координат центра тяжести крана 1
располагаем координатные оси так, чтобы ось абсцисс ле- |
жала в плоскости головок рельсов, а ось ординат совпала •.
с осью вращения крана,	.J
Схему крана (рис* 10) разбиваем на части, вес которых I
известен. Сумму моментов сил тяжести этих частей относи-
тельно оси координат у или х приравниваем к момен- J
ту силы тяжести всего крана относительно той же оси. , ]
Из этих двух уравнений определяем координаты центра тя-. |
жести.	Я
Например, для нахождения абсциссы о центра тяжести j
уравнение будет иметь такой вид:
Z=n	Z-=rt
2W, = C Sg.
Z-l	* z-l
(56)
Рис. 10. К определению центра тяжести крана.
32
Отсюда
i	— n
2	Mfa
c “ 2G 1	^7)
где
i=n	'
2 Mf, = Gnp/np + в J, + G6/6 + GcTpfcrp I (58)
S G = Gnp + Ga 4- G6 4* GcTp 4* Gx.4 4" Gn.n. J
Здесь бПр*-=вес противовеса, дан (кгс);
lap—плечо вектора веса противовеса относительно
оси у, м;
6Л — вес лебедок, дан (кгс);
1Л — плечо вектора ' веса лебедок относительно
оси у, м;
G6 — вес башни крана, дан (кгс);
16 — плечо вектора веса башни относительно
оси у, м;
Остр вес стрелы, дан (кгс); '
/СТр — плечо вектора веса стрелы относительно
оси у, м;
Gx,4 — вес ходовой части крана, дан (кгс);
Оп.п ‘— вес поворотной платформы, дан (кгс).
Для определения ординаты h центра тяжести рекомен-
дуется повернуть всю систему сил на 90°, как это сделано
на рис. 10. (Центр тяжести не меняет своего положения при
повороте всей системы сил в одном направлении.)
Составляем уравнение моментов
=	(59)
Отсюда
2 М?
Л=-^—,	(60)
где
<=п
==Gnphnp 4* Gaha 4* Gx.,/ix., 4" Gn.n/in.n + G6h6-\-GCTphCTp,
(61)
2 4-953
33
Координаты центра тяжести крана при максимально ]
поднятой стреле определяем так же, как в случае, когда J
стрела крана горизонтальна.	i
Когда момент силы тяжести при горизонтальной стреле |
подсчитан, для перехода к моменту при поднятой стреле |
рекомендуется учитывать только разность моментов сил
тяжести при ее горизонтальном и поднятом положении. 1
2.	Координату центра парусности определяем как коор- |
динату центра тяжести наветренной площади крана. В этом |
случае наветренную площадь разбиваем на фигуры, центры а
тяжести которых легко определить (рис. 11).	I
Составляем уравнение, в котором сумму моментов дав- i
ления ветра на отдельные части крана относительно пло- 4
скости головок рельсов приравниваем к моменту давления |
ветра на кран относительно той же плоскости. Согласно |
рис. 11,	I
4-	+ FtH3wa + FJliWi + F^iawa = j
i=n	/I
=	(62) i
Z—1	’Й
откуда	-3
F^Wl + FtH2wt + F3H3w3 +	+ FtHtflD^	•!
p -----------------, (Об) a
S FfWi	’!
/=1	Я
где Ft — F6— наветренные площади частей крана, ма; Я
— высоты центров соответствующих площадей
частей	крана, м\	а
—w&—распределенная ветровая нагрузка на наве- Я
тренную часть соответствующих поверхнос- Я
тей частей крана, дан Im? (кгс/м2).	Ц
3.	Расчетные наветренные площади элементов металло*Я
конструкций и узлов крана принимаем равными:	Я
для отдельных стержней и канатов — произведению!!
длины стержня, или каната на расчетную ширину сечения,
указанную на схемах в табл. 31, или на диаметр стержнйЯ
или каната;	ЧИ
для плоских ферм —• сумме площадей проекций элементом
на плоскость фермы;	Д
для пространственных ферм расчетной площади гранЙИ
шириной b (схемы в табл. 34 и 35), рассматриваемой кайЯ
плоская ферма;	JB
34
для кабин, лебедок, машинных отделений, плит балла-
ста, противовеса и груза — площади проекции на плос-
кость, перпендикулярную к направлению ветра,
4-	Распределенную ветровую нагрузку w вычисляем
по формуле (ГОСТ 1451—65)
w = qonc$,	(64)
где 70 — скоростной напор ветра на высоте 10 я над по-
верхностью земли (табл. 25), дан 1м1 (кгс1мг)\
п — поправочный коэффициент на возрастание скорост-
ного напора в зависимости от высоты над поверх-
ностью земли (табл. 26);
с —‘ аэродинамический коэффициент (расчет этого ко-
эффициента см. на стр. 37).
у — коэффициент перегрузки, при расчете устойчи-
вости крана принимаемый равным 1;
Р — коэффициент, учитывающий динамическое воздей-
ствие пульсации скоростного напора и определяе-
мый по формуле
Р = 1 + тп?.	(65)
Здесь тп — коэффициент пульсации скоростного
напора, определяемый в зависимости
от высоты расположения опорного
шарнира стрелы над поверхностью
земли, м (табл. 27);
g — коэффициент динамичности, опре-
деляемый в зависимости от периода
свободных колебаний крана 7\ по
табл. 28.
Период свободных колебаний Тг, сек, для крана с гру-
зом на крюке определяем по формуле
Л =	(66)
где То^~ принимают по табл. 29 в зависимости от вылета
груза Lr и его нормативного веса QH;
Яб— высота башни, м‘,
Lc — длина стрелы, м.
Для кранов без груза на крюке период свободных коле-
баний принимают равным половине периода свободных
колебаний крана с наибольшим для данного вылета грузом
на крюке.
Коэффициент рр для ветровой нагрузки на груз прини-
мается равным 1,25.
Аэродинамические коэффициенты с для стержней круг-
лого сечения при ветре, перпендикулярном к их оси, берем
из табл. 30.
Для стержней из прокатных и сварных профилей при
ветре по стрелке аэродинамические коэффициенты прини-
маем по табл. 31.
36
Аэродинамические коэффициен-
ты для кабин, лебедок, машинных
отделений, плит балласта и проти-
вовеса, а также груза канатов и
кабелей принимаем равными с= 1,2.
Для плоских ферм или сплош-
ных балок, расположенных одна
за другой (рис. 12), аэродинамиче-
ские коэффициенты определяем по
формуле
2 «Л
Рис. 12. Схема расположе-
ния ферм или сплошных
балок к определению аэро-
динамического коэффици-
ента.
с e ----------------(1 _ Лф (^ф _ 1)Ь	(67)
где Ki — коэффициент, определяемый по табл. 32;
с( — аэродинамический коэффициент Z-ro элемента
фермы;
Ft площадь проекции Z-ro элемента фермы на ее
плоскость;
F	«;
1
г|ф — коэффициент, определяемый по табл. 33;
ЛГф—« количество ферм.
В табл. 32 и 33 ф — коэффициент заполнения, равный
отношению F к площади, ограниченной наружным конту-
ром фермы.
Аэродинамические коэффициенты для пространственных
ферм из угловой стали при ветре, перпендикулярном к про-
дольной оси фермы, определяем по табл. 34.
Для пространственных ферм из труб при ветре, перпен-
дикулярном к продольной оси фермы, аэродинамические
коэффициенты определяем по формуле
с = КзРо,	(68)
где К3 — коэффициент, принимаемый для ферм треуголь-
ного сечения с углом а = 30е при набегании
ветра на основание или боковую грань треуголь-
ника равным 1;
Cq —- берем по табл. 35.
При проверке грузовой и собственной устойчивости
(ГОСТ 13994—68) следует выбирать такое положение ребра
опрокидывания, при котором кран по устойчивости макси-
мально приближается к предельному состоянию.
К
Рис. 14. К определению соб-
ственной устойчивости крана;
1 и. центр тяжести крана; 2 —.
ребро опрокидывания.
Рис. 13. К определению грузовой
устойчивости крана:
1 « центр тяжести крана; 3 » ребро
опрокидывания.
5. Для обеспечения грузовой устойчивости крана долж-
но выполняться следующее неравенство (рис, 13):
4- М®' tnQcboi	(69)
где Qp« расчетная нагрузка от веса поднимаемого груза,
дан {кгс)\
bq плечо силы Qp, определяемое с учетом наклона
основания фермы, м\
— момент относительно ребра опрокидывания от рас-
четной ветровой нагрузки, действующей на крац
и груз, дан (кгс)\
т =	— коэффициент условий работы. При расчет*^
грузовой устойчивости башенных кранов, об|
служивающих все виды строительства, кром^
малоэтажного и сельского, принимаем по ГОС1|
13994—68: т1 = 0,9; т2 = 0,8 и т3 — 1 (тогдЙ
т = 0,72);	1
Qg— расчетная нагрузка от веса крана, дан (кгс)\ J
Ьо — плечо силы QG, определяемое с учетом наклона^
основания крана, м.	\
38
owe
Рис. 15. Схема крана БК*215А.
3000
Рис. 16. Схема крана С-390.
Рис, 17, Схема крана МСК-3-5-20.
ooes
Рис. 18. Схема крана МБТК-80.
Рис, 19. Схема крана БКСМ-5-5А.
48,00 (при I min)
32,00 (при tmax)
i____________
I__I--!-1—L
10
Рис. 20. Схема крана БК-5-248
Рис. 21. Схема крана КБ-60.
ООО!?
6615
Рис. 22. Схема крана КБ-100.0.
5000
Вид A
Рис. 23. Схема крана КБ-100.1.
Рис. 24. Схема крана КБ-160.2.
OOZL
Таблица 33
Варианты заданий к упражнению в
Вариант	Края	Груэ	
		вев, Ван (кгс)	размере наветренной поверхности, м*
1		1500	5X0,2
2	БК-215А	2000	5x0,2
3		3000	5X0,2
4		1500	3,5 X 0,2
Б	С-390	2000	3,5x2
6		3000	5X0,2
7		5000	5X0,3
8	МСК-3-5-20	3000	5X0,2
9		4000	5X0,2
10		5000	5x0,3
11	МБТК-80	4500	5X0,3
12		4000	
13		5000	6x0,3
14	БКСМ-5-5А	5000	6x0,3
15		5000	6x0,3
16		5000	6x0,3
17	БК-5-248	4000	5x0,3
18		4500	5X0,3
19		4000	5X0,2
20	КБ-60	3000	5x0,2
21		5000	5X0,3
22		5000	5X0,2
23	КБ-100.0	4000	5x0,2
24		5000	5X0,2
25		5000	6X0,3
26	КБ-100.1	5000	5X0,3
27		4000	5X2
28		8000	6x3
29	КБ-160.2	6500	6X2
30		5000	6X0,3
49
Таблица 24
Технические характеристики
Основные параметры	1-				 в» Кра :			
	БК-215Д (рис. 15)	C-3S0 (рис. 16)	М.СК-3-5-20 (рис. 17)	
Грузоподъемность, тс: наибольшая	3	3	5	
наименьшая	1,5	1,5	3	
Вылет стрелы, м: наибольший			20	
	18	20		
наименьший	10	10	10	
Высота подъема груза, ж: наибольшая	33	36	35	
наименьшая	22	23	25	
Длина стрелы, м	16,5	19	18	
Ширина колеи, ж	3,4	3	4	
База крана, ж	3,4	3	4	
Вес крана (полный), дан (кге)	2 3700	27 500	45 000	
Вес элементов крана, дан (кге)'.			500	
канаты	300	500		
механизмы	5400	4500	8600	
электрооборудование	1500	2000	2600	
противовес	—	—	«ж	
балласт	8000	12 000	20000	
металлоконструкции, в том числе:	8500	8500	13300	
стрела	800	800	1300	
башня	3000	3000	4700	
поворотная головка	—	—	—	
портал	—	«—«		
поворотная платформа	2200	2500	3600	
ходовая рама	2500	2200	3700	
Таблица 25
Скоростной напор ветра q0, дан!м? (кгс 1м"1)
Ветровые районы СССР по ГОСТ 1451-65	Состояние крана	
	нерабочее	рабочее
1—3	45	11
4—5	70	
6-7	100	18
50
башенныл кранов
. *	г Г,-,Ъ
ны
	МБТК-80 (рио. 18)	БКСМ-5-5А (рио. 19)	БК-5-248 (pH». 20)	кв-60 (рио. 21J	КБ-100.0 (рио. 22)	КБ-100.1 (ри«. 23)	КБ-160.2 (рио. 24)
	5	5	5	5	5	5	8
	4	5	S	3	5	б	5
	20	22	22,7	20	20-	20	25
	10	4,5	9	10	10	10	13
	42	39	48	33,5	33	33	60,5
	28	21,5	32	21,5	21	21	46
	20	21,9	21,5	18,5	18,65	18,65	23
	5	4,5	5	4	4,5	4,5	6
	5	4,5	5	4	4,5	4,5	6
	44 000	71 800	79 000	38 200	50100	51200	78000
	500	450	700	700	800	1460	1540
	8600	8800	10 000	7400	6900	2860	11100
	2500	—	3000	__	вша	980	2200
	—	10000	5000	——			  —	
	16 000	25 800	36 000	17 000	24 000	24 400	30 000
	16 400	26 750	24 300	13100	18 400	21 500	33 160
	2000	4100	3600	1500	2000	1910	2700
	4700	8750	14 500	5100	6800	6250	15760
		4600	2200		—	—	
		9300	4000				—	—ш.
	3800	—	—	2500	3100	4110	6600
	5900	““	—	4000	6500	9230	8100
Таблица 26
Значения коэффициента п
Высота над поверх- ностью земли, м	До ю	10—20	20—30	30—40	40—80	80—60	60—70	70—80	80-90	90-100
п	1	1,32	1,5	1,7	1,8	1,8	2	2,12	2,18	2,24
51
Таблица 27
Коэффициент нульсации скоростного напора ветра «и
Высота над поверх- ностью вемли( м	Де SO	20*30	30—40	40—Б0	50*60	60—то	то* so	80*90	90—100	100*120
Шп	0,35	0,34	0,33	0,31	0,29	0,27	0,26	0,24	0,22	0,21
Таблица 88
Коэффициент динамичности |
Л, «я	1	2	S	4	в	в	7	8
	1,75	2,25	2,65	2,96	3,16	3,22	3,26	8,3
Примечание. Для промежуточных значений 1\ допускается ли*
нейная интерполяция.
Таблица 29
К подсчету периода свободных колебаний Т», (fit
	<2Н, дан (кес)									
	500- 1000	1000— 2000	2000— 4000	4000— 8000	8000-е?* 12 000	12 000— 16 000	16 000— 20 000	20 000— 30 000	30 000— 40 000	40 000— 80 000
4	0,8	1	1,2	1,4	1,6	1,7	1,8	1,9	2	2,1
8	1	1.2	1,4	1,6	1,7	1,8	1,9	2	2,1	2,2
16	1,2	1,4	1,6	1,7	1,8	1,9	2	2,1	2,2	2,4
20	1,4	1,6	1,7	1,8	1,9	2	2,1	2,2	2,4	2,6
30	1,6	1,7	1,8	1,9	2	2,1	2,2	2,4	2,6	2,8
40	1,7	1,8	1,9	2	2,1	2,2	2,4	2,6	2,8	3
Таблица 30
Значения коэффициента с для стержней круглого сечения
дан (кге)	До 0,3	о.»	I	1.6	2	2,5	2,6—14	25	50	100	150	200— 1000
с	1,2	1,1	0,8	0,65	0,5	0,35	0,33	0,44	0,52	0,6	0,65	0,7
52
Коэффициент A"i “ / (ф)
♦	0	0,3—0,9	1
к	1	0,75	1
Таблица 33
Коэффициент — f (ф)
	Отношение а/Ь			
♦	До 1 |	2 1	* 1	в
	Пф			
0,1	1	1	1	1
0,2	0,85	0,9	0,93	0,97
0,3	0,68	0,75	0,8	0,8 ,
0,4	0,5	0,6	0,67	0,7
0,5	0,33	0,45	0,53	0,6
0,6	0,15	0,3	0,4	0,5
Таблица 34
Коэффициент g — / (ф)
Поперечно		Ф
		е сечение ферме	0,1 j 0,2	| ®’* | М | 0.5
		0
		
	L _i	2	2	3,56 3,32 3,08 2,85 2,62
	а	1,5	3,55	3,24	2,96	2,71	2,49 у	1	3,53	3,13	2,78	2,47	2,24 \	0,67	3,5	3,05	2,34	2,24	2 '	0,50	3,45	2,84	2,34	2,02	1,08 и е. ф коэффициент заполнения грани шириной Ъ.
При	мечаи	
53
Таблица &5
Коэффициент св “ / (ф)
Поперечное сечение фермы		*		Ф		
		0,1	0,2	0,3 |	0,4	0.5
		4				
^•<а1	2	2,34	1,94	1,77	1,66	1,7
~ g	1.5	2,22	1.9	1.74	1,64	1,58
	а	1	2,13	1,82	1,68	1,56	1,5
	0,67	2,05	1,76	1,6	1.5	1,44
	0,5	2	1,68	1,54	1,44	1,38
Примечание, ф« коэффициент заполнения грани шириной Ь.
6. Для обеспечения собственной устойчивости крана
должно выполняться неравенство (рис. 14)
Миг < /n0<?G&G,	(70)
где Мц?—момент относительно ребра опрокидывания от
расчетной ветровой нагрузки, действующей на
кран, дан (кгс);
т0 — коэффициент условий работы, принимаемый рав-
ным 1.
Упражнение 71
ПРОВЕРКА ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ КАНАТОВ
ГРУЗОВОГО И СТРЕЛОВОГО ПОЛИСПАСТОВ
СТРЕЛОВОГО КРАНА
Задание. Рассчитать канаты для полиспастов стрело-
вых кранов.
Данные для расчета приведены в табл. 36.
Последовательность выполнения упражнения
1.	Составить схему запасовки каната грузового поли-
спаста и определить его кратность и к. п. д.
2.	Определить расчетный груз для грузового полиспаста.
3.	Рассчитать наибольшее усилие в канате грузового
полиспаста.
54
4.	Вычислить запав прочности каната грузового поли-
спаста.
5.	Вычертить схему крана в расчетном положении.
6.	Составить схему запасовки каната стрелового поли-
спаста и определить его кратность и к, п. д.
7.	Определить усилие в стреловом полиспасте,
8,	Рассчитать наибольшее усилие в канате стрелового
полиспаста.
9.	’ Вычислить запас прочности каната стрелового поли-
спаста.
Методика расчета
1. Составляем схему запасовки каната грузового поли-
спаста и определяем его кратность и к. п. д. (рис. 25). Бло-
ки обойм полиспаста условно изображаем раздельно.
На схеме следует указать диаметр каната, временное
сопротивление разрыву проволок каната и его структурную
формулу. По схеме определяем кратность полиспаста. Она
равна количеству ветвей каната, на которых висит груз.
Коэффициент полезного действия полиспаста вычисляем
по формуле
Рис. 25. Схема запасовки грузового полиспаста.
55
где т) — коэффициент полезного действия блока полиспаста
(0,96—0,98);
I — кратность полиспаста,
2. Определяем расчетный вес груза для грузового поли-
спаста. Он состоит из веса груза Qrp и веса крюковой
обоймы фк.о (табл, 36):
Q = Qrp + Qk.o дан (кгс),	(72)
8. Рассчитываем наибольшее усилие в канате грузового
полиспаста. При подъеме груза наибольшее усилие в канате
будет в ветви, идущей на барабан лебедки. Вычисляем его
по формуле
Ря»- . - т дан (кгс),	(73)
ЧолС
где Q — расчетный вес груза, дан (кгс);
i — кратность полиспаста;
т]пол— к. п. д. полиспаста;
»]бл*“ к. п. д. отклоняющего блока (0,96—0,98);
т — количество отклоняющих блоков грузового ка-
ната.
4.	Вычисляем запас прочности каната грузового поли-
спаста по его разрывному усилию и наибольшему рабочему
усилию:
(74)
где Рразр — разрывное усилие каната в целом, дан (кгс)
(см. табл. 19).
Примечание. Для канатов стреловых кранов аапас прочности
должен быть не менее 5.
5.	Вычерчиваем схему крана в расчетном положении,
необходимую для последующего графического определения
усилия в стреловом полиспасте. Схема должна быть вычер-
чена в масштабе. Пример схемы пневмоколесного крана
показан на рис, 26.
6.	Составляем схему запасовки каната стрелового по-
лиспаста (аналогично схеме грузового полиспаста) и опре-
деляем его кратность и к. п. д.
56
Рис. 26. ПневмоколесныЙ кран:
 » расчетная схема; б — силовой треугольник.
7.	Определяем усилие в стреловом полиспасте. Сначала
вычисляем расчетную нагрузку на стреловой полиспаст по
формуле
2Q e Фгр "Ь <2к.о Ч“ Qkhh 4“ Qb.о.гр.пол
Ч—2~ ^ст₽
Ч” Qn.о.стр.пол дйН
(75)
где Qrp—вес груза;
Фк.о — вес крюковой обоймы грузового поли-
спаста;	11
QMB — вес каната грузового полиспаста;
Фв.о.гр.пол ““ вес верхней обоймы грузового полиспаста;
Qcrp— вес стрелы;
Сп.о.ирлол — вес подвижной обоймы стрелового поли-
спаста.
Б?
Таблица 88
Варианты заданий к упражнению 7
Вариант	Кран	Основные параметры кранов						
		длина стрелы; м	вес груза, дан (кге)	вылет стрелы, м	вес стрелы, дан (кге)	вес крюковой обоймы, дан (кге)	вес верхней обой- мы грузового по- лиспаста, дан (кас)	вес подвижной обоймы стрелово- го полиспаста, дан (кге)
1 2	КС-5361 (рис. 27) пневмохолесный	15	25000 11000	4,5 7,5	1800	460	540	480
3 4		20	17000 5300	5,5 12	2460	460	540	480
5 6		25	12000 4000	6,5 14	3000	320	540	480
7	КС-6362 (рис. 28)	15	40000	4,5	4800	640	6Ю	730
8	пневмоколесный		6400	14				
9 10		20	26000 4500	5,5 17	6400	640	610	730
11 12		25	19000 2700	6,5 20	8000	640	610	730
13 14		30	14000 12500	7,25 25	9600	480	610	730
15 16		35	10500 850	8 28	11200	420	610	730
17	Т-73 вантовый		5000	8				
18	(рис,. 29)	21,4	5000	12	1620	НО	150	90
19			5000	16				
20	Т-96 вантовый		25000	20				
21	(рис. 30)	32,08	20000	23	5800	300	250	250
22			15000	25				
23	КБ-100.0 башен-		5000	10				
24 25	ный (рис. 17 и рис. 31)	18,65	5000 5000	13 16	2000	240	—	300
26			5000	20				
27	КБ-160.2 башен-		8000	16				
28 29	ный (рис. 19 и рис. 32)	23	7000 6500	18 20	2700	540	' —	300
30			5500	25				
58
Грузоподъемность, rc	! 4W

25 М
Рис. 27. Схема пневмоколесного крана КС-5361, график его грузоподъем-
ности и схемы запасовки канатов при различной длине стрелы:
^каи — диаметр каната; Ц — временное сопротивление разрыву отдельной
проволоки каната; ЛК-Р6 X 19 + 1 — формула каната; а,'б, в — грузоподъ-
емность крана при длине стрелы 15, 20 и 25 м; а', б’, а' — высота подъема крю-
ка при тех же длинах стрелы.
£иеш nafaw
s ' &
Рис. 28. Схема пневмоколесного крана КС-6362г
а — общий вид; б — схема аапасовки стрелового каната (независимо от длины
стрелы); а — схема запасовки грузового каната и график грузоподъемности
крана при длине стрелы 16 м; г — то же, 20 м; & — то же, 25 м; е — то же,
30 м; ж «• то же, 35 м; / — грузоподъемность; 2 — высота подъема; 3 — гру-
зоподъемность без выносных опор.

Q0S9Z
Рис. 29. Схема вантового крана Т-73.
38688
Рис. 30. Схема вантового крана Т-96.
Схемы запасовки канатов:
Рис. 31. Схема запасовки канатов крана КБ-100.0.
Рис. 32, Схема запасовки канатов крана КБ-160.2 и график его грузо-
подъемности.
I ~ грузоподъемность крана; 2 высота подъема.
At
Вес каната определяем по формуле
Ркав = Hmsxia дан [кгс),	(76)
где Ятах наибольшая высота подъема крюка на задан-
ном вылете стрелы', определяемая по графикам
или по схемам кранов в расчетном положении
(рис. 27—32);
i — кратность грузового полиспаста;
а — вес 1 м каната, дан (кгс) (см. табл. 19).
После этого определяем усилие в стреловом полиспасте,
построив для этого силовой треугольник (см. рис. 26).
8.	Рассчитываем наибольшее усилие в канате стрелового
полиспаста по формуле
дан (кгс),	(77)
где Ркан.стр — усилие в стреловом полиспасте, дан (кгс);
i —* кратность стрелового полиспаста;
Лпол —' к. п. д. стрелового полиспаста, вычисляе-
мое по формуле (71);
Лбл— к. п. д. отклоняющего блока (0,96—0,98);
т — число отклоняющих блоков полиспаста.
9.	Запас прочности каната стрелового полиспаста вы-
числяем так же, как и для каната грузового полиспаста
1см. формулу (74)].
з 4-953
Раздел Ill
МАШИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ
РАБОТ
Упражнение 8
РАСЧЕТЫ СКРЕПЕРОВ
Задание. Определить производительность скрепера.
Для выполнения упражнения задаются: марка скрепера,
марка тракторов — тягача и толкача, схема движения
скрепера (рис. 33) и характеристика грунта.
Данные для расчета см. в табл. 37.
Последовательность выполнения упражнения
1.	Определить среднюю толщину стружки, коэффициент
наполнения ковша грунтом в разрыхленном состоянии,
коэффициент разрыхления грунта в ковше, плотность грун-
та и коэффициент призмы волочения.
2.	Вычислить длину хода скрепера при загрузке.
3.	Подсчитать время на загрузку ковша скрепера.
4.	Определить требуемые тяговые усилия на крюке трак-
тора и установить скорости движения скрепера на различ-
ных участках дороги.
5.	Определить продолжительность движения груженого
и порожнего скрепера на различных участках дороги с уче-
том ускорений, замедлений и переключений передач,
6.	Подсчитать полную продолжительность цикла с уче-
том времени на разгрузку.
7.	Вычислить сменную производительность скрепера.
8,	Подсчитать количество скреперов на один толкач.
Методика расчета*
I.	Среднюю толщину стружки с, м, коэффициент напол-
нения ковша скрепера грунтом в разрыхленном состоянии
йи, коэффициент разрыхдения грунта в ковше kp, плот-
* Подробнее см.: А. С. Фиделев. Повышение производительнос-
ти строительных машин. Изд. 2. Киев, «Буд1вельник», 1974.
66
Рис. 33. Схема движения скрепера.
ность грунта у, кгЛи3 и коэффициент, учитывающий призму
волочения т, принимаем по практическим данным (табл. 38).
2.	Вычисляем длину хода скрепера при загрузке по
формуле
.	<7М1+ т)
/загр----k~rt	М*	™
где «у—емкость ковша скрепера, м3 (табл. 39);
b — ширина резания, м (табл. 39).
3.	Подсчитываем время на загрузку ковша скрепера при
движении трактора на первой передаче:
/ззгр = -~УД сек,	(79)
где 3,6—‘коэффициент перевода км/ч в м/сек\
kR — коэффициент, учитывающий дополнительное вре-
мя, расходуемое на движение скрепера без ко-
пания, равный 1,5;
vi скорость движения на первой передаче, км/ч
(табл. 40).
4.	Определяем требуемые тяговые усилия на крюке трак-
тора на различных участках дороги при движении груже-
ного скрепера по формуле
^кр = (GCKp + qyka)(w ± 0 ± G?pi дан (кгс), (80)
где 6Скр—- вес скрепера, дан (кгс) (табл. 39);
у—-плотность грунта, кг/м3 (табл. 38);
w — основное сопротивление движению: при уплот-
ненном грунте—0,1, при разрыхленном—0,2;
I — подъем (+) или уклон (—) дороги;
GTp — вес трактора, дан (кгс) (табл. 40).
3*
67
Таблица 37
Варианты заданий к упражнению 8
Вариант	Длина участка, .:i			, Подъем дороги	Марка			Грунт
	разрыхленная дорога	уплотненная дорога	разрыхленная дорога		скрепера	трактора- тягача	трактора- толкача	
1	80	30	80	0,09	дз-зо	Т-74СВ	Нет	Легкий
2	100	35	100	0,08				(супесок)
3	150	40	150	0,09				
4	180	50	180	0,07				
5	200	60	200	0,06				
6	250	70	250	0,07				
7	90	35	90	0,08	дз-зз	Т-74С8	Нет	Средний
8	НО	40	НО	0,09				(суглинок)
9	150	50	150	0,07				
10	200	60	200	0,06				
11	250	50	250	0,08				
12	300	80	300	0,06				
13	120	50	120	0,09	ДЗ-12	Т-100М	Т-100М	Средний
14	150	50	150	0,08				(суглинок)
15	200	60	200	0,07				
16	250	70	250	0,06				
17	300	80	300	0,08				
18	350	100	350	0,07				
19	150	60	150	0,09	ДЗ-77С	Т-130	Т-130	Средний
20	200	70	200	0,08				(суглинок)
21	250	80	250	0,07				
22	300	90	300	0,06				
23	350	100	350	0,07				
24	400	120	400	0,08				
25	150	60	150	0,09	ДЗ-ЗО	Т-74Св	Нет	Легкий
26	200	70	200	0,08				(супесок)
27	250	80	250	0,07				
28	300	90	300	0,06				
29	350	90	350	0,08				
30	400	100	400	0,07				
Затем по технической характеристике трактора (табл. 40)
устанавливаем, на какой передаче и с какой скоростью
он будет двигаться на различных участках трассы.
Скорость движения порожнего скрепера принимаем соот-
ветственно IV передаче трактора t»iv (табл. 40).
68
5.	Определяем продолжительность движения груженого
и порожнего скрепера на различных участках дороги
(рис. 33). Время движения груженого скрепера
(81)
где I — длина участка дороги, лг,
vrp — скорость на этом участке, км1ч\
ky— коэффициент, учитывающий время на ускорение,
замедление движения и переключение передач
(табл. 41).	«
Аналогично определяем продолжительность движения
порожнего скрепера
=	(82)
°iv
где
I = 0,5/3 + 1й 4- 0,5/t м.
Рассчитывать продолжительность движения груженого
скрепера рекомендуется, заполняя табл. 42.
6.	Подсчитываем полную продолжительность цикла с
учетом времени на разгрузку (табл, 39):
= ^загр 4* ^гр 4“ ^разрр 4” (пор ССК,	(83)
7,	Вычисляем сменную производительность скрепера:
г-т ЗбООТМ^в
Псы — T~j~м? {смену,	(84)
Гц«р
где — коэффициент использования сменного времени,
равный 0,7—0,75;
Т — продолжительность смены (8 ч).
8.	Подсчитываем количество скреперов на один толкач:
Пскр = ------------------------
з,б/загрйд з.б/39Рр
Ч +	*111 +п°Д
где Oi — скорость при подталкивании скрепера во время
загрузки (I передача), км/ч\
uni —скорость возвращения толкача (III передача),
/ои/ч;
- /под-*’ время на подход трактора-толкача (30—40 сек).
69
Таблица 38
Примерные значения с, ka, Лр> у я т
Грунты		Средняя толщина стрУжки с, м		Коэффи- циент на- полнения ковша /?н		Коэффи- циент раз- рыхления грунта Ар		Плотность грунта у, кг/м*			Коэффи- циент призмы волочения т	
Легкие Средние Примеча трактора на I п иа крюке, cooi		0,15—0,2 0,06—0,1 н и е. Данные выдаче (условия ветствующее I 7 Технические		1 —1,05 0,9 таблицы сцепления чередаче т] 'аблица 39 характерно		1,2 1,3 установл< позволял >актора-тя гики скре		1600 1700 ;ны при и реализов. гача). перов			0,27 0,1 движении 1ть усилие	
Параметры				Марка								
				дз-зо j		дз-зз		ДЗ-12			| ДЗ-77С	
Емкость ковша q, м3 Вес скрепера G, дан (кгс) Ширина резания Ь, м Продолжительность раз- грузки «разгр> 7 Технические хг				3 2400 1,9 15 'аблица 40 фактерист!		3 2700 2,1 15 чки тракт		7 6700 2,67 20 оров			8 10000 2,65 25	
Марка	Вес GTp, дан (кгс)	Пара- метры	Передачи									
			I	п	П1	IV	V		VI	VII		VIII
Т-74С»	8000	Ско- рость, км/ч Тяго- вое уси- лие на крюке, дан (кгс)	5 2850	5,28 2100	6,21 1750	6,9 1450	7,67		—	—		—*
Т-130	12 80С	Ско- рость, км/ч Тяго- вое уси- лие на крюке, дан (кгс)	3,17 9340	3,77 8750	4,58 8140	5,22 7300	6,37 6150		7,6 4920	8,79 3740		10,45 2080
Примечание. Техническую характеристику трактора Т-100М СМ-
ятабл. 3.
70
Таблица 41
Примерные значения ky
1, м	Передачи		
	II	Ш	IV
50	1,35	1,45	1,6
100	1,25	1,35	1,5
250	1,1	1,15	1,25
500	1,05	1,07	М
Таблица 42
Форма расчета продолжительности движения груженого скрепера
Участок	Длина участ- ка		1	Т ребуемое тяговое усилие по формуле (80)	Передача и скорость, км/ч {табл- 40)	*У	Продолжи- тельность движения по форму* ле («2)
0,5/1 /< 0,5/,		0,2 0,1 0,2	0 i 0				
Итог	о: 2	/Гр =	..сек.				
Упражнение 9
ВЫЧИСЛЕНИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ГРУНТА БУЛЬДОЗЕРОМ
Задание. Вычислить-среднемаксимальную силу ре-
зания грунта ножом бульдозера при отделении стружки
заданной толщины.
Данные для расчета приведены в табл. 43
и 44.
Последовательность'выполнения упражнения
1.	Прочесть и усвоить прилагаемые сведения о способах
расчета силы резания.
2.	Вычертить расчетные схемы.
3.	Написать расчетную формулу с объяснением ее
членов.
71
(86)
4.	Определить числовые значения величин, входящих •
в расчетную формулу.
5.	Вычислить среднемаксимальную силу резания.
Сведения о способах расчета сил резания грунтов
Исследования показали*, что в процессе резания с от
делением стружки простым ножом грунт разрушается в пре- :
делах прорези трапециевидного сечения (рис. 34), причем j
характер и величина сопротивлений различны в разных
частях прорези. Поэтому силу резания (касательную к траек-
тории ножа) в расчетах делят на четыре части, соо!ветствую-
щие характерным сопротивлениям (рис. 35):
а)	силу для преодоления лобовых сопротивлений ножу
(так называемого свободного среза) Рсв, пропорциональную
площади средней части сечения и ширине по дну b про-
рези и зависящую от угла резания би от крепости
грунта;
б)	силу разрушения грунта в боковых расширениях про-
рези Рбок, пропорциональную площади их сечения. Эта
сила зависит от крепости грунта и практически не зависит
от угла резания и ширины среза;
в)	силу бокового среза Азок.ср, пропорциональную тол-
щине среза h, зависящую от крепости грунта и практически
не зависящую от ширины среза и угла резания;
г)	силу Рпл.изн (Зат> для преодоления сопротивлений пло-
щадке износа (или затуплению ножа), пропорциональную
длине режущей кромки, зависящей от ширины а площадки
износа или радиуса г за-
тупления, а также от
толщины среза и не за-
висящей от угла реза- ’
ния.
Всясилаблокирован-
ного резания простым 
ножом
Рис. 34. Схема поперечного сечения
прорези; справа показаны контуры
прорези для ряда природных грунтов.
Цюся
ь
Р Рсв Рбок + -^бок.ср “Ь ^пл.изн(зат).
* См.: Ю. А. В е т р о в. Резание грунтов землеройными машинами. М.,
«Машиностроение», 1971.
п
Рис. 35. Зоны действия составляющих силы резания острым ножом.
С учетом характера сил, составляющих силу резания,
их величину определяем по формулам:
Р <Я = РсВ^СВ
Р бок == РбокР бок
Рбок. ср = Рбок.срРбок.ср
Р пл.изи (зат) = Рпл.изн (зат) Рпл.изн (зат),
где рсв и рбок — удельные силы разрушения грунта
соответственно в лобовой части и
в боковых расширениях прорези,
дан!см2 (кгс!см2)',
FC3 и Рбок — площади средней (лобовой) и боковых
частей поперечного сечения прорези,
СМ2',
рбок.ср ‘— удельная сила среза грунта боковыми
ребрами ножа у его режущей кромки,
дан!см (кгс!см)-,
Рбок.ср — суммарная длина линий бокового среза
грунта, см-,
Рпл.изн (зат)— удельная сила преодоления сопротив-
ления грунта площадке износа или,
затуплению инструмента, приходящая-
ся на единицу длины режущей кромки,
дан!см (кгс/см);
Рпл.изн (за?) — длина затупленной или изношенной
режущей кромки (при простом блоки-
рованном резании она равна ширине
среза Ь, см).
73
Поэтому сила блокированного резания ножом
Р = pCBFСВ ‘Ь Рбок^бок “Ь Рбок.срубок.ср	Р ПЛ.ИЗИ (ЗаТ)^-Ч1Л .изн (зат) а
(88)
Входящие в эту формулу величины имеют следующее
значение.
Площадь FCB равна произведению ширины среза на его
толщину:
FCB = bh.	(89)
Площадь F60K определяем с учетом того, что расшире-
ние прорези начинается на глубине hlt которая меньше
толщины среза:
= k^h,	(90)
где Абок — коэффициент глубины расширяющейся части
прорези, равный для разных грунтов 0,80—
0,95 (табл. 45).
Тогда, считая боковые стороны расширяющейся части
прорези приблизительно прямолинейными и обозначив угол
их наклона через у, площадь F^k можно определить по
формуле
^бок = ^6oK/l8Ctgy.	(91)
Длина Дбок.ср определяется выражением
•^бок.ср — 2/l (1 — Йбок)*	(92)
Величину удельного сопротивления рсв можно выразить
произведением
- рсв = <ршсв,	(93)
где <р — коэффициент влияния угла резания (табл. 46);
/псв — удельная сила резания в лобовой части прорези
при угле резания 45°.
Произведение рбок^бок выражаем функцией второй сте-
пени толщины среза h:
Рбок^1 бок = рбск^бск^8 etg "f — 2/Ибок^8,	(94)
где /Пбок в 4* Рбок Абок etg у — коэффициент, характери-
зующий силу разрушения
грунта в боковых частях
прорези.
74
Произведение Дбок.ср^бок.ср выражаем функцией пер-
вой степени толщины среза h:
Дбок.срубок.ср = Рбок.ср2Й (1	^бок) ~ 2/?1бок.срЙ, (95)
где /Пбокхр в Рбокхр (1 — &бок) — коэффициент, характеризу-
ющий удельную силу сре-
за грунта одним из боко-
вых ребер ножа.
Удельная сила рПл.изн(зат) может быть выражена эмпи-
рической формулой, которую выводят на основании опыт-
ных данных:
Рпл.изн(зат) = Ро 4* Русл i, i i,-->	(96)
п Т "уСЛ
где Ро Русл и йусл — параметры, характеризующие сопро-
тивление грунтов упруго-пластиче-
скому сжатию; величины этих па-
раметров для некоторых из ис-
пытанных грунтов приведены в
.табл. 47.
На основании приведенных сведений можно сделать
вывод, что сила блокированного резания простым острым
ножом
Р = ф/Псв&й + 2/Пбокй2 + 2/Ибок.срй	(97)
является линейной функцией ширины среза b и функ-
цией второй степени толщины среза (глубины реза-
ния) й.
Изложенный способ расчета силы блокированного реза-
ния может быть использован также для расчета сил реза-
ния различными сложными ножами, которыми по существу
являются режущие части рабочих органов землеройных
машин (рис. 36).
Если допустить, что составляющие силы пропорциональ-
ны площадям и линейным размерам соответствующих частей
среза не только простыми, но и сложными ножами, то силу
резания сложными ножами можно выразить формулой,
аналогичной формуле (88),
7Б
п	п	п
Р = 2 рсв,РСВ; 4“ Рбок 2 Р.бОНг 4* Рбок .ср	•^'бОК.СР/ 4*
1=1	i=l	i=I	'
п
4~ ZE] Рпл.изн (зат)(-^пл.изн (зат)р	(98)
fel
где Рсвр Рбок, Рбок.ср, Рпл.изн(зат) t- ~~ ЧЭСТНЫе уДеЛЬНЬЮ СИЛЫ
резания;
Fсвр Рбокр ^,бок.ср[^'пл.изн(зат)( ’ ЧЭСТНЫб ПЛОЩЯДИ И ДЛИНЫ
линий среза.
Изложенная схема расчета требует знания шести пара-
метров сопротивления грунта: трех параметров сопротивле-
ния острому ножу — тСВ) Шбок. и /Ибок.ср и трех параметров
сопротивления затуплению ножа или площадке износа — рв,
Русл И Аусл«
76
(99)
При отсутствии всех этих сведений для ориентировоч-
ного расчета можно основываться только на одном параметре
/Лев, но использовать также значения отношений удельных
сил резания, установленных по данным испытаний различ-
ных грунтов:
Рбок ____ 2^бок ________
РсГ45’	mcBft6OKCtg?	Пб0К
Рбок. ср   /^бок.ср
РсГ45° — (1-"АбОк)тсв =Т1боксРС-Н
Рпл.изн (зат)
6=45°	= рпл.изн (зат)И-
"св
Тогда формула (99) для силы резания сложным ножом
приобретает вид:
 п	п	п
Р = /Лев S фАв, 4- ЛбОк Рбок; 4~ 'Чбок.ср 2 ^бок.Ср 4*
_i=l	;=1	(=1
п
4“ Рпл.изн (зат); ЙДпл.изн (зат);
(ЮО)
Подсчеты по этой формуле являются ориентировочными
потому, что значения коэффициентов г]бок и Лбок.ср изме-
няются для разных грунтов в значительных пределах. Для
обычных глинистых грунтов, например, коэффициентной
«5» 0,36, а коэффициент Рбок.ср « 13,7, для плотных грун-
тов (аргиллит, слабый глинистый песчаник) т]бок ~ 0,52;
Рбок.ср - 76 см.
Значения коэффициента рпл.изн (аат) принимаются по
табл. 48. Классификация грунтов по параметру тсв ~ РсГ45
(среднемаксимальное удельное сопротивление свободному
срезу при угле резания 45°) приведена в табл. 49.
Методика расчета
1.	При изучении сведений о способах расчета сил реза-
ния обращаем внимание на пространственный характер взаи-
модействия ножа с грунтом и на большое влияние затуп-
ления и износа ножей на сопротивление грунта. Надо
твердо усвоить смысл и обозначения величин, входящих в
расчетные формулы.
2.	Для расчетов надо вычертить схемы (рис. 37): а) по-
ложения отвала с обозначением размеров среза; б) грунто-
77
Рис. 37. Расчетные схемы:
а — положение отвала и размеры среза;
б — грунтовой нарост на затуплении ножа
и угол в,; » ж среднемаксимальные силы
резания.
В нашем случае
Fea = №;
вого нароста на затупле-
нии ножа с обозначением
угла \ — наклона его
нижней поверхности;
в) приложения средне-
максимальных сил реза-
ния. На схемах следует
указать размеры и ве-
личины по заданию. *
3.	Выбирая формулу
для расчета, следует
иметь в виду, что режу-*
щая часть бульдозера —
простой нож, отделяю-
щий стружку. Поэтому
расчет можно вести по
формуле (97). Однако в
связи с тем, что по за-
данию известен только
один параметр крепости
грунта тсв, для расче-
та следует использовать
формулу ориентировоч-
ного определения силы
резания, которая для
простого ножа приобре-
тает вид:
Р = тсв ((f>FСВ 4*
+ Пбок^бОк 4-
4" 'Пбок.ср'^'бок.ср 4"
4” Т|за1Л^зат)1 (100а)
F бок — &бок^2 etg у;
•^бок.ср = 2Л(1 ^бок)>
7-зат == 6,
4.	Коэффициент влияния угла резания ср принимаем по
табл. 46 в соответствии с величиной угла резания по зада-
нию. Если в таблице нет значения угла резания по заданию,
искомую величину ф следует определить интерполяцией,
78
\
Числовые значения коэффициентов г)бОк и г|бок.ср сле-
дует\ принять в соответствии с указаниями, приведенными
на стр. 77.
Величину т|зат находим по табл. 48 в соответствии с ра-
диусом затупления ножа по заданию.
5.	Пример. Вычислим среднемаксимальную силу реза?
ния ножом бульдозера Д-275 при отделении стружки тол-
щиной 10 см на суглинке, крепость которого тсв =
= 1 дан!см* (кгс!см2). Режущая кромка ножа затуплена по
радиусу г = 2 мм.
Согласно технической характеристике бульдозера
(табл. 44), ширина среза b — 3180 мм\ угол резания б =
= 55°. Значение коэффициента <р при угле резания 55°,
согласно табл. 46, равно 1,7. Коэффициент ^бок (см. стр. 77)
принимаем равным 0,36; коэффициент Лбок.ср = 13,7.
Значение коэффициента г]зат (влияние затупления ре-
жущей кромки) определяем по табл. 48, из которой следует,
что при h = 10 см и т = 2 мм
Пзат в 0,072 • 2 = 0,144 ® 0,14.
Коэффициент ^бок по данным табл. 45 принимаем рав-
ным 0,8; угол у = 30°.
Подсчитаем значения параметров из расчетной формулы
(100а):
Гсв == 10 • 318 = 3180 см*',
F6^ = 0,8s • 10* • ctg 30° = 111 см*
7<боК.ср = 2 • 10(1 — 0,8) = 4 см’,
L3aT = 318 см.
Подставив значения всех параметров в расчетную форму-
лу (100а), получим (с округлением до единицы):
1(1,70 . 3180 + 0,36 . 111 + 13,7 • 4 + 318 • 10 • 0,14) =
== 5946 дан (кге).
Из расчета следует, что при размерах среза, соответ-
ствующих бульдозеру Д-275, основная часть сопротивлений
приходится на сопротивления лобовые и сопротивления за-
туплению ножа.
79
Таблица 44
Технические характеристики бульдозеров
Показателя	Марка						
	неповоротные					универсальные	
	Д-449	Д-535	Д-271	Д-494	Д-275	Д-459	Д-290
Ширина отвала Ь, мм	2000	2560	3030	3030	3050	3500	4480
Высота отвала Яот, мм	500	800	1100	1000	1385	800	1270
Угол резания у ножей 6, град	60	55	52 — 62	55—65	50 — 60	60	51—57
Угол установки отвала в плане, град	90	90	90	90	90	90; 50	90; 62
 Управление отвалом	Гидраи	1ическое	Канатное	Г идравлическое	Канатное	Гидравлическое	Канатное
Тип трактора-тягача и его марка	Колесный			Гус<	гничный		
	МТЗ-5М	ДТ-75		Т-100М	Т-140	ДТ-54	Т‘140
Мощность двигателя, л. с.	45	75		108	140	54	140
82
Таблица 45
Размерная характеристика зоны разрушения грунта при
блокированном резании, средний коэффициент вариации сопротивления
резанию и коэффициент энергоемкости резания грунтов по данным
опытов
Грунт	Состояние грунта		Размерная харак- теристика зоны разрушения		Средний ко- эффициент вариации	Коэффициент энергоемкос- ти k9
	влаж* и ость, %	показа- ние плот- номера ДорНИИ	"С в м о ю 4»	V, град		
Песок мелкозер- нистый белый	14,2	0,5-1	0,73	46	0,14	0,92
Песок среднезер- нистый	6,8	1—1,5	0,7	40	0,19	0,8
Суглинок	19—20	4—4,5	0,78	В среднем 30 40	0,11	0,87
Тяжелый сугли- нок	19	4	0,85						—
Тяжелый сугли- нок нарушенного сложения	19	4	0,7	45		
Лессовидный су- глинок	14,3	23	0,73	45	0,18	0,88
Серо-зеленая мер- гельная глина	36,4	АО	0,83	35	0,23	0,82
Темно-серая гли- на с известняковы- ми включениями	41	11	0,72	30	0,16	0,84
Глина	20,6	4-5	0,85	36	0,28	0,9
Глина яблочно- зеленая комковая	27,6	4	0,8	35	0,12	0,94
Аргиллит	13,4	60	0,9	30	—	—
Слабый песчаник на глинистом це- менте, переходящий в алевролит	16,4	15—16	0,9	30		
Мергель	20	28	0,92	29	0,21	0,81
Глина замерзшая	20	до 180	0,96	30	0,26	0,56
Мел	5,2	—	0,9	Около 30	0,23	0,74
Фосфориты: слабые	20,4	—	0,8	30—35	0,22	0,7
конгломерат- ные	5,5		0,7	35	0,41	0,7
плитные	20,4	.—	0,7	• 30	0,32	0,6
83
Таблица 46
Коэффициент ф по данным опытов
Угол ре- вания, град	Значения <р для грунтов			Угол ре- зания, град	Значения ф для грунтов		
	пластич- ных гли- нистых	СЛОИСТЫХ при реза- нии вдоль слоев	песчано- глинис- тых» ма- лоплас- тичных		пластич- ных гли- нистых	СЛОИСТЫХ при реза- нии ВДОЛЬ слоев	песчано- глинис- тых, ма- лоил ас- тичных
25 30 32,5 35 37,5 40 42,5	0,59 0,66 0,7 0,74 0,78 0,85 0,93	1,13 1 0,93 0,85 0,78 0,85 0,93	0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,85 0,93	45 47,5 50 52_,5 55 57,5 60	1 1,13 1,35 1,53 1,7 1,88 2,05	1 1,13 1,35 1,53 1,7 1,88 2,05	1 1,13 1,35 1,53 1.7 1,88 2,05
Таблица 47
Значение коэффициентов для вычисления дополнительной
силы резания, вызываемой износом инструмента
Грунт	Размеры, мм		р», дан/см (кгс/см)	Русл, дан/см (кгс/см)	Лусл, СМ
	ширина площад- ки из- носа а	радиус затуп- ления г			
Глина коричневая	40	—.	131,6	165,9	1,3
замерзшая	—	5	51,8	214,5	3,05
Серо-зеленая	50	—	11,3	61,9	63,9
мергельная глина		19	6,1	74,4	139,8
Суглинок корич-	40	—	5	24,2	55,5
невый	—	15	3	62,4	66
Таблица 48
Т| Т)
Величины —а- и —при угле резания 45° по данным опытов
га
Глуби- на ре- зания ft> см	Азат Г	'Апл .изн а	Глуби- на ре- зания ft, см	Азат Г	Апл .изн а
1	0,240	1,210	25	0,049	0,129
2	0,158	0,700	30	0,045	0,116
3	0,127	0,525	35	0,042	0,107
4	0,109	0,420	40	0,040	0,100
5	0,096	0,360	45	0,038	0,095
10	0,072	0,224	50	0,037	0,091
11	0,061	0,175	55	0,036	0,081
20	0,054	0,137			
Примечание. При вычислении коэффициента т]пл изн радиус за-
тупления г принимают в мм, а ширину площадки износа а — в см.
84
Таблица 49
Классификация грунтов по параметру тср =	4Б°
(среднемаксимальное сопротивление свободному срезу при угле
резания 45е)
Кате- гория	Грунты	тсв , дан/см‘ (кгс/см*)
	Весьма слабые	
I	Пески, супеси, легкие суглинки без включений, а также сыпучие и мелкокусковые материалы, не обладающие сцеплением (гравий и щебень в шта-	
	белях и т. п.) Слабые	До 0,5
11	Суглинки без включений в состоянии среднего увлажнения, легкие глины средней и повышенной	0,5—1
	влажности ч Средней крепости	
Ill	Плотные суглинки при малом увлажнении, тя- желые суглинки с включением гравия и гальки, глины средней плотности, слабые аргиллиты и алевролиты, слабосцементированная марганцевая	1—2,5
	и фосфоритовая руды Повышенной крепости	
IV	Алевролиты и аргиллиты средней крепости, сла- бые песчаники на глинистом цементе, слабые мергели и опоки, мел при повышенном увлажнении, плотная спондиловая глина, кембрийская глина, слабые бурые угли, марганцевые и фосфоритовые руды понижен-	2,5-5
	ной крепости Крепкие	
V	Плотные карбоновые глины, малоувлажненный мел, слабые известняки-ракушечники, бурые угли пониженной крепости, взорванная скальная порода, разрабатываемая одноковшовым экскаватором при размерах кусков до 0,3—0,4 ширины ковша, за- мерзший влажный песок, марганцевые и фосфори-	
	товые руды средней крепости Весьма крепкие	5—10
VI	Известняки-ракушечники средней крепости, весьма плотные карбоновые глины, слабые песчаники, мел с включениями более твердых пород, мергель, бурые угли средней крепости, марганцевая руда повышенной крепости, замерзший мокрый песок, суглинок или	
	легкая глина при температуре до — 3° С 85	10—15
Продолжение табл. 49
Кате- гория	Г рунты	тсв, дан/см* (кгс/смг)
	Очень крепкие	
VII	Более плотные и крепкие модификации грунтов предыдущей категории, а также замерзшие глинис- тые грунты второй и третьей категорий при темпе- ратуре до —5, —6е С	15—20
	Предельно крепкие для разработки резанием землеройными машинами	
VIH	Еще более крепкие модификации грунтов VI кате- гории, замерзшие глинистые грунты при темпе- ратуре до—20° С	20—30
Упражнение 10
ВЫЧИСЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ СИЛЫ И МОЩНОСТИ
РЕЗАНИЯ ГРУНТА БУЛЬДОЗЕРОМ
Задание, Вычислить среднюю силу резания (каса-
тельную к траектории), мощность резания при наибольшей
для бульдозера скорости, среднемаксимальную нормальную
силу резания.
Данные для расчета те же, что для упраж-
нения 9.
Последовательность выполнения упражнения
1.	Повторить сведения о способах расчета силы резания,
приведенные в упражнении 9. Прочесть и усвоить дополни-
тельные сведения о способах расчета сил резания грунтов,
приведенные в этом упражнении.
2.	Вычертить расчетную схему.
3.	Вычислить среднемаксимальную силу резания спо-
собом, рекомендованным для упражнения 9, а также сред*
немаксимальную нормальную силу резания.
4.	Вычислить мощность резания при возможных сту-
пенях скорости движения бульдозера.
5.	Определить мощность резания при скорости бульдо-
зера, наибольшей в условиях преодолеваемого сопротив-
ления.
ее
Дополнительные сведения о способах расчета сил
резанИя грунтов
В упражнении 9 приведены сведения о расчетном опре-
делении среднемаксимальной силы резания. Эта величина
соответствует моментам отделения грунтовой стружки от
массива и служит основанием для расчета рабочих органов
землеройных машин на прочность. Однако расчет мощности,
требуемой для резания грунта, основывается на средней
за все время процесса величине силы резания. Она меньше
среднемаксимальной вследствие колебательного характера
силы резания (рис. 38).
Исследования показали, что колебания силы резания
обусловливаются изменениями тех ее частей, которые опре-
деляются первыми тремя членами правой части'формул
(98) и (100). Поэтому среднюю за все время процесса силу
резания определяем по формуле
(п	п	п	\
рсв^св; 4" рбок Fбок; 4“ рбок.ср 2 ^бок.ср/1 4"
£«“1 /
п
4" 2 Рпл.изн (зат)^пл.изн (зат)р	(101)
где k3 — коэффициент энергоемкости, величины которого
для ряда грунтов приведены в табл. 45. ‘
При использовании для расчетов формулы (100) коэффи-
циент k3 следует вводить также только к трем первым чле-
нам (в скобках) правой части формулы.
При известной величине средней силы резания мощность
резания грунта вычисляем по формуле
(Урез = PcpV,	(102)
где v—скорость резания.
Сила резания, как отмечалось, это только касательная
составляющая полной силы -------—->—-т-—-х—уг-
резания. Нормальную состав-	.__ZL_ZL
ляющую полной силы реза- t у |/	/ у |
ния (нормальная сила реза1 “• |	г
ния) для простого ножа опре-	{
деляемпоее касательной со-	|
ставляющей, углу резания,	п оо	„ л ~ „
с J J	’	Рис. 38.	Колебания силы реза-
углу Ох наклона площадки	ния ПрИ	отделении ступенчатой
износа или нижней поверх-	стружки.
87
Рис. 39. Профили ножей, отделяющих стружку (а — острого, б —
с площадкой износа, в — затупленного) и действующие на них силы’.

ности грунтового нароста на затуплении ножа (рис. 39) и
углу р трения грунта о нож:
N ~ (Рсв Рбок Рбок.ср) ctg (6 jl) — Рпл .изн (зат) ctg (6^ -J- р)•
(103)
Из формулы (103) следует, что для затупленного или
изношенного ножа результирующая нормальная сила
может иметь разные величину и направление. Неодинако-
вым может быть и отношение.нормальной силы к силе реза-
ния. Возможно уравновешивание нормальных сил, возни-
кающих от сопротивления грунта передней грани ножа
и площадке износа, что делает нож «плавающим».
Для сложных ножей результирующую нормальную силу
резания определяем суммой проекций частных нормальных
сил (действующих на каждый
составляющий нож) на спрям-
ляющую плоскость траекто-
рии рабочего органа маши-
ны (рис. 40):
=	(104)
i=i
где а( — угол, образуемый
' нормальной силой
резания со спрямля-
ющей плоскостью
траектории рабоче-
го органа для /-го.
составляющего ножа
Рис, 40. Схема к определению
нормальной силы резания слож-
ным ножом.
88
В соответствии с изложенным, формула нормальной силы
резания сложными ножами приобретает вид:
N = 2 РсвЛв, ctg (6, + р) cos а{ 4- рбок 2 РбоК, ctg (б, 4-
(=1	 i=l
4- р) cos оь, 4- рбок.ср Д ^бок.ср, ctg (6/ 4- ц) cos а, —
п
2 Рпл.изн(зат)рпл.изн (зат)/ ctg (фц 4* Р) COS ОС/,	(105)
(=1
или
N = тсв
' п	п
2 ф,Лв/ ctg (6/ + р) cos ОС/ 4- Т]бок 2 Рб0К1 Ctg (6, 4-
.1=1	1=1
п
4" р) COS ОС/ 4- Т|бок.ср 2 •^'бок.ср?
1=1
ctg (6/ 4- и) cos а, —
п
----2 ’Нпл.ИЗН(заТ);^1^ПЛ.ИЗН
С-1
(3aT)fctg(6li+ р) COS ОС/ .	(106)
Боковую силу резания, которую надо прикладывать
в случае несимметричного среза грунта, определяем по фор-
муле
п
Рбок = 2 W/since,,
i=l
(107)
Методика расчета
1.	При повторении ранее приведенных и изученных
дополнительных сведений о способах расчета сил резания
обращаем внимание на отличие средней силы резания от сред-
немаксимальной, а также на то, что нормальная сила реза-
ния определяется как результат сложения двух составляю-
щихся сил резания, направленных противоположно: нор-
мальной силы для преодоления сопротивлений передней
грани ножа, стремящейся затянуть его в массив, и нор-
мальной силы для преодоления сопротивлений площадке
износа (или грунтовому наросту на затуплении), выталки-
вающей нож из массива.
2.	Для расчета чертим схему взаимодействия ножа с
грунтом, обозначив векторы касательной и нормальной сил
89
резания, угол резания 6, угол 6г наклона площадки износа
или нижней грани грунтового нароста на затуплении ножа,
толщину среза, радиус затупления, грунтовый нарост
(см. рис. 37).
3.	Руководствуясь указаниями к упражнению 9, по
формуле (98) вычисляем среднемаксимальную силу реза-
ния (если условия расчета не изменены, польз уемся‘резуль-
татом упражнения 9).
По формуле (103) или (104) вычисляем также среднемак-
симальную нормальную силу резания.
4.	Далее следует вычислить среднюю силу резания буль-
дозером, по которой определяется его мощность. Требуемое
для этого значение коэффициента энергоемкости ka нахо-
дим по табл. 45. Затем подсчитываем мощность резания
при возможных ступенях скорости движения бульдозера.
5.	По технической характеристике бульдозера
(см. табл. 44) устанавливаем скорость, с которой он может
преодолевать расчетное сопротивление резанию. Эта ско-
рость соответствует тяговому усилию бульдозера, ближай-
шему большему по сравнению со средней силой резания.
По найденной скорости, наибольшей в условиях преодоле-
ваемого бульдозером сопротивления, находим соответствую-
щую мощность (102).
Пример (продолжение вычислений, выполненных в ме-
тодических указаниях к упражнению 9, см. стр. 79).
Согласно упомянутым расчетам, среднемаксимальная си-
ла резания (касательная к траектории) Р = 5946 дан (кгс).
Для вычисления средней силы резания, по табл. 45 при-
нимаем, что коэффициент энергоемкости ks, как для су-
глинка, составляет ka = 0,87.
Тогда по формуле (101) и согласно вычислениям в
упражнении 9,
Рср = 0,87(1 • 1,7 > 31804- 1 -0,36. 111 + 1 • 13,7 • 4) +
+ 1 • 318 • 10 • 0,14 = 0,87 (5406 + 40 + 55) + 445 =
= 5231 дан (кгс).
По технической характеристике бульдозера Д-275
(см. табл. 44) ближайшему большему тяговому усилию
(5400) соответствует скорость перемещения бульдозера на
III передаче, равная 5,8 км/ч, или 1,61 м/сек.
Мощность резания по формуле (102)
Vpes = 5231 • 1,61 = 8422 дан • м/сек (кгс • м/сек) ~ 112 л. с.
90
Среднемаксимальная нормальная сила резания по фор-
муле (103) при 6 = 60°, р, = 20° и Sx = 30°
N == (5406 -Ь 40 + 55) ctg (60° + 20°) — 445 ctg (30е + 20°) «
s= 594 дан (кгс).
Таким образом, из расчета следует, что нож бульдозера
будет затягиваться в массив. Для сохранения заданной
толщины среза его надо удерживать подъемным меха-
низмом.
Упражнение 11
РАСЧЕТ СИЛ И МОЩНОСТИ
РЕЗАНИЯ РЫХЛИТЕЛЕМ
Задание. Вычислить силу и мощность резания грун-
та трезубым рыхлителем (рабочие условия задаются).
Данные для расчета см. в табл. 50.
Последовательность выполнения упражнения
1,	Начертить расчетные схемы.
2.	Повторить сведения о способах расчета сил и мощ-
ности резания (см. упражнения 9 и 10).
3.	Выписать расчетные формулы с объяснением их чле-
нов и произвести необходимые вычисления,
Методика расчета
1.	Чертим схемы рабочей части рыхлителя с обозначе-
нием размеров возможных срезов (рис. 41).
2.	При повторении сведений о процессе резания грун-
тов следует руководствоваться методическими указаниями
к упражнениям 9 и 10.
3.	Режущая часть рыхлителя — сложный трезубый
нож. В результате взаимодействия зубьев образуется зона
разрушения сложного очертания. Поэтому силу резания
надо рассчитывать по общей формуле вида (98) или (100)
в упражнении 9. В нашем случае, когда задан только один
параметр крепости грунта /псв, основываться следует на
формуле (100).
Среднюю величину силы резания вычисляем по формуле
(101), приведенной упражнении 10, в которой исполь-
91
6
Рис. 41. Схемы сечения зоны разрушения грунта и средне-
максимальных сил резания:
а — при первоначальных проходах рыхлителя; б — при движении
зубьев по следам от предшествующих проходов рыхлителя; в —при
проходе зубьев по гребням на поверхности массива (размеры в см).
зуется коэффициент энергоемкости k3. Величины его ука-
заны в табл. 45.
Нормальную силу резания следует вычислить по фор-
муле (103) или (106). Используя формулу (106), полагаем,
что cos а(- = 1 (зубья рыхлителя параллельны).
Мощность резания определяем по формуле (102).
Требуемые для расчетов величины коэффициентов ф,
Пбок» 'Пбок.ср» *Цпл.изн1 ^6okj у принимаем по табл. 45——48 и
формулам (99) из упражнения 9.
Тяговое усилие трактора, в прицепе к которому предпо-
лагается использовать рыхлитель, принимаем по табл. 3,
Угол резания у зубьев берем равным 45°,
Пример. Рыхлитель трезубый, ширина каждого зуба
90 мм, шаг зубьев 550 мм, угол резания 45° и площадка
износа под углом к траектории = —7°. Заглубление
зубьев й = 30 см. Грунт — мергель, крепость которого
/пСв = 3 дан/см2 (кгс/см2). Найти силу и мощность резания
при первоначальном и последующих проходах рыхлителя
(рис. 41).
Величины &бок, Y и k3 принимаем по табл. 45: &бок =
= 0,92; у - 29°; ka = 0,81. .
92
Угол трения грунта по стали берем как для тяжелой
глины (16°).
Коэффициенты т]бок и Пбок.ср принимаем, как для плот-
ных грунтов: в соответствии с ранее приведенными данными,
т]бок 0,52; т|бок.ср 76.
Коэффициент т)пл.изн определяем по табл. 48. При ши-
рине площадки износа а = 40 мм = 4 см и глубине реза-
ния h = 30 см
Ппл.изи = 0,116 » 4 = 0,464 Дй 0,46,
'Для определения среднемаксимальной касательной силы
резания надо вычислить частные площади и длины сечения
среза. Так как все зубья имеют одинаковые размеры, можно
суммировать соответствующие площадки и длины сечения
среза, используя формулу (100)
/ п	п	п
Р = И1СВ I ф 2 Fсв^	Т)бок 2 Рбок/	Лбок-ср 2 ^'бок.ср/ X
л	\
X Т]пл.изн^1 РпЛ.ИЗН/	(1006)
i=l	/
Подставив в эту формулу значения ее величин из
табл. 51, для каждого из трех заданных случаев расчета
получаем такие результаты
а)	Р == 3 (1 • 810 + 0,52 • 3537 -Ь 76 - 14,4 + 0,46.30 х
X 27) = 9332 дан (кгс);
б)	Р = 3 (Ь 810 + 0,52  4544 + 76 • 14,4 + 0,46.30 X
X 27) = 10 898 дан (кгс);
в)	Р = 3 (1 • 810 + 0,52 • 1750 + 76 • 14,4 + 0,46 * 30 х
X 27) = 6548 дан (кгс).
Как следует из расчетов, для преодоления сопротивле-
ний площадке износа на зубьях в каждом случае требуется
усилие
Рпл.изн = 3 • 0,46 • 27 • 30 = 1059 дан (кгс).
По найденным величинам среднемаксимальной касатель-
ной силы резания и суммарной площади поперечного сече-
ния среза можно получить величины удельной среднемакси-
мальной силы резания р (табл. 51). Целесообразен второй
способ резания (б), при котором наибольшую величину
имеет зона боковых расширений прорезей, разрушение
93
Таблица 50
Варианты заданий к упражнению 11
Вариант	Марка трактора	Глубина рыхления грунта h. см	Коэффициент крепо- сти грунта тсв дан/см* (кгс/см*)	Ширина зубьев Ь3 мм	Шаг зубьев с, мм	Ширина площадки износа а* мм
1	Т-180	30	3	90	55	50
2	(см. табл. 3)	32				45
3		34				40
4		35				42
5		36				40
6	Т-180	30	2,75	90	55	50
7	(см. табл. 3)	32				45
8		34				40
9		36				42
10		40				40
И	Т-130	28	2,50	80	55	50
12	(см. табл. 40)	30				45
13		31				40
14		32				42
15		33				40
16	Т-130	27	2,25	90	55	-50
17	(см. табл. 40)	28				45
18		29				40
19		30				42
20		31				40
21	Т-100М	25	2	80	50	50
22	(см. та,бл. 3)	26				45
23		27				40
24		29				42
25		30	-			40
. 26	Т-100М	25	1,75	80	50	50
27	(см, табл. 3)	24				45
28		26				40
29		27				42
30		28				40
94
Таблица 51
Результаты расчетов для примера к упражнению 11
Расчетная схема	Л* «ч	п см*	p-j* OOK.Cpj-, CM	п 2{цл.иЗН, см	Р, дан (кге)
а	810	3537	14,4	27	9332
б	820	4544	14,4	27	10898
в	810	1750	14,4	27	6548
					дан см
Расчетная схема	N, дан (кес)	W, Л. с.	р, дан/см* (кес/см*)	Fcp, сл*	СМ* / кге-см \
					у см* '
а	2095	132	2,15	4347	1,8
б	3055	96	2,04	5354	1,68
в	545	95	2,56	2560	2,15
грунта в которых отличается малой энергоемкостью е. На-
личием этих зон объясняется также то, что удельная сила
резания во всех трех случаях меньше, чем ztzcb-
Среднемаксимальную нормальную силу резания вычис-
ляем по формуле (105) или (106). Подставляя в формулу
числовые значения ее членов, получаем величины #, при-
веденные в табл. 51. Во всех трех случаях сила N имеет
положительное значение, то есть должна быть направлена
в сторону поверхности массива.
Для .перемещения рыхлителя во время работы исполь-
зуется трактор Т-180. Из технической характеристики
трактора (см. табл. 3) следует, что он может работать на
первой и второй передачах, при которых наибольшая сила
тяги на крюке равна 14 400 и 7 400 дан (кге), а скорость
передвижения — 2,86 и 4,62 км/ч.
Принимая во внимание коэффициент энергоемкости ре-
зания, вычисляем мощность резания для всех трех заданных
случаев:
a)	W ](Р Рпл .изн) + РпЛ,НЗн] 36QQ _ уд ~
= [(9332— 1059)0,81 + 1059] -	= 132 л. с.;
<
95
6)	W « [(10 898 -1059) 0,81 + 1059]	= 96 л. c.j 1
в)	W «[(6548 - 1059) 0,81 + 1059]	‘	« 95 л. с. )
Энергоемкость резания оказывается наименьшей для
второй схемы рыхления (табл, 51).	I
Схемы приложения сил Р и N показаны на рис. 41.	|
Упражнение 12,	;
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ ДЛЯ ПРЕОДОЛЕНИЯ	1
СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИЗМЫ ВОЛОЧЕНИЯ.
ПЕРЕМЕЩАЕМОЙ ПЛОСКИМ ОТВАЛОМ
ПО ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ МАССИВА j
Задание. Вычислить касательную и нормальную си-
лы для преодоления сопротивлений призмы волочения; най-
ти точку приложения этих сил.
Данные для расчета см. в табл. 52.
Последовательность выполнения упражнения |
1. Прочесть и усвоить сведения о способе расчета сил s
для преодоления сопротивления призмы волочения.
-2. Начертить расчетные схемы.
3. Выписать расчетные формулы с расшифровкой их
членов и произвести вычисления.	,
Сведения о расчете сил
для преодоления сопротивления призмы волочения
Хоть сопротивление грунта резанию и является преоб-
ладающей частью всего сопротивления копанию, преодоле-
ваемого землеройной машиной, оно не исчерпывает всей его '
величины. Надо преодолевать еще сопротивление так назы-1
ваемой призмы волочения.
В расчетах сил для преодоления сопротивления призмы
волочения принимаем, что показатели физико-механических ?
свойств разных грунтов после разрушения в процессе ре- j
зания уравниваются. В частности, после превращения
грунта в разрыхленную массу из отдельных кусков его
96
Рис. 42. Схемы характерных прнзм волочения.
можно условно рассматривать как материал несвязный;
часть сил сцепления, которая восстанавливается после раз-
рушения грунта, почти не влияет на сопротивление рабочему
органу. Поэтому грунт призмы волочения можно рассматри-
вать как среду, близкую к сыпучей.
Очертания призмы волочения определяются формой
отвальной поверхности рабочего органа машины, траекторией
его движения, углом наклона поверхности грунтового мас-
сива и углом естественного откоса грунта призмы.
4 4-953
97
^пр
Рис. 43. Поверхности сдвига в
призме волочения.
тикальном отвале; б — то
Если полагать, что сво-
бодные боковые поверхнос-
ти призмы волочения обра-
зуют с горизонтом угол, рав-
ный углу естественного отко-
са в условиях движения, то
характерные формы призмы
волочения можно изобразить
схемами, приведенными на
рис. 42. Схемы а — призма
волочения при плоском вер-
же, при наклонном отвале;
в— при плоском узком вертикальном отвале; г— то же,
при наклонном отвале; д — при отвале совкового типа;
е— перед прямоугольным ковшом с грунтом, движущимся
вдоль вертикальной поверхности забоя; ж — то же, вдоль
наклонной поверхности забоя.
Процесс перемещения призмы волочения следует рас-
сматривать как периодически повторяющийся сдвиг от дав-
ления со стороны отвала или грунта в ковше (рис. 43).
Поэтому силу сопротивления призмы волочения можно
определить как отпор сыпучего тела*. Что касается послед-
него, то наиболее верным общим аналитическим методом
его определения следует считать метод предельного равно-
весия сыпучей среды, разработанный В. В. Соколовским * **.
В расчетах надо различать такие профили призмы воло-
чения (рис. 44):
а—плоский отвал в зоне простейшего напряженного
состояния, свободная поверхность призмы под углом есте-
ственного откоса;
б — плоский отвал, свободная поверхность призмы и по-
верхность массива горизонтальные;
в — плоский отвал, свободная поверхность призмы под
углом естественного откоса, но за пределами зоны простей-
шего напряженного состояния;
г — плоский отвал, поверхность массива и параллель-
ная ей свободная поверхность призмы наклонные;
д — то же, что на рис. 44, а, но отвал криволинейный;
Подробнее см.: Ю. А. Ветров. Сопротивление грунтов резанию.
Изд-во Киевского ун-та, 1962; Ю. А. В е т р о в. Резание грунта земле-
ройными машинами. М., «Машиностроение», 1971.
** В. В. С о к о л о в с к и й. Статика сыпучей среды М., Гостехиздат,
1954.
98
е — плоский горизонтальный отвал, вертикальная по-
верхность массива (в забое экскаватора) и свободная по-
верхность призмы под углом естественного откоса;
ж — плоский отвал под прямым углом к наклонной по-
верхности массива (в забое экскаватора) и свободная по-
верхность призмы под углом естественного откоса;
4*
99
s — то же, что на рис. 44, а, но горизонтальная свобод-
ная поверхность призмы;
и — то же, что на рис. 44, ж, но свободная поверхность
призмы параллельна отвальной поверхности.
Схемы призм волочения и отвалов на рис. 42 и 44 охва-
тывают большинство возможных случаев взаимодействия
рабочих органов землеройных машин с призмой волочения.
В простейших случаях (рис. 44, а, б, в) формулы каса-
тельной /?Пр и нормальной ппр сил для преодоления сопро-
тивления призмы волочения^, приходящегося на единицу ее
ширины, имеет следующий вид:
рпР = —^пр <sin 6от +tg cos 6°T>
Л	(108)
Ппр-----2 ЛПр (COS бот — tg fl Sin бОт).
Здесь у — плотность грунта призмы;
р — угол трения грунта призмы об отвал;
ЛПр — коэффициент, выраженный тригонометрическими
величинами и зависящий от угла внутреннего
трения грунта р и углов 60Т и <рпр. Числовые
значения Лпр (по данным В. И. Рыпуло) при-
ведены в табл. 53 и 54.
Когда отвал криволинейный (рис. 44, д'), надо прини-
мать во внимание изменение угла бот. Поэтому силы для
преодоления сопротивления призмы волочения следует
определять интегрированием:
^пр
Рпр = § q (sin бот + tg у, cos бот) dtp
о
^пр
Aip = У <7 (tg fl sin бот — COS бот) dtp,
о
(109)
где q — пассивное давление грунта на отвал в условиях
предельного равновесия.
Для упрощения расчетов, допуская, что результат пре-
вышен, можно условно считать отвал плоским и наклонен-
ным под углом а (рис. 44, 5) или по хорде отвала. Тогда
расчет выполняется по формулам (108).
Для остальных схем на рис. 44 указания по расчету при-
ведены в книге Ю. А. Ветрова (см. первую сноску на с. 98).
Приведенные выражения сил для преодоления сопро-
100
Рис. 45. Профильные сечения бо-
ковой части призмы волочения:
а перед отвалом: б — перед ковшом
у вертикальной стенки забоя.
(110)
тивления призмы волоче-
ния относятся к условиям
так называемой плоской за-
дачи, которые имеют мес-
то только у ножевых ра-
бочих органов большой
ширины, например у грей-
деров. Но в связи с отно-
сительно небольшой шири-
ной экскаваторных ковшей и бульдозерных отвалов надо
учитывать изменения профильных сечений призм волочения.
Допускаем, что суммарное сопротивление призмы скла-
дывается из сопротивлений ее элементов, ограниченных до-
статочно близко расположенными профильными плоскостя-
ми, параллельными траектории движения рабочего органа.
В простейшем случае (см. рис. 42, а и б) призма имеет трех-
гранное очертание перед средней частью отвала^ и вид ча-
стей конуса но бокам. Поэтому удельные силы для преодо-
ления сопротивления средней части призмы волочения
определяем по формулам (108), а касательную и нормальную
силы — по формулам:
Рпр.ср 1=4 рпр (^пр   26пр бок)
'	NПр.ср	Лпр (&пр   26пр.бок)
где	_______________
^пр.бок Hof }/" ctg2 фПр	ctg2 6QT.	(Ill)
Для определения сил на преодоление сопротивления бо-
ковых частей призмы надо учесть изменения профильных
сечений грунтового тела. Эти сечения, ограниченные гипер-
болой со свободной стороны призмы, расширяются по мере
приближения к краю отвала (рис. 45, а). Учесть это из-
менение можно, расчленив боковые части призмы на эле-
менты, ограниченные плоскостями, параллельными траекто-
рии отвала. Искомые силы можно вычислить для каждого
из элементов и затем просуммировать их.
Однако для обычных инженерных расчетов, допуская
практическую погрешность, можно выразить эти силы од-
ной формулой (112), что можно обосновать следующим об-
разом.
Если боковые части призмы условно считать трехгран-
ными пирамидами, то величина сил Рпр.бок и Упр.бок бу-
дет равна Уд произведения соответствующих удельных сил
по формулам (108) на ширину боковых частей призмы.
101
Вместе с тем очевидно, что такой результат будет не-
сколько меньше истинного. Контрольные вычисления по-
казали, что погрешность результата в этом случае достигает
~20%. Поэтому для практических целей силы Рпр. боК
и Л^пр бок следует считать равными половине произведения
соответствующих удельных сил, определенных по формулам
(108), на ширину боковых частей призмы. Тогда полная
величина сил, требуемых для преодоления сопротивления
призмы по схеме на рис. 42, а, может быть выражена фор-
мулами:
^пр = Рпр (&пр Йпр.бок) |	(112)
Н пр “ ^пр (^пр ^пр.бок)* J
Из сказанного следует, что силы для преодоления со-
противления призмы волочения могут быть определены по
условиям предельного равновесия сыпучей среды. Расчет-
ный метод В. В. Соколовского, соответствующий этим усло-
виям, позволяет учесть природу сопротивления призмы во-
лочения как сопротивления, главным образом, пассивного
давления.
Методика расчета
1.	При изучении сведений о способах расчета сил для
преодоления сопротивления призмы волочения обращаем
внимание на то, что перемещение ее происходит в резуль-
тате периодически повторяющихся сдвигов по поверхности,
проходящей внутри призмы (см. рис. 43). Обращаем вни-
мание также на пространственный характер взаимодействия
рабочего органа машины с призмой волочения.
2.	Для расчетов чертим схемы призмы волочения и сил
в ортогональных проекциях (см. рис. 42) и проставляем
размеры и величины по заданиям.
3.	При вычислениях вначале определяем по табл. 53
или 54 коэффициент Дпр. Затем по формулам (108) вычисля-
ем силы рпр и ппр для преодоления сопротивления призмы
волочения, приходящегося на единицу ее ширины. Далее
по формулам (112) вычисляем результирующие силы Рпр
и ЛДР> предварительно найдя ширину боковой части приз-
мы — Ьпр. бок- В заключение вычисляем координаты точки
приложения сил сопротивления призмы волочения.
Пример. Ширина отвала В 2000 мм; высота отвала
Нт = 500 мм; наклон отвала к горизонту бот = 50°;
102
грунт — песок плотнос-
тью ? = 1500 кг/м*\ угол
внутреннего трения грун-
та и угол трения грунта
по стали р = р.= 30°.
Для расчета прини-
маем, что угол естест-
венного откоса грунта
призмы в условиях ее
движения приблизитель-
но равен углу внутрен-
него трения грунта и
углу трения грунта по
стали:
Рис. 46. Схема сил, которые должны
быть приложены к щиту.
Фпр р р — 30 .
По табл. 53 при 60т = 50° и р = р = 30° находим, что
Лпр = 0,36.
Касательную и нормальную силы для преодоления со-
противлений призмы волочения вычисляем по формулам
(108):
Рпр = -Г>00-0,6^ 0(3б (0)766	0,577 ( 0,643) =
== 182,6 дан1м (кгс/м);
ппр == 15-°.°2 °’ба- 0,36 (0,643 — 0,577 • 0,766) -
= 32,3 дан[м (кгс/м).
Определяем результирующие силы для преодоления со-
противления призмы волочения. Так как отвал ограничен
по ширине, то призма волочения только в своей средней
части имеет треугольное сечение. По бокам она имеет кони-
ческое очертание (см. рис. 42). Поэтому для приближенного
определения результирующих сил удельные силы следует
умножить не на полную ширину призмы, а на ширину приз-
мы за вычетом 6пр.боК по формуле (111).
Используя формулы, по которым можно вычислить Рпр
и Л/пр для схемы на рис. 42, б, получим:
^пр.бок = 0,6 ]/1,732 —0,842 = 0,91 м'
РПр = 182,6 (2 — 0,91) = 199 дан (кгс)1,
Nap = 32,3 (2 — 0,91) = 35,2 дан (кгс).
103
Таблица 52
Варианты заданий к упражнению 12
Вариант	Ширина отвала В от> мм	Высота отвала Нот мм	Угол на- клона от- вала б0Т1 град	Плотность грунта V» кг1м*	Угол тре- ния грун-| та р~ц, 1 град 1
1	2000	500	50	1500	30
2		550	52	1600	20	*
3	-	600	54	1550	10
4		650	56	1650	15 г
5		700	58	1625	25
6	2250	500	50	1525	10	*
7		550	53	1575	15 J,
8		 600	56	1625	20	9
9		650	59	1675	25	;
10		700	62	1500	30 J
11	2500	550	51	1500	30
12		600	53	1600	25
13		650	55	1550	20
14		700	57	1650	15
15		750	59	1625	10
16	2750	550	51	1525	10	-
17		600	54	1575	20
18		650	57	1625	30
19		700	60	1675	15
20		750	63	1500	25
21	3000	600	52	1500	30
22		650	54	1600	25
23		700	56	1550	20 
24		750	58	1650	15
25		800	60	1625	10
26	3250	600	53	1525	10
27		650	55	1550	. 15
28		700	57	1575	20
29		750	59	1600	25
30		800	61	1625	, 30 .
Определяем точки приложения результирующих сил.<
В средней части призмы эпюра давления на поверхности
отвала имеет в сечении призмы треугольное очертание. Гк>|
этому результирующие силы в этой части отвала приложены 
на уровне 1/3 высоты призмы к точке на оси симметрии от- '
вала.
104
•э
й
Таблица S3
Значения Лпр при свободной поверхности грунта призмы
под углом фпр = р
р»	И"	йот, град										
		20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120
10	0	1,34	1,2	1,03	0,92	0,83	0,85	0,87	0,9	0,94	1,12	1,33
	5	1,34	1,2	1,03	0,92	0,87	0,86	0,9	0,97	1,07	1,22	1,5
	10	1,39	1,2	1,03	0,92	0,87	0,86	0,9	0,97			
20	0		0,58	0,62	0,6	0,59	0,63	0,68	0,77	0,9	1,11	1,4
	10		0,58	0,62	0,6	0,6	0,65	0,73	0,84	1,01	1,29	1,75
	20		0,58	0,62	0,6	0,6	0,65	0,74	0,88	1,16	1,38	2
30	0			0,3	0,35	0,52	0,43	0,5	0,6	0,76	1	1,86
	15			0,3	0,35	0,39	0,44	0,55	0,7	0,95	1,28	1,8
	30			0,3	0,36	0,39	0,45	0,56	0,75	1,16	1,78	2,5
частях призмы эпюра давления по очертанию
В боковых ’------7----------------------------;------
приближается к трехгранной пирамиде. Точка приложения
результирующих сил лежит на уровне центра тяжести пи-
рамиды, который находится -на расстоянии от поверхности
массива, равном г/4 Нот. Поэтому результирующие силы
для всего отвала должны быть приложены к точке на его
поверхности, находящейся на уровне
0.33Рпрср + 2.0,25Рпр.6ок „
През —  р I пр	Пот,
'пр.ср Т пр.бок
где Рпр.ср — касательная результирующая сила для пре-
одоления сопротивления средней части
призмы;
Лп>.бок—касательная результирующая сила для пре-
одоления сопротивления боковой части
призмы.
В нашем случае
•Рпр.ср = РПр (В — 2&Пр.бок) = 182,6 (2 — 1,82) = 32,9 дан (кгс);
2Рпр.бок = Рпр^пр.бок = 182,6 • 0,91 = 166,1 дан (кгс);
.	0,333.32,9 + 0,25-166,1
'-------323+166Л--------500 = 131 ~°'13 М-
На рис. 46 показана схема сил, которые должны быть
приложены к щиту, для преодоления сопротивления приз-
мы волочения в условиях расчета.
105
Таблица 54
Значения АПр при горизонтальной свободной поверхности призмы
фпр а О
р»		бот, ерад	, 1					
		10	20	30	40	50	60 /
10	0	5,65	3	2,12	1,72	1,53	1,38
	5	6	3,08	2,2	1,79	1,58	1,48 :
	10	6	3,08	2,24	1,86	1,65	1,55 1
20	0	5,65	3,08	2.24	1,86	1,72	1,68
	10	6	3,25	2,48	2,13	2,01	1,99
	20	6	3,51	2,68	2,37	2,27	2,31
30	0	5,98	3,16	2,4	2,05	1,94	1.98 4
	15	6	3,59	2,84	2,59	2,56	2,77 !
	30	6	4,1	3,48	3,44	3,41	3,73
р*	И°	6	, град от					
		70	80	90	'00	110	120
10	0	. 1,33	1,35	1,42	1,54	1,73	2,03
	5	1,46	1,47	1,56	1,7	1,93	2,28
	10	1,53	1,57	1,66	1,81	2,07	2,47
20	0	1,71	1,82	2,04	2,37	2,86	3,68
	10	2,07	2,2	2,55	3,02	3,75	4,89
	20	2,41	2,65	3,04	3,64	4,56	6,01
30	0	2,15	2,46	3	3,76	5	7,04
	15	3,16	3,73	4,62	6	8,36	12,09
	30	4,31	5,19	6,55	8,68	12,12	18
Упражнение 13
СТРУКТУРА РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА
Задание. Рассчитать сменную производительность
одноковшового экскаватора с прямой лопатой при его ра-
боте в условиях бокового забоя с погрузкой грунта в транс-
порт.
Данные для расчета приведены в 1Дбл. 55—58.
106
Дополнительные данные
1.	Считаем, что ось перемещения экскаватора совпадает
с бровкой забоя.
2.	Продолжительность выгрузки грунта из ковшей всех
экскаваторов принимаем равной 3 сек.
3.	Продолжительность рабочей передвижки экскавато-
ров: Э-302Б и Э-ЗОЗБ— 2 мин\ Э-652Б — 2,5 мин\ Э-10011А
и Э-1252Б — 3 мин-, ЭКГ-4,6 — 5 мин.
4.	Перерывы в работе для отдыха экскаваторщика и
осмотра экскаватора (5 мин в час) приурочивают к передвиж-
кам экскаватора.
5.	За 15 мин до конца смены работу на экскаваторе пре-
кращают для передачи его сменяющей бригаде.
6.	Плотность грунта у — 2 т /л*3.
У	словные обозначения к упражнению 13
Тем — продолжительность смены;
tB — длительность выгрузки грунта из ковша;
^пер — продолжительность рабочей передвижки экс-
каватора;
/о.э — перерывы в работе для отдыха экскаваторщи-
ков;
/ц.э — длительность рабочего цикла экскаватора;
/к — продолжительность копания и наполнения ков-
ша;
tn.v — продолжительность поворота платформы экс-
каватора с груженым ковшом;
tn.n — длительность поворота платформы экскаватора
с порожним ковшом;
/см.с — продолжительность смены самосвалов у экс-
каватора;
/ц.с — длительность цикла самосвала;
—	продолжительность цикла разработки элемента
забоя;
Ад.см — время, необходимое для сдачи экскаватора сме-
няющейся бригадой;
^вч.оп — длительность внецикловых операций;
kp — коэффициент разрыхления грунта;
—	коэффициент наполнения ковша;
107
k* — коэффициент использования экскаватора по
времени в течение смены;
D — наибольший практический радиус резания;-
Ост — наибольший радиус резания на уровне стоянки^
экскаватора;
В — ширина забоя;
7?в — радиус выгрузки ковша;
Н —: высота забоя;
Нв.в — высота напорного вала экскаватора; '
Vs.a — объем элемента забоя;
vn-— скорость подъема блока ковша;
q — емкость ковша;
п — число оборотов в минуту платформы экскава-
тора;
лк — количество ковшей грунта, помещающихся в ’
кузове самосвала;
пс — количество самосвалов, требуемых для пере- 
возки грунта из части элемента забоя;
лэ.з — число элементов забоя, которое экскаватор мо-
жет разработать за смену;
G — грузоподъемность самосвала;
/пеР — длина рабочей передвижки экскаватора;
а„ — средний угол поворота платформы экскаватора;
соэ — угловая скорость поворота платформы экска-
ватора;
у — плотность грунта;
Псм — сменная производительность экскаватора..
Последовательность выполнения упражнения
1.	Вычертить в масштабе схему забоя экскаватора (план
и сечение) и определить по чертежу средний рабочий угол
поворота экскаватора.
2.	Определить среднюю длительность рабочего цикла
экскаватора и начертить схему рабочего цикла.
3.	Вычислить длительность и составить схему цикла
загрузки самосвала.
4.	Определить длительность и составить схему цикла
разработки элемента забоя.
5.	Построить схему рабочего процесса экскаватора на
протяжении смены.'
6.	Подсчитать суммарное время внецикловых операций..
и остановок экскаватора на протяжении смены, а также
108
определить коэффициент использования экскаватора по вре-
мени £в.
7.	Определить сменную эксплуатационную производи-
тельность экскаватора.
Методика расчета
1.	Схему забоя экскаватора вычерчиваем в масштабе по
аналогии с рис. 47 и на основании данных варианта задания.
Контур забоя в плане определяется радиусами резания
DCT — наибольшим с уровня стоянки и D — наибольшим
практическим, а также шириной забоя В. Самосвал устанав-
ливают в точке пересечения оси транспортного пути и ра-
диуса выгрузки Rb.
В поперечном сечении контур забоя определяется допол-
нительно его высотой И, а также высотой пологой части
откоса забоя, равной приблизительно 0,5 //н.в — высоты
напорного вала над уров-
нем стоянки.
Когда элемент забоя
выработан, экскаватор
меняет стоянку, пере-
двигаясь на расстояние
1п, равное практической
длине хода рукояти.
После передвижки экс-
каватор вновь может до-
ставать ковшом и разра-
батывать грунт, для чего
экскаваторщик постепен-
но выдвигает рукоять.
Рис. 47. Расчетный боковой
забой экскаватора с прямой
лопатой:
I — поверхность предельно вы-
работанного забоя из стоянки
О; II — то же, из стоянки О>;
ап — средний угол поворота
вкскаватора; D — наибольший
практический радиус резания:
DCT — наибольший радиус реза-
ния на уровне стоянки экска-
ватора; 1п — длина рабочей пе-
редвижки экскаватора; ЦТ-
Центр тяжести элемента забоя.
109
Криволинейный параллелепипед, ограниченный двумя
последовательными поверхностями (I, II на рис. 47) пре-
дельно выработанного забоя, образует объем грунта, разра-
батываемый экскаватором с одной стоянки и называемой
элементом забоя:
Кэ.3 = ВН1п м*.	(113)
Средний угол поворота платформы экскаватора ап из-
меряется транспортиром по плану забоя между направле-
ниями из центра вращения экскаватора От на центр тяжести
элемента забоя ЦТ и на центр кузова самосвала.
Положение центра тяжести элемента бокового забоя в
плане определяем приблизительно как точку пересечения
диагоналей параллелограмма, построенного на очертании
верхней части элемента забоя (рис. 47).
2.	Определяем среднюю длительность рабочего цикла
экскаватора и вычерчиваем схему этого цикла. Для расчета
принимаем, что рабочий цикл экскаватора слагается из че-
тырех операций: заполнения ковша в забое /к, поворота
на выгрузку с груженым ковшом /п.г, выгрузки грунта /в
и возвратного поворота с порожним ковшом в забой tn,n.
Продолжительность цикла этих рабочих операций экс-
каватора
^Ц.9 —	4“ ^П.г “|“	+ ^п.п сек.	(114)
Время копания tR вычисляем по высоте забоя Н и ско-
рости подъема блока ковша ип:
(115)
Средняя длительность поворота экскаватора с груженым
ковшом
сек,	(116)
где ап — средний рабочий угол поворота экскаватора, рад',
cos — угловая скорость поворота платформы экскава-
тора, рад/сек, вычисляемая по формуле
=	•	(Н7)
где п — число оборотов платформы экскаватора
в минуту (табл. 56).
Средняя длительность возвратного поворота порожнего
110
Масштаб
1см=2,5сек
Масштаб
1м=20 сек
Масштаб
1см =200сек
^цэ.з
Масштаб
1см = 1000сек
Ос ^ке
г
Рис. 48. Схема рабочих процессов экскаватора:
а — схема рабочего цикла экскаватора; б — схема цикла загрузки самосвала;
в — схема цикла разработки элемента забоя; г — схема рабочего процесса
экскаватора на протяжении смены.
ковша tn.n приблизительно равна среднему времени поворота
груженого ковша /п.г-
Продолжительность выгрузки приведена в п. 2 «Допол-
нительных данных». Для графической иллюстрации вычис-
лений составляем схему рабочего цикла экскаватора в виде
отрезка прямой, на котором отложены в масштабе и обозна-
чены отдельные операции и весь рабочий цикл экскаватора
(рис. 48, а).
111
(118)
3.	Вычисляем длительность и составляем схему цикла
загрузки автосамосвала. Этот цикл слагается из продолжи-
тельности собственно загрузки и времени, которое идет на
смену загружаемых машин. Продолжительность загрузки
определяется временем, необходимым на загрузку самосвала
количеством ковшей грунта, соответствующим его грузо-
подъемности, то есть равна произведению времени рабочего ‘
цикла экскаватора на число ковшей грунта, загружаемого
в самосвал.
Длительность смены самосвалов /см.с включает полное
время их маневра при подаче под загрузку (см. табл. 55)
за вычетом длительности операций возвратного поворота
ковша в забой и наполнения его грунтом. Такое совмещение
возможно потому, что загруженный самосвал может отъез-
жать сразу же после выгрузки грунта из ковша.
Число ковшей грунта пк, вмещающихся в кузов само-
хвала, находим по грузоподъемности последнего и средней
массе грунта в ковше экскаватора:
'	G&n
Z1K = —i. Р ,
qkay
где G — грузоподъемность самосвала, т;
q — емкость ковша экскаватора, м3;
у — плотность грунта, т/л3;
kv и kH — коэффициенты разрыхления грунта и наполнения
ковша.
Полученный результат (нк) округляем до целого числа.
Зная число ковшей грунта, помещающихся в кузов само-
свала, среднюю длительность рабочего цикла экскаватора
/ц.э, длительность его операций /п.п и tK, а также длитель-
ность смены и время маневров самосвала /См.с при подаче под
загрузку, длительность цикла загрузки самосвала можно
вычислить по формуле
^ц.с = Ид/ц.э ^см.о — ^п.п —ге/с.	(119)
Результаты этих вычислений изображаем на схеме цикла
загрузки самосвала, откладывая продолжительность отдель-
ных операций и всего цикла в масштабе на отрезке прямой
(рис. 48, 6).
4.	Определяем длительность и составляем схему цикла
разработки элемента забоя, слагающегося из некоторого
числа пс циклов загрузки самосвалов и передвижки экска-
ваторов на новые стоянки (с учетом времени на отдых экс-
каваторщика).
112
Число циклов загрузки самосвала за время разработки
элемента забоя определяем по его объему, среднему объему
грунта, который захватывает ковш экскаватора, и числу
ковшей грунта, загружаемого в самосвал *;
_ BHlnkp
с Г1кдкв
Время, расходуемое на рабочую передвижку экскаватора
^пер, берем по п. 3 «Дополнительных данных». Там же,
в п. 4, задано и время на отдых экскаваторщика t0.3
(5 мин в час). -
На основании этих данных продолжительность цикла
разработки элемента забоя определяем по формуле
/ц.э 5= лс^ц.с 4~ ^пер 4- to.a go " сек- (121)
Здесь to.s подставляем в минутах.
Результаты вычислений изображаем на схеме цикла раз-
работки элемента забоя (рис. 48, в).
5.	Для построения схемы рабочего процесса экскаватора
на протяжении смены надо определить число элементов
забоя Пэ.з, которые экскаватор сможет разработать за
смену,
Т — t
~	4 см ‘сд.см
"ээ —	±
где 7см — длительность смены, сек;
4д.см — время на сдачу экскаватора во время смены
бригад (см. п. 5 «Дополнительных данных»);
обычно это время принимается равным 15 X
X 60 сек;
/ц.э,3 — длительность цикла разработки элемента за-
боя, сек.
Если полученный результат, кроме целого числа эле-
ментов забоя, содержит еще дробную часть, то за пэ.3 при-
нимаем только целое число.
Во время разработки оставшейся части элемента забоя —
дробная часть результата в формуле (122) — экскаватор
(122)
* Округляется до целого числа в меньшую сторону.
113
a — при ширине заходки 1,5—1,9D; б — при ширине заходки меньше 1,5.0;
ап — средний рабочий угол поворота.
загрузит еще некоторое количество самосвалов пс, которое
можно вычислить по формуле
Л' == Гсм ~ ^д см~ лз А^э.3	(123)
*ц.с
с округлением до целого числа.
На основании полученных данных строим схему рабо-
чего процесса экскаватора на протяжении смены (рис. 48, г).
6.	Подсчитываем суммарное время на внецикловые опе-
рации и остановы экскаватора на протяжении смены и вы-
числяем коэффициент использования экскаватора по вре-
мени. В рабочий процесс одноковшового экскаватора вхо-
дят, кроме цикловых операций (заполнение ковша грунтом^
поворот на выгрузку, выгрузка грунта, возвратный поворот
в забой), также технологически неизбежные внецикловые
операции и остановы для смены загружаемых самосвалов,
собственных передвижек после разработки элементов за-
боя, приемки и передачи экскаватора в начале и в конце
смены, для отдыха машиниста экскаватора. Поэтому экс-
плуатационная производительность экскаватора снижается
по сравнению с технической.
114
J111 f 11111111111111111111
tX/OWDgDUSite
хпнжпдд
ill 111111111Г7Т71
mmi'H
Рис. 52. Торцовый забой экскаватора с драглайном для
разработки борта выемки с укладкой грунта в отвал:
а _ при ширине заходки меньше удвоенного наименьшего ра-
диуса резании на уровне стоянки (В < б — при ширине
ааходкн больше удвоенного наименьшего радиуса резаная ва
уровне стоянки (в > 2£>w).
Рис. 53. Уширенный забой экскаватора с драглайном для
разработки выемки в односторонний отвал за один заход по
зигзагу:
Таблица 56
Варианты заданий к упражнению 13
Вариант	Марка экска- ватора	Высота забоя* м	Ширина забоя» м	Автосамосвал		| Длительность смена самосвалов	сек	Данные о грунте	
				марка 1	грузоподъем- ность* 7		Е	О.
1	Э-302Б	1,8	4,5	КАЗ-600В	3,5	45	1,1	1
2		2,4	4,7	ЗИЛ-ММЗ-555	4,5	50	1,25	1,1
3		3	4,9			50	1,25	1,25
4		3,5	5	КАЗ-600В	3,5	45	1,3	1,2
5		3,2	5,2	КАЗ-600В	3,5	45	1,15	1,25
6	Э-ЗОЗБ	2,3	4,6	ЗИЛ-ММЗ-555	4,5	50	1,2	1,1
7		1,5	4,8			50	1,1	1
8		3,2	5	КАЗ-600В	3,5	45	1,25	1,15
9		3	5,2			45	1,3	1,2
10		2,8	5,4			45	1,15	1,25
11	Э-652Б	1,8	6,2	ЗИЛ-ММЗ-555	4,5	45	1,1	1
12		4	6,4				1,25	1,15
13		3,8	6,6	MA3-503A	8	50	1,25	1,25
14		4,2	6,8				1,3	1,2
15		3,6	6,5				1,15	1,25
16	Э-10011А	3	6,8	КрАЗ-256Б	12	55	1,1	1
17		5	7				1,25	1,15
18		4,5	7,2				1,25	1,25
19		4,2	6,9				1,3	1,2
“^0		4	7			»	1,15	1,25
21	Э-1252Б	3	7			60	1,1	1
22		5	7,5				1,25	1,15
23		4,5	7,8			»	1,25	1,25
24		4,8	8			»	1,3	1,2
25		4	8,2				1,15	1,25
26	ЭКГ-4,6	5,5	9	БелАЗ-540	27	70	1,1	1
27		6,5	9,5			»	1,25	1,15
28		6,3	10				1,25	1,25
29		6,7	10,5				1,3	1,2
30		6	10,8			»	1,15	1,25
118
Таблица 56
Рабочие размеры и скорости экскаваторов с прямой лопатой
Параметры	Марка экскаватора					
	Э-302Б	Э-ЗОЗБ	Э-652Б	Э-10011А	Э-1252Б	40 съ
Емкость ковша, м* Наибольший практический радиус резания D, м	0.4	0,4	0,65	1	1,25	4,6
	5,9	6,15	7,8	9	9 ,9	13,6
Наибольший радиус реза- ния на уровне стоянки DCT м	3	3	4,7	5	6,3	8,7
Наибольшая практическая длина передвижки Zn м Наибольший практический радиус выгрузки 7?в м Число оборотов платформы экскаватора п, об/мин	1.4	1.4	2	2,1	2,2	3,8
	5,4	5,4	7,1	8,3	8,9	12,35
	7,48	6,91	6	7,15	4,75	3,5
Скорость подъема блока ковша оп, м/сек	0,49	0,46	0,48	0,69	0,49	0,87
Высота напорного вала "в. в, М	2,44	2,4	3,34	3,5	4	6,4
Таблица 57
Угол откоса забоя экскаватора с драглайном *
Разрабатываемый грунт	Значения Ф3 град, при глубине забоя, м			
	ДО 5	5—12 |	12—18	более 18
Сухие и малоувлажненные песча- но-глинистые грунты II—IV катего- рий в состоянии естественного зале- гания (ненарушенное сложение)	45-60**	40—50	35—40	30—35
То же, при повышенном увлаж- нении или при среднем увлажнении, но нарушенном сложении	30—40	27—35	25—32	20—27
* Данные таблицы ориентировочные, рекомендуемые для случаев,
когда испытания грунтов не проведены.
** Для наносных грунтов, песка и рыхлого гравия, согласно прави-
лам техники безопасности, принимать угол в пределах 34—39°.
119
Таблица 58
Наибольшая допускаемая крутизна откосов строитель-
ных котлованов и траншей в грунтах естественной влажности
Грунт	Угол между направлением откоса и горизонтом, apadt при глубине выемки, м	
	до 3	более 3
Наносной грунт, песок, гравий	-39	24
Супеси	56	45
Суглинки	. 56	53
Глины	63	56
Лесс сухой	63	53
Суммарное время на внецикловые периодические опера-
ции подсчитываем по формуле
у f _ I/ t f ncf^
*вц.оп — 14пер *о.э
см.с tn.ti — (мс/2э,з -|-
4* 'tic) 4" ^сд.см СвК.
(124)
Коэффициент использования экскаватора по времени
определяется отношением времени чистой работы экскава-
тора в течение смены к продолжительности смены:

т ____ V /
* см вн.оп
т
1 см
(125)
7.	Сменную эксплуатационную производительность од-
ноковшового экскаватора вычисляем по формуле 1
гг ___ 3600^н
псм — —	—Гсмйв м3[смену.	(126)
Для выполнения расчетов производительности экскава-
тора во время работы в забоях, отличающихся от забоя,
рассмотренного в этом упражнении, можно воспользовать-
ся геометрическими построениями забоев, приведенными на
рис. 49 — 54* и данными табл. 57 и 58.
* См.: Ю. А. Ветров. Экскаваторный забой. Киев, Гостехиздат
УССР, 1955.
120
Упражнение 14
РАСЧЕТЫ ПО КИНЕМАТИЧЕСКИМ СХЕМАМ
ОДНОКОВШОВЫХ (ОДНОДВИГАТЕЛЬНЫХ) ЭКСКАВАТОРОВ
Задание. Произвести кинематические и силовые
расчеты передач экскаваторов. .
Упражнение выполняется применительно к одноковшо-
вым экскаваторам с прямой и обратной лопатами, драглай-
ном и грейфером.
Данные для расчета см, в табл. 59,
Порядок выполнения упражнения
1.	Вычертить схему запасовки канатов экскаватора.
2.	Вычертить кинематическую схему заданного экскава-
тора.
3.	Определить передаточные числа каждой зубчатой па-
ры и общее передаточное число от двигателя до искомого
органа.
4.	Подсчитать число оборотов барабана (ведущего коле-
са, шестерни).
5.	Определить скорость навивки каната на барабан или
окружную, скорость колеса (шестерни).
6.	Вычислить скорость сокращения полиспаста стрелы,
передней стойки или ковша (по заданию).
7.	Определить тяговое усилие на барабане или окруж-
ное усилие на ведущем колесе, шестерне или звездочке.
8.	Подсчитать тяговое усилие на подвижной обойме за-
данного полиспаста.
Методика расчета
1.	Чертим схему запасовки канатов заданного экскава-
тора (рис. 56, 58, 60, 62).
2.	Изучаем кинематическую схему экскаватора, пере-
черчиваем ее (рис. 55,57, 59, 61),
Чтобы получить более ясное представление о месте рас-
положения и назначении механизмов, изображенных в ки-
нематической схеме, следует предварительно разобраться
в устройстве ходового, напорного и поворотного механизмов
экскаватора, в устройстве механизма реверса, главной ле-
бедки и других элементов конструкции экскаватора.
121
На вычерченной кинематической схеме обозначаем все ’
основные элементы, а в пояснительной записке описываем
их назначение и работу экскаватора по той части кинемати-
ческой схемы, которая относится к заданию. На этой части
схемы обозначаем все данные передач, необходимые для
расчета (число зубьев, мощность двигателя, диаметр бара-
бана и т. п.).
3.	При определении передаточных чисел следует иметь
в виду:
а)	под передаточным числом понимают отношение числа
зубьев ведомого колеса к числу зубьев ведущей шестерни;
для червячной передачи — числа зубьев червячного колеса
к числу заходов червяка;
б)	общее передаточное число определяется как произ-
ведение частных передаточных чисел:
^общ =	 • • ^п*	(127)
4.	Число оборотов искомого элемента механизма под-
считываем по числу оборотов двигателя и общему передаточ-
ному числу:
п об/лшн.	(128)
1общ
5.	Окружную скорость колеса (шестерни) определяем
по формуле
v =; -П ^П- м/сек,	(129)
где D — диаметр барабана, ведущего колеса, начальной
окружности шестерни (с^) или звездочки (£>зв), я;
п — число оборотов в минуту.
Диаметр начальной окружности шестерни вычисляем по
формуле
dm == тг,
а звездочки
D3B =----
,	180°
sin---
г
где т — модуль шестерни, мм\
г — число зубьев шестерни или звездочки;
I — шаг зубьев звездочки, мм.
(130)
(131)
122
N* поз.	Z	т	№ поз.	Z	т
1	16	8	16	27	10
2	40		17	18	8
3	20		18	52	
4	81		19	44	
5	33		20	11	12
6.	21		21	85	
7	38		22	16	16
8	76		23	22	
9	42		24	/4	
10	17		25	27	
11	25		26	11	8
12	38		27	22	
13	38		28	17	5
/4	25		29	17	
15	17	10	30	51	
о
4
15
21
20
0 1100
&
Рис. 55. Кинематическая схема экскаватора Э-302Б.



25
26
27

Л1-’
6
Рис. 56. Схема запасовки канатов экскаватора Э-302Б:	--
а — с прямой лопатой; б — с обратной лопатой; в — с драглайном; / — подъем- -’J
ный барабан; 2 — тяговый барабан; 3 — стрелоподъемный барабан; 4 — канат 1
полиспаста передней стойки; 5 — блоки на двуногой стойке; 6 — блоки на .'•!
передней стойке; 7 — блоки на голове стрелы; 8 — канат подъема ковша; J
У — блок ковша; 10 — канат подъема стрелы; 11 — блок на рукояти; 12 —•
канат подъема рабочего оборудования; 13 — канат тяги ковша; 14 .—блок - f
разгрузочного каната; 13 » разгрузочный канат.	J
Рис. 57. Кинематическая схема экскаватора Э-652Б.
Рис. 58. Схема запасовки канатов экскаватора Э-652Б:
а — с прямой лопатой; б — с обратной лопатой; в — с драглайном; / — подъ-
емный барабан; 2 — блок звездочек напора и возврата; 3 — стрелоподъемный
барабан; 4 — канат подъема стрелы; 5 — блоки на двуногой стойке; 6 — блоки
на голове стрелы; 7 — блок ковша; 8 — канат возврата рукояти; 9 — канат
подъема ковша; 10 — канаты напора; It — напорный барабан; 12 — канат
полиспаста двуногой стойки; 13 — блоки на передней стойке; 14 — блок на
рукояти; 15 — канат подъема рабочего оборудования; 16 — канат тяги ковша;
17 — тяговый барабан; 18 — полиспаст подъема стрелы; 19 — канатные от-
тджки стрелы; 20 — блок разгрузочного каната; 21 разгрузочный канат.
№ поз.	Z	т, t	т	2	т, t
1	17	| 5О'й=?	15	50	т-5
2	102		1в	13	С4 СМ н е
3	20	N Е	17	25	
4	91		18	12	е
5	80		19	80	
6	13	QO п	20	34	
7	13		21	34	
8	19		22	15	? Ё
9	18	ЛМ4	23	18	
10	22	Оо If	24	9	см н
11	13		25	16	
12	70	т-10	26	10	1-250
13	120	» Е	27	13	сЗ fl
/4	30		28	32	
OIO
5 4
® га
17
1
%)
<1
7
25
26
Рис. 59. Кинематическая схема экскаватора Э-10011А.
%
5
7 ®
60. Схема запасовки канатов экскаватора Э-10011 А:

Рис.
а — с прямой лопатой; б — с обратной лопатой; в — с драглайном; г — с грей-,
фером; / — подъемный барабан; 2 — стрелоподъемный барабан; 3 — каната
подъема стрелы; 4 — блоки на двуногой стойке; 5 — блоки на голове стрелыр,'
6 — блок ковша; 7 — каНат подъема ковша; 8 — блок звездочек напора и воз« "
врата; 9 — блоки на передней стойке; 10 — канат подъема рабочего оборудо--'
вания; 11 — блок на рукояти; 12 — канат тяги ковша; 13 — тяговый барабан;
14 — блок разгрузочного каната; 15 — разгрузочный канат; 15 — замыкаю-
щий канат; 17 = полиспаст замыкающего каната; 18 — поддерживающий^-
канат.
16
16
в
MS)
m”№
10
127
уЮназаюОньа _ । ।
т,
t
т,
t
юз.
19
20
55
№
15
Ж
28
12
26
14
25
24
32
33
9
17
10.
42
128
S5
21
22
8_
S
17
78
25
26
28
29
38
17
11
11
11_
12
1^14
1ГМ5
14
130
1б0_
23
?
Б
t°5Q8
2
20
«Г
<5
л
5
ГТ
Ж 29
-НГЦС1Н-
10309 1
!нжги'
исл
ЦЗКИ
5
А
7
1п‘12
R'
tn ‘16
тЧО
т
£
е
2
Рис. 61. Кинематическая схема экскаваторов Э-1251Б и Э-1252Б.
Б 4-953
129
s
б
5
Рис. 62. Схемы запасовки
а — с прямой лопатой; б —. _	___
с грейфером; I — подъемный барабан; 2 — стрелоподъемный барабан; 3—канат
подъема стрелы; 4 — блоки на двуногой стойке; 5 — блоки на голове стрелы;
б — блок ковша; 7 — канат подъема ковша; 8 — канат полиспаста передней f
стойки; 9 —. блоки на передней стойке; 10 — канат подъема рабочего обору-
дования; И — блок на рукояти; 12 — канат тяги ковша; 13 — тяговый ба-
рабан; 14 — блок разгрузочного каната; 15 — разгрузочный канат; 16 — за-
мыкающий канат; 17 — полиспаст замыкающего каната; 18 — поддерживаю-
щий канат.
Э-1251Б 1
— с драглайном; а
И Э-1252Б;!
лайном: г —* 1
экскаваторов
канатов
с обратной лопатой; в
Таблица 59
Варианты заданий к упражнению 14
Ва- ри- ант	Определить	К- п. д. Г] от двига- теля до	Диаметр, мм
Экскаватор Э-302Б
(двигатель Д-48: мощность — 48 л.с., число оборотов — 1600 об/мин)
С прямой лопатой
1	Скорость сокращения полиспаста подъема стре- лы и усилие в нем Скорость передвиже- ния и тяговое усилие при I передаче	барабана лебед- ки подъема стре- лы — 0,86 ведущих ко- лес— 0,75	барабана — 350 колеса — 1100
2	Скорость сокращения полиспаста передней стойки и тяговое усилие в нем	барабана лебед- ки для смены по- ложений передней стойки — 0,63	барабана — 200
	Число оборотов пово- ротной платформы и крутящий момент на ва- лу ведущей шестерни при I передаче	вала шестер- ни — 0,75	
3	Скорость подъема ков- ша и тяговое усилие в нем	барабана лебед- ки подъема ков- ша — 0,84	барабана — 300
	Скорость передвиже- ния и .тяговое усилие при II передаче	ведущих ко- лес— 0,75	колеса— 1100
С обратной лопатой
4	Скорость и усилие тя- ги ковша Скорость передвиже- ния и тяговое усилие при III передаче	барабана тяго- вой лебедки— 0,84 ведущих ко- лес— 0,75	барабана — 300 колеса —1100
5	Скорость сокращения полиспаста подъема ра- бочего оборудования и усилие в нем Число оборотов пово- ротной платформы и крутящий момент на валу ведущей шестерни при II передаче	барабана лебед- ки подъема рабо- чего оборудова- ния — 0,84 вала шестер- ни — 0,75	барабана — 350
5*
131
Продолж. табл. 59
Ва- ри- ант	Определить	К. п. Д. Т] от ДВИГ8- теля до	Диаметр,
6	С др Скорость и усилие тя-	аглайном барабана тяго-	барабана — 300
7	ги ковша Скорость передвиже- ния и тяговое усилие при IV передаче Скорость и усилие	вой лебедки — 0,84 ведущих ко- лес — 0,75 барабана лебед-	колеса — 1100 барабана — 350
	подъема ковша Скорость сокращения полиспаста подъема стре- лы и усилие в нем	ки подъема ков- ша — 0,84 барабана лебед- ки подъема стре- лы — 0,63	барабана — 200
Экскаватор Э-652Б
(двигатель Д-108-1: мощность — 108 число оборотов — 1070 об/мин)
С прямой лопатой	й
8	Скорость й усилие подъема ковша Напорные скорость и усилие	барабана лебед- ки подъема ков- ша — 0,84 напорного бара- бана — 0,78	барабана — 500 барабана — 320
9	Скорость сокращения полиспаста подъема стре- лы и усилие в нем Скорость и усилие возвратного движения рукояти С обра	барабана лебед- ки подъема стре- лы — 0,85 барабана возвра- та рукояти — 0,78 гной лопатой	барабана — 250 барабана — 320
10	Скорость и усилие тя- ' ги ковша Скорость передвиже- ния и тяговое усилие на гусеницах при I переда- че	барабана тяго- вой лебедки — 0,84 гусениц — 0,75	барабана — 500
И	Скорость сокращения полиспаста подъема ра- бочего оборудования Число оборотов пово- ротной платформы и крутящий момент при II передаче	барабана лебед- ки подъема ков- ша — 0,84 вала ведущей шестерни — 0,86	И барабана — 550 J
132
Продолж. табл. 59
Ва- ри- ант	Определить	К. п. д. fl от двига- теля до	Диаметр, мм	
	С драглайном			
12	Скорость и усилие тя- ги ковша Скорость передвиже- ния и тяговые усилия при II передаче	барабана тяго- вой лебедки — 0,84 гусениц — 0,75	барабана —	500
13	Скорость сокращения полиспаста подъема стре- лы и усилие в нем	барабана лебед- ки подъема стре- лы — 0,88	барабана —	250
	Скорость и усилие подъема ковша	барабана лебед- ки подъема ков- ша — 0,84	барабана —	550
Экскаватор Э-10011А
(двигатель Д-108: мощность —108 л.с., число оборотов — 1070 об]мин)
С прямой лопатой
14	Скорость и усилие подъема ковша Скорость передвиже- ния и тяговое усилие на гусеницах при I передаче	барабана лебед- ки подъема ков- ша — 0,82 гусениц — 0,75	барабана — 531
15	Напорная скорость и усилие	кремальерных шестерен — 0,78	—
	Число оборотов пово- ротной платформы и крутящий момент при I передаче	вала ведущей шестерни — 0,8	
16	Скорость и усилие возвратного движения рукояти	вала кремальер- ных шестерен— 0,7	—
	Скорость передвиже- ния и тяговое усилие на гусеницах при II пере- даче	гусениц — 0,75 1	
133
Продолж. табл. 59
Ва- ри- ант	Определить	К. п. д. Л от двига- теля до	Диаметр, мм
С обратной лопатой
17	Скорость и усилие тя- ги ковша Скорость сокращения полиспаста передней стойки и усилие в нем	барабана тяго- вой лебедки — 0,82 барабана лебед- ки подъема перед- ней стойки — 0,84	барабана — 424 барабана — 531
18	Скорость сокращения полиспаста подъема ра- бочего оборудования и усилие в нем Число оборотов пово- ротной платформы и крутящий момент при II передаче С д	подъемного ба- рабана — 0,82 вала ведущей шестерни — 0,8 заглайном	барабана — 531
19	Скорость и усилие тя- ги ковша Скорость сокращения полиспаста подъема стре- лы и усилие в нем С г	барабана тяго- вой лебедки — 0,82 барабана лебед- ки подъема стре- лы — 0,84 рейфером	барабана — 424 барабана — 531
20	Скорость сокращения полиспаста замыкания челюстей ковша и уси- лие в нем Скорость и усилие подъема ковша	замыкающего барабана — 0,82 замыкающего барабана — 0,82	барабана — 464 барабана — 464
Экскаватор Э-1251Б
(двигатель К052-4К: мощность 90 кет, число оборотов — 1485 об!мин)
С прямой лопатой
21	Скорость и усилие подъема ковша Напорная скорость и усилие	подъемного бара- бана — 0,85 напорного ва- ла — 0,72	барабана — 725
22	Скорость и усилие возвратного движения рукояти Число оборотов пово- ротной платформы и крутящий момент	напорного ва- ла — 0,72 вала ведущей шестерни — 0,8	—
134
Продолж- табл. 59
Ва- ри- ант	Определять	К. п. д. п or двига- теля до	Диаметр,
	С обратной лопатой		
23	Скорость и усилие тя- ги ковша Скорость сокращения полиспаста подъема рабо- чего оборудования и усилие в нем	барабана тяго- вой лебедки — 0,85 подъемного ба- рабана — 0,85	барабана — 540 барабана — 725
С драглайном
24	Скорость и усилие тя- ги ковша Скорость передвижения и тяговое усилие на гу- сеницах	тягового бара- бана — 0,85 гусениц — 0,68	барабана — 540
25	Скорость сокращения полиспаста подъема стре- лы и усилие в нем Скорость и усилие подъема ковша	барабана подъе- ма стрелы — 0,62 подъемного ба- рабана — 0,85	барабана — 300 барабана — 855
Экскаватор Э-1252Б
(двигатель АМ-03: мощность 130 л.с., число оборотов— 1700 об/мин)
С прямой лопатой			
26	Скорость и усилие подъема ковша	подъемного ба- рабана — 0,85	барабана — 725
	Напорная скорость и усилие	напорного вала — 0,72	—
27	Скорость и усилие возвратного движения рукояти	напорного ва- ла — 0,72	
	Скорость передвиже- ния и тяговые усилия на гусеницах С об р а•	гусениц — 0,68 гной лопатой	
28	Скорость и усилие тя- ги ковша	тягового бараба- на лебедки — 0,85	барабана — 540
	Скорость сокращения полиспаста подъема рабо- чего оборудования и усилие в нем	барабана подъе- ма рабочего обо- рудования — 0,85	барабана — 725
135
Предо лж. табл. 59
Ва- ри- ант	Определить	К. п. д. я о? двига- теля до	Диаметр, мм
	С драглайном		
29	Скорость и усилие тя- ги ковша Скорость и усилие подъема ковша	барабана тяго- вой лебедки — 0,85 подъемного ба- рабана — 0,85	барабана — 540 барабана — 855
	С г	рейфером	
30	Скорость и усилие подъема ковша Скорость сокращения полиспаста замыкания че- люстей ковша и усилие в нем	замыкающего барабана — 0,85 замыкающего барабана — 0,85	барабана — 540 барабана — 540
6.	Для вычисления скорости сокращения полиспаста!
стрелы предварительно определяем его кратность. Затем ч
по скорости навивки каната на барабан и кратности поли-1
спаста вычисляем скорость сокращения полиспаста стрелы 1
Упол 5=3 -р м/сек.	(132} j
7.	Тяговое усилие на барабане или окружное усилив 1
на ведущем колесе, шестерне или звездочке определяем, 1
исходя из мощности двигателя, по формуле	1
Р = —22— дан (кге),	(133) $
где Удв — мощность двигателя, л. с.;	|
т) — к. п. д. передачи;	I
v—окружная скорость,	м/сек	J
8.	Усилие на подвижной	обойме полиспаста определяема
по формуле	я
Т = Рг'ппол дан (кге),	(^4)1
где Р — тяговое усилие на барабане,	дан (кгс)‘	Ц
i — кратность полиспаста;	Я
Ппол — коэффициент полезного действия	полиспаст»!
(см. формулу (71)1.	(я
136
Упражнение 15
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАСЧЕТЫ
МНОГОКОВШОВЫХ ТРАНШЕЙНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
Задание. Произвести эксплуатационные расчеты
многоковшовых траншейных экскаваторов.
Данные для расчета см. в табл, 60.
Последовательность выполнения упражнения
1.	По заданным глубине и ширине траншеи выбрать
экскаватор.
2.	Вычислить техническую производительность экскава-
тора.
3.	Определить оптимальную скорость передвижения
экскаватора.
4.	Выбрать рабочую скорость его передвижения.
5.	Подсчитать сменную эксплуатационную производи-
тельность.
6.	Вычислить количество смен работы экскаватора.
Методика расчета
1. Выбирая экскаватор, надо исходить из условия, Что
он должен копать траншеи заданных ширины и глубины.
Технические характеристики основных моделей много-
ковшовых траншейных экскаваторов приведены в табл. 61.
2. Вычисляем техническую производительность экска-
ватора Пг. Она зависит от емкости ковшей и числа раз-
грузок их за единицу времени:
Пг = 3,6^: м*[ч,	(135)
где q — емкость ковша, л (табл. 61);
kp — коэффициент разрыхления грунтов (табл. 62);
i — количество разгрузок ковшей.
Для цепных траншеекопателей
а ’
а для роторных
• _ ппк
*	60 *
137
Здесь 1>ц скорость ковшовой цепи, м!сек\
а—шаг ковшей, м\
п — число оборотов ротора, об!ми.н\
пк — количество ковшей на роторе.
Примечание. В расчете принимаем, что во время работы
экскаватора весь ковш заполняется грунтом.
Таблица 60
Варианты заданий к упражнению 15
1 Вариант	Грунты	Размеры траншей, м		
		глубина	ширина	длина
1	Суглинок лессовидный	2	0,5	1000
2		3,5	0,8	1500 -
3		4	0,8	1200
4		1,6	0,8	1000
5		1,8	1,4	2000
6.	Суглинок с примесью щебня	1,8	0,5	2000
7	и гравия	3,2	0,8	1800
8		3,8	0,8	1500
9		1,4	0,8	1JD00
10		1,8	1,4	2500
11	Лесс естественной влажности	1,7	0,5	500
12		3	1,1	800
13		3,7	1,2	900
14		1,5	0,8	700
15		1,6	1,4	600
16	Глина ломовая	1,9	0,5	2000
17		3,4	1,1	1800
18		3,6	0,8	1900
19		1,6	0,8	1700
20		1.7	1,4	1600
21	Глина мягкая жирная	2	0,5	1500
22		3,5	1,1	1100
23		4	1,2	1300
24		1,6	0,8	1400
25		1,8	1,4	1600
26 27	Супесок ,с примесью щебня и гравия	1,8 3	0,5 0,8	1200 1000
28		3,9	1,2	1000
29		1,5	0,8	1600
30		1,6	1,4	1800
138
Таблица 61
Технические характеристики траншейных экскаваторов
Показатели	Марка				
	ЭТЦ-202	ЭТУ- -354А	ЭТЦ-402	ЭТР-161	ЭР-7Е
Глубина траншеи, м	2	3,5	4	1,6	1,8
Ширина траншеи, м	о,5	0,8—1,1	0,8—1,2	0,8	1,4
Емкость ковша, л	23	35	40	70	130
Шаг ковшей, м	0,95	0,76	0,8	—	—
Количество ковшей, шт.	—	——	—	10	14
Скорость ковшовой цепи,					
м/сек	1,18	1,17	1,12	—	
Число оборотов ротора,					
м/сек	—	—	—	11,7	9,6
Рабочая скорость пере-	to S				
движения, м/ч	сч ю 1 1				
I П	1 I 23	14,7 18,2	о оо сч	54 67	31 49
III	И ТЕ о о	25,4	§	81	59
IV	rt rt Л Л	34	о	101	84
V	Й С 2 Л	75	о	125	89
VI		ИЗ '		151	112
VII	нм	135		179	140
VIII		—		221	—
IX		—		266	—
Двигатель:					
марка	Д-50	Д-54	АМ-01	СМД-14А	Д-108
мощность, л. с.	50	54	ПО	75	108
Таблица 62
Коэффициент разрыхления грунтов
Грунт	Категория грунта	
Суглинок лессовидный	1	1,28
Суглинок с примесью щебня и гравия	II	1,32
Лесс естественной влажности	II	1,28
Глина ломовая	II 	1,32
Глина мягкая, жирная	II	1,31
Супесок с примесью щебня и гравия	II	1,28
3.	Вычисляем оптимальную рабочую скорость, которая
обеспечивает наибольшую производительность экскаватора
при наилучшем использовании его двигателя.
Для расчета принимаем, что оптимальная скорость
139
экскаватора соответствует его технической производитель Л
ности при отрывке траншей заданных размеров:	ж
^Э.ОПТ = yjyy -И/Ч,	(136) а
где Пт — техническая производительность, м3/ч\ Я
В — ширина траншеи, м (табл. 61);	я
Н — глубина траншеи, м (там же).	я
4.	Рабочую скорость передвижения экскаватора выби-я
раем по табл. 62 (обычно она равна вычисленной оптималь-'Я
ной или ближайшей к ней меньшей):	я
^э.оит»	.3
5.	Сменную эксплуатационную производительность экс-я
каватора подсчитываем по формуле	'Я
Псм = BHvpTk* м3/с мен у,	(137)' |
где^ о,1— рабочая скорость, м!ч\	я
Т — продолжительность смены, ч\	1
kB — коэффициент использования рабочего времени |
экскаватора (0,7—0,9).	1
6.	Количество смен работы, которое зависит от объема |
работ, вычисляем по формуле	1
BHL	1
Псм = -П—ч,	(138) I
см	J
где L — длина траншеи, м	(табл.	60).	|
Упражнение	16	".
РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ j
Задание. По заданной производительности и техно- *
логическим условиям подобрать основное оборудование *
гидромеханизации (землесосы и мониторы) и разработать
схему их работы.	1
Данные для расчета приведены в табл. 63 1
и 64.	|
Последовательность выполнения упражнения	1
1.	Установить требуемый удельный расход воды и напор
у насадки монитора.	1
2.	Подсчитать объем заходки, разрабатываемой с одной *
стоянки землесоса.	«
140
3.	Определить продолжительность работы землесоса на
одной стоянке.
4.	Подсчитать коэффициент использования рабочего
времени землесоса.
5.	Определить требуемую производительность землесоса
по пульпе.
(i. Установить минимальную (критическую) скорость
пульпы и соответствующий диаметр пульповода.
7.	Определить потери напора по воде и поправочный
коэффициент для пульпы.
8.	Подсчитать удельный вес пульпы.
9.	Определить потребный напор землесоса.
10.	Определить требуемую мощность землесоса.
11.	Подсчитать требуемую водопроизводительность мо-
нитора.
12.	Подобрать монитор и выбрать диаметр насадки.
13.	Определить объем недомыва, снимаемого бульдозе-
ром на каждой заходке.
14.	Определить минимальное и максимальное расстоя-
ния монитора от забоя.
15,	Вычертить схему разработки забоя.
Методика расчета* *
1. Требуемый удельный расход воды q и напор Но у
насадки монитора устанавливаем по табл. 65.
2. Объем заходки, разрабатываемой с одной стоянки .
землесоса, подсчитываем по формуле **
l^aax = bhlnep М3.	(139)
8. Определяем продолжительность работы землесоса на
одной стоянке:
V
tt « —jp- суток.	(140)
4.	Подсчитываем коэффициент использования рабочего
времени землесоса:
k  -
 ’ '* + '"ер
* Подробнее см.: А. С. Фиделев. Повышение производительности строи-
тельных машин. Киев, «Буд1вельник», 1974.
** Пояснение буквенных обозначений в формулах упражнения 16
см. В табл. 63—72.
141
Таблица 68
Варианты заданий к упражнению 16
Вариант	Суточная производи- тельность по породе П, ж3	Геодезиче- ская разность мест забоя и сли&а пуль- пы Лп м	Полная дли- на пульпово- да	ж	Вариант	СутОчная производи- тельность по породе П» ж3	£ S L . о - -Ь i о § ч 5 га Л с га G' Чй Н О	Я	О	Я	_ •и	ьс	ф	₽;	3 U	и	2	о	Й	Прлная дли- на пульпово- да Ln> ж .
1	2100	20	500	16	1050	23	425
2	2000	22	450	17	1150	18	375
3	2200	24	400	18	1300	17	352
4	1900	25	350	19	1375	19	325
б	2050	21	475	20	950	16	300
6	2150	23	425	21	1500	20	500
7	2250	18	375	22	1400	22	450
8	2300	17	350	23	1300	24	400
9	1350	19	325	24	1200	25	300
10	2400	16	300	25	1450	21	475
11	1200	20	500	26	1350	23	425
12	1000	22	450	27	1225	18	375
13	1100	24	400	28	1250	17	350
14	900	25	350	29	1325	19	325
15	1250	21	475	30	1475	16	300
5.	Определяем требуемую производительность землесо-
сов по пульпе:
Qn = —	(142)
где п — количество рабочих часов в сутки, принимаемое
для данных расчетов равным 15.
Подсчитанное по этой формуле Qn пересчитываем в л/сек.
6.	Устанавливаем минимальную (критическую) скорость
пульпы v и соответствующий диаметр пульповода D, поль-
зуясь табл. 66.
7.	Потери напора по воде i определяем по табл. 68, а по-
правочный коэффициент для пульпы К по табл. 67.
8.	Подсчитываем удельный вес пульпы:
Тп - ~	~ >	(143)
,п 9	1 — т	'	'
9.	Определяем требуемый напор землесоса:
Яп — ^пТп + l.lA"iZ,n + 2 м вод. ст. (144)
142
10.	Определяем требуемую мощность землесоса:
(145>
где л — к. п. д. землесоса, равный 0,7.
11.	Подсчитываем требуемую водопроизводительность
монитора Q', исходя из организации работы с подменным
монитором. В этом случае продолжительность работы мо-
нитора в сутки п и коэффициент использования его по
времени /гв будут такими же, как и землесоса:
(146)
Затем Qu пересчитываем в л!сек.
12.	Подбираем монитор (табл. 69) с соответствующим
диаметром насадки d0 по табл. 70.
13.	Определяем процент т|н и объем Уя недомыва, сни-
маемого бульдозером на каждой заходке:
где ia— уклон подошвы забоя, определяемый по табл. 71;
Г 48)
14.	Определяем минимальное и максимальное расстоя-
ния монитора от забоя:
U ^'Ьм,	(149)
где <р' — коэффициент, зависящий от характера породы
(табл. 72).
4пах ~ 0»47Уо я.	(150)
15.	Вычерчиваем схему разработки забоя в плане и раз-
резе с указанием положений землесоса и мониторов
до и после их передвижки, а также размеров забоя и не-
домыва.
143
Дополнительные данные		Таблица 64	j к вариантам заданий к упражнению 16 |					
		грун-	£ о.	м о?		ч Е а £	в W х Ля * W
g £ № А.	t	ь О О	ОТНОСТЬ г Vrpt т/ма	О хэ Я „ га А (ч йо S о	Я Я К! А	£ о> я S сия я X У Ь U ч и о о 0	О £ л о я 5 ft s ч °	£ Ж М С fc й ь £ s
«б Д	S.	я К ы	Ss	« 3 а, “	S S	С я я tn о	" g J 9sf J
1—10	Легкий суглинок	0,3	1,7	14 40		3	60 |
11—20	Глина, содержа-			12			
	щая до 15% гра-	0,2	1,8	50		4	50 Ч
	ВИЯ						I?
21—30	Глина песчаная	0,15	1,6		9		5	40 •>
				45			
Таблица 65
Нормативные данные для расчета гидромониторных работ
			Высота забоя					
	до 5		5-	-10	10-	-15	более 16	
Характеристика	3	ч		ч	3	Ч	ый воды q	ч
грунтов	«5 3 я	а	« ° 3 я	а £	«5 3 а	£		
	л е О	а о	s< ч°	А О	5 4 ч S	О*	Ч и	
	и <> s? я л а	Я Л	>> я	Я К	S о > я	са X		X
Песок мелкозернистый	6	30	5,5	32	5	40	4	50
Супесь легкая (рыхлая)		30		35		40		50
Лесс рыхлый		40		45		50		60
Песок среднезернистый Суглинок легкий (рых-	7	30	6,5	35	6	40	5	50
лый)		20		60		70		80
Лесс плотный		60		65		70		80
Песок крупнозернистый	9	30	8,5	35	8	40	7	50
Супесь тяжелая		60		62		70		80
Глина песчаная		70		75		80		90
Суглинок плотный Пески, содержащие до		80		90		100		120
40% гравия	12	40	11,5	45	11	50	10	60
Глина, содержащая до 15% гравия		70		80		90		100
Глина полужирная Песчаные грунты, со-		90	19	90		100		по
держащие свыше 40% гравия	20	50		55	18	60	16	70
Глина жирная •		150	-	160		170		180
144
Таблица бб
Минимальные
(критические) скорости V и
расход пульпы Qn в
незаиленном пульповоде
Дна- метр пуль- повода D, мм	Глины, суглинки	
	р, м]сек	<?„, л/сек
250	1,7	80
300	1,8	130
350	2,1	200
400	2,12	275
450	3,3	375
500	2,5	490
600	2,7	760
Таблица 67
Поправочный коэффициент К
для расчета потерь в пульповодах
я	к.		К
3	1,6	10	• 1,3
5	1,5	12	15
8	1,4		
Таблица 68
Определение потерь напора в трубопроводе, М на 100 М
трубопровода (100 /)
Qn, J/feK	D = 250 мм .	Qn, л/сех	D = 300 мм	X ц» Е О'	О 350 мм	Е О'	D = 400 мм	К д ’Ч в О’	3 S 1 Q	лаэ/r ‘»i>	D == 500 мм	о В о»	D •= 600 мм
75	1,35	140	1,77	200	1,62	275	1,48	360	1,36	450	1,21	700	1,27
86	1,54	150	2,03	210	1,77	290	1,64	380	1,51	475	1,35	750	1,45
90	1,95	160	2,31	220	1,96	305	1,83	400	1,68	500	1,49	800	1,63
100	2,41	170	2,61	230	2,14	320	2,01	425	1,89	550	1,81	—	—
110	2,91	180	2,91	245	2,42	340	2,26	450	2,12	600	2,15	——	—
120	3,46	190	3,28	250	2,73	360	2,55	475	2,36	650	2,53	—	—
125	3,76	200	3,6	275	3,05	380	2,84	500	2,62	700	2,93	—-	—
130	4	—	,—	290	3,4	400	3,14	550	3,17	750	3,06	—	—
•—	—	—	—	—	—	425	3,55	600	3,77	800	3,82	—	—
Таблица 69
Технические характеристики гидромониторов
Покааиели	Гидромониторы		
	ГМН.250с	ГУЦ-6	ГМСД-300
Диаметр входного отверстия, мм	250	250	300
Управление	Ручное	Эле ктрогидравлическое	
Диаметр применяемых насадок, мм	50-100	50—100	100-140
145
Таблица 70
Водопроизводительность насадок Q'. л!сек
Напор пе-	Диаметры насадок d„, мм						
ред насад- кой Н9, м	50	65	75	90	100	125	150
10	26	44	59	35	105	167	248
20	37	62	81	120	149	233	335
30	46	77	102	147	182	285	410
40	55	88	118	169	210	330	473
50	59	98	132	188	235	365	525
60	64	108	145	207	257	400	575
70	69	116	155	224	280	430	625
80	74	125	166	239	296	460	670
90	79	132	175	253	315	490	710
100	83	140	185	268	332	515	746
110	87	146	195	280	349	539	780
120	91	153	203	293	364	563	814
130	94	159	211	305	379	586	848
140	97	165	219	316	394	608	890
150	100	171	227	327	408	630	910
Примечание. Для определения водопроизводительности насадки
монитора применена формула
Qu = 2gH0 м9/сек,
где р. — коэффициент расхода, равный 0,945;
со — площадь выходного отверстия насадки, м2;
g — ускорение свободно падающего тела, равное 9,81 м/сек2;
Но — рабочий напор у насадки, м.
Этой формулой следует пользоваться для вычисления QM, когда в
таблице нет данных для насадок требуемых диаметров.
Таблица 71 Уклон подошвы забоя /п				Таблица 72 Значение коэффициента ср'	
	Уклон подошвы забоя /п при водопроизводи- тельности монитора QM, л/сек				
Характеристика грунта				Грунт	Ф'
	100	200	300		
					
Суглинок легкий 1 Глина песчаная J Глина, содержащая до 15 % гравия	0,035 0,045	0,03 0,04,	0,025 0,035	Суглинок Глина	0,4-0,6 1
146
Раздел IV
ПНЕВМОТРАНСПОРТИРОВАНИЕ БЕТОНА.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Упражнение 17
ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ПНЕВМОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
Задание. Определить основные параметры установки
для пневматического транспортирования бетонной смеси
по трубам (ПТУ).
Данные для расчета см. в табл. 73.
Последовательность выполнения упражнения
А. Определить:
Для схемы! (рис. 63)
1. Диаметр бетоновода D;
2. Объем нагнетателя (полезный и геометрический) VH
и Ун.г!
поз.	Оборудование	Подсчитанные параметры оборудования	Единицы измерения
1 2 3 4 5 б	Передвижной компрессор Ресивер- Бетоносмеситель Нагнетатель Бетонобод Приемный бункер		м3/мин м1 л л мм м3
Рис. 63. Схема 1. Пневмотранспортная установка для бетонирования
наземных сооружений.
147
№ поз.	Оборудование	Подсчитаем# параметру оборудования	EditHUuQ измерения
1	Абтосамосбал		м1
2	Верхний бункер	d-300	м1
3	Труба для бертинального спуска бетона		мм
4	Нижний бункер		м3 4 5 б. 7 8 9 10
5	Бетоносмеситель		л
6	Нагнетатель		п
7	Бетонобод		мм
8	Ресибер-	d-100^200	м3
9	Центральный боздухопрабод		мм
Рис. 64. Схема II. Пневмотранспортная установка для бетонирования
подземных сооружений.
3. Общую длину бетоновода L;
4. Среднюю скорость движения бетона оср;	|
5. Фактическую производительность пневмотранспорт-
ной установки П;	j
б. Тип бетоносмесителя;
7. Объем ресивера Vp;	i
8. Расход сжатого воздуха Л;
9. Тип компрессора;
10. Объем приемного бункера Бп;	' J
Для схемы II (рис. 64):	ч
1. Диаметр бетоновода О;	|
2. Объем нагнетателя (полезный и геометрический) Уя J
И ^н.г.	”4
3. Общую длину бетоновода L;	4;
4. Среднюю скорость движения бетона оср;
5. Фактическую производительность пневмотранспорт-
ной установки П;
6. Тип бетоносмесителя;
148
7.	Объем ресивера Vp;
8.	Расход сжатого воздуха А;
9.	Объем верхнего бункера Бв;
10.	Объем нижнего бункера Бн;
Б. Начертить соответствующую схему ПТУ, проставить
на ней вычисленные размеры и заполнить в таблицах на
рис. 63 и 64 графу «Подсчитанные параметры оборудования».
Методика расчета
1.	Внутренний диаметр бетоновода D принимаем в за-
висимости от размера наибольших кусков щебня d, чтобы
D>3d.	(151)
Бетоноводы изготовляются из бесшовных стальных труб
диаметром 150, 180 и 203 мм.
2.	Полезный объем нагнетателя VH или объем транспор-
тируемой порции бетона принимаем по табл. 74. По этой же
таблице выбираем геометрический объем нагнетателя Ии,г.
3.	Общую длину бетоновода определяем как сумму за-
данных / и Я:
L = 1 + Hm.	(152)
Общая длина бетоновода представляет собой сумму длин
его горизонтальных и вертикальных участков, так как
установлено исследованиями, что их суммарные сопротивле-
ния движению бетона приблизительно одинаковы.
4.	Среднюю скорость движения бетона по бетоноводу пср
определяем в зависимости от заданных подвижности бе-
тона s, рабочего давления сжатого воздуха в нагнетателе р
и найденных выше полезного объема нагнетателя Уи, общей
длины бетоновода L и диаметра бетоновода D по эмпириче-
ской формуле
vcp = 2,5kskvkLkpkD,	(153)
где ks — коэффициент влияния подвижности бетона:
я, см.........6	8	10	12	14
ks........... . 0,82 0,91	1	1,09	1,13
ky — коэффициент влияния объема транспортируемой
порции бетона:
, л .... 200	250	300	400	500	800
kv......... 1,23	1	0,75	0,6	0,5	0,35
149
kLкоэффициент влияния длины бетоновода:
L, м....... 42	73,4	100	127	150	160
kL......... 0,77	1	1,2	1,4	1,57	1,64
kp — коэффициент влияния давления сжатого воздуха
в нагнетателе:
р, дан!см2 (кге! см2) 2	2,3 2,5	3	3,5	3,7	4
Лр . . 0,82 1	1,15 1,49 1,83 1,92 2
kD — коэффициент влияния диаметра бетоновода:
D.MM ...... 100	150	180	203
kD ...... 0,55	1	1,3	1,47
5.	Фактическую производительность установки П для
заданных условий определяем по формуле
П = -г3’бГн— k9 ма[ч,	(154)
ЧР + Твсп
где дополнительно обозначено:
ТВсп — вспомогательное время, включающее продолжи-
тельность загрузки и разгрузки из табл. 74;
/гв — коэффициент использования оборудования по вре-
мени, равный 0,8.
Если фактическая производительность установки полу-
чится меньше заданной, то нужно из табл. 74 принять боль-
ший объем нагнетателя Ун и сделать перерасчет, начиная
с п. 4.
6.	Выбираем бетоносмеситель по величине Ун.
7.	Объем ресивера Ур для заданных условий работы
ПТУ и нормального давления в ресивере 6 дан1см* [кгс/смЧ
определяем по приближенной формуле
** 1,2УВ.Г + 0,85D2L ма,	(155)
где Ун.г *— геометрический объем нагнетателя, ма\
D — внутренний диаметр бетоновода, м;
L — максимальная общая длина бетоновода, м.
8.	Расход сжатого воздуха на транспортирование 1 ма
бетона в заданных условиях определяем по формуле
(P-^)<Q85g.L + r,.r>	(1М)
ISO
где р — заданное рабочее давление сжатого воздуха в
нагнетателе, дан!см2 (кгс/см2);
Ркон — давление сжатого воздуха в нагнетателе и бето-
новоде в конце цикла транспортирования:
при VH = 0,25 4- 0,4 м3 Ркои — 1,5 дан/см3 (кгс/см2);
при Уя = 0,54-0,8 м3 ртн = 1,7 дан/см2 (кгс/см2).
9.	Для подбора типа компрессора (схема I) определяем
его производительность по формуле
Пкомп > м3/мин,	(157)
где А — расход сжатого воздуха на транспортирование
1 м3 бетона, м3/м3;
П — действительная производительность ПТУ, м3/ч.
Таблица 73
Варианты заданий к упражнению 17
Схема ПТУ	Вариант	Заданная произ- водительность установки Пт, JK’/Ч	Крупность щеб- ня d, мм	Подвижность бетона s, см	Длина горизон- тального бетоно- вода L, м	Высота подъема бетона Н, м	— Давление возду- ха в нагнетателе р, дан/см* (кгс/см*)
1	1	6	45	10	90	30	3,2
	,2	7	50	12	80	35	3
	3	14	60	10	75	40	3,5
	4	24	65	6	60	30	4
	5	7	50	8	100	35	3,2
	6	15	60	8	60	40	3,7
	7	8	45	14	70	36	2,8
	8	9	50	10	80	32	3
	9	18	60	6	100	30	3,8
	10	20	65	8	50	25	4
II	11	9	45	6	145	12	3,5
	12	8	50	8	130	10	3,2
	13	15	60	10	120	8	2,8
	14	20	65	12	80	6	3
	15	13	60	6	125	12	3,8
	16	6	50	8	120	9	3
	17	8	45	10	100	8	2,8
	18	7	50	12	ПО	6	2,5
	19	14	60	8	80	10	3,7
	20	20	65	6	70	8	3,5
151
Таблица 74
Технические характеристики пневмотранспортных установок
Основные параметры	Модель				
	250	300	400	500	800
Объем нагнетателя, л: полезный (Ун)	250	300	400	500	800
геометрический (Ун г)	300	450	600	620	1000.
Производительность при длитель- ности цикла 2 мин, м3/ч	7,5	9	12	15	24
Вспомогательное время ТЛса, сек	30	35	40	45	50
10.	Объемы приемного бункера Бп (схема I) и ниж-
него бункера Бн (схема II) должны в три раза превышать
полезный объем нагнетателя.
11.	Объем верхнего-бункера Бв (схема II) должен вме-
щать бетон из двух автосамосвалов.
Упражнение 18
СОСТАВЛЕНИЕ ГОДОВОГО ПЛАНА И МЕСЯЧНОГО
ПЛАНА-ГРАФИКА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
И РЕМОНТА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Задание. Рассчитать количество технических обслу-
живаний и ремонтов строительной машины в течение года
и составить годовой план и месячный план-график.
Упражнение выполняется согласно инструкции по про-
ведению планово-предупредительного ремонта машин (СН
207—68) Государственного Комитета Совета Министров
СССР по делам строительства.
Данные для расчета приведены в табл. 75;
Последовательность выполнения упражнения
I.	Составить структурный график годового ремонта ма-
шины, пользуясь табл. 76.
2.	Заполнить форму годового плана.
3.	Составить месячный план-график.
152
Методика выполнения упражнения
1.	Составляем структурный годовой график ремонта
машины.
Пример. Исходные данные: траншейный экс-
каватор отработал с начала эксплуатации 6000 ч. На пла-
нируемый год предусматривается работа в течение 3000 ч;
Периодичность выполнения ремонта (технического об-
служивания), согласно табл. 76, в машино-часах равна:
капитальный ремонт К = 8000, текущий ремонт Т = 1000,
техническое обслуживание ТО = 200.
Определить потребность в ремонтах и техниче-
ском обслуживании этой машины в течение года ее эксплу-
атации.
Порядок составления графика: 1) от-
кладываем в масштабе планируемое количество часов работы
машины —3000 ч (рис. 65, а). Затем определяем количество
j
а
JUUU4	I	JUUUV
L 8000-6000=2000 ч	J
I	3000ч
8000-6000=2000ч
; „ ________________________ зоооч_______________________________
8
Рис. 65. Структурный годовой график технического обслуживания и ре-
монтов строительной машины при 3000 ч работы в году.
153
I
1600 ч
t 8000-6000-20004 I
Рис. 66. Структурный график технического обслуживания
и ремонтов при 1600 ч работы в году.
часов до ближайшего капитального ремонта (8000—6000 =»
= 2000 ч) и откладываем их на графике (рис. 65, а);
2)	откладываем, начиная от К, периодичность текущих
ремонтов Т = 1000 ч (рис. 65, б);
3)	откладываем, начиная от К, периодичность техобслу-
живаний ТО = 200 ч (рис. 65, в).
Таким образом, потребность в ремонтах и техническом
обслуживании траншейного экскаватора в течение года его
эксплуатации следующая: капитальных ремонтов К = 1;
текущих ремонтов Т=2; технических обслуживании ТО= 12.
График легко составить и в тех случаях, когда не тре-
буется ни одного капитального ремонта в году.
На рис. 66 приведен структурный годовой график тех-
нических обслуживании и ремонта траншейного экскаватора,
когда планируется 1600 ч его работы в году (остальные дан-
ные те же, что и в предыдущем примере). Поскольку 8000 —-
— 6000 == 2000 ч и в планируемом году нет капитального
ремонта, выносим его штриховой линией и строим график
в прежнем порядке. В результате получаем как последо-
вательность техобслуживаний и ремонтов, так и их коли-
чество: К = 0; Т = 1; ТО = 7.
2.	Заполняем форму годового плана. Применительно
к приведенному примеру (рис. 65) план будет иметь вид,
приведенный в табл. 77.
3.	Составляем месячный план-график по форме, приве-
денной в инструкции СИ 207—68.
Применительно к приведенному примеру (рис. 65), если,
например, количество часов работы в сутки — 14, а месяц —
январь 1974 г., этот график будет иметь вид, приведенный
в табл. 78.
154
Таблица 75
Варианты заданий к упражнению 18
Вариант	Машина	Отработа- но с начала эксплуа- тации, MQIU.-4.	На плани- руемы S год пре- дусматри- вается ра- боты, маш.-ч.	Планиру- ется рабо- чих часов в сутки
1 2	Экскаватор на гусеничном ходу е ковшом емкостью 0,5—0,65 ж3	8000 9000	3800 3800	14
3		7 000	3800	
4		8000	2400	
5		9000	2400	
6		10 000	2400	
7		10 000	3800	
8		5 000	3800	
9	Траншейный экскаватор	2 000	2400	7
10		6 000	2400	
И		5 000	2400	
12		2 000	3800	
13		1000	3800	
14		1500	3800	
15		1300	2400	
16		1400	2400	
17 18	Башенный кран грузоподъ- емностью 3—5 тс	12 000 13 000	3800 3800	14
19		14000	3800	
20		8000	2400	
21		9000	2400	
22		10 000	2400	
23		11000	2400	
24		13 000	2400	
155
Z
X 
E ,
£3
P
to
он
сз
ж ®
> г
£й
X
S
X
Ж
Е ^ч
ЭО
Z
о
X
№

X
X
аз
я
X
л
8
X
8
Z
я
2
X
8
§
X
X
Е
8
Ж
"О
си
SB
a
л
a
Ж
R
s>
X
Е
»
й
00
и
8
3
8g g
мёЗ
8 Я
» *
8
3
р
X
X
43
X
о
2
So to
§ о to
to
to
•— W 00
oe co
X
м
Ж
3
е»
Е
2
X
V
Е
я
E
о
01
я»
3
X
8
Виды технических
обслуживаний и ре-
монтов
Периодичность тех-
нических обслужи-
ваний и ремонтов,
маш.-ч работы
Количество техни-
ческих обслужива-
ние и ремонтов в од-
ном межремонтном
цикле
ОЙ
oil
хЗ s
» о
Е
X
X
Cl
fa
X
X
g
К
3

*
X
V
X
S
X
5
2
X
к
§

£
оа
i
I
я - л
MS’
I
S
Э
п
gggg
о о о о
5’5?
to to to to to to
i Е 2 § &S
» •
*9
to
Время нахождения
машины в техниче-
ских обслуживаннях
ц ремонтах, кален-
дарных суток
• S Л — в
x“lo
Sg?*?
машин на 1974 г.
Таблица 77
Годовой план технического обслуживания и ремонтов
Машина	Марка машины	№ машины		Л ' <) о » к О 5 Q, _ . 5 л, я с . Е к £ я ”32 аЛ«й >8«g • g s«г? е-з й й В	| О с ” а § 5 к2 §	Планируемое время рабо- ты машины в течение года, маш.-ч	Требуемое количество			Примечание
		завод- ской	инвен- тарный .			капиталь- ных ре- монтов (К)	текущих ремонтов (Т)	техниче- ских об- служива- ний (ТО)	
Траншейный экскаватор И т. д.	ЭТУ-202	1376	4	6000	3000	1	2	12	
Таблица 78
Месячный план-график технического обслуживания и ремонтов строительных машин на январь 1974 г.
Машина	Марка машины	№ машины		S £ ® u . s . Ж е Л _ • К Е я О Ч m tf а М s Г3 Л ‘ о «5 Ь * « ® а я t « • О°£аЗБ§	Числа месяца и виды техобслуживаний и ремонтов							
		заводской	инвен- тарный		1	2...5	6	7... 12	13	И...17	18	19,21... 26,28... ...31
Траншейный экскаватор И т. д.	ЭТУ-202	1376	4	6000	Вы- ходной »	Рабочие дни	Вы- ходной	Рабочие дни	Вы- ходной	Рабочие ДНИ	ТО	Рабочие, ДНИ
Примечания: 1. Время нахождения машины в ТО — 1 сутки.
2. Между ТО, согласно графику (рис. 65), должно быть 200 ч, или 200: Ида 14 суток.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ................................................. 3
Рав де л I. Транспортирующие машины
Упражнение 1. Тяговые расчеты тракторного поезда ...... 5
Упражнение 2. Тяговые расчеты автомобильного транспорта ... 9.
Упражнение 3. Расчет основных параметров ленточного конвейера 14
Раздел II. Грузоподъемные машины
Упражнение 4. Расчеты лебедок................................20
' Упражнение 5. Вычисление сменной производительности башен-
ного крана.................................................. 24
Упражнение 6. Расчет устойчивости башенного крана ....	31
Упражнение 7. Проверка запаса прочности канатов грузового и
стрелового полиспастов стрелового крана....................  54
Раздел III. Машины для производства земляных работ
Упражнение 8. Расчеты скреперов............................  66
Упражнение 9. Вычисление силы резания грунта бульдозером 71
Упражнение 10. Вычисление нормальной силы и мощности резания
грунта бульдозером .......................................   86
Упражнение 11. Расчет сил и мощности резания рыхлителем ...	91
Упражнение 12. Определение сил для преодоления сопротивления
призмы волочения, перемещаемой плоским отвалом по горизон-
тальной поверхности массива................................. 96
Упражнение 13. Структура рабочего процесса и определение экс-
плуатационной производительности одноковшового экскаватора 106
Упражнение 14. Расчеты по кинематическим схемам одноковшовых
(однодвигательных) экскаваторов ............................121
Упражнение 15. Эксплуатационные расчеты многоковшовых тран-
шейных экскаваторов  .......................................137
Упражнение 16. Расчет основного оборудования гидромеханиза-
ции ....................................................  •	140
Раздел IV- Пневмотранспортирование .бетона. Эксплуатация
строительных машин
Упражнение 17. Подбор оборудования для пневмотранспортиро-
вания бетонной смеси........................................147
Упражнение 18. Составление годового плана и месячного плана-
графика технического обслуживания и ремонта строительных ма-
шин ........................................................152
Ветров Юрий Александрович, Кисленко Александр Александрович,
Кондра Андрей Сергеевич, Романенко Анатолий Леонтьевич,
Тютюнников Павел Назарович, Фиделев Александр Савельевич
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Практические упражнения
Издательское объединение «Вища школа>
л	Головное издательство
.Редактор А. Л. Рожавина
Обложка художника Г. Д. Ханивецкого
Художественный редактор И. Р. Ой х м а н
Технический редактор Л. А. Стражник
Корректор Т. Н. Г и н д и ч