2.7. Моделирование организационно-технологической надежности работы комплектов машин для производства бетонных работ

Общая схема формирования комплектов машин для производства бетонных работ приведена на рисунке 2.8.

Ввод исходных данных для формирования комплектов машин и механизмов

Создание технологических схем, карт и проектов производства бетонных работ

Рисунок 2.8. Схема формирования комплекта машин и механизмов для проведения бетонных работ

81

2.7.1. Модель подбора бетоносмесителей

Имеются две категории бетоносмесительных установок для приготовления бетонной смеси: цикличного и непрерывного действия. Цикличный процесс приготовления смеси состоит из ряда последовательно чередующихся операций: дозирования исходных материалов, подача их в смеситель, перемешивание и выгрузка готового замеса. В установках непрерывного действия операции дозирования, перемешивания и выдачи готовой смеси совмещены во времени.

Kвн ≤ Kв ≤ Kвк ,

Цн ≤ Ц ≤ Цк ,

Кн ≤ К ≤ Кк ,

Мн ≤ М ≤ Мк ,

Вн ≤ В ≤ Вк ,

γцон ≤ γцо ≤ γцок ,

γкон ≤ γко ≤ γкок ,

γмон ≤ γмо ≤ γмок , tзагрн ≤ tзагр ≤ tзагрк , tперн ≤ tпер ≤ tперк , tвыгрн ≤ tвыгр ≤ tвыгрк ,

tпбн ≤ tпб ≤ tпбк ,

где n – количество проектировок; Vзагр − объем загрузки, м3;

Vзам − объем замеса, м3;

Квых − коэффициент выхода бетонной смеси, при отсутствии точных данных следует принимать равным 0,6...0,7;

tц − время цикла, с;

γц − плотность цемента, т/м3;

82

γк − плотность крупного заполнителя, т/м3;

γм − плотность мелкого заполнителя, т/м3;

равномерно распределенные случайные величины:

Tc – продолжительность смены, ч;

Kв – коэффициент использования бетоносмесителя по времени в течение рабочего дня; Ц − расход цемента, кг/м3;

К − расход крупного заполнителя, кг/м3; М − расход мелкого заполнителя, кг/м3; В − расход воды, л/м3; γцо − объемная масса цемента, т/м3;

γко − объемная масса крупного заполнителя, т/м3; γмо − объемная масса мелкого заполнителя, т/м3; tзагр − время загрузки бетоносмесителя, с;

tпер − время перемешивания бетонной смеси, с; tвыгр − время выгрузки бетонной смеси, с;

tпб − время подъема барабана, с.

диапазоны изменения случайных величин:

тонной смеси, с;

83

tвыгрн и tвыгрк – минимальное и максимальное время выгрузки бетонной смеси, с;

tпбн и tпбк – минимальное и максимальное время подъема барабана, с.

При отсутствии точных данных время загрузки пpинимается равным 20 с, время выгрузки бетонной смеси принимается равным 10 с, время подъема барабана принимается равным 10 с.

Продолжительность смешивания компонентов бетонной смеси на плотных заполнителях в стационарных цикличных смесителях:

−принудительного действия всех типов принимается 50 с;

−гравитационного действия для подвижных смесей приведена в таблице 2.40.

Таблица 2.40. Рекомендуемая продолжительность смешивания бетонной смеси на плотных заполнителях в гравитационных смесителях

Проведенные соискателем исследования позволили выявить основные факторы, влияющие на ОТН работы бетоносмесителей (таблица

2.41).

Таблица 2.41. Факторы, влияющие на ОТН работы бетоносмесителей

84

2.7.2. Модель транспортировки бетонной смеси

Vгружн ≤Vгруж ≤Vгружк ,

Vпорн ≤Vпор ≤Vпорк ,

Tсн ≤ Tс ≤ Tск ,

Kвн ≤ Kв ≤ Kвк , tбсн ≤ tбс ≤ tбсн ,

tразгрн ≤ tразгр ≤ tразгрк ,

γбсн ≤ γг ≤ γбск ,

где n – количество проектировок;

tат – время цикла транспортного процесса, с;

tат* – время цикла транспортного процесса при времени ожидания рав-

ном нулю, с;

tо – время ожидания погрузки, с;

85

N – необходимое количество автотранспорта, исходя из условия обеспечения непрерывной работы ведущей машины-бетоносмесителя и дальности возки бетонной смеси;

Vкуз – вместимость кузова автотранспорта, м3; Pат – грузоподъемность автотранспорта, т;

Trunc – функция округления до ближайшего минимального целого числа;

равномерно распределенные случайные величины:

Tc – продолжительность смены, ч;

Kв – коэффициент использования машины по времени, учитывающий

неизбежные внутрисменные простои, вызванные технологией и организацией работы машин;

Vзам − объем замеса, м3;

m – число замесов, загружаемых в кузов автотранспорта, шт.;

Lгруж, Lпор – расчетное расстояние перемещения бетонной смеси и дли-

на пути порожнего хода автотранспорта, км;

Vгруж, Vпор – скорость движения груженого и порожнего автотранспор-

та, км/ч;

tразгр – время разгрузки автотранспорта с учетом установки машины под

разгрузку, с;

tбс – продолжительность цикла бетоносмесителя, с;

γбс – объемная плотность бетонной смеси, т/м3;

диапазоны изменения случайных величин:

Tсн и Tск – минимальная и максимальная продолжительность смены, ч;

Kвн и Kвк – минимальный и максимальный коэффициент использования машины по времени;

Lнгруж и Lкгруж – минимальное и максимальное расстояние перемещения грунта автомобилем-самосвалом, м;

Lнпор и Lкпор – минимальная и максимальная длина пути порожнего хода самосвала, м;

Vгружн и Vгружк – минимальная и максимальная скорость движения груженого автотраспорта, м/с;

Vпорн и Vпорк – минимальная и максимальная скорость движения порожнего автотраспорта, м/с;

Tсн и Tск – минимальная и максимальная продолжительность смены, ч;

Kнн и Kнк – минимальный и максимальный коэффициент наполнения ковша;

86

Kвн и Kвк – минимальный и максимальный коэффициент использования машины по времени;

Kрн и Kрк – минимальный и максимальный коэффициент разрыхления грунта;

tбсн и tбск – минимальная и максимальная продолжительность цикла бетоносмесителя, с;

tразгн и tразгк – минимальная и максимальная продолжительность разгрузки автотранспорта, с; γбсн и γбск – минимальная и максимальная плотность бетонной смеси,

т/м3.

Проведенные соискателем исследования позволили выявить основные факторы, влияющие на ОТН работы автобетоносмесителей, автобетоновозов и самосвалов (таблица 2.42).

Таблица 2.42. Факторы, влияющие на ОТН работы автотранспорта

2.7.3. Уплотнение бетонной смеси

От уплотнения бетонной смеси в основном зависит плотность и однородность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.

Погружение глубинного вибратора в бетонную смесь должно обеспечивать углубление его в ранее уложенный слой на 5–10 см. Для обеспечения качественного уплотнения и проработки примыкающего слоя свежеуплотненного бетона в месте контакта с ранее уложенным рекомендуется глубинные вибраторы устанавливать с наклоном под углом 30–35 градусов к горизонту для увеличения их производительности. Шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превышать

87

полуторного радиуса их действия. Толщина уплотняемого слоя не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора.

E = (po + pст )2 ,

П

tц = tвиб + tпер

где n – количество проектировок; Rв − радиус действия вибратора, см;

Emax − максимальная относительная деформация смеси; α − коэффициент затухания, см-1; ω− угловая частота колебаний, рад/с;

E − модуль упругости, МПа;

tат – время цикла вибратора, с; равномерно распределенные случайные величины:

Tc – продолжительность смены, ч;

Kв – коэффициент использования катка по времени в течение рабочего

дня, равен 0,8…0,95 в зависимости от квалификации обслуживающего персонала, технического состояния машины и организации работ;

h – толщина прорабатываемого слоя, см; p − плотность смеси, кг/м3;

П − пористость смеси, %;

pо, pст − соответственно атмосферное и статическое давление на смесь, МПа;

tвиб – время вибрирования, с;

tвиб – время перестановки вибратора, с;

диапазоны изменения случайных величин:

Tсн и Tск – минимальная и максимальная продолжительность смены, ч;

Kвн и Kвк – минимальный и максимальный коэффициент использования машины по времени;

88