Сменная эксплуатационная производительность

П_э.см=T_см×П_э.ч, (33)

 

При расчете месячной и годовой производительности учитываются простои в работе машины за соответствующий период времени. Годовая эксплуатационная производительность

П_э.год=365* П_э.см×k_в.год×k_см, (34)

 

где k_в.год - коэффициент использования машины по времени в течение

года,

 

k_в.год=Т_год/365=(365-t_в-t_рем-tпр)/365, (35)

 

где Т_год - количество дней работы машины в году;

t_в - количество выходных и праздничных дней;

t_рем -количество дней, необходимое для выполнения текущего,

среднего и капитального ремонтов;

t_пр - продолжительность организационных простоев и простоев по

метеорологическим причинам;

k_см - коэффициент сменности.

Эксплуатационная производительность является главным рабочим параметром, по которому подбирают комплекты машин для комплексной механизации технологически связанных трудоемких процессов в строительстве.

В комплект машин входят согласованно работающие основная (ведущая) и вспомогательные машины, взаимно увязанные по производительности, основным конструктивным параметрам и обеспечивающие заданный темп производства работ.

Эксплуатационная производительность основной машины Пэ.о должна быть равной или несколько меньшей (на 10… 15 %) эксплуатационной производительности вспомогательных машин Пэ.в.

Среднегодовая потребность в машинах для выполнения заданного объема определенного вида работ

 

М=Q_общ×У/100×П_э.год, (36)

 

где Q_oбщ - общий объем соответствующего вида работ (в физических

измерителях), подлежащих выполнению в течение года;

У - доля объема работ в процентах, выполняемая данным видом машин, в общем объеме соответствующего вида работ.

Экономическая эффективность от использования в строительстве новой машины определяется как разность приведенных затрат на выработку единицы продукции по сравниваемым эталонному и принятому вариантам. При сравнении вариантов в качестве эталона рассматривают лучшие отечественные строительные машины (серийно выпускаемые или рекомендованные к серийному производству), а также лучшие образцы зарубежной техники, эксплуатируемой в нашей стране. В общем виде приведенные затраты, грн.,

 

З_п = С_год + Е_н×К, (37)

 

где С_год - расчетная себестоимость годового объема продукции ма-

шины, грн.;

К - единовременные капитальные вложения на создание машины,

грн.;

Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, устанавливаемый соответствующими методиками.

Эффективность новой машины оценивается также по сроку ее окупаемости

Т₀ = K/Э_г, (38)

 

где Э_г - годовая экономия от внедрения новой машины.

Основными технико-экономическими показателями, позволяющими сравнивать качество различных машин одного назначения, являются удельные металлоемкость и энергоемкость, стоимость единицы продукции и выработка продукции на одного рабочего.

Удельные металлоемкость и энергоемкость машины представляют собой соответственно отношение массы машины и мощности установленных на ней двигателей (двигателя) к единице часовой технической производительности или к ее главному параметру (вместимости рабочего органа, грузоподъемности, грузовому моменту и т. п.).

Стоимость единицы продукции определяется отношением стоимости машино-смены к сменной эксплуатационной производительности машины.

Выработка продукции на одного рабочего

 

В_уд = П_э.см/nр, (39)

 

где nр - количество рабочих, обслуживающих машину.

Степень механизации строительно-монтажных работ оценивается уровнем комплексной механизации, механовооруженностью и энерговооруженностью строительства.

Уровень комплексной механизации характеризуется процентным отношением объема строительно-монтажных работ, осуществленных комплексно-механизированным способом, к общему объему строительно-монтажных работ в натуральном выражении, выполненных на строительной площадке:

 

У_к.м=(Р_к.м/Р_о)100, (40)

 

где Р_к.м - объем работ, выполненный средствами комплексной меха-

низации;

Р₀ — общий объем выполненных работ.

Механовооруженность строительства - выраженное в процентах отношение стоимости машинного парка строительной организации к стоимости строительно-монтажных работ, выполняемых в течение года:

М_с = (С_м/С_о)100, (41)

 

где С_м — балансовая стоимость средств механизации, тыс. грн.;

С₀ — годовой объем строительно-монтажных работ, тыс. грн.

Механовооруженность труда определяют отношением балансовой стоимости средств механизации к среднесписочному числу рабочих, занятых на данном строительстве:

 

М = С_m/n_p.сп, (42)

 

где n_р.сп - среднесписочное число рабочих.

Энерговооруженность строительства - отношение суммарной мощности двигателей машинного парка строительства к среднесписочному числу рабочих:

 

Э_с =∑ , (43)

 

где ∑P_дв - суммарная мощность двигателей машин, кВт.

Затраты времени и ресурсов на производство ПРР механизированным (комплексно-механизированным) способом зависят также от количества используемых для этого сил и средств. При избытке сил и средств они будут недогружены, а при их недостатке возникает угроза невыполнения работ в установленные сроки. В том и другом случаях наносится определенный ущерб. Поэтому при планировании важно правильно определять потребность сил и средств механизации и распределять их между объектами работ.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2307/12 - ППР-ПЗ

Перечень нормативно-правовых актов и нормативных документов, выполнение которых обязательно при производстве строительно-монтажных работ

1. Порядок проведення огляду, випробування та експертного обсте-

ження (технічного діагностування) машин, механізмів, устаткування

підвищеної небезпеки. Затверджено постановою Кабінету Міністрів

України від 26.05.2004 № 687.

2. ДБН В.2.8-3-95 ТЕХНІЧНА ЕКСПЛУАТАЦІЯ БУДІВЕЛЬНИХ МАШИН

3. ДБН В.2.8-6-96 ТЕХНIЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ ТА РЕМОНТ КРА-

НIВ САМОХIДНИХ СТРIЛОВИХ

4. ДБН В.2.8-9-98 ЕКСПЛУАТАЦIЯ БУДIВЕЛЬНИХ МАШИН ЗАГАЛЬНI

ВИМОГИ

5. НПАОП 0.00-1.03-02 Правила будови і безпечної експлуатації ван-

тажопідіймальних кранів від 20.08.02 Наказ № 409 Мінпраці України.

6 НПАОП 0.00-5.04-95 Типова інструкція з безпечного ведення робіт

для стропальників (зачіплювачів), які обслуговують вантажопідійма-

льні крани від 25.09.95 Наказ № 135 Держнаглядохоронпраці Укра-

їни.

7. НПАОП 0.00-5.06-94 Типова інструкція для осіб, відповідальних за

безпечне проведення робіт з переміщення вантажів кранами від

20.10.94 Наказ №107 Держнаглядохоронпраці України.

8. НПАОП 0.00-5.07-94 Типова інструкція для осіб, відповідальних за

утримання вантажопідіймальних кранів в справному стані від

20.10.94 Наказ №107 Держнаглядохоронпраці України.

9. НПАОП 0.00-5.20-94 Типова інструкція для інженерно-технічних

працівників, які здійснюють нагляд за утриманням та безпечною

експлуатацією вантажопідіймальних кранів від 20.10.94 Наказ №107

Держнаглядохоронпраці України.

10. ДСТУ EN 12937-2002 Безпечність машин. Технічні правила та ви-

моги до підіймально-транспортних засобів.

11. ГОСТ 12.1.013‑78 ССБТ. Строительство. Электробезопасность.

Общие требования.

 

3.4.Практична робота №10: „Тяговий розраху-

Нок скрепера”.

 

Максимальное значение сопротивления при работе скрепера развивается в процессе наполнения ковша и, особенно, в конце наполнения. Минимальное же сопротивление возникает, как правило, при обратном движении порожнего скрепера в забой. Очевидно, что при выборе мощности двигателя из расчёта на максимальное сопротивление он, в течение продолжительного времени, будет недогружен. Исходя из этого целесообразно использовать для преодоления кратковременных пиковых сопротивлений специальные тракторы-толкачи или устанавливать дополнительный двигатель, работающий лишь при наполнении ковша. Учитывая вышеизложенное определение сопротивлений для транспортного и рабочего режимов производят раздельно. В нашем случае за расчётное положение принимается момент окончания наполнения ковша скрепера грунтом. Рассмотрим основные исоставляющие суммарного сопротивления W.

Сопротивление грунта резаниюW_p.

Величину этого сопротивления можно определить из выражения, предложенного Н.Г.Домбровским:

 

W_p=K·b·h (1)

 

где К – удельное сопротивление грунта резанию, Н/м²;

b – ширина срезаемого слоя, м;

h – толщина срезаемой стружки, м.

 

Некоторые значения К представлены в табл.1

 

Таблица 1

 

Удельное сопротивление грунта резаниюК

 

 

 

При выборе величины h можно воспользоваться данными табл.2.

 

Таблица 2

 

Рекомендуемые значенияh

 

 

Сопротивление перемещению гружёного скрепера W_г.с.

Эту составляющую общего сопротивления можно определить по формуле:

 

W_г.с.=(G_c+G_г)·(f±i) , (2)

 

где G_c – вес скрепера, Н;

G_г – вес грунта в ковше, Н;

F – коэффициент сопротивления передвижению;

i – уклон местности.

 

Сила тяжести находящегося в ковше грунта:

 

G_г=q·k·Ɣ·g , (3)

 

где q – геометрическая ёмкость ковша, м³;

k – коэффициент наполнения ковша грунтом (табл.3.4);

Ɣ – плотность грунта, кг/м³ (табл.3.5);

g – ускорение свободного падения.

 

Сопротивление наполнению W_н.

Сопротивление наполнению W_нможно представить в виде суммы:

 

W_н=W₁ + W₂ , (4)

 

где W₁ - сопротивление силы тяжести грунта, поступающего в

ковш, Н;

W₂ – сопротивление трению грунта в ковше, Н.

 

Величина W₁ определяется из выражения:

 

W₁=b·h·H·Ɣ·g , (5)

 

где Н – высота наполнения ковша, м.

 

Ориентировочные значения Н приведены в таблице 3.

 

Таблица 3

 

Ориентировочные значенияН

 

 

Вторая составляющая выражения (4) определяется следующей зависимостью:

 

W₂=0,5·sinφ·b·H²·Ɣ·g , (6)

 

где φ – угол внутреннего трения грунта, град.

 

Значения φ и коэффициента наполнения ковша скрепера грунтом k для различных грунтов представлены в табл.4

 

Таблица 4

 

Значенияφ и kдля различных грунтов

 

 

Сопротивление перемещению призмы волочения W_n.

Величина этого сопротивления находится из выражения:

 

W_n=y·b·H²· Ɣ·g·μ (7)

 

где y – коэффициент объёма призмы волочения перед заслонкой

и ножами ковша скрепера;

μ – коэффициент трения грунта о грунт.

 

Таким образом суммарное сопротивление W можно представить в следующем виде:

 

W=K·b·h+(G_c+G_г)·(f±i)+b·h·H·Ɣ·g+0,5·sinφ·b·H²·Ɣ·g+y·b·H² Ɣ·g·μ . (8)

 

Потребная мощность двигателя трактора-тягача при работе с прицепным скрепером N_n.

Для этого случая потребная мощность N_n (кВт) определяется зависимостью:

 

N_n=[(W+G_т·(f₀±i))·v]^*(10⁴·η)^-1 , (9)

 

где G_т - вес трактора, Н;

v - скорость трактора, м/с;

f₀ - коэффициент сопротивления качению, f₀=0,1…0,25;

η – КПД силовой передачи трактора, η=0,7…0,75.

 

Мощность двигателя самоходного скрепера N_c.

В случае использования самоходного скрепера мощность его двигателя N_c (кВт) может быть представлена выражением:

 

N_c=(W_v)*(10⁴·η)^-1 . (10)

 

В таблице 5 приведены значения плотностей некоторых видов грунтов.

 

Таблица 5

 

Плотность грунтов

 

 

Выполнение задания

 

При расчётах необходимые значения b (ширина срезаемого слоя), вес скреперов и скоростные режимы их работы следует принимать, выбрав аналог, в соответствии с заданной ёмкостью ковша по табл. 1 и 2 (в приведённом тяговом расчёте единицей измерения скорости является м/с). Расчёт потребных мощностей двигателя необходимо провести для трёх типов грунтов – супеси, суглинка и глины.

Варианты заданий представлены в табл.6. Величины уклона даны в тысячных.

 

Варианты заданий

 

 

По проведённым расчётам необходимо построить следующие графики:

Самоходный скрепер: 1). N_c=α (i) ;

2). При фиксированном минимальном

уклоне i : N_c=β (тип грунта).

Прицепной скрепер: 1). Для каждого типа грунта (супесь,

суглинок, глина) N_n=Ɣ (g);

2). Для фиксированного максимально

го значения g : N_n=Ψ (тип грун-

та).

Все построенные графики должны быть снабжены выводами.

 

Библиографический список

 

1. Колбас, Н.С. Дорожные и гидромелиоративные машины: учеб. пособие для студентов специальности 0519 [Текст] / Н. С. Колбас. – Л.: ЛТА, 1985. – 72 с.

2. Дороги и транспорт лесной промышленности: [Текст] / под ред. И. И. Леоновича. – Мн.: Высшая школа, 1979. – 416 с.

3. Мелиоративные и строительные машины: [Текст] / под ред. Б. А. Васильева. – М.: Агропромиздат, 1986. – 431 с.

 

3.5.Практична робота №11: „Тяговий розраху-

нок і продуктивність бульдозера”.

 

Постановка завдання.

Виконати тяговий розрахунок бульдозера з перевіркою на можливість руху без буксування й визначити його експлуатаційну продуктивність. Вихідні дані для розрахунку ухвалюються згідно з варіантом по табл. 66.7.

Послідовність виконання вправи.

1. Визначити сумарний опір ґрунту копанню відвалом бульдо-

зера.

2. Перевірити умови руху бульдозера без буксування.

3. Обчислити тривалість робочого циклу бульдозера.

4. Визначити експлуатаційну змінну продуктивність бульдозе-

ра.

Методика розрахунку.

У процесі копання ґрунту бульдозером тягове зусилля, що розвивається трактором, повинне бути достатнім для подолання виникаючих опорів при різанні й транспортуванні ґрунту відвалом бульдозера. Умова руху бульдозера без буксування

 

Р_сц ≥ Р_т > ΣР , (1)

 

де Р_сц=G_сц·φ_с – сила тяги по зчепленню, Н;

G_сц= G_б=9,81·т_б – зчіпна вага бульдозера,Н;

φ_с – коефіцієнт зчеплення (табл.1);

Р_т – тягове зусилля, що розвивається трактором, Н;

 

Р_т=3600· ·η , Н (2)

 

N – ефективна потужність двигуна, кВт (табл.4);

v- швидкість машини на першій або на другій передачах, км/год

(табл.4);

η = 0,8 – КПД машини;

ΣР – сума опорів, що виникають у випадку лобового різання й тра-

нспортування ґрунту відвалом бульдозера, Н.

 

ΣР=Р₁+ Р₂+ Р₃+ Р₄+ Р₅ ,Н (3)

 

де Р₁ - опір ґрунту різанню, Н;

Р₂ - опір переміщенню призми ґрунту перед відвалом, Н;

Р₃ – опір переміщенню ґрунту нагору по відвалу, Н;

Р₄ – опір переміщенню бульдозера, Н;

Р₅ – опір, що виникає на майданчику затуплення, Н.

 

Р₁=К·F·10⁶ , Н (4)

де К – питомий опір ґрунту різанню, МПа,

для бульдозерів: К=0,06 – І група ґрунтів;

К=0,09 – ІІ група ґрунтів;

К=0,12 - ІІІ група ґрунтів;

F=L·h – площа поперечного преріза стружки, що вирізьблюєть-

ся, ґрунтом, м²;

L – довжина відвалу бульдозера, м (табл.4);

h – глибина різання, м (табл.4).

 

Р= , Н (5)

 

де V_пр= - обсяг ґрунтової призми перед відвалом бульдозера;

Н – висота відвалу, м (табл.4);

– коефіцієнт, що залежить від співвідношення геометрич-

них параметрів відвалу й виду ґрунту (табл.1);

j - щільність ґрунту, кг/м³;

– коефіцієнт розпушення ґрунту;

- коефіцієнт тертя фрунту о грунт (табл.2).

 

Р= , (6)

 

де - коефіцієнт тертя ґрунту о поверхню відвалу (табл.2);

α – кут різання (табл.4).

 

Р₄=G_Б·(f ± i) , H (7)

 

де f – коефіцієнт опору переміщенню двигуна (табл.1);

і – ухил місцевості (табл.7).

 

Р₅=Р_УД·L , Н , (8)

 

де Р_УД – питомий опір від затуплення, що залежить від ширини

майданчика затуплення й групи ґрунту (табл.3).

Користуючись формулою для умови руху, слід перевірити, чи дотримується умова руху бульдозера без буксування.

Експлуатаційна змінна продуктивність бульдозера визначається по формулі

 

П_з= , (9)

де Т_см =8,2 год – тривалість зміни;

К_у - коефіцієнт, що враховує вплив ухилу на продуктивність

(табл.6);

К_В=0,7÷0,8 – коефіцієнт використання бульдозера за часом

протягом зміни;

t_ц – час робочого циклу бульдозера, с.

 

t_ц=3,6· , с (10)

 

де l_p , l_гр, l_x – довжина шляхів різання, переміщення грунту й холо-

стого ходу, м (табл.7);

v_p , v_гр , v_x – швидкості руху бульдозера при різанні ґрунту, пере-

міщенні й зворотному ході, км/год (табл.4);

t_П=40÷50 с – час перемикання передач;

t_пов=10÷12 с – час на поворот бульдозера;

t₀=1÷2 с – час на опускання відвалу.

Швидкості по операціях робочого циклу становлять, км/год:

● 2,5÷4,0 - при різанні;

● 2,5÷5,0 – при транспортуванні ґрунту;

● 5,8÷8,0 – при холостому ході.

Користуючись вихідними даними табл.7 згідно з варіантом завдання вибираються швидкості для розглянутих складових робочого циклу бульдозера.

 

Таблиця 1

 

Вид грунту	f	φc	Кр коли т
0,15	0,30	0,35	0,40	0,45
Зв’язний	0,06-0,07	0,8-0,9	0,70	0,80	0,85	0,90	0,95
Незв’язний	0,1-0,12	0,5-0,7	1,15	1,20	1,25	1,30	1,50

 

Таблиця 2

 

Грунт	Група грунту	Щільність грунту, кг/м^3	Коефіцієнт розпушування Кр	Коефіцієнт тертя о грунт, μ1	Коефіцієнт тертя грунту о метал μ2
Пісок	І		1,1	0,53-0,62	0,27-0,60
Супісок	І		1,2	0,53-0,62	0,27-0,60
Рослинний грунт	І		1,15	0,53-0,70	0,30-0,42
Гравій розм. 80-90 мм	І		1,2	0,70-0,84	0,40-0,65
Легкий суглинок з додаванням щебня	ІІ		1,2	0,84-1,20	0,50-0,70
Важкий суглинок без включень	ІІІ		1,3	0,84-1,20	0,50-0,70
Щебень розміром більш 80 мм	ІІ		1,2	0,84-1,00	0,34-0,70
Легка глина	ІІІ		1,2	0,84	0,50-0,70
Сухий грунт	ІІІ		1,1	0,53-0,70	0,30-0,42

 

Таблиця 3

 

Питимий опір затуплення

 

Ширина площадки затупления, мм	Група грунту
І	ІІ	ІІІ
	60-120	150-250	400-500
	250-400	500-700	600-1000
	450-700	600-1000	1100-1300

 

Таблиця 4