Цель расчетно-графической работы - систематизация и закрепление знаний по строительным и дорожным машинам, овладение методикой и навыками самостоятельного расчета производительности машин для

Цель расчетно-графической работы - систематизация и закрепление знаний по строительным и дорожным машинам, овладение методикой и навыками самостоятельного расчета производительности машин для дорожно-строительных работ.

Задачей подбора комплекта машин для производства дорожно-строительных работ с максимальной загрузкой машин на всех этапах выполнения работ, с их минимальным простоем.

Задание: подобрать машины в комплект «экскаватор – автосамосвал – бульдозер», определить эксплуатационную производительность комплекта; рассчитать необходимое количество ведущих и вспомогательных машин, определить технико-эксплуатационные показатели комплекта машин, оценить эффективность, привести схемы устройства и работы одной из машин, схема разворота автосамосвала. Исходные данные принимать по вариантам (табл.1), заданным преподавателем.

Комплект «экскаватор– автосамосвал – бульдозер» формируется по схеме с ведущей машиной (экскаватор, рис.1, 2) и последовательно работающими вспомогательными машинами (автосамосвал и бульдозер, рис. 3, 4).

Рис. 1. Схема одноковшового гидравлического экскаватора с рабочим оборудованием обратная лопата: 1, 5, 7 – гидравлические цилиндры поворота стрелы, рукояти и ковша; 2 – корневая секция стрелы; 3 – соединительная тяга; 4 –удлиняющая секция стрелы; 6 – рукоять; 8 – коромысло; 9 – тяга поворота ковша; 10 – ковш.

Номер варианта подбирается следующим образом: по последнему номеру зачетной книжки тип разрабатываемого грунта;

1 – Супесь; 2 - Суглинок с включениями щебня; 3 – Гравий; 4 - Сухой грунт; 5 - Тяжелый суглинок; 6 – Глина;

по номеру в списке групп подбирается номер строки в таблице.

№ вари-анта	Месячный объем земляных работ, тыс. м^3	Дальность пути транспортирования самосвалом l т, км	Длина планируемого участка, lп, м	Толщина отсыпаемого слоя грунта, h с, м
		0,7		1,7
		1,1		0,7
		1,2		1,1
		1,3		1,9
		1,4		2,7
				1,5
				1,6
		0,7		1,4
		0,8		2,3
		0,6		2,2
				1,4
				1,8
		1,3		2,8
		1,2		3,2
		1,5		4,5
		1,1
		0,9		3,2
		0,7		4,1
		0,65		2,7
		0,8		3,1
		0,3
		1,5		2,5
		1,7		1,5
		1,8		2,6
		1,9		2,8

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА

2.1. Машины в комплекте подбираются по условию:

(1)

где J - интенсивность потока в смену, м³/см.; П_эк - сменная эксплуатационная производительность комплекта машин, м³/см.; П_эв - сменная эксплуатационная производительность ве­дущей машины (одноковшового экскаватора), м³/см.; П_эвс1 - сменная эксплуатационная производительность первой группы вспомогательных машин (автосамосвалов), м³/см.; П_эвс2 - сменная эксплуатационная производительность второй группы вспомога­тельных машин (бульдозеров), м³/см.

Интенсивность потока в смену, м³/см.:

, (2)

где V_мес - месячный объем земляных работ, м³ (табл. 1); Т_р.см - количество смен работы в месяц. Для односменной работы можно принять Т_р.см = 22.

Марка, модель и параметры одноковшового экскаватора определяются по объему основного ковша м³ (табл. 6), с учетом рекомендаций указанных в табл.3.

2.2. Эксплуатационная сменная производительность од­ноковшового экскаватора, м³/см.:

(2)

где Т_ц - продолжительность рабочего цикла экскаватора, с (табл. 6);

q - объем ковша одноковшового экскаватора, м³; k_н - коэф­фициент наполнения ковша экскаватора (табл. 2); k_р - коэффициент разрыхления грунта, k_р, (табл. 2); k_в - коэффициент ис­пользования машины по времени, для одноковшового экскава­тора можно принять к_в = 0,8...0,9; t_cм - продолжительность рабочей смены, ч (t_cм = 8 ч).

Таблица 2. Коэффициент наполнения ковша и плотность различных грунтов.

Грунт	Кат. грунта	Плотность, т/м^3	Коэф-нт наполнения kн	Коэф-нт разрыхления, kр
Супесь	I	1,65	0,80	1,2
Суглинок с включениями щебня	II	1,75	0,80	1,2
Гравий	I	1,75	0,85	1,15
Сухой грунт	III	1,30	0,90	1,10
Тяжелый суг­линок	III	1,90	0,75	1,3

Таблица 3 Рекомендуемый объем ковша одноковшового экскаватора.

Месячный объем работ, тыс. м	до 20	20...60	60...100	более 100
Емкость ковша экскаватора, м	0,5...0,65	1,0.1,25	1,25.2,0	2,0.4,0

Количество ведущих машин (экскаваторов) определяется:

(4)

Полученное значение округляется до ближайшего большего целого числа.

2.3 Рациональное использование ведущей машины в значи­тельной мере зависит от организации ее совместной работы с ав­тосамосвалами. Для эффективной работы комплекта машин к ра­ботающему экскаватору транспорт необходимо подавать без пере­рывов.

Рациональную грузоподъемность автосамосвалов можно определить по рекомендациям, указанным в табл. 4.

Марка и модель автосамосвала принимается по табл. 5.

Таблица 4 Рациональная грузоподъемность автосамосвала

Дальность транс­портирования, км	Емкость ковша экскаватора, м^3
0,5	1,0	1,6	2,5	4,6
0,5	4,5	7,0
1,0	7,0
2,0	7,0

Таблица 5 Характеристики некоторых автосамосвалов

Показатель	КАМАЗ- 6540	ЗИЛ-ММЗ-	КАМАЗ- 55111	КрАЗ-	МАЗ- 551605	УРАЛ- 55571	Урал-65514-10
Грузоподъем­ность, т	18,5	5,5		16,0	20,0	10,0
Колесная форму­ла	8 х 4	4х2	6 х 4	6х4	6 х 4	6 х 6	6х4
Номинальная мощность, кВт
Максимальная скорость, км/ч
Масса в снаря­женном состоя-нии (без груза), т							13 200
Часовой расход топлива, л/ч
Цена автосамо­свала, тыс. руб.

Число разгрузок грунта в кузов автосамосвала составляет:

где n_р - число разгрузок грунта в кузов автосамосвала, округляется до целого меньшего числа; Q - грузоподъемность автосамосвала, т, (табл. 5); к_г - коэффициент использования автосамосвала по грузоподъемности, (к_г = 0,9); γ - плотность грунта, т/м³, (табл. 2).

Потребное число автосамосвалов, приходящихся на один экскаватор:

(4)

где t_Ц.Т.- время одного цикла транспортной единицы без учета времени простоя под погрузкой, ч; к _вт - коэффициент использования транспорта средства по времени, (к_вт = 0,85... 0,9).

Потребное число автосамосвалов округляется до ближайшего большего целого числа.

Продолжительность цикла транспортной единицы, ч:

(5)

где l_T - дальность пути транспортирования самосвалом, км; n_т - средняя скорость передвижения груженного транспортного средства, км/ч, принимается 15 - 25 км/ч; n_x._x - средняя скорость передвижения порожнего транспортного средства, км/ч, принимается 25 - 35 км/ч; t_р - время разгрузки транспортного средства, ч, (в расчетах можно принять из диапазона t_р = 0,01... 0,02 ч); t_м - время, затрачиваемое на маневрирование и повороты транс­портного средства, ч, (t_пов = 0,03... 0,09 ч).

Показатели	ЕК-220	ЕК-270	ЕТ-25	ЭО-5126	ЕК-400	ЕК-12	ЕК-14	ЕК-18
Объем основно­го ковша, м^3	1,0	1,2	1,25	1,5	1,9	0,65	0,8	1,0
Мощность дви­гателя, кВт
Продолжи­тельность цикла, с								18,5
Ходовое обору­дование	гусеничное	пневмоколесное
Часовой расход топлива, л
Масса, т			26,5			12,8	13,4
Цена, тыс. руб.

Таблица 6. Характеристики некоторых одноковшовых экскаваторов

Таблица 7. Характеристики некоторых бульдозеров

Показатели	Б-10.М	ДЭТ-250М2Б1	ДЭТ-320Б1	Т-20.01
Ширина отвала, мм
Мощность двигателя, кВт
Скорости движения вперед, км/ч	3,15; 5,58; 8,71	4,22 - 15,2	3,6- 15,7	3,6; 6,5; 10,4
Ходовое оборудование	гусеничное
Часовой расход топлива, л
Масса, т	18,8	37,5	41,7
Цена, тыс. руб.

а) б)

Рис. 2. Универсальные строительные экскаваторы производства Тверского экскаваторного завода: а - ЕТ-25; б - ЕК-12

Рис. 3. Автосамосвал КАМАЗ-6540 грузоподъемностью 20 т производства ОАО «КАМАЗ»

Рис. 4. Бульдозер Б-10М2 производства Челябинского тракторного завода

Общее количество автосамосвалов, участвующих в техно­логическом процессе, определяется:

(6)

2.4. Количество бульдозеров в комплекте

(7)

где П_эб - эксплуатационная сменная производительность одного бульдозера, м³/см. Для планировочных работ определяется:

(8)

где l_п - длина планируемого участка, м; h_c - толщина отсыпаемого слоя, м; B - ширина отвала, м; к _вб — коэффициент использо­вания по времени, к_вб = 0,8...0,9; п_П - условное число проходов бульдозера; v₆ - скорость движения бульдозера на первой передаче, м/с; t_пб - время на переключение передач бульдозера в течение цикла, с, можно принять t_пб = 15... 20 с.

Условное число проходов бульдозера определяется:

(9)

где h_у._п - условная толщина отсыпаемого слоя грунта за один проход бульдозера, м:

(10)

здесь V_пр - объем призмы волочения, м³.

Объем призмы волочения перед отвалом бульдозера, м³:

(11)

где B и H - ширина и высота отвала соответственно, м; k_np - коэффициент, характеризующий грунт и геометрические разме­ры отвала (принимается по табл. 8).

Таблица 8 Коэффициенты сопротивления перемещению движителей f, сцепления φ_с и k_пр

Вид грунта	f	φс	kпр при Н/В
0,15	0,30	0,35	0,40	0,45
Связный Несвязный	0,06...0,07 0,10...0,12	0,8...0,9 0,5...0,7	0,70 1,15	0,80 1,20	0,85 1,25	0,90 1,30	0,95 1,50

2.5. Определение технико-экономических показателей комплекта машин

Одним из основных показателей является себестоимость единицы конечной продукции, руб./м³:

(12)

где К₁ - коэффициент, учитывающий накладные расходы на эксплуатацию машин. Можно принять К = 1,08; К₂ - коэффициент, учитывающий накладные расходы на зарплату. Можно принять К₂ = 1,5; С_мсмi - стоимость машиносмены i-го вида машин, руб./см.; _м i - количество машин i-го вида; С_р - зарплата за смену, не учтенная в затратах на эксплуатацию машин, руб. (200...500 руб./см.); П_эк - уточненная сменная производитель­ность комплекта машин, м³/см.

Уточненная сменная производительность комплекта ма­шин, м³/см., определяется:

П_эк = П_эв · n_в.

Стоимость машиносмены при односменной работе опреде­ляется для каждого вида машин, руб./см. по формуле

(14)

где С_пр - расчетная стоимость машины (С_пр = 1,07С_м), руб.; С_м - цена машины, руб. (табл. 5, 6, 7); а - норма амортизационных отчислений в % (а = 10...15 %); Т_год - число суток работы ма­шины в году (Т_год = 250); С_р - затраты на ТО и ремонт, прихо­дящиеся на одну смену, руб./см. (годовые затраты определяются из расчета 1...2 % в год от стоимости машины); Ст - затраты на топливо в расчете на смену, руб./см.; С_с - затраты на смазочные материалы в расчете на смену, руб./см., (приблизитель­но составляют 10 - 15 % от затрат на топливо); З_м - зарплата машиниста за одну смену, руб. (в расчете часовые ставки мож­но принять: для водителей и машинистов 5-го разряда - 70 руб./ч, для машинистов 6-го разряда - 79 руб./ч).

Затраты на топливо, руб./см. можно определить:

(12)

где Р_тч - часовой расход топлива машины, л (табл. 5, 6, 7); Ц_т - цена дизельного топлива, руб./л, принимается в соответствии с действующими рыночными ценами.

Дополнительно определяются показатели удельной металлоемкости У_м, т/м³, и удельной энергоемкости У_э, кВт/м³, выбранного комплекта машин:

(13)

(14)

где М_к - масса всех машин, входящих в комплект, т; N_к - суммарная мощность двигателей всех машин, кВт.

3. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ

Результаты проведенных расчетов заносятся в табл. 8.

Таблица 8. Результаты расчетов

№	Параметр	Значение
	Эксплуатационная сменная производительность комплекта, м^3/см.
	Себестоимость единицы продукции, руб./м
	Удельная металлоемкость комплекта, т/м
	Удельная энергоемкость комплекта, кВт/м
Одноковшовый экскаватор
	Эксплуатационная сменная производитель­ность экскаватора, м^3/см.
	Марка и модель экскаватора
	Технические характеристики экскаватора
	Число экскаваторов в комплекте
Автосамосвал
	Марка и модель автосамосвала
	Технические характеристики
	Число разгрузок грунта в кузов автосамосвала
	Число автосамосвалов в комплекте
Бульдозер
	Марка и модель бульдозера
	Технические характеристики
	Эксплуатационная сменная производитель­ность бульдозера, м^3/см.
	Число бульдозеров в комплекте

В графической части работы привести схему подъезда автосамосвала к экскаватору в соответствии с размерами экскаватора и автосамосвала.

Рисунок 5 - Схемы подъезда автосамосвалов к экскаваторам: а,6- сквозной подъезд; б, г - подъезд с петлевым разворотом; д, е - подъезд с тупиковым разворотом

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волков, Д.П. Строительные машины и средства малой меха­низации / Д.П. Волков, В.Я. Крикун. - М.: Академия, 2002. - 480 с.

2. Добронравов, С.С. Строительные машины и оборудова­ние: справочник для строит. спец. вузов / С.С. Добронравов, М.С. Добронравов. - М.: Высш. шк., 2006. - 445 с.

3. Добронравов, С.С. Строительные машины и основы ав­томатизации: учеб. для строит. вузов / С.С. Добронравов, В.Г. Дронов. - М.: Высш. шк., 2006. - 575 с.

4. Кудрявцев, Е.М. Комплексная механизация строительства / Е.М. Кудрявцев - М.: АСВ, 2005. - 424 с.

5. Гончаров Н.В. Подбор комплекта машин для земляных работ: методические указания к практическим занятиям / Сост. Н.В. Гончаров.  Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010.18 с.

Дата добавления: 2015-08-29