Пример выбора комплекта машин

Для облегчения выполнения данной контрольной работы ниже рассмотрен конкретный пример по подбору соответствующего комплекта строительных машин.

Заказ-наряд

Вырыть котлован размером 4х15х100 м с последующим перемещением грунта на 5 км с разгрузкой в отвал. Срок выполнения 10 рабочих дней. Разрабатываемый грунт – суглинок. Работа ведется в летний период.

Ставится задача – недобрать комплект землеройных и землеройно-транспортных машин для своевременного выполнения данной работы.

Порядок решения

1. Определяем общий объем разрабатываемого грунта

В соответствии с примечанием из этого объема черноземный слой составляет

Объем суглинка

2. Выбор ведущей машины

Исходя из размера котлована и дальности транспортирования грунта 5 км, в качестве ведущих машин можно принять два варианта (см. табл.2, приложения 2): самоходный скрепер ДЗ-87-1А вместимостью ковша 5м³ или одноковшовый экскаватор ЭО-3326 вместимостью ковша 0,5 м³ и глубиной копания 4,8 м.

3. Определение технической и эксплуатационной производительности этих двух видов ведущих машин

где V – геометрическая вместимость ковша скрепера, м³ (5 м³); Т_ц – время цикла работы скрепера, с; к_н – коэффициент наполнения ковша (при наполнении ковша сухим песком коэффициент равен 0,5…0,6, глиной – 0,9…1, черноземом – 1…1,2) (наш случай 1); к_р - коэффициент разрыхления грунта (значения коэффициента разрыхления для песчаных грунтов составляют 1,1…1,15; для растительного слоя – 1,2…1,26, для глины и тяжелого суглинка – 1,24…1,3) (наш случай 1,2).

t_н – время набора грунта, с, по существующим рекомендациям толкач (в нашем случае это бульдозер, который снимает верхний слой чернозема) помогает скреперу загружать ковш грунтом за время не более 60 с.

t_тр – время транспортировки грунта к месту его разгрузки и обратный ход, с:

l – дальность транспортировки грунта, м (5000 м); - средняя скорость движения скрепера, м/с (для принятой марки 30 км/ч = 8,4 м/с);

t_р – время разгрузки и разравнивания грунта, с (60 с без разравнивания, 90 с с разравниванием) (наш случай 60 с);

t₀ - время ожидания толкача, с (зависит от организации работы и размеров котлована 30…60 с).

Окончательно время цикла:

Тогда техническая производительность:

В соответствии с существующими рекомендациями (см. табл.3, приложение 2) сменная эксплуатационная производительность скрепера:

где к_п – переходный коэффициент.

Для сравнения определим производительность одноковшового экскаватора

где Q – вместимость ковша экскаватора, м³ (0,5 м³); - время цикла, с (15-20 с) (наш случай 17 с);

- коэффициент наполнения ковша грунтом; - коэффициент разрыхления грунта они аналогичны коэффициентам принятым при рассмотрении скрепера.

Окончательно получим:

В соответствии с существующими рекомендациями (см. табл.3 приложение 2) сменная эксплуатационная производительность экскаватора:

4. Определение числа ведущих машин и выбор окончательного варианта.

Приняв двухсменную работу рассматриваемых ведущих машин, определим окончательно их количество, чтобы уложиться в заданные сроки разработки котлована. Число скреперов определим по формуле:

где i – число смен (2); - число рабочих дней (по заданию 10)

Число одноковшовых экскаваторов:

Таким образом, если исходить из эксплуатационной производительности ведущих машин и их количества без учета себестоимости разработки 1 м³ грунта, то предпочтение следует отдать одноковшовому экскаватору ЭО-3326, оборудованному обратной лопатой. Поэтому окончательное формирование комплекта будет проводится с учетом этой ведущей машины.

5. Подбор вспомогательных машин

В качестве вспомогательных машин для данного вида работ необходимо принять бульдозер, предназначенный для снятия слоя чернозема и его последующего перемещения и складирования и самосвалы, предназначенные для транспортирования грунта на заданное расстояние. Воспользовавшись табл.2 приложение 2, примем бульдозер марки ДЗ-171.1-05 с поворотным отвалом и гидроприводом на базе гусеничного трактора Т-170. По своим техническим характеристикам это бульдозер близок к бульдозерам ДЗ-109 и ДЗ-109Б на базе трактора Т-130МГ. Эта вспомогательная машина используется не только для снятия верхнего слоя грунта, но и для расчистки проездных путей для автотранспорта, перевозящего разрабатываемый грунт.

6. Производительность и количество бульдозеров определяется по формулам:

Производительность бульдозера ( /ч) определяется по формуле:

где V- объем призмы волочения, ; -время цикла одного бульдозера, с;

- время копания грунта, определяемое из соотношения, с:

а - длина пути набора призмы грунта, м (принимаем равным ширине котлована 15 м); рабочая скорость бульдозера, м/с (3,7 км/ч=1,03 м/с);

- время перемещения грунта к месту его складирования, с:

l-дальность перемещения, м (по заданию 40 м); скорость перемещения, м/с (принимаем равной скорости копания 1,03 м/с);

время разравнивания грунта, с (равна гулю, так как чернозем не разравнивается, а складируется);

- время холостого хода, с (принимаем равным времени перемещения).

Тогда время цикла

Объем призмы волочения , :

где B и H соответственно длина и высота отвала, м (см. техническую характеристику бульдозера табл. 2 Приложение 2); коэффициент, учитывающий вид грунта, он берется из

коэффициент, учитывающий потери грунта при его перемещении (0.03…0.05), (примем 0,05); коэффициент разрыхления грунта, в зависимости от его плотности и влажности (1,1…1,35)(примем 1,2).

Тогда техническая производительность бульдозера будет равна:

Это примерно на 5% превосходит эксплуатационную производительность ведущей машины, т.е. одноковшового экскаваторам, что соответствуют существующим рекомендациям.

Количество бульдозеров:

где i-число смен (примем 1); -число рабочих дней (по заданию 10)

Таким образом, вполне достаточно одного бульдозера при работе его в одну смену.

В соответствии с полученными результатами расчета в данном случае можно было принять бульдозер меньшей мощности и производительности. Однако, учитывая, что он дополнительно расчищает подъездные пути и выполняет другие работы, то в данном комплекте принимаем именно эту марку.

Из вспомогательных машин, входящих в данный комплект, необходимо рассчитать грузоподъемность автосамосвалов и их количество. Грузоподъемность автотранспорта для принятого экскаватора можно определить по формуле:

где Q- вместимость ковша экскаватора Эо-3326, (0,5 ); n-число циклов, необходимых для загрузки кузова самосвала (4…5); v-объемный вес грунта, т/ (в соответствии с заданием т/ )

Таким образом, грузоподъемность самосвалов должна быть не менее 5т. Это соответствует марке КрАЗа или МАЗа вместимость кузова примерно 10

Количество самосвалов определим исходя из соотношения эксплуатационной производительности экскаватора и самосвала. Техническая производительность самосвала будет равна:

где Q-вместимость кузова самосвала (примем 10 ); время цикла одного самосвала, с;

коэффициент наполнения кузова грунтом (примем 1); коэффициент разрыхления грунта (примем 1,2):

где время загрузки кузова самосвала, с:

где Т – время цикла принятого экскаватора, (17 с); - количество циклов загрузки (4…5)

- время движения самосвала к месту разгрузки и обратно, с:

где l- дальность транспортирования грунта, (5000 м); - средняя скорость движения (40…50км/ч) (примем 40км/ч=11,1м/с).

- время маневра в местах разгрузки и загрузки (30…50с).

Итак, общее время работы цикла самосвала будет равно:

Техническая производительность самосвала будет равна:

Эксплуатационная производительность одного самосвала будет равна:

Число самосвалов:

Принимаем три самосвала, которые так же, как экскаватора будут работать в две смены.

Итак, для своевременного выполнения поставленной задачи по отрывке котлована, потребуется комплекс строительных машин, состоящий из одного одноковшового экскаватора ЭО-3326, оборудованного обратной лопатой, одного бульдозера марки ДЗ-171 и трех самосвалов грузоподъемностью более 5т.