где N – количество комплектов в комплексе машин; ti – темп строительства i-го комплекта; tдир – темп строительства комплекса.

Требуемая организационно-технологическая надежность работы i-го комплекта в процентах должна удовлетворять следующему условию

Организационно-технологическая надежность работы автомоби- лей-самосвалов и других вспомогательных машин определяется по формуле

i=1

где N – количество видов вспомогательных машин в комплекте; Пi – производительность вспомогательной машины i-го вида; ni – количество вспомогательных машин i-го вида комплекте.

2.6. Модель надежности технологических процессов

Основной объем строительно-монтажных работ при возведении зданий и сооружений выполняется машинами [4, 5, 51, 52, 58, 140, 223, 224, 230, 231, 250, 305, 311–315, 326]. Соискателем созданы базы данных по строительным машинам и разработана схема формирования комплекта машин для строительства зданий и сооружений [118, 162, 173, 174]. Она приведена на рисунке 2.24.

Формирование вариантов комплектов начинается с расчета потребности в различных видах машин и механизмов. Создается выборка подходящих типоразмеров и показателей машин. С помощью этой выборки формируются допустимые варианты решения.

77

Для каждого варианта формируется выборка возможных отклонений показателей конкретного комплекта при различных условиях производства работ (рисунок 2.24) и рассчитываются значение целевой функции.

Далее для всех факторов выборки определяется их закон распределения и строятся кривые плотности распределения каждого фактора.

Решение задачи заканчивается выбором лучшего варианта комплекта и расчетом для него технико-экономических показателей, с выводом последних на печать.

Описанный выше процесс позволяет оценить эффективность любого комплекта машин. Предложенный алгоритм рекомендуется использовать при выборе комплектов для производства строительно- монтажных работ и других технологических процессов.

Без использования базы технических и экономических показателей машин и механизмов, системы управления строительством сложно определить рациональные области применения комплектов машин [90,

92–94, 99].

В зависимости от заданной продолжительности, объемов работ и сменной эксплуатационной производительности ведущей машины определяется количество ведущих машин

где V – объем работы, м3;

n – количество рабочих смен в сутках;

T – заданная продолжительность работ, сут;

Пс – сменная эксплуатационная производительность ведущей машины,

м3/смен.

Для расчёта организационно-технологической надёжности экскаваторного комплекта разработан алгоритм выбора ведущих и вспомогательных машин для разработки и транспортировки грунта.

2.4.1. Алгоритм расчета экскаваторного комплекта

Сменная эксплуатационная производительность экскаваторного комплекта определяется по формуле [172, 176, 183]

Пс = 60 Tс q Kн pн Kв , (2.61)

Kр pр tц pэк

где q –вместимость ковша, м3; tц– время цикла экскаватора, мин;

Kн – коэффициент наполнения ковша;

Tc – продолжительность смены, ч;

Kр – коэффициент разрыхления грунта;

79

pн, pр, pэк – соответственно доли отклонения от коэффициента разрыхления грунта, коэффициента наполнения ковша и продолжительности цикла экскаватора;

Kв – коэффициент использования по времени.

Вероятностная доля отклонения продолжительности цикла экскаватора от расчётной величины определяется по формуле

где Pэк – максимальный процент отклонения от расчётного времени цикла экскаватора;

m – количество ковшей грунта, загружаемых в кузов автомобиля- самосвала, шт.

Аналогичным образом по формуле (2.62) определяем вероятностную долю отклонения от расчётной для коэффициента наполнения ковша и коэффициента разрыхления грунта.

Количество ковшей грунта в кузове автомобиля-самосвала принимаем минимальным из условия вместимости кузова автомобиля- самосвала

и условия грузоподъёмности автомобиля-самосвала

где Mг – масса грунта в ковше экскаватора, т;

Pат – грузоподъемность автомобиля-самосвала, т; Vкуз – вместимость кузова, м3.

Массу грунта в ковше экскаватора определяем по формуле

где γг – плотность грунта, т/м3.

Количество автомобилей-самосвалов определяем из условия обеспечения непрерывной работы экскаватора с учетом дальности транспортирования грунта

где tат – время цикла транспортного процесса, мин; tпогр – время погрузки автомобиля-самосвала, мин.

80

Время погрузки автомобиля-самосвала определяем по формуле

Vгруж, Vпор – скорость движения груженого и порожнего автомобиля-

самосвала, м/мин;

tразгр – время разгрузки автомобиля-самосвала с учетом установки машины под разгрузку, мин;

tо – время ожидания до начала погрузки, мин;

pат –доля отклонения продолжительности рабочего цикла автомобиля- самосвала.

Длительность оптимального транспортного цикла определяется по

Необходимое количество автомобилей-самосвалов определяем по

где Trunc(x) – функция округления x до ближайшего целого. Время ожидания определяем по формуле

Сменную производительность экскаватора при tо > 0 определяем по формуле 2.62, в противном случае производительность определяем по

Стоимость производства работ экскаваторным комплектом изложена в [299–302] и определятся по формуле

i=1

где Cэк – стоимость работы экскаватора, р./ч; tэк – время работы экскаватора, ч;

81

Cатi – стоимость работы i-го автотранспорта, р./ч;

ti – продолжительность работы i-го автотранспорта, ч;

р.; pсэк, pсат – соответственно доля отклонения от стоимости эксплуатации экскаватора и автомобилей-самосвалов за последние K месяцев их работы.

Стоимость разработки 1000 м3 грунта экскаваторным комплектом определяем по формуле

2.4.2. Алгоритм расчета скреперного комплекта

Сменная эксплуатационная производительность скреперного комплекта определяется по формуле [172, 183]

где q – вместимость ковша, м3;

tц– продолжительность цикла скрепера, мин;

pск –доля отклонения от времени цикла скрепера.

Долю отклонения от расчётной продолжительности цикла скрепера определяем по формуле

где Pск – максимальная доля отклонения от времени цикла скрепера, %; N – количество машин в комплекте, шт.

Масса грунта в ковше скрепера определяем по формуле

где γг – плотность грунта, т/м3.

Время цикла скрепера определяем по формуле

где Lнап, Lгруж, Lразгр, Lпор – расчетная длины: наполнения ковша, перемещения грунта, разгрузки ковша и порожнего хода скрепера, м;

Vнап, Vгруж, Vразгр, Vпор – скорости движения скрепера [106]: при наполнении ковша, груженого, при разгрузке ковша и порожнего,

м/мин;

tдоп – время на развороты и переключение скоростей, мин.

82

Длину пути наполнения ковша определяем по формуле

где bк – ширина захвата ковша, м; hст – средняя толщина стружки, м.

Длину пути разгрузки ковша определяем по формуле

где hотс – толщина отсыпаемого слоя грунта, м.

Стоимость работы скреперного комплекта определяем по формуле

i=1

где Cтт – стоимость работы трактора-толкача, р./ч;

pсск, pстт – соответственно доля отклонения от расчётной стоимости работы скрепера и трактора-толкача за последние K месяцев работы комплекта;

tтт – время работы трактора-толкача, ч;

Cскi – стоимость работы i-го скрепера, р./ч; ti – время работы i-го скрепера, ч.

Стоимость разработки 1000 м3 грунта скреперным комплектом

2.4.3. Модель расчета бульдозерного комплекта

Сменную эксплуатационную производительность бульдозерного комплекта определяем по формуле [172, 183]

где Vотв – объём грунтовой призмы, м3;

Kукл – коэффициент, учитывающий работу бульдозера под уклон; tц– продолжительность цикла бульдозера, мин;

pукл, pб – соответственно доля отклонения коэффициента работы под уклон и времени цикла бульдозера.

Объём грунтовой призмы определяем по формуле

где B, H – длина и высота отвала, м;

Kпр – коэффициент наполнения геометрического объёма грунтовой призмы;

pпр – доля отклонения от коэффициента наполнения геометрического объёма грунтовой призмы.

83