Литература

1 Матвеев, А.В., Сергеева, Н.Д., Токар, Н.И. Производство малообъемных работ бульдозерами в строительстве [Текст]: Учеб. пособие/А.В. Матвеев, Н.Д. Сергеева, Н.И. Токар. – Брянск: Изд-во БГИТА, 1999. – с. 24.

2 Пат. 216587 РФ МПК ЕО 2 F3/40, 2002.

2.5	ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ФРАКТАЛЬНОСТИ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ

Шостак А.В. (Луцкий НТУ, г. Луцк),

Широков В.В. (Украинская академия печати, г. Львов),

Мельник А.В., Мельник В.Н.

(Восточноевропейский НУ им. Леси Украинки, г. Луцк, Украина)

Приведены примеры применения некоторых принципов фрактальности к механике разрушения металлов, которые дают возможность получения дополнительной информации по проблемам синтеза новых сплавов, интенсивности их обработки, проведения контроля за состоянием металлических конструкций и их деталей.

Examples of application of certain principles to fractal fracture mechanics of metals, which make it possible to get for more information on the synthesis of new alloys, the intensity of their processing, the monitoring of the state of metal structures and parts.

Доминирующей тенденцией современности, безусловно характерной и для строительного комплекса, является развитие нанотехнологических исследований, которые невозможны без применения растровой электронной микроскопии с целью получения качественных и количественных характеристик исследуемых микрообъектов. Решение многих технологических задач, нацеленных на получение материалов и конструкций с улучшенными характеристиками, прогноз аварийности конструкций и инженерных сооружений невозможен без анализа поверхности и приповерхностного слоев, получение информации о структуре, ее качественном и количественном составе. Над решением этих вопросов, в рамках госбюджетной научно-исследовательской темы 0112 U 000290 «Аналитические и экспериментальные методы стереофрактографических исследований в трибоматериаловедении» работает коллектив кафедры ГСХ Луцкого НТУ совместно с учёными украинских и зарубежных вузов (Восточноевропейского НУ им. Леси Украинки, г. Луцк; Украинской академии печати, г. Львов; Физико-механического института им. Г. В. Карпенка НАН Украины, г. Львов; МГУ им. Н. Ломоносова, г. Москва; Высшей школы Оствестфалия-Липпе, г. Лемго, Германия и др.).

Эти исследования особенно важны в строительстве, материаловедении, металлургии, геологии, биоминералогии и др.

Выявление природы фрактографических процессов – важная и сложная проблема, особенно, когда такие процессы исследуются на микроуровне.

За период многолетних исследований на различных образцах разработана и успешно апробирована методика и математическое обеспечение, которое дает возможность получать интегральные характеристики микрообъектов на основании анализа РЭМ-изображений.

Системный поход в механике разрушения материалов и конструкций учитывает фрактальность и многогранность процессов, которые имеют место на микроуровне. Такими процессами являются, в частности, характер поведения различных материалов в условиях динамической нагрузки. В общем случае, фрактографические процессы разрушения происходят на макро- и микроуровнях. Процесс разрушения на этих уровнях протекает с изменением размерных параметров дефектной структуры, в то же время как безразмерные характеристики (форма распределения дефектов (частиц) по размерам, фрактальная размерность поверхности разрушения и др.), остаются неизменными, что свидетельствует о скейлинговом подобии процессов разрушения на мико- и макроуровнях.

Другой важной особенностью процессов разрушения является многомасштабность, которая проявляется в существовании иерархии структурных уровней деформации и разрушения.

В механике разрушения поверхность разрушения вместе с общей топологической (D_t = 2) характеризируется фрактальной размерностью , которая усреднённо учитывает формы шероховатостей и их распределение по размерности.

Фрактальный анализ может быть дополняющим к некоторым аспектам механики разрушения.

Известно, [1-3], что некоторые дефектные структуры в твердых телах (кластер микротрещин и начальных дефектов, сеть перегруженных структурных элементов среды, поверхность трещин [4, 5], зона предразрушения и т.д.) имеют характерное свойство самоподобия структуры [6, 7] и подчиняются фрактальным законам распределения и роста, т.е., дефектное множество (структура разрушения) развивается в теле как самоподобный фрактальный кластер размерности .

Примем, что разрушенная структура представляет собой фрактальный кластер размерности D_f, который в целом совпадает с дефектной структурой. Если для разрушения одного элемента структуры характерного масштаба δ необходимо истратить энергию ε_p, то общая энергия U_p, необходимая на разрушение всей фрактальной структуры, может быть оценена следующим образом [8, 9]:

,		(1)
где	L – характерный размер тела.

Энергию, накопленную в теле до разрушения, можно представить как:

,		(2)
где	σ – характерное напряжение, E – модуль упругости.

Если принять, что вся запасенная энергия расходуется на разрушение, то легко получить:

,		(3)
где	.

Влияние размеров тела на прочность, как правило, можно описать зависимостью , где V – характерный объем разрушения.

При сопоставлении показателей уравнения (3) и , получим . Величина m непосредственно связана с геометрическими характеристиками дефектного множества, в частности с размерностью дефектной структуры. При значениях, отличных от нуля (единичные точечные дефекты), к трём (дефектный весь объем) m изменяется от двух до бесконечности, что полностью согласовывается экспериментальными значениями. Предел соответствует случаю , когда дефекты равномерно распределены по всему трехмерному объему тела.

Очевидно, что расчетом фрактальной размерности можно оценивать масштабный эффект, с помощью которого характеризируются геометрические параметры дефектной структуры в твердых телах, и, следовательно, и их прочностные свойства.

Кроме масштабных эффектов не менее важными являются энергетические характеристики процессов разрушения. Рассмотрим истинную величину шероховатости поверхности разрушения , которая соответствует некоторому минимальному масштабу , на котором прослеживается фрактальность. Шероховатость связана с площадью поверхности разрушения следующим образом [8]:

,		(4)
где	А=const.

При этом, на образование новых поверхностей истрачивается частица η от общей энергии разрушения:

,

(5)

или, в случае циклического нагружения:

,

(6)

где	Σ – суммирование по циклам.

Если плотность поверхности энергии равна γ_р,

,

(7)

Следовательно:

,

(8)

Таким образом, определив и , можно оценить минимальную частицу энергии, затраченную на разрушение материала с известным значениям . Приведенный пример демонстрирует физическую сущность как скейлигового показателя.

Фрактальность также имеет и реальный аспект в материаловедении. В последние годы значительно возрос интерес к гетерогенным материалам. Гетерогенную структуру можно представить в виде объединения множества частиц (волокон) основной фазы Y и дополнения (матрицы) Y^T, которая включает все другие фазы. При этом, выбор оптимальной структуры (соотношений) и разработки соответствующих составов и технологических процессов повязан с некоторыми трудностями. Для их решения используются большой математический и экспериментальный аппарат. Дополнительные сведения с этой категории материалов могут быть получены и при использовании метода фрактальной геометрии. В частности, применение последней можно проиллюстрировать на примере расчета фрактальной размерности двофазных структур.

Рисунок 1 – Модель Кантора	Рисунок 2 – Фрактальная диаграма

Для этого предлагается произвести раздел фаз на основании множества Кантора [10], суть которого представлена на рисунке 1. Здесь единичный отрезок разделен на два равных сегмента ( и ). Каждый сегмент, в свою очередь, делится еще на два, и так до бесконечности. Сегменты и соответствуют разным, а - смешанным частям поверхностей разрушения и, таким образом, обеспечивают базу для расчета фрактальной размерности. Каждое l имеет некоторую величину, выраженную вероятностным значением, в частности P₁ - вероятность того, что излом образуется в , то же и в и т.д.

Алгоритм расчета фрактальной размерности при подобном подходе итеративный и включает решение системы уравнений вида:

, , , ,		(9)
где	n и m – номера каждого типа линейного сегмента; q – индекс; – размерность Ренье, которая объединяет f и α.

Для измеренных l₁, l₂, P₁, P₂ и заданных значений q расчитываются фрактальные диаграммы в системе (рисунок 2). Из анализа уравнений (9) следует: при = 0 f = D₀, = и при = _. На диаграмме f- соответствует пересечениям и абсциссы α и характеризирует раздельные проявления механизмов разрушения. Измерение линейных параметров ( , ) и расчет вероятностей ( , ) можно произвести с использованием автоматического анализатора изображений (ААИ), например, “Квантимет 720” или с адаптированным программным комплексом “Stiman” [11].

Кроме исследований механизмов разрушения, изложенная выше модель может быть применена в имитационном моделировании. Например, уравнение (9) можно применять при определении оптимальных размеров волокон ( ) в композитах для заданных , и .

Для разветвленных структур разрушения можно использовать математическую трактовку процесса роста ветвистых структур типа лаплассовского фрактала [12], для которого среднее расстояние между ближайшими ветвями определяется зависимостью:

,		(10)
где	λ(R) – расстояние между парами ветвей окола.

Как показывают проведенные исследования, фрактальные размерности линий 1, 2, 3 соответственно равны: D₁=1.02, D₂=1.25, D₃=1.45.

а)	б)

Рисунок 3 – Геометрия трещинообразования и схема измерения для определения фрактальности; ЗЗТ – зона зарождения трещин; і – линии скольжения. Измеряются расстояния между парами смежных веток , и вдоль концентрических кругов (а). Пример зависимости фрактальной размерности D от степени разветвления линий разрушения: для первой линии разрушения D=1,02, для другой- D=1,25 и для третьей- D=1,45

Выводы

Таким образом, приведенные примеры применения некоторых принципов фрактальности к механике разрушения металлов, характерных в том числе и для элементов конструкций различного рода строительного оборудования, дают возможность получения дополнительной информации по проблемам синтеза новых сплавов, интенсивности их обработки, проведения контроля за состоянием металлических конструкций и их деталей.

Литература

1 Волчок, И. Сопротивление разрушению стали и чугуна [Текст]/И. Волчок. – М.: Металлургия, 1993. – 192 с.

2 Иванова, В.С. Разрушение металлов [Текст]/В.С. Иванова. – М.: Металлургия, 1979. – 168 с.

3 Иванова, B.С. Механика и синергетика усталостного разрушения [Текст]/B.С. Иванова// Физико-химическая механика материалов. – 1986. – Т.22. – № 1. – С. 62–67.

4 Степаненко, В.А. Растровая и трансмиссионная стереоескопическая фрактография усталостных изломов [Текст]/В.А. Степаненко// Проблемы прочности. – 1979. – №12. – С.89–91.

5 Kolednik О., Gruber M. A contribution on the photogrammetric determination of the critical crack-tip-opening displacement//Practical Metallography. – 1981. – №18. – P. 561–573.

6 Красовский, А.Я., Степаненко, В.А. Изучение механизма распространения трещины усталости в никеле методом количественной стереоскопической фрактографии [Текст]/А.Я. Красовский, В.А. Степаненко//Проблемы прочности. – 1978. – № 11. – С.86–93.

7 Мельник, В.Н., Соколов, В.Н. Фрактальная и стереометрическая оценки РЭМ-изображений шероховатых поверхностей [Текст]/В.Н. Мельник, В.Н. Соколов//Изв. РАН. Сер. физическая. – 1993. – 88. – С.99–105.

8 Федер, Е. Фракталы [Текст]/Е. Федер. – М.: Мир, 1992. – 260 с.

9 Williford R. Multifractal Fracture//Scripta Metallurgica. -1988. – V.22. –P.1749–1754.

10 Турбин, А.Ф., Працевитый, Н. Фрактальные множества, функции, распределения [Текст]/ А.Ф. Турбин, Н. Працевитый. – Киев: Наукова думка, 1992. – 205 с.

11 Соколов, В.Н., Юрковец, Д.И., Разгулина, О.В. Программно-аппаратный комплекс для исследования микроморфологии поверхности твердых тел по РЭМ-изображениям [Текст]/В.Н. Соколов, Д.И. Юрковец, О.В. Разгулина//Поверхность. – 1998. – № 1. – С. 33–41.

12. Васильев, Л.Н. Фрактальность и самоподобие природных пространственных структур [Текст]/Л.Н. Васильев// Изв. РАН. Серия географическая. – 1992. – №5. – С.25–35.

2.6	ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАШИН МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Сергеева Н.Д. (БГИТА, г. Брянск, РФ)

В статье рассматривается проблема модернизации парка машин строительных организаций на основе проведенного анализа их технического состояния. Раскрываются основные направления снижения издержек на содержание парка машин. Приведены некоторые конструкции машин многофункционального назначения и их технологические возможности.

In the article the problem of modernization of the fleet of cars of the building organizations on the basis of the analysis of their technical condition. Describes the major directions of reduction of costs on maintenance of Park of cars. Are some of the construction of machines for multifunctional purpose and their technological capabilities.

Анализ динамики объемов выполненных работ (производственные планы и программы) ряда строительных, дорож­ных, водохозяйственных и коммунальных предприятий г. Брянска и Брянской области по­казал, что за период с 2010 по 2012 гг. общие объемы работ выросли в 1,3 раза в сравнении с 2008 г.

Себестоимость производства работ в общегражданском, дорожном или водохозяйственном строительстве сегодня еще достаточно высоки. Направления по снижению издержек известны, среди них реализация стратегии ресурсосбережения, внедрение инноваций, управление качеством. Снижение издержек возможно также за счет улучшения таких показателей как: механовооруженность, стоимость машино-смены, производительность машин и оборудования, снижение доли ручного труда и др.

Резервы повышения эффективности строительного производства – в совершенствовании технологии, оптимизации схем организации производства работ, применении высокопроизводительной строительной и дорожной техники, расширении областей ее применения, в том числе, за счет модернизации и переоснащения.

Так, эффективность выполнения целевой программы «Российские автомобильные дороги» на период до 2020 г., на которую выделено правительством полтора миллиарда рублей, во-многом, предопределяется состоянием производственно-технологической инфраструктуры предприятий строительно-дорожной подотрасли. В рамках этой программы открыто финансирование на реализацию региональных программ по развитию дорог. Целью программы является повышение эффективности и безопасности автомобильных дорог общего пользования. Особенно актуальна данная программа для юго-западных и приграничных районов Брянской области.

В настоящее время муниципальные дорожно-строительные предприятия финансово неустойчивы, а дотационность подотрасли не позволяет привести в надлежащее состояние дорожный фонд брянского региона. Но проблема хронического недофинансирования работ по ремонту и содержанию дорог (особенно в зимнее время) не единственная, другой проблемой - является слабая оснащенность производственной деятельности строительно-дорожными машинами, оборудованием и ручным механизированным инструментом.

Одним из отягощающих обстоятельств в составе высоких издержек является состояние машинного парка, не отвечающего по техническому состоянию и типоразмерам машин прогрессивным технологиям строительства и содержания дорог. В структуре технологических процессов значительная доля немеханизированных работ. Особенно заметно это на работах по ремонту проездов внутридворовых территорий, тротуаров, пешеходных зон улиц города. Отдельная проблема – механизация работ по зимнему содержанию дорог и тротуаров. Так, в 20-ти наиболее крупных строительных, дорож­ных, коммунальных и водохозяйственных предприятий г. Брянска сформирован парк машин, исходя из специфики их работы, еще в начале 90-годов. Пополнять и содержать полноценный парк машин большинству предприятий невозможно по причине де­фицита финансовых средств. Эти предприятия несут большие издержки на ремонт, обслуживание и эксплуатацию существующего парка. В настоящее время строительные фирмы предпочитают брать строительную технику в аренду, реже в лизинг с правом выкупа по остаточной стоимости.

Анализ и оценка себестоимости технологических процессов и работ по ремонту и строительству автомобильных дорог, летнему и зимнему их содержанию в Брянском регионе (таблица 1) позволили выявить основные причины высоких издержек:

• низкий уровень механовооруженности технологических процессов 72%;

• морально и физически изношенный машинный парк ˃ 65%;

• фактически полное отсутствие малогабаритной строительно-дорожной техники для ремонта тротуаров и производства ремонтных и строительных работ в стесненных условиях;

• применение устаревших технологий по зимнему содержанию дорог;

• высокая доля ручного труда в общем объеме строительно-ремонтных работ составляющая 28%.

Обновление машинного парка позволит решить не только вопросы качества и безопасности работ, но и снизить себестоимость строительства и ремонта за счет переоснащения производства. Другим резервом повышения механовооруженности и снижение доли ручного труда является внедрения эффективных и производительных машин многоцелевого назначения, предполагающих меньшие эксплуатационные затраты.

Рисунок 1 – Уровень механовооруженности технологических процессов

дорожно-строительных и ремонтных работ

Главной проблемой высоких издержек является также традиционность подходов к выполнению технологических процессов и нежелание внедрения современных технологий строительства дорог, современных материалов (например, литой асфальтобетон), современных технологий ремонта покрытий (например технология микросюрфейсинга), высокая доля ручного труда, применения техники с системами автоматизированного управления и т.д. В то же время высокие издержки создаются низкой производительностью, выбытием техники на ремонт и обслуживание, либо потерями рабочего времени вследствие отсутствия техники и оборудования.

Обследование парков машин брянских предприятий показало, что их структура неоптимальна, отсутствует широкая номенклатура типажей, превалирует техника, отработавшая моторесурс. В структуре машинных парков наиболее существенную долю составляют землеройные и землеройно-транс-портные машины, грузовые автомобили и краны. Так, в строительно-монтаж-ных организациях они составляют 52,7%, в дорожно-строительных организациях − 21,8%, в мелиоративных и водохозяйственных организациях − 56,75%, в жилищно-коммунальных предприятиях − 14,3% (рисунки 2-4). Доля погрузчиков в общем объеме парков машин составляет от 5,9% до 12,5%, а в структуре землеройно-транспортных машин (рисунок 5) достигает 36,8% − в дорожных организа­циях и 22% − в строительно-монтажных фирмах.

Таблица 1 – Показатели стоимости работ по ремонту, строительству и содержанию

автомобильных дорог в Брянском регионе

Вид работ	Ед. измерения	Нормативная стоимость работ	Фактическая стоимость работ, руб.	Отклонение
V летнего содержания
Механизированная уборка дорог от пыли и грязи	100	214,0	425,85	-211,85
Механизированная мойка и поливка дорог	100	178,8	2451,78	-2273
Ручная уборка мусора с элементов автодороги	100	52,6	178,45	-125,85
V зимнего содержания
Очистка дорог от снега плужными снегоочистителями на базе автомобиля	100	88,6	187,36	-98,76
Россыпь противогололедных материалов механизированным способом	1000	880,0	2162	-1282
V по строительству
Восстановление верхних слоев асфальтобетонного покрытия	100	17305,00	26999,00	-9694
Ямочный ремонт дороги с разломкой старого покрытия (укатываемой асфальтобетонной смесью): -глубина до 50 мм -глубиной до 70 мм	100	48600,00 39583,00	57752,00 48771,00	-9152 -9188

Рисунок 2 – Структура парков машин дорожно-строительных и эксплуатационных предприятий

Представительство машин по типоразмерам в структуре парков, характер их ис­пользования специфичны для каждой группы предприятий. В организациях жилищно-коммунального хозяйства (рисунок 3) преобладают машины средних типоразмеров, но малогабаритная техника (миниавтогрейдеры, миникат­ки, миниэкскаваторы, миниасфальтоукладчики) практически отсутствуют. Машины универсального типа в основном представлены гидравлическими экскаваторами, а вот техники многофункционального назначения нет совсем. Другим недостатком существующих парков − узкая линейка машин по типоразмеру. Известно, что согласно действующего в РФ стандарта те же гидравлические экскаваторы 2−7 размерных групп выпускаются с полным набором сменного навесного обрудования в 20 единиц. На практике предприятия используют одноковшовые гидравлические экскаваторы оборудованы 3−4 видами, в частности ковшами (прямая и обратная лопата), бульдо­зерным отвалом, ковшом погрузчика, реже гидромолотом.

Рисунок 3 – Структура парков машин строительно-монтажных организаций

Дорожно-строительные предприятия (рисунок 2) характеризуются наличием в парке машин достаточно узкой номенклатуры (средний и легкий типоразмер), износ которых составляет более 60% (таблица 2). Особенно остро необ­ходимы машины для эффективного уплотнения щебня при устройстве дорожных покрытий, в том числе интенсивно развивающаяся вибрационная уплотняющая техника. Такие ма­шины хорошо зарекомендовали себя, обеспечивая функционирование в систе­ме «вибромашина-грунт», они способны работать в квазирезонансном режиме. Крупные предприятия жилищно-коммуналь-ного хозяйства (типа МУП Жилкомсервис) имеют морально и физически устаревший парк, при этом практически отсутствует ручной механизированный инструмент и нормокомплекты и оборудования для ремонта жилого фонда (рисунок 4). Строительно-монтажные, дорожно-строительные организации и предприятия водохозяйственного строительства более широко оснащены машинами малого, легкого и среднего типоразмеров. Представительство машин тяжелого класса единичное, а новая техника составляет всего 5-15% от общего количества машин в парке.

Так, выполнение тяжелых земляных работ наиболее трудоемких и затратных по издержкам зависит от соответствия типоразмера землеройно-транспортной техники условиям производства работ, достаточного количества машин для организации комплексно-механизированного производства работ, а также технического состояния машин (рисунки 5-8).

Рисунок 4 – Структура парков машин предприятий жилищно-коммунального хозяйства
Рисунок 5 – Структура землеройных и землеройно-транспортных машин в парке строительно-дорожных и эксплуатационных организаций	Рисунок 6 – Структура землеройных и землеройно-транспортных машин в парке строительно-монтажных организаций

Порядок формирования и состояние машинного парка определяет потенциальные возможности организации к росту выполняемых объемов и номенклатуры работ, а значит динамику развития в стратегической перспективе.

Обследование парков машин предприятий в Брянской области показывает, что 65-75% всей имеющейся техники выработали свой технический моторесурс. Анализ изменения технического состояния машин (высокий износ) показал ежегодное снижение их произ­водительности на 4−6% и увеличение сроков технического обслуживания и ре­монта, не эффективную их эксплуатацию. Техническое состояние машин в парке объясняет низкий уровень использования фонда рабочего времени строительной техники, который принято оценивать показателями надежности (коэффициент готовности, коэффициент технического использования), а также технико-экономическими показателями (себестоимость, производительность, удельные приведенные затраты и др.). В то же время содержание большого машинного парка нерационально, так как это влечет за собой рост издержек на эксплуатационные затраты. Неоспоримое преимущество компактного машинного парка-наличие большого количества универсальных машин, а также многофункциональных машин. В результате анализа структуры парков строительно-монтажных, дорожно-монтажных, коммунальных и водохозяйственных предприятий был выявлен острый недостаток машин не просто универсальных, а машин многофункционального назначения, способных обеспечивать адаптацию к изменяющимся условиям работы. Фактиче­ски необходима широкая номенклатура сменного навесного рабочего оборудования к серийно выпускаемой технике.

Таблица 2 – Состояние парка машин брянских строительных организаций

Доля изношенной техники от общего объема парка машин	Предприятия ЖКХ	Дорожно-строительные и эксплуатационные предприятия	Строительно-монтажные предприятия	Водохозяйственные и мелиоративные предприятия
Износ до 25%	5,4 %	5,4 %	8,3 %	4 %
Износ 25-50%	7,3 %	3,3 %	25,4 %	6,3 %
Износ 50-75%	12,3 %	14,1 %	35,0 %	24,3 %
Износ 75-100%	75 %	77,2 %	31,6 %	65,4 %

Рисунок 7 – Структура землеройных и землеройно-транспортных машин в парке

водохозяйственных и мелиоративных предприятий

Многофункциональность современных дорожно-строительных машин (далее СДМ) позволяет минимизировать издержки по содержанию парка строительно-дорожной техники, обеспечить возможность круглогодичного использования машин в дорожном строительстве, а также максимально исключить ручной труд.

Многофункциональные дорожно-строительные машины, получившие широкое распространение в строительстве в отличие от специализированных машин выполняют не одну, а несколько рабочих операций. Они эффективны при выполнении разнородных (многооперационных) работ на строительных объектах, особенно малообъемных, это позволяет сформировать рациональный состав парка СДМ.

Многофункциональность машин достигается за счет оснащения их наборами сменных рабочих органов различного назначения (принцип «парк из одной машины») или навески на машину комплекса постоянных рабочих органов. Широкий набор сменных рабочих органов характерен для одноковшовых и телескопических погрузчиков, одноковшовых экскаваторов, установок для устройства буронабивных свай и др.

Сменные рабочие органы различаются не только по видам выполняемых работ и сложности устройства, но и по способам навески, дополнительным приводным устройствам, времени замены. Одинаковые по назначению сменные рабочие органы навешивают на машины разными способами, что по-разному проявляется в условиях работы.

Рисунок 8 – Двухчелюстной ковш погрузчика ТО-18 многофункционального назначения

Так погрузчик ТО-18 может работать как с обычным ковшом (рисунок 8), так и дополнительно выполнять следующие виды работ:

• бульдозерные, для чего задняя челюсть ковша выполнена в виде отвала бульдозера с режущим ножом. Отвалом можно копать грунт, перемещать его на расстояние до 100 м, разравнивать и планировать поверхности;

• грейферные – захват и перевалка сыпучих и штучных грузов;

• распределение слоями материалов типа песка и щебня, подсыпка и обратная засыпка.

В Брянской государственной инженерно-технологической академии проведены исследования по совершенствованию традиционных и разработке новых технологий и схем организации работ строительными машинами многоцелевого назначения (одноковшовые погрузчики, экскаваторы, бульдозеры и др.). Разработаны и внедряются конструкции сменного навесного рабочего оборудования многоцелевого назначения, проводятся исследования в области автоматизации расчетов ПОС И ППР и интенсификации рабочих процессов строительных машин, определения областей оптимального их использования.

Таблица 3 – Дорожно-строительные машины многофункционального назначения

Технологические операции	Марка машины	Технологические характеристики
1. Копание 2. Погрузка 3. Бульдозерное копание, планировка 4. Грейферная загрузка 5. Распределение, засыпка 6. Грейферный захват	Погрузчик ТО-18	Мощность двигателя, кВт (л.с.) – 95,5 (130) Грузоподъемность фронтального погрузчика, т. – 3,4 Вместимость ковша, куб.м. – 1,6–1,9 Ширина режущей кромки, мм – 2500 Высота разгрузки (при угле разгрузки 45 град., мм – 2800 Вылет режущей кромки (при макс. высоте и угле 45 град., мм –1000
1. Геологические исследования 2. Бурение под микросваи 3. Анкерные крепления и укрепление грунта с помощью технологий струйной цементации jet-grouting	Буровая установка	Мощность двигателя, кВт (л.с.): 119 (162) Макс. крутящий момент Нм: 15,000 Усилие задавливания, Н: 7,000 Усилие извлечения, Н: 7,000 Ширина шасси(макс.), мм: 1,800 Вес, тонн: 8,0
1. Обустройство нефтегазовых месторождений 2. Строительство и ремонт трубо- и газопроводов 3. Дорожно-строительные работы 4. Экскавация грунтов 1-3 категории 5. Погрузка и выгрузка сыпучих материалов 6. Планировка откосов 7. Рытье котлованов 8. Работы на строительстве, 9. Обслуживание инфраструктуры	Экскаватор-планировщик ЭО-43212	Вместимость основного ковша с зубьями, м 0,5 Масса эксплуатационная, т19,5 Наибольшая высота разгрузки, м 5,7 Наибольший радиус копания, м 9,0 Наибольшая глубина копания, м 5,8 Ход телескопирования стрелы, м 3,7

Все вышеперечисленное исключит привлечение на объекты строительства техники, не соответствующей по объемам, условиям выполнения технологических процессов и оптимальному использованию.

Например, погрузчики с двухчелюстным ковшом за счет возможности выполнять бульдозерные операции вытесняют бульдозеры со строительных площадок с небольшими объемами работ. Двухчелюстной ковш при этом также может оснащаться откидным вилочным захватом, а его несложная конструкция существенно расширяет функциональные возможности погрузчиков. Такая машина экономичная в эксплуатации и заменяет несколько машин, что особенно заметно на снижении издержек при выполнении малых объемов разнообразных работ (рисунок 8).

Заключение

Таким образом, в условиях роста объемов жилищного строительства в Брянской области, при реализации национальных проектов доступного жилья, в дорожно-строительной, мелиоративной и водохо­зяйственной подотраслях, выявлена морально и физически устаревшая производственно-технологической инфраструктуры, высокие издержки на содержание машинного парка, дефицит производственных мощностей и средств производства и др. Выход из сложившейся ситуации – модернизация парка машин, их переоснащение сменным навесным рабочим оборудованием, расширение номенклатуры узкоспециализированного оборудования. Необходимо определение оптимальной номенклатуры и типоразмеров машин многофункционального назначения с учетом тенденций развития технологий производимых работ. В конечном итоге это создаст условия для снижения трудоемкости производства работ, простоев техники, эксплуатационных издержек, повышения технико-экономических показателей использования машин.

Литература

1. Матвеев, А.В., Сергеева, Н.Д., Токар, Н.И. Производство малообъемных работ бульдозерами в строительстве [Текст]/А.В. Матвеев, Н.Д. Сергеева, Н.И. Токар. – Брянск, 1999. – 138 с.

2. Матвеев, А.А. Проблемы обеспечения устойчивого развития регионального АПК [Текст]/А.А. Матвеев//Монография. – Брянск, 2011. – 282 с.