2170
.pdf
Рис. 2. Зависимость эксплуатационной сменной производительности скрепера от дальности транспортирования и категории грунта
Лабораторная работа № 3
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАШИН, ВХОДЯЩИХ В СИСТЕМУ «ЭКСКАВАТОР– САМОСВАЛ»
Цель работы – выбрать и обосновать рациональный состав системы «экскаватор– самосвал» на основе сравнения техникоэкономических показателей ее работы.
Экскаватор – это самоходная землеройная машины с ковшовым рабочим оборудованием, предназначенная для разработки грунтов и горных пород с перемещением их на сравнительно небольшие расстояния в отвал или в транспортные средства.
Транспортировка грунта производится различными транспортными средствами, каждое из которых имеет свою рациональную дальность транспортирования.
Основными преимуществами использования на перевозке грунта автомобилей-самосвалов являются: малая трудоёмкость устройства землевозных дорог, возможность работы на дорогах сложного профиля с достаточно большими подъёмами и спусками, а также работа в стеснённых условиях.
Для обеспечения полного использования грузоподъёмности ав- томобилей-самосвалов необходимо соответственно их тоннажу подбирать погрузочные средства с целью сокращения времени под по-
20
грузкой. Ориентировочно грузоподъёмность можно определить из следующего выражения
|
|
|
|
GТ |
= (4 ¸10) × q × ρ , |
|
(1) |
||||
где GТ – грузоподъёмность транспортного средства, т; q – |
вмести- |
||||||||||
мость ковша экскаватора, м3; ρ – |
плотность грунта в ковше, т/м3. |
||||||||||
Эксплуатационная сменная производительность транспортного |
|||||||||||
средства в смену (т/см) |
определяется по формуле |
|
|||||||||
Э |
ТСМ × G × КГ × КВ |
|
|
||||||||
ПСМ = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(2) |
tПГ + |
|
L |
|
+ |
|
L |
+ tРГ + ∑ t |
||||
|
|
|
|
|
|||||||
ν ГР |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
ν ХХ |
|
|
|||||
где ТСМ – продолжительность рабочей смены, ч; – грузоподъёмность |
|||||||||||
транспортного средства, т; tПГ, |
tРГ – соответственно время простоя |
||||||||||
машины под погрузкой и разгрузкой, ч; L – средняя дальность транс- |
|||||||||||
портирования груза, км; υГР, υХХ – |
|
соответственно скорость движения |
|||||||||
груженого и порожнего транспортного средства; Σt – |
время на манев- |
|||
ры машины и переключение передач, ч. |
|
|
||
|
Коэффициент использования грузоподъёмности зависит от вида |
|||
перевозимого материала (см. табл.1). |
|
|
||
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
Значения коэффициента использования грузоподъемности КГ |
|||
|
|
|
|
|
|
Класс груза |
Вид транспортируемого материала |
|
КГ |
|
|
|
|
|
|
|
Сыпучие материалы (щебень, песок, гра- |
|
|
|
|
вий, шлак, грунт, цемент, минеральный по- |
|
|
|
1 |
рошок, металлопрокат (балки, рельсы, тру- |
|
1,0 |
|
|
бы), цементо- и асфальтобетонные смеси, |
|
|
|
|
растворы, лесоматериалы, кирпич) |
|
|
|
2 |
Зола, известь |
|
0,8 |
|
3 |
Листовая сталь, снег |
|
0,6 |
|
4 |
Опилки, торф, камыш, мох, дёрн |
|
0,4 |
|
|
|
|
|
Время нормированного простоя под погрузкой и разгрузкой разделяется на основное (выполнения погрузоразгрузочных работ в пределах установленных норм) и дополнительное (заезды, взвешивание, пересчёт, лабораторный анализ груза).
21
Основные нормы простоя при выполнении погрузоразгрузочных работ устанавливают в зависимости от способа их производства и грузоподъёмности транспортных средств.
Продолжительность простоя автомобилей-самосвалов под погрузкой и разгрузкой сыпучих материалов приведена в табл. 2.
Таблица 2
Нормы простоя автосамосвалов (мин) под погрузкой-разгрузкой сыпучих материалов (грунт, песок, щебень, гравий и т.д.)
Грузоподъём- |
|
3 |
Продолжи- |
ность автомоби- |
Вместимость ковша экскаватора, м |
тельность раз- |
|
ля, т |
до 1 |
от 1 до 2 |
грузки, мин |
|
|
|
|
1,5-2,25 |
2 |
– |
1-2 |
2,25-4,5 |
2-4 |
2-3 |
1,5-2,5 |
4,5-7,0 |
4-7 |
3-4 |
2-3 |
7,0-10,0 |
10-12 |
3-5 |
3-6 |
|
|
|
|
Эксплуатационную сменную производительность |
экскаватора |
|||
можно определить по ЕНиР № 2 §Е2-1-9 по формуле |
|
|||
П Э |
= |
ТСМ ×VН × K В |
, |
(3) |
|
||||
СМ |
|
НВ |
|
|
|
|
|
||
где ТСМ – продолжительность рабочей смены экскаватора, ч; VН – нормативный объем, м3; K В – коэффициент использования экскаватора по времени; НВ – норма времени, ч.
Для оценки эффективности использования машин в системе «экскаватор– самосвал» необходимо выполнить сравнение техникоэкономических показателей, приведенных к единице продукции: стоимость производства работ Се, трудоемкость Ае, энергоемкость Эе, металлоемкость Ме и удельно-приведенные затраты ZУД.
Стоимость производства работ, затрачиваемых на производство единицы продукции, руб./м3, определяется по формуле
где H –
1); СМСi
|
|
n |
|
|
|
|
|
Н × ∑ СМСi |
× ni |
|
|
Се |
= |
i =1 |
|
, |
(4) |
t |
|
||||
|
|
|
|
|
|
накладные расходы предприятия (в расчете принимаем H = |
|||||
– стоимость машиносмены i-й машины, руб.; ni – |
требуемое |
||||
количество машиносмен i-й машины для выполнения заданного темпа работ; t – темп выполнения работ, м3/см.
22
Стоимость машиносмены определяется по СНиПу IV-3-82:
СМС = C1 + C2 + C3 , |
(5) |
где C1 – затраты первой группы, в которую входят единовременные затраты, выполняемые до начала эксплуатации машины (доставка, монтаж) руб.; C2 – затраты второй группы, в которую входят аморти-
зационные отчисления, на капитальный ремонт, а также затраты на содержание и ремонт вспомогательных устройств (путей и дорог в пределах рабочей зоны); C3 – затраты третьей группы, связанные с
эксплуатацией машин и включающие заработную плату операторов машин, затраты на ГСМ, стоимость ТО и Р.
Темп выполнения работ определяется по формуле
|
|
t = |
VO |
|
|
, |
(6) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
N РД |
× kсм |
|
|||
где V |
– общий объем работ, м3; N |
РД |
– количество рабочих дней в |
|||||
O |
|
|
|
|
|
|
||
сезоне; |
kсм – |
коэффициент сменности. |
|
|
|
|
||
Количество рабочих дней в сезоне определяется по формуле |
|
|||||||
|
|
N РД = NO + N ВЫХ + N ПР + N МУ , |
(7) |
|||||
где NO |
– общее количество дней; |
|
NВЫХ – количество выходных |
|||||
дней; N ПР – |
количество праздничных дней; NМУ – количество нера- |
|||||||
бочих дней по метеоусловиям (см. табл. 4).
Трудоемкость единицы продукции – это затраты физического труда операторов на производство единицы продукции, чел·ч/м3 . Этим показателем оценивается количественный состав рабочих, занятых на основных и вспомогательных работах.
|
|
|
n |
× ni |
|
|
|
|
TСМ × ∑ Аi |
|
|||
Aе |
= |
|
i =1 |
|
, |
(8) |
|
t |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
где TСМ – продолжительность рабочей смены, ч; Аi – |
количество |
|||||
операторов, управляющих i-й машиной.
Энергоемкость единицы продукции показывает расход мощности средств механизации на производство единицы продукции, кВт·ч/м3
|
|
|
n |
× ni |
|
|
|
|
TСМ × ∑ Ni |
|
|||
Nе |
= |
|
i =1 |
|
, |
(9) |
|
t |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
23
где |
Ni |
– |
мощность силовой установки i-й машины, |
входящих в |
|||
комплект, кВт. |
|
|
|
||||
|
Металлоемкость единицы продукции показывает, какая часть |
||||||
массы i-й машины приходится на единицу продукции, т/м3 |
|||||||
|
|
|
|
n |
× ni |
|
|
|
|
|
|
∑ mi |
|
||
|
|
|
M е = |
i =1 |
|
, |
(10) |
|
|
|
t |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
mi |
– |
масса i-ой машины, входящих в комплект, т. |
|
|||
Удельные приведенные затраты на производство единицы продукции определяются по формуле
ZУД = Сe + EH × KУД , |
(11) |
где ZУД – приведенные затраты на производство единицы продукции, руб./м3; Сe – стоимость производства работ на единицу продукции, руб./м3; EH – нормативный коэффициент эффективности, EH =0,15– 0,17; KУД – удельные капитальные затраты, отнесённые к единице
продукции, руб./м3.
Удельные капитальные затраты определяются по формуле
|
|
n |
× ni |
|
|
|
|
a × ∑ Цi |
|
||
КУД |
= |
i =1 |
|
, |
(12) |
Vo |
|
||||
|
|
|
|
|
|
где a – коэффициент, учитывающий расходы по первоначальной доставке машины от завода изготовителя, a = 1,05–1,07; Цi – отпускная
цена i-й машины, тыс. руб.
Определение годового экономического эффекта основывается на сопоставлении приведенных затрат по двум различным вариантам системы «экскаватор– самосвал».
Годовой экономический эффект определяется по следующей зависимости
Э |
Г |
= (Z1 |
- Z 2 |
) ×V , |
(13) |
|
УД |
УД |
O |
|
где ZУД1 – удельные приведённые затраты по первому составу машин, руб./м3; ZУД2 – удельные приведённые затраты по второму составу машин, руб./м3; VO – общий объем работ, м3.
При выполнении лабораторной работы марку экскаватора и самосвала, общий объем работ, дальность транспортирования и категории грунта необходимо выбирать из табл. 3 в соответствии с номером варианта.
24
Коэффициент использования экскаватора по времени в течение рабочей смены в зависимости от типа разрабатываемого грунта принимать по [4, прил. 3].
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
Исходные данные для расчета |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Район |
Категория |
Объем |
|
Дальность |
Марка |
Марка |
вари- |
3 |
транспорти- |
|||||
анта |
строительства |
грунта |
работ, м |
|
рования, км |
экскаватора |
самосвала |
1 |
Алтайский край |
1 |
70000 |
|
10,12,14,16 |
ЭО-3323А |
МАЗ-5549 |
|
|
|
|
|
|
ЭО-3322А |
|
2 |
Брянская |
3 |
85000 |
|
5,7,9,11 |
ЕК-18 |
КрАЗ-256Б |
область |
|
ЭО-4321 |
|||||
3 |
Московская |
2 |
65000 |
|
10,15,20,25 |
ЕТ-25 |
ЗИЛ-4545 |
область |
|
ЭО-5122 |
|||||
4 |
Омская |
2 |
90000 |
|
20,30,40,50 |
ЭО-5126 |
МАЗ-5551 |
область |
|
ЭО-4121А |
|||||
|
Курганская |
1 |
80000 |
|
8,10,12,14 |
ЭО-4121А |
КамАЗ- |
|
область |
|
|
|
|
ЭО-3322Б |
45143 |
6 |
Новосибирская |
2 |
60000 |
|
23,27,31,35 |
ЕК-12 |
КамАЗ- |
область |
|
ЭО-4321 |
55111 |
||||
7 |
Владимирская |
3 |
85000 |
|
15,20,25,30 |
ЕК-270 |
Урал-63685 |
область |
|
ЭО-3322В |
|||||
8 |
Красноярский |
1 |
100000 |
|
2,4,6,8 |
ЭО-5116 |
МАЗ- |
край |
|
ЭО-5122 |
452831 |
||||
|
|
|
|
|
|||
9 |
Воронежская |
2 |
95000 |
|
25,35,45,55 |
ЭО-4326 |
КрАЗ-6510 |
|
область |
|
|
|
|
ЕТ-25 |
|
10 |
Краснодарский |
3 |
110000 |
|
12,16,20,24 |
АТЕК-781 |
ЗИЛ-45085 |
край |
|
АТЕК-881 |
|||||
Таблица 4
Средние сроки продолжительности строительного сезона при возведении земляного полотна
|
|
Строительный сезон |
||
Регион |
|
|
Количество |
|
Начало |
Окончание |
нерабочих дней по |
||
|
||||
|
|
|
метеоусловиям |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Алтайский край |
1.05 |
12.10 |
4 |
|
Брянская область |
21.04 |
1.11 |
12 |
|
Московская область |
24.04 |
20.10 |
13 |
|
Омская область |
5.05 |
8.10 |
5 |
|
Курганская область |
3.05 |
10.10 |
15 |
|
25
|
|
|
Окончание табл. 4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Новосибирская область |
7.05 |
7.10 |
7 |
Владимирская область |
24.04 |
20.10 |
13 |
Красноярский край |
20.05 |
1.10 |
15 |
Воронежская область |
15.04 |
3.11 |
10 |
Краснодарский край |
20.03 |
1.12 |
15 |
После определения технико-экономических показателей двух вариантов системы «экскаватор– самосвал» полученные результаты расчета необходимо представить в виде графиков (рис. 1-5) и сформулировать выводы по работе.
Рис. 1. Зависимость стоимости работ на производство единицы продукции от дальности транспортирования грунта
26
Рис. 2. Зависимость трудоемкости единицы продукции от дальности транспортирования грунта
Рис. 3. Зависимость энергоемкости единицы продукции от дальности транспортирования грунта
27
Рис. 4. Зависимость металлоемкости единицы продукции от дальности транспортирования грунта
Рис. 5. Зависимость удельноприведенных затрат от дальности транспортирования грунта
28
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
Технические характеристики экскаваторов |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка |
|
Объем 3 |
|
Масса, |
|
Мощность |
|
||||
|
|
|
|
двигателя, |
|
|||||||
|
экскаватора |
ковша, м |
|
|
|
т |
|
|
кВт |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
||
|
ЭО-3323А |
|
0,65 |
|
|
12,4 |
|
59,6 |
|
|||
|
ЭО-3322А |
|
0,4 |
|
|
14,5 |
|
59 |
|
|||
|
ЕК-18 |
|
0,65 |
|
|
18 |
|
77,3 |
|
|||
|
ЭО-4321 |
|
0,4 |
|
|
19,2 |
|
59 |
|
|||
|
ЭО-5122 |
|
1,6 |
|
|
35,8 |
|
125 |
|
|||
|
ЕТ-25 |
|
1,25 |
|
|
26,5 |
|
110 |
|
|||
|
ЭО-5126 |
|
1,25 |
|
|
32 |
|
132 |
|
|||
|
ЭО-4121А |
|
0,65 |
|
|
19,2 |
|
95 |
|
|||
|
ЭО-3322Б |
|
0,5 |
|
|
14,5 |
|
59 |
|
|||
|
ЕК-12 |
|
0,5 |
|
|
12,85 |
|
59,6 |
|
|||
|
ЭО-4321 |
|
0,65 |
|
|
19,2 |
|
59 |
|
|||
|
ЕК-270 |
|
0,4 |
|
|
29 |
|
132 |
|
|||
|
ЭО-3322В |
|
0,63 |
|
|
14,5 |
|
59 |
|
|||
|
ЭО-5116 |
|
1,6 |
|
|
32 |
|
125 |
|
|||
|
ЭО-5122 |
|
1,25 |
|
|
35,8 |
|
125 |
|
|||
|
ЭО-4326 |
|
0,63 |
|
|
24,5 |
|
147 |
|
|||
|
ЕТ-25 |
|
1,25 |
|
|
26,5 |
|
110 |
|
|||
|
АТЕК-781 |
|
1,6 |
|
|
31,5 |
|
123,8 |
|
|||
|
АТЕК-881 |
|
0,65 |
|
|
20 |
|
73,6 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
Технические характеристики автосамосвалов |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Марка |
Скорость |
Скорость |
|
|
Масса, |
|
Мощность |
|||||
порожнего, |
груженого, |
|
|
двигателя, |
||||||||
автосамосвала |
км/ч |
км/ч |
|
|
т |
|
кВт |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
МАЗ-5549 |
75 |
|
65 |
|
|
|
7,225 |
|
132 |
|
||
КрАЗ-256Б |
68 |
|
55 |
|
|
|
10,85 |
|
176 |
|
||
ЗИЛ-4545 |
85 |
|
68 |
|
|
|
5 |
|
|
150 |
|
|
МАЗ-5551 |
83 |
|
70 |
|
|
|
6,23 |
|
|
132 |
|
|
КамАЗ-45143 |
85 |
|
70 |
|
|
|
9,205 |
|
165 |
|
||
КамАЗ-55111 |
80 |
|
65 |
|
|
|
9,05 |
|
|
176 |
|
|
Урал-63685 |
90 |
|
80 |
|
|
|
13,35 |
|
220 |
|
||
МАЗ-452831 |
80 |
|
60 |
|
|
|
13,45 |
|
176 |
|
||
КрАЗ-6510 |
70 |
|
55 |
|
|
|
11,3 |
|
|
176 |
|
|
ЗИЛ-45085 |
85 |
|
70 |
|
|
|
4,05 |
|
|
110 |
|
|
29