книги / Строительные машины для земляных работ
..pdfП0 = 60qn или П0 = 60qnγ,
где q – количество продукции, вырабатываемой машиной за один рабочий цикл, м3, т или в единицах продукции;
n – конструктивно-расчетное количество циклов, выполняемых машиной за 1 мин, n = 60/tц (tц – теоретическая продолжительность одного цикла, с);
γ – плотность материала, т/м3.
Для машин непрерывного действия при перемещении насыпных материалов непрерывным потоком
П0 = 3600sv или П0 = 3600svγ,
где s – расчетное поперечное сечение перемещаемого потока или площадь поперечного сечения вырезаемого слоя разрабатываемого материала, м2;
v – расчетная скорость перемещения или разработки материала, м/с.
При перемещении штучных грузов или материалов отдельными порциями
|
П0 |
3600qп |
, |
|
|
l |
|
где qп |
– объемматериала водной порции(м3) илимасса груза(т); |
||
l |
– среднее расстояние между порциями материала или |
||
|
штучными грузами, м. |
||
Из этих формул видно, что увеличение скорости в машинах непрерывного действия и сокращение продолжительности цикла машин периодического действия имеют большое значение для повышения производительности машин. Теоретическая производительность указывается в технической характеристике машин и используется для предварительного сопоставления машин различного вида.
Техническая производительность – это наивысшая производительность машин с учетом конкретных условий работы.
Под технической производительностью Пт понимают мак-
симально возможную в данных производственных условиях производительность при непрерывной работе машины.
- 121 -
Например, для экскаватора к таким условиям относятся свойства разрабатываемого грунта, глубины выемки, положение транспортного средства по отношению к экскаватору.
Для всех машин техническая производительность Пт = П0kт,
где kт – коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.
Эксплуатационная производительность определяется для конкретных условий работы с учетом затрат времени на простои и перерывы по техническим, технологическим и организационным причинам (заправка топливно-смазочными материалами, смазывание механизмов, регулировочные работы, очистка рабочих органов, перебазирование на новое место работы, отсутствие фронта работ и т.д.).
Кроме перерывов, на эксплуатационную производительность (Пэ) оказывают влияние качество системы управления и уровень квалификации машиниста:
|
|
|
|
|
|
Пэ = Пт kв kу = Пт kи, |
|
|
где kи |
– общий коэффициент использования машины; |
|||||||
kу |
– коэффициент, |
|
учитывающий качество системы управле- |
|||||
kв |
нияиуровеньквалификациимашиниста(kу = 0,85–0,95); |
|||||||
– коэффициент использования машины по времени. |
||||||||
В свою очередь, коэффициент использования машины по |
||||||||
времени определяется по следующим параметрам: |
|
|||||||
|
|
kв |
Т |
пол |
|
[Тсм (tтех tорг tт.о tотк)] |
, |
|
|
|
|
|
|
Тсм |
|||
|
|
|
Тсм |
|
|
|||
где |
Тпол |
– полезное рабочее время внутри смены, ч; |
||||||
|
Тсм |
– продолжительность смены, ч; |
|
|||||
tтех, tорг – продолжительность простоев по техническим |
||||||||
tт.о, tотк |
и организационным причинам, ч; |
|
||||||
– продолжительность простоев на проведение тех- |
||||||||
|
|
нического обслуживания и устранение отказов |
||||||
(текущих ремонтов).
- 122 -
Для машин циклического действия (бульдозеров, скреперов, автогрейдеров) обычно kв = 0,8–0,9, а для машин непрерывного действия (катков, вибрационных грунтоуплотняющих ма-
шин) kв = 0,85–0,95.
Из-за перерывов в работе эксплуатационную производительность следует определять за смену:
Пэ.см = ПтТсм kи.
Работа машины может быть оценена также по годовой выработке:
Пэ.г = ПтТсм nсм kг kи,
где nсм– число смен в году;
kг – коэффициент, учитывающий уменьшение часов работы в предвыходные и предпраздничные дни.
По эксплуатационной производительности нормируют и планируют механизированные работы, определяют потребность в машинах при заданной часовой производительности, оценивают вариант технологии и организации работ, а также эффективность применения новых машин.
Наряду с показателями, имеющими абсолютное значение, важными для оценки эффективности технического уровня машин являются такие удельные показатели, как материалоемкость G (т·ч/м3) и энергоемкость E (кВт·ч/м3) машины:
G т ;
Пэ
E P ,
Пэ
где т – масса машины; Р – мощность силовой установки или суммарная мощность
всего силового оборудования.
Расход топлива для машин определяют по действующим нормам или по данным актов испытаний. При отсутствии таких данных среднюю норму расхода топлива [г/кВт·ч] при нормальном режиме работы машины определяют по формуле
- 123 -
Qm = qуд kв kз kN kд.м Ре,
где qуд – удельный расход топлива, г/(кВт·ч);
kв = 0,65–0,80 – коэффициент использования двигателя по времени;
kз = 1,03 – коэффициент, учитывающий расход топлива на запуск и регулирование работы двигателя;
kN – коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода топлива от степени использования двигателя по мощности;
kд.м = 0,5 – коэффициент использования двигателя по мощности;
Ре – номинальная мощность двигателя, кВт.
Удельный расход топлива на режиме номинальной мощности для строительных машин с карбюраторным двигателем составляет 327–340 г/(кВт·ч), а с дизельным – 238–272 г/(кВт·ч).
При составлении смет и планов механизированных и автоматизированных строительных работ для определения стоимости единицы продукции и проведения технико-эконо- мических подсчетов необходимо знать стоимость 1 маш-ч работы машины.
Стоимость 1 маш-ч показывает, во что обходится строительству работа данной машины (или комплекта машин) в течение 1 маш-ч. В стоимость 1 маш-ч входят:
–расходы на восстановление первоначальной стоимости машины и ее капитальный ремонт (амортизация), содержание машинопрокатных баз;
–транспортирование, демонтаж и монтаж машины;
–техническое обслуживание и все виды ремонта, кроме капитального;
–эксплуатационные и вспомогательные материалы, инструмент и приспособления; энергоресурсы (топливо, электроэнергия);
–заработная плата рабочим, обслуживающим машину:
-124 -
Смаш-ч = |
ЦА |
|
Цд Цт Р О Эм Мс Зм , |
|
820Тч.дФ |
||||
|
|
Тч |
где Смаш-ч – стоимость 1 ч работы машины, руб.;
Ц– расчетная цена машины, руб.;
А– амортизационные отчисления, %;
Тч.д – количество дней работы машины в году; Ф – количество смен работы машины в течение суток;
Цд |
– цена одного монтажа и демонтажа, руб.; |
Цт |
– цена транспортирования машины на объект с преж- |
|
него места работы, руб.; |
Р, О, Эм, Мс – затраты за 1 ч работы машины, на техническое обслуживание и текущий ремонт, на замену и ремонт сменной оснастки, на энергоматериалы, на смазочные материалы, соответственно руб.;
Зм – заработная плата машиниста, руб.; Тч – время работы машины на данном объекте, ч.
Зная стоимость 1 маш-ч и часовую эксплуатационную производительность машины, можно определить себестоимость единицы продукции (руб/м3):
Cед |
Смаш-ч . |
|
Пэ |
Для оценки экономической эффективности машин используют обобщенный показатель суммарных приведенных затрат
З = Сг + Ен К,
где Сг – себестоимость годового объема продукции машины; Ен – нормативный коэффициент эффективности капиталь-
ных вложений, устанавливаемый соответствующими методиками;
К – единовременные капитальные вложения на создание машины.
Для сравнения вариантов машин, используемых на одних и тех же работах, более предпочтительными являются не суммарные приведенные затраты, а их удельная величина Зуд, определяемая как отношение приведенных затрат к годовой эксплуа-
- 125 -
тационной производительности. Работа машины будет эффективной при Зуд → min. Для достижения этого необходимо добиваться, чтобы производительность машины была максимальной, а расход энергии и эксплуатационных материалов, затраты времени на перемещение машины между объектами, на ремонты и техническое обслуживание – минимальными.
Показателем экономической эффективности новой машины является срок окупаемости
Ток ЭКг ,
где Эг – годовая экономия, ожидаемая от внедрения новой машины.
Степень механизации строительно-монтажных работ оценивается уровнем комплексной механизации 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, выполненному на строительной площадке.
Уровень комплексной механизации (Ук.м, %) определяется следующим уравнением:
Ук.м ВВк.м 100,
о
где Вк.м – объем работ, выполненный средствами комплексной механизации;
Во – общий объем выполненных работ.
Механовооруженность строительства– отношение стои-
мости машинного парка строительной организации кстоимости строительно-монтажныхработ(%), выполняемыхвтечениегода:
Мс См 100,
Со
где См – балансовая стоимость средств механизации, тыс. руб; Со – годовойобъем строительно-монтажных работ, тыс. руб.
Механовооруженность труда определяет отношения ба-
лансовой стоимости средств механизации к среднесписочному количеству рабочих, занятых на данном строительстве:
- 126 -
Мт См , np
где nр – среднесписочное количество рабочих.
Энерговооруженность труда – отношение суммарной мощности двигателей, используемых в строительстве машин, к среднесписочному количеству рабочих:
Э Рдв ,
np
где ∑Рдв – суммарная мощность двигателей машин, кВт.
Развитие конкурентоспособной рыночной экономики нашей страны требует повышния технического уровня строительных машин для земляных работ и качества их эксплуатации.
Повышение технического уровня машин для земляных работ, используемых в городском строительстве и хозяйстве, и улучшения качестваихэксплуатациирешаетсяпоследующимосновнымнаправлениям:
1.Создание машин и оборудования с улучшенными техни- ко-экономическими параметрами, повышенной производительностью, высокой надежности и качества.
2.Применение при создании новых машин и оборудования блочно-модульного принципа проектирования с использованием унифицированных узлов и агрегатов.
3.Повышение мощности выпускаемых машин, степени их гидрофикации, универсальности, а также перевод на специальные шасси (в том числе и малогабаритные) и расширение номенклатуры сменных рабочих органов.
4.Дальнейшее внедрение комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.
5.Создание автоматизированных и роботизированных машин, комплексов и комплектов оборудования на базе электронной, микропроцессорной и лазерной техники.
6.Внедрение дистанционных систем управления.
7. Снижение трудоемкости технического обслуживания
иемонта машин.
8.Создание комфортных условий для обслуживающего персонала путем повышения безопасности и улучшения показателей эргономики.
9.Охрана окружающей среды и экологии.
-127 -
КРАТКИЙ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ УСТРОЙСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН
Аксиально-поршневой гидромотор – поршневой гидромо-
тор, у которого оси поршней параллельны оси блока цилиндров или расположены к оси блока под углом не более 45°.
База ходовой части (ходового устройства) – расстояние между вертикальными осями передних и задних ходовых тележек или колёс (база гусеничной машины – расстояние между вертикальными осями передних и задних колёс или катков, участвующих в передаче нагрузок на основание).
Вал – деталь машины, вращающаяся в подшипниках, служащая опорой и передающая крутящий момент.
Ведомое звено передачи – звено, получающее движение от ведущего звена.
Ведущее звено передачи – звено, передающее движение.
Ведущий мост базовой колесной машины – мост, служащий для восприятия части массы машины, снабженный приводом от двигателя для её передвижения.
Вертикальная планировка – комплекс земляных работ по преобразованию естественного рельефа местности (строительной площадки) до приведения её к виду, удобному для эксплуатации сооружения.
Взаимозаменяемое изделие – изделие, которое может при-
меняться вместо другого того же функционального назначения без дополнительной обработки и нарушения заданного качества.
Водило – звено планетарной передачи, соединяющее ось сателлита с входным или выходным валом.
Всасывающая гидролиния – гидролиния, по которой рабочая жидкость движется к насосу из гидробака в гидроприводе с разомкнутым потоком или от распределителя к насосу в гидроприводе с замкнутым потоком.
Втулка – деталь типа тел вращения с осевыми отверстиями для сопрягаемой детали.
- 128 -
Выемка – земляное сооружение, которое находится ниже поверхности земли.
Вязкость – свойство рабочей жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой, преодолевая внутреннее трение.
Гидравлическая схема – схема, содержащая в виде условных изображений или обозначений составные части, сборочные единицы и детали машины, действующие при помощи энергии жидкости, и связь между ними.
Гидродинамическая передача – гидравлическая система, ос-
нованная на передаче энергии от ведущего элемента к ведомому за счёт скоростного напора циркулирующей рабочей жидкости.
Гидрозамок – направляющий гидроаппарат, предназначенный для пропускания потока рабочей жидкости, проходящей через гидроаппарат.
Гидроклапан «ИЛИ» – логический гидроклапан, пропускающий поток рабочей среды при наличии давления в одном из подводов с одновременным запиранием другого подвода.
Гидромеханическая трансмиссия – система устройств из гидротрансформатора (вместо муфты сцепления), коробки передач и ведущих мостов для бесступенчатого и плавного изменения скорости в зависимости от сопротивления движению машины.
Гидрообъёмная трансмиссия – объёмная гидропередача на приводных мостах, бортовых редукторах ходовой части, вальцах катков, в которой передача энергии осуществляется с помощью рабочей жидкости от гидронасоса (обычно спаренного с вигателем) к гидродвигателям, а изменение направления и скорости движения – направлением потока рабочей жидкости и егулированием ее подачи.
Гидропривод – совокупность источника энергии и устройств для её преобразования и транспортирования посредством рабочей жидкости к приводимому рабочему механизму.
Гидрораспределитель – механизм блочной конструкции, предназначенный для управления гидросистемой машины.
- 129 -
Гидросистема – совокупность гидрооборудования (гидроаппаратов), входящего в состав объемного гидропривода.
Гидротрансформатор – гидродинамическая передача с время лопаточными колесами (насосным, турбинным и направляющим), используемая для регулирования крутящего момента или частоты вращения вала.
Гидроцилиндр – силовой орган гидропривода с возвратнопоступательным движением поршня или цилиндра.
Давление – физическая величина, характеризующая действие сил на какую-либо часть поверхности тела по направлениям, перпендикулярным этой поверхности, и выражаемая отношением равномерно распределенной по поверхности силы к площади этой поверхности.
Двигатель внутреннего сгорания – составная часть маши-
ны, которая преобразует работу расширения газообразных продуктов сгорания топлива в механическую энергию, передаваемую через трансмиссию и рабочие механизмы рабочим органам машины.
Двигатель – часть ходового устройства, преобразующая энергию силовой установки в движение машины (у колесных и гусеничных ходовых устройств это соответственно ведущие колеса и гусеничные тележки, у планировочно-уплотняющих машин – опорная плита).
Дебалансный возбудитель колебаний – устройство в маши-
не с неуравновешенностью вращающихся деталей относительно их оси.
Деблокировка – выключение блокировочного устройства. Делительная окружность – окружность, диаметр которой
равен произведению модуля зацепления и числа зубьев шестерни или колеса.
Демпфер –устройство для гашения или предотвращения вредных механических колебаний звеньев машин и механизмов.
Деталь – изделие в сборочной единице, изготовленное без применения сборочных операций.
- 130 -