Режимы работы строительных и дорожных машин

Введение

Социально-экономическое развитие Республики Беларусь предусматривает дальнейшее увеличение объемов промышленного, жилищного, энергетического, транспортного, сельскохозяйственного и мелиоративного строительства. Для решения этой задачи необходимо увеличивать парк строительных и дорожных машин (СДМ), создавать принципиально новые конструкции машин с гидравлическим приводом и повышенной степенью автоматизации, развивать индустриальные методы строительства, связанные с применением комплексов машин. Усложнение конструкций и взаимосвязь машин в технологической цепи требует повышения их надежности. Решение этой проблемы обеспечивается повышением качества изготовления машин, совершенствованием их производственной и технической эксплуатации.

Основная задача технической эксплуатации СДМ - реализация потенциальных возможностей их конструкции при наименьших затратах на поддержание работоспособности и минимальных вредных воздействий на окружающую среду.

В процессе технической эксплуатации важны вопросы управления работоспособностью машин. Управление техническим состоянием машины предусматривает: планово-предупредительную систему технических обслуживаний (ТО) и ремонтов и ее связь с диагностированием машин; применение ТСМ и запасных частей при научно обоснованном нормировании; совершенствование технологических процессов ТО и ремонтов, включая и проектирование баз механизации; информацию об эксплуатационной надежности машин; организацию хранения, подготовку к работе и транспортировку машин на объект.

В настоящее время промышленностью выпускаются новые дорожные и строительные машины для скоростного строительства автомобильных дорог, автоматизированное технологическое оборудование заводов, в том числе подвижного типа, новые механизированные инструменты. Все это обеспечивает возможность осуществления комплексной автоматизации процессов и выполнения новых технологических приемов и методов производства дорожных работ с повышенной эффективностью и качеством.

Наряду с современными средствами автоматизации и механизации на оснащении дорожных организаций находятся машины и оборудование устаревших конструкций, но пригодных к эксплуатации. Снимать такую технику не всегда экономически целесообразно. Модернизация и восстановление путем агрегатного ремонта обеспечивает возможности ее дальнейшей эксплуатации.

Вопросы эффективного использования как новой так и старой техники имеют большое значение. Важнейшим условием ее эффективного использования является правильная эксплуатация техники.

Формирование парков дорожно-строительных машин

Исходные данные

База механизации проектируется для комплекта машин, предназначенного для устройства дорожного полотна.

Исходные данные для вариантов 15 и 18 соответственно приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 – Исходные данные для строительства и ремонта земляного полотна по варианту 15

Таблица 1.2 – Исходные данные для устройства дорожного покрытия по варианту 18

Асфальтобетонное покрытие на щебеночном основании, выполненное по традиционной технологии, включает в себя [1]:

- морозозащитный слой песка................................1,1 м;

- слой щебня.............................................................15 см;

- слой щебня, обработанный вяжущим...................8 см;

- крупнозернистый асфальтобетон..........................6 см;

- мелкозернистый асфальтобетон………................3 см.

Для дорог III категории для верхнего слоя применяют горячие и теплые смеси для плотного асфальтобетона марки II. Для нижнего слоя – горячие и теплые смеси для пористого асфальтобетона марки II – для дорог III категории [1].

Для дорог III и IV категории допускается для верхнего слоя применение холодных асфальтобетонов типа Б(х) и Т(х); марки I для дорог III категории и марки II для дорог IV категории.

Требования к материалам по СНиП 2.05.02-85.

Расчет годовых объемов работ

Расчет потребного количества песка Q_п; щебня Q_щ; битума Q_б; крупнозернистого Q_ак и мелкозернистого Q_ам асфальтобетона производится на основании норм расхода материалов на 1 км дороги в зависимости от категории строящейся дороги k_д и ее длины L_д [1].

Расчет годовых объемов работ для строительства земельного полотна первого участка дороги

Годовой объем песка определяется по формуле:

Q_п = L_д1∙Н_р, (1.1)

где L_д1 - длина первого участка дороги, км;

Н_р - норма расхода песка на 1 км дороги, м³ [1].

Определим годовой объем песка по формуле (1.1):

Q_п = 100∙11∙10³ =1 100 000 м³/год

Годовой объем щебня определяется аналогично годовому объему песка по формуле (1):

Q_щ = 100∙1,38∙10³ = 138 000 м³/год

Годовая программа по укладке и уплотнению материалов определяется по длине и ширине строящейся или ремонтируемой дороги:

Q_уп1 = n∙L_д1∙В_д1, (1.2)

где n - количество слоев отсыпки при устройстве земляного полотна, примем n = 3;

L_д1 - длина первого участка дороги, м;

В_д1 - ширина земляного полотна.

Рассчитаем годовую программу по укладке и уплотнению материалов по формуле (1.2):

Q_уп1 = 3∙100 000∙10 = 3 000 000 м²/год

Расчет годовых объемов работ для строительства земельного полотна второго участка дороги производится аналогично расчету годовых объемов работ для строительства земельного полотна первого участка дороги. Результаты расчетов сведем в таблицу 1.3.

Расчет годовых объемов работ для устройства дорожного покрытия

Годовой объем битума определяется по формуле (1.1):

Q_б = 60∙125,3 = 7 518 т/год

Годовой объем крупнозернистого асфальтобетона определяется по формуле (1.1):

Q_ак = 60∙0,98∙10³ = 58,8∙10³ т/год

Годовой объем мелкозернистого асфальтобетона также определяется по формуле (1.1):

Q_ам = 60∙0,49∙10³ = 29,4∙10³ т/год

Рассчитаем годовую программу по укладке и уплотнению материалов по формуле (1.2):

Q_уп3 = 3∙60 000∙12 = 2 160 000 м²/год

Таблица 1.3 - Годовые объемы работ

Выбор номенклатуры машин

В зависимости от условий эксплуатации и величины годовой программы по видам работ выбирают типы машин.

При выполнении землеройно-транспортных работ определяющим фактором является дальность транспортировки грунта. Предельная дальность транспортировки бульдозерами – 0,1 км, прицепными скреперами – 0,5 км, самоходными скреперами – 10 км. При большей дальности транспортировки землеройные работы выполняются экскаваторами или погрузчиками, транспортировка соответственно автомобилями–самосвалами.

Набор грунта самоходным скрепером производится с помощью толкача. При работе экскаваторов и самосвалов в комплект машин включается бульдозер для планировочных работ при отсыпке земляного полотна.

Для снижения коэффициента сопротивления перемещению машин f при транспортировке используется автогрейдер, планирующий дорогу.

При выборе комплекта машин необходимо учитывать следующие условия:

– производительность машин должна быть максимальной при полной их загрузке;

– экскаваторами без предварительного рыхления можно разрабатывать грунты до IV категории включительно (число ударов плотномера ДорНИИ С до 35);

– разработка грунта скреперами, погрузчиками и автогрейдерами при значении С до 12;

– разработка грунта повышенной влажности и при величине С < 1 возможна только экскаваторами;

– вместимость кузова автосамосвала должна превышать вместимость ковша экскаватора в 4–5 раз, а погрузчика в 2–3 раза;

– тяговые усилия толкача и скрепера в килоньютонах выбираются из условия превышения вместимости ковша скрепера в 25–30 раз;

– если по условиям эксплуатации возможно применение экскаватора и погрузчика, предпочтение отдается погрузчику.

Уплотнение грунта при устройстве земляного полотна дороги производится пневмошинными катками или прицепными кулачковыми катками.

При устройстве дорожного покрытия в комплект машин включены: погрузчики для погрузки щебня, автосамосвалы для транспортировки щебня, катки для уплотнения щебня, автогудронаторы для транспортировки и разлива битума, автосамосвалы для транспортировки асфальтобетона, асфальтоукладчики для укладки и самоходные катки для уплотнения асфальтобетона [1].

С учетом вышеизложенных рекомендаций и исходных данных, указанных в задании, принимаем решение о выборе следующего комплекта машин:

Для первого и второго участка дороги:

- погрузчик Амкодор 342 для погрузки песка и щебня;

- автосамосвал МАЗ-5516 для транспортировки песка и щебня;

- бульдозер ДЗ-27 для распределения песка и щебня;

- автогрейдер ДЗ-143 для планировки дороги;

- каток пневмошинный ДМ 13П для уплотнения песка и щебня.

Для третьего участка дороги:

- автогудронатор СД-203 для транспортировки и разлива битума;

- автосамосвал МАЗ-5516 для транспортировки асфальтобетона;

- асфальтоукладчик ДС-114 для укладки асфальта;

- каток вибрационный Амкодор 6622А для уплотнения асфальтобетонного покрытия.

Режимы работы строительных и дорожных машин

Режим работы машины отражает степень ее загрузки за рассматриваемый период по времени и мощности.

Рабочий режим СДМ по времени устанавливает распределение рассматриваемого календарного периода на время, в течение которого машина выполняет свои основные или дополнительные функции, имеет перерывы в работе для ТО и ремонта, перебазируется с одного объекта на другой, простаивает по организационным причинам и метеорологическим условиям.

На основе разработанных режимов выявляется степень использования, определяется производительность машин и комплексов машин.

Определение времени работы отдельной машины в течении года Т_ч следует производить с учетом показателей надежности и времени проведения капитального ремонта. Это связано с тем, что в процессе увеличения наработки с начала эксплуатации возрастает количество отказов, и капитальный ремонт отдельной машины проводится один раз в 2 - 6 лет.

С учетом комплексного показателя надежности К_т.и. время работы машины в течение заданного периода может быть определено по формуле [2]:

, (1.3)

где Д_кал – количество календарных дней в году, дн.;

Д_пер – перерывы в работе машин по всем причинам, кроме перерывов для технического обслуживания и ремонта, дн.;

К_т.и – коэффициент технического использования;

t_см – продолжительность смены, t_см = 8 ч;

К_см – коэффициент сменности, К_см = 2.

Сумма дней перерывов в работе машины по всем причинам, кроме перерывов для технического обслуживания и текущих ремонтов, определяется по формуле [2]:

, (1.4)

где Д_вых – количество праздничных и выходных дней за год, дн. Принимаем Д_вых = 112 дней;

Д_пб – дни, затрачиваемые на перебазировку машины в течение года, дн. Д_пб = 0,05∙Д_раб = 0,05∙254 = 12,7 дней;

Д_мет – простои по метеорологическим условиям (принимаются по данным гидрометеослужбы применительно к конкретной температурной зоне), дн. Д_мет = 0,7∙Д_{мет.табл};

Д_непр - непредвиденные перерывы в работе машины, дн. Д_непр = 0,03∙Д_раб = 0,03∙254 = 7,6 дней;

Д_к.р - дни пребывания машины в капитальном ремонте, дн. Д_к.р = 0.

Коэффициент технического использования определяется с учетом фактической наработки с начала эксплуатации по следующей формуле [3]:

К_т.и = А₁ - А₂∙Н_ф, (1.5)

где А₁ и А₂ – эмпирические коэффициенты для каждого вида дорожно-строительных машин [3].

Для примера рассчитаем время работы погрузчика Амкодор 342. Для этого сначала произведем расчет коэффициента технического использования К_т.и по формуле (1.5):

К_т.и = 0,94 – 0,00004∙2 000 = 0,86

Затем определим табличное значение простоев по метеорологическим условиям по таблице 2.1 [1]. Так как для погрузчика неблагоприятными условиями являются дождь, снегопад и низкая температура, то:

Д_{мет.табл} = 11 + 8 = 19 дн.

Д_мет = 0,7∙19 = 13,3 дн.

Определим количество дней перерывов в работе машин по всем причинам, кроме перерывов для технического обслуживания и ремонта по формуле (1.4):

Д_пер = 112 + 12,7 + 13,3 + 7,6 + 0 = 145,6 дн.

Время работы погрузчика определим по формуле (1.3):

Расчеты для всех остальных машин сведем в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 - Режимы работ строительных и дорожных машин

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: