1.4 Розрахунок тривалості різання та переміщення ґрунту для двох варіантів механізації процесу.

При відстані переміщення ґрунту 95.90 м можна використати для різання та переміщення грунту при плануванні площадки бульдозери або скрепери. Нами прийнято для першого варіанту - бульдозери, а для другого варіанту - скрепери.

Варіант 1. Розробка ґрунту бульдозерами.

Оскільки у завданні не має директивного терміну виконання робіт, то приймаємо бульдозер любого класу потужності, наприклад, Д-521 на базі трактора Т-180 з розмірами відвала а=3,92 м , Н=1,35 м .

Змінна експлуатаційна продуктивність бульдозера, м³ за зміну визначається за формулою:

(18)

де С=8годин — тривалість зміни; V - об'єм ґрунту у щільному тілі, зрізаного відвалом, м³; k₃ - коефіцієнт збереження ґрунту під час його переміщення; k_ух - коефіцієнт впливу ухилу рельєфу де працює бульдозер; k_в - коефіцієнт використання бульдозера у часі; t_ц - тривалість циклу бульдозера, с.

Об'єм ґрунту у щільному тілі, зрізаного відвалом, м³: (19)

де a - довжина відвала, м; Н - його висота, м; - кут природного відкосу ґрунту;

К_р - коефіцієнт розпушування ґрунту.

При значеннях a=3,92 м; H=l,35 м; К_р=1,15 ; tg =0,58 при =30° маємо :

Тривалість циклу, с :

(20)

де - час відповідно різання, переміщення, зворотнього руху та повороту, с.

Величини обчислюють за формулою, с:

(21)

де 3,6 — переведення одиниць 1 км/год в м/с; L - довжина шляху відповідно різанню, переміщеійно та зворотному шляху, м ; К_а — коефіцієнт, що враховує прискорення, уповільнення, перемикання передач, підйом і спуск відвала; приймаємо К_а =1,5 ; U - швидкість руху, км/год, яка залежить від вимкненої на тракторі передачі (різання і переміщення ведуться на першій передачі, повернення порожняком - на третій та четвертій передачі, або заднім ходом).

Довжина різання при товщині стружки h=0,2 м і клиноподібному способі різання, м :

(22)

Грунт розробляють човниковим способом без повернення бульдозера

(=0).

Для визначення середнього ухилу, з яким працює бульдозер, нами на рисунку 5 графічним методом визначені центри виїмки та насипу. Ці точки перенесені на рисунок 3 для визначення їх чорних та проектних відміток.

Середній ухил, з яким працює бульдозер 0,025 м.

У відповідності до цього ухилу з довідників приймаємо Кух=1,2

Тривалість циклу бульдозера

Швидкість переміщення=2,86 м/с; _3B= 9,46м/с.

Коефіцієнт збереження ґрунту під час транспортування:

; де =95,9м - відстань переміщення ґрунту.

Продуктивність бульдозера при К_в=0,8

.

Тривалість роботи бульдозера рівна:

Варіант 2. Розробка грунту скреперами.

Для розробки грунту приймаємо причіпний скрепер Д-213А з тягачем Т-100м.

Змінна експлуатаційна продуктивність скрепера в м³ визначається за формулою:

(23)

де q - місткість ковша скрепера, м³; для Д-213А q=10 м⁵; К_в=0,8 - коефіцієнт використання скрепера у часі;

(24)

де К_н - коефіцієнт наповнення ковша пухким ґрунтом, приймається з довідників, в залежності від виду грунту.

Тривалість циклу скрепера, с : (25)

де - час, відповідно: завантаження ковша, вантажного та порожнього ходів скрепера, розвантаження скрепера та повороту, с.

Тривалість окремих елементів циклу, с: (26)

де L — відстань, яку проходить скрепер при виконанні окремих елементів циклу, м; - швидкість руху взято із довідників, км/год. При цьому вантажний хід виконують по горизонтальній і укатаній поверхні на четвертій передачі, по розпушеній поверхні з підйомом - на третій передачі; повернення порожняком -на четвертій передачі.

Тривалість вантажного та порожнього ходів розраховують, маючи на увазі розгін, уповільнення і перемикання передач. Для цього час окремих елементів вантажного та порожнього ходів множать на коефіцієнт Ку.

Довжина завантаження скрепера для клиновидної стружки, м :

де m=0,9 - коефіцієнт, який враховує втрату зрізаного грунту, що не попав у ківш скрепера, а залишився на грунті у призмах волочіння; а =2,82м - ширина ножа скрепера; h=0,30м - найбільша товщина стружки.

Час завантаження

Час вантажного ходу

Тут прийнято довжину вивантаження - L_b=12м; Ку=1,2; = 4,13 км/год.

Тут К_у=1,4.

Час розвантаження приймаємо t_p=21c; час на повороти t_nов=45c.

Тоді тривалість циклу = 31,6 + 70,3 + 21 + 90,5 + 45 = 258,4 с.

Зміна продуктивності скрепера рівна:

Тривалість роботи скрепера:

Причіпні скрепери використовують без штовхача. Для ознайомлення організації робіт скреперів зі штовхачами умовно, з навчальною метою приймемо у нашому варіанті до скрепера штовхач. Щоб штовхач не простоював збільшимо кількість скреперів.

Кількість скреперів, що обслуговуються одним штовхачем визначаємо за формулою:

(27)

де - тривалість циклу штовхача, с: (28)

t1 — час завантаження скрепера, с; t2 - час повернення у вихідне положення, приймаємо t2=20с; t3 - час підходу до чергового скрепера,приймаємо t3=25с; t4 - тривалість переключення передач, зупинки перед початком поштовху, приймаємо t₄=20c.

Тоді

Кількість скреперів:

Приймаємо ланку з трьох скреперів Д-213А і одного трактора-штовхача Т-100м.

Тривалість роботи ланки скреперів Т=5,54/3=1,85 змін.

Приймаємо Т₀=2 змін.

За першим варіантом бульдозер Д-521 на базі трактора Т-180 виконує роботу за 12,76 змін. За другим варіантом три скрепери Д-213А з штовхачем Т-100м виконують роботу за 2 змін. Для рівних умов економічного порівняння вирахуємо кількість бульдозерів Д-575A на базі трактора Т-180, які виконують роботу також за 12 змін. Тоді необхідна кількість бульдозерів рівна:

Остаточно приймаємо 6 бульдозерів Д-575A.

5. Визначення техніко-економічних показників варіантів.

Оскільки при бульдозерному і скреперному варіантах попереднє розпушування, розрівнювання Ґрунту на відвалі, ущільнення і остаточне планування у обох варіантах може бути виконано одними і тими ж машинами і може мати однакові техніко-економічні показники, то для вибору остаточного рішення нами вирахувано для порівняння техніко-економічні показники тільки для ведучих(основних) машин комплектів.

Основними техніко-економічними показниками прийнято вважати:

1. Собівартість робіт

2. Трудомісткість робіт

3. Тривалість виконання робіт

1. собівартість розробки 1м грунту визначається за формулою:

де

- собівартість машино-години і-ої машини комплекту, грн.; -кількість машин і-го виду, які входять до комплекту; ЗП - загальна заробітна плата робітників, що виконують ручні процеси, грн.; 1, 08 і 1,5 - коефіцієнті накладних витрат на вартість роботи машин і заробітну плату; Т_0і - тривалісті роботи на об'єкті і-ої машини комплекту, год.; V - загальний обсяг робіт,м.

(30)

де О - одночасні витрати на доставку, монтаж і демонтаж машин, інш роботи, грн. ; С_а - витрати, що включають нараховані за рік амортизаційні сумі на повне відновлення і капітальний ремонт машини, грн. ; С_п - поточн експлуатаційні витрати, нараховані за одну годину зміни, і що включають в себе заробітну плату персоналу, що обслуговує машину, вартість паливно-мастильни: матеріалів або електроенергії, витрати на технічне обслуговування (TO) поточний ремонт машин (ПР) та інше, грн. ; Т_р — тривалість роботи машині протягом року, годин;

2. трудомісткість розробки 1м грунту:

де Q - загальні трудові витрати, люд.-зміни;

3. тривалість робіт

де Пe - експлуатаційна продуктивність машини; n — кількість машин.

Визначення ТЕП для варіанта -1. Розробка Грунту бульдозерами.

1. Собівартість розробки 1м³ грунту:

Собівартість 1 маш.-год. бульдозера Д-575A:

Собівартість виконання земляних робіт

2. Трудомісткість розробки 1м³ грунту:

де 1 - машиніст IV-ro розряду; 2 - тривалість роботи (зміни); 6 кількість бульдозерів в ланці.

3. Тривалість роботи Т=2 зміни (визначено раніше).

Визначення ТЕП для варіанта - II. Розробка грунту скреперами.

1. Собівартість розробки 1м³ грунту:

Собівартість 1 маш.-год. скрепера Д-213А:

Собівартість 1 маш.-год. трактора штовхача:

Собівартість виконання земляних робіт

2. Трудомісткість розробки 1m³ фунту:

3.Тривалість роботи Т=2 змін (визначено раніше). Розрахунки зводимо в таблицю 4.