1.3. Классификация строительных машин
Строительные машины могут быть классифицированы по следующим признакам.
1. По режиму работы различают машины цикличного и непрерывного действия.
Машины цикличного действия работают отдельными порциями – циклами со значительным промежутком времени между ними. Например, одноковшовый экскаватор, бетоносмеситель, грузоподъемный кран.
Машины непрерывного действия выдают продукцию непрерывно сплошным потоком или отдельными порциями с незначительным промежутком времени между ними. Например, ленточные конвейеры, многоковшовые экскаваторы.
2. По технологическому признаку машины подразделяются по видам работ на классы: подъемно-транспортные, для земляных работ и т.д. Классы, в свою очередь, подразделяются на группы по видам рабочего процесса: землеройные, землеройно-транспортные и т.д., и, наконец, группы делятся на типы в зависимости от конструкции отдельных узлов: экскаваторы «прямая», «обратная» лопаты, драглайн и т.д.
3. По виду основного привода подразделяются на машины с механическим, гидравлическим, электрическим, пневматическим и комбинированным приводами (дизель-электрический, дизель-гидравлический, а по сути, механо-электрический, механо-гидравлический).
4. По степени мобильности (подвижности) различают машины стационарные и подвижные, которые могут быть самоходными, прицепными и полуприцепными.
5. По виду ходового оборудования различают подвижные машины на гусеничном, колесном и шагающем ходу. Колесный ход, в свою очередь, подразделяется на рельсовый и пневмоколесный (автомобильный, спецшасси автомобильного и собственно пневмоколесного типа).
6. По виду рабочего органа машины бывают со специализированными и сменными рабочими органами.
1.4. Основы индексации машин
Под индексацией (маркировкой) машин понимают структуру индекса (марки), обозначающего машину и отражающего ее основные характеристики. Структура марки состоит из буквенной и цифровой составляющих.
Буквы обозначают принадлежность машины к группе. Например, ДП – машины для подготовительных работ и разработки мерзлых грунтов, ЭО – экскаваторы одноковшовые универсальные, ДЗ – землеройно-транспортные машины, КБ – краны башенные, ТЛ – лебедки, КС – краны стреловые самоходные.
Цифровая часть марки содержит информацию о технической характеристике машины. Полнота ее различна для разных машин. Наиболее полно она представлена для КБ, КС и ЭО (ЭО – 3322Б, КС – 4362, КБ – 403 А). Для большинства остальных групп машин цифры обозначают порядковый номер регистрации в государственном реестре.
Следует отметить, что приведенной индексации машин придерживается только ОАО «Стройдормаш» (бывшее «Минстройдормаш»), выпускающее большинство машин строительного назначения в нашей стране.
1.5. Категории производительности строительных машин
Под производительностью машины понимают количество доброкачественной продукции в натуральных единицах измерения (м3, т, шт. и т.д.), произведенное машиной в единицу времени (час, смену, год). Синонимом производительности является выработка.
Различают следующие категории производительности машин: теоретическую (конструктивно-расчетную), техническую и эксплуатационную.
Теоретическая производительность рассчитывается за 1 час непрерывной работы при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузках в условном материале, т.е. на холостом ходу с имитацией рабочего процесса. Используется только на стадии проектирования.
Техническая производительность рассчитывается в конкретных условиях производства за 1 час непрерывной работы. Это максимально возможная производительность машины в реальных условиях. Используется только при анализе работы машины сравнением с фактической производительностью. Конкретные условия работы учитывают введением специальных коэффициентов, например, для категории (вида) грунта, его разрыхляемости при разработке, степени заполнения грунтом ковша, способа его разгрузки – в отвал на берму выемки или в кузов транспортного средства и т.д.
Эксплутационная производительность рассчитывается с учетом конкретных условий производства и перерывов в работе (простои не учитываются) чаще всего за час, смену и год работы.
Перерывы в работе могут быть конструктивно-техническими и технологическими. Первые целиком связаны с конструкцией машины и необходимостью ухода за ней – смазка, чистка, смена рабочего органа, заправка водой, топливом и т.д. Вторые определяются технологией работ: передвижка машины в рабочей зоне, зачистка рабочего места, ожидание при смене транспортных средств, отдых машиниста и т.д.
Формулы расчета и переход от одной категории производительности к другой представлены в табл. 1.
Т а б л и ц а 1
Категории производительности машин
Режим работы машины, характер продукции |
Категории производительности |
|
Теоретическая |
Техническая |
|
Цикличного действия, циклами, кг, шт., м3 |
, м3/ч.; кг/ч. |
, м3/ч.; кг/ч. |
Непрерывного действия, сплошным потоком, кг, м3 |
, м3/ч. ,
кг/ч. |
–»–
|
Непрерывного действия, отдельными порциями кг, м3, шт. |
, м3/ч.; кг/ч. |
–»–
|
В табл. 1: n – число циклов работы за 1 ч.;
кТ – коэффициент, учитывающий конкретные условия производства;
кВ – коэффициент использования машины по времени (учитывает перерывы в работе);
к – поправочный коэффициент, зависящий от единицы измерения скорости движения рабочего органа v;
F – площадь поперечного сечения потока материала, в м2;
– плотность материала, кг/м3;
q – масса, объем, порции (штуки) груза, кг, м3, шт.;
s – расстояние между порциями груза, м;
tЦ – продолжительность цикла, ч., мин, с.;
, , .
к = 1 при скорости v в м/ч., к = 60 при скорости v в м/мин, к = 3600 при скорости v в м/с.
Сменная эксплуатационная производительность машины (кг/см; м3/см):
,
где tСМ – продолжительность смены: 6,83 ч при шестидневной рабочей неделе и 8,2 ч. при пятидневной;
кВ – коэффициент использования машины по времени в течение смены;
кВ = (tСМ - tП)/tСМ < 1;
tП – продолжительность перерывов в работе, ч.
По данным ЦНИИОМТП коэффициент перехода от технической (паспортной) производительности машины к эксплутационной составляет всего 0,4.
Годовая планово-расчетная эксплутационная производительность машины (м3/г, кг/г) определяется по формуле:
,
где ТД, ТК – действительное и календарное число смен работы машины за год;
кв.г. – коэффициент использования машины по времени в течение года, учитывает организационные перерывы (время ремонта, переброски машины с объекта на объект, уменьшение продолжительности смены в предпраздничные дни и т.д.) и климатические условия (низкая отрицательная температура воздуха, снежные бури, сильные ветры и т.д.).