Угол естественного откоса грунта
| Грунт | Угол естественного откоса, град, при состоянии грунта | ||
| сухом | влажном | мокром | |
| Гравий | |||
| Песок крупный | |||
| Песок средней крупности | |||
| Песок мелкий, супесь | 30…35 | 15…20 | |
| Глина | |||
| Суглинок | |||
| Растительный грунт | |||
| Торф без корней |
, (3)
, (4)
где 
и 
- длины соответственно участков резания, перемещения грунта и обратного хода бульдозера, м; 
- площадь срезаемого слоя грунта, м2; 
- средняя толщина срезаемого слоя, м; 
- скорости трактора при резании, перемещении грунта и обратном ходе, м/с; 
- время на переключение передач в течение цикла ( 
с).
В зависимости от условий работы, мощности двигателя и типа отвала резание грунта производится на скорости 2,5...3,5 км/ч для гусеничного и 3,5…5 км/ч для колесного бульдозера, перемещение грунта - на скорости соответственно 2,5...5 и 5…8 км/ч, обратный (холостой) ход – при скорости 5…10 и 10…20 км/ч. Длина пути резания грунта составляет 5…10 м.
Бульдозер находится в движении без пробуксовывания при условии, что сцепная сила тяги 
больше окружного усилия 
ни ведущей звездочке движителя и больше полного сопротивления передвижению 
, т. е. 
.
Сцепная сила тяги на гусеницах (ведущих колесах), кН
, (5)
где 
- вес бульдозера с трактором, кН; 
- коэффициент сцепления движителя с опорной поверхностью) ( 
для гусеничных и 
для пневмоколесных машин).
Полное сопротивление движению бульдозера (кН)
, (6)
где 
- сопротивление движению бульдозера с трактором, кН; 
- сопротивление грунта резанию, кН; 
- сопротивление волочению призмы грунта впереди отвала, кН; 
- сопротивление трению грунта по отвалу, кН.
, (7)
где - вес бульдозера с трактором, кН; 
- коэффициент сопротивления движению трактора по грунту ( 
); 
- уклон пути; 
- угол наклона пути движения бульдозера к горизонту, град; знак «+» принимается при работе на подъем, «-» - при работе под уклон.
, (8)
где 
- удельное сопротивление грунта резанию, кПа (см. табл. 1); 
- угол установки отвала в плане, град.
, (9)
где 
- плотность грунта, т/м3 (см. табл. 1); 
- ускорение свободного падения ( 
м/с2); 
- коэффициент трения грунта по грунту ( 
, причем меньшие значения для влажных и глинистых грунтов).
, (10)
где 
- угол резания, град; 
- коэффициент трения грунта по стали ( 
- для песка, 
- для супесей и суглинка, 
- для глины).
Эксплуатационная производительность скреперов (м3/ч) определяют как
, (11)
где 
- вместимость ковша скрепера, м3; 
- коэффициент его наполнения ( 
, причем меньшие значения для сухих песков, а большие для супесей и суглинков с влажностью 4…6%); 
- коэффициент использования скрепера во времени ( 
); 
- продолжительность рабочего цикла, с; 
- коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера (табл. 1).
Продолжительность рабочего цикла определяют суммой:
, (12)
где 
и 
- длины участков соответственно набора грунта (заполнение ковша), транспортировки грунта, разгрузки ковша и порожнего хода скрепера, м; 
и 
- скорости скрепера соответственно при заполнении ковша, транспортировке грунта, разгрузке и порожнем ходе, м/с; 
- время на переключение передач тягача, с; - продолжительность одного поворота, с (в среднем 12...15 с); 
- число поворотов за рабочий цикл.
Длины путей копания 
(м) и разгрузки 
(м):
; 
, (13)
где 
- ширина ковша (срезаемой полосы грунта), м; 
- средняя толщина срезаемого слоя грунта, м; 
- толщина слоя отсыпки, м.
Набор грунта скрепером производится на участках длиной 12…30 м, а разгрузка ковша скрепера на участках длиной 5…15 м. При заполнении ковша скорость движения скреперов составляет 2...4 км/ч, при транспортном передвижении - 0,5...0,8 максимальной скорости трактора или тягача.
Подбор тягача производят по максимальному сопротивлению движению скрепера. При загрузке скрепера одним тягачом без трактора-толкача 
(где 
-тяговое усилие тягача скрепера, кН); при загрузке с помощью толкача 
(где 
- тяговое усилие толкача, кН). Значения 
определяются по формуле (5), где значение 
- вес скрепера, кН.
Полное сопротивление движению скрепера при загрузке (кН):
, (14)
где - сопротивление движению скрепера, кН; - сопротивление грунта резанию, кН; - сопротивление движению призмы волочения грунта впереди ковша скрепера, кН; - сопротивление от веса срезаемого слоя грунта, движущегося в ковше, кН; 
- сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше, кН
, (15)
где 
- вес скрепера, кН; 
- вес грунта в ковше, кН ( 
); - коэффициент сопротивления качению колес скрепера по грунту ( - для плотных грунтов; 
- для разрыхленных грунтов; 
- для сыпучих песков); - уклон пути; - угол наклона пути движения скрепера к горизонту, град; знак «+» принимается при работе на подъем; «-» - при работе под уклон.
, (16)
где 
- удельное сопротивление грунта резанию (см. табл. 1).
, (17)
где 
- отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковше ( 
, причем большие значения для сыпучих грунтов); 
-высота слоя грунта в ковше, м (при вместимости ковша 
м3 
м, при 
м3 
м, при 
м3 
м, при 
м3 
м); - плотность грунта, т/м3 (см. табл. 1); 
- коэффициент трения грунта по грунту ( 
, причем большие значения для песчаных грунтов); - ускорение свободного падения ( м/с2).
, (18)
, (19)
где 
- коэффициент, учитывающий влияние категории грунта (для глин 
, для суглинков и супесей 
, для песков 
).
Эксплуатационную производительность автогрейдера(м3/ч) при резании и перемещении грунта
, (20)
где 
- длина участка, м; 
- площадь сечения стружки, срезаемой за один проход, м2 ( 
м2 для автогрейдеров среднего типа, 
м2 для автогрейдеров тяжелого типа); - коэффициент использования машины по времени ( ); 
- время, затрачиваемое на один проход, с; - время, затрачиваемое на один поворот, с; - число проходов по одному месту.
Эксплуатационную производительность бульдозера (м3/ч) с поворотным отвалом при планировочных работах
, (21)
где 
- длина планируемого участка, м; - угол установки отвала в плане, град ( 
); 
- величина перекрытия проходов, м; - число проходов по одному месту ( 
); v - скорость движения бульдозера, м/с.
Эксплуатационную производительность автогрейдера при планировочных работах определяют, как и для бульдозера, по формуле (21).
4. Задание на расчетную работу
1. Определить эксплуатационную производительность бульдозера по формулам (1)…(4) и проверить возможность движения бульдозера без пробуксовывания по формулам (5)…(10) (исходные данные приведены в табл. 3).
2. Определить эксплуатационную производительность скрепера по формулам (11)…(13) и проверить возможность работы скрепера без трактора-толкача по формулам (14)…(19) (исходные данные приведены в табл. 4).
Вариант расчета принимается по двум последним цифрам зачетной книжки.
Таблица 3