Выбор механизмов и машин, определение количества транспортных средств из условия бесперебойной работы экскаватора

3. Выбор механизмов и машин, определение количества транспортных средств из условия бесперебойной работы экскаватора

Земляные работы состоят из подготовительных, основных и заключительных. Подготовительные работы включают в себя: очистку строительной площадки от деревьев, пней, кустарника; отвод поверхностных вод и осушение территории; разбивку площадки для производства планировочных работ; срезку растительного слоя грунта.

Основные работы предусматривают разработку грунта в планировочных выемках и перемещение его в планировочные насыпи, разравнивание и уплотнение грунта в насыпях, а при необходимости вывоз лишнего грунта или подвоз недостающего на площадку.

Заключительной работой считают общую планировку площадки.

Для выполнения планировочных работ применяют землеройно-транспортные машины. При производстве планировочных работ механизация должна быть комплексной. Для этого выбирают ведущую машину при перемещении грунта из выемки в насыпь. Все остальные технологические процессы выполняют с помощью средств механизации, увязанных по производительности с ведущей машиной. Ведущую машину назначают в зависимости от средней дальности перемещения грунта, которая вместе с комплектующими машинами образует скреперный комплект машин. На небольшие расстояния от линии нулевых работ грунт перемещают бульдозерным комплектом, а на большие — скреперным комплектом машин либо работают одним смешанным комплектом. Скреперный комплект составляют из одного или нескольких скреперов и бульдозеров, прицепных тракторных рыхлителей и катков, одного трактора-толкача. Эти механизмы последовательно выполняют послойное рыхление грунта, его разработку и перемещение (скреперы), разравнивание и уплотнение грунта в насыпи. Трактор-толкач используют на два-три скрепера для ускорения заполнения ковша на участке срезания грунта. Количество механизмов и их тип выбирают в зависимости от средней дальности перемещения грунта и сменной производительности комплекта.

Выбор бульдозера:

По табл. 1 из ЕНиР 2-1 выбираются марки 2-х бульдозеров с длинной отвала 3-5 и для выбора наилучшего выполняется технико-экономический расчет.

Табл.5 Показатели технико-экономического расчета бульдозеров

N	Показатели	Ед. измер.	варианты
			1 марка	2 марка
1	Пн= 5466,66	м3/см	Д3-24А	Д3-35С
	Т=38,62	см
	З=1457,32	руб.
2	Пн= 6307,69	м3/см
	Т=33,47	см
	З=1266,84	руб.

Технико-экономический расчет для 1 марки бульдозера:

1)Определим нормативную производительность комплекта по формуле:

 м³/см

где n-количество бульдозеров в комплекте (по ЕНиР 2-1 n=1)

а-единица работ (по ЕНиР 2-1 а=100)

с-продолжительность смены (по ЕНиР 2-1 с=8,2)

-норма времени (по ЕНиР 2-1 =0,15)

2)Определим продолжительность работы комплекта машин по формуле:

 см

где V-объем разрабатываемого грунта

3)Определим затраты на эксплуатацию машин по формуле:

 руб

где С_маш-см-стоимость маш.-см 1 механизма (по ЕНиР 2-1 С_маш-см=37,73)

Технико-экономический расчет для 2 марки бульдозера:

1)Определим нормативную производительность комплекта по формуле:

 м³/см

где n-количество бульдозеров в комплекте (по ЕНиР 2-1 n=1)

а-единица работ (по ЕНиР 2-1 а=100)

с-продолжительность смены (по ЕНиР 2-1 с=8,2)

-норма времени (по ЕНиР 2-1 =0,13)

2)Определим продолжительность работы комплекта машин по формуле:

 см

где V-объем разрабатываемого грунта

3)Определим затраты на эксплуатацию машин по формуле:

 руб

где С_маш-см-стоимость маш.-см 1 механизма (по ЕНиР 2-1 С_маш-см=37,85)

Технико-экономический расчет показал, что бульдозер марки Д3-35С лучше с помощью этого бульдозера проводятся работы по срезки растительного слоя, рыхлению грунта и разравнивание грунта.

Техническая характеристика бульдозера марки Д3-35С (из ЕНиР 2-1):

-Тип отвала-неповоротный

-Длина отвала-3,64 м

-Высота отвала-1,29 м

-Управление-гидравлическое

-Мощьность-180 л.с.

-Марка трактора-Т-180

-Масса бульдозерного оборудования-3,4 т

Для рыхления грунта подходит этот же бульдозер марки Д3-35С с техническими характеристиками для рыхления:

-Число зубьев-3 шт

-Высота подъема зубьев-0,5 м

-Ширина рыхления-1,67 м

-Глубина рыхления-0,5 м

-Масса рыхлительного оборудования-3,1 т

Таблица 2. Определение емкости ковша экскаватора:

Объем грунта в котловане, м3	Емкость ковша экскаватора, м3
До 500 500... 1500 1500...5000 2000...8000 6000... 11000 11000... 15000 13000...18000 Более 15000	0,15 0,24 и 0,3 0,5 0,65 0,8 1,0 1,25 1 1,5

Выбор комплектов машин для разработки грунта в траншеях:

Для разработки грунта в широких траншеях применяется прямая лопата или обратная лопата, для узких (шириной понизу до 3 м) траншей и ям под отдельные фундаменты одноэтажных промышленных зданий — обратная лопата. В зависимости от объема грунта в траншее определяют емкость ковша экскаватора (табл. 2)

По виду и категории грунта выбирают тип ковша экскаватора. Например, для песков и супесей выбирают ковши со сплошной режущей кромкой, а для глин и суглинков — с зубьями. Из этого следует, что для разработки данной траншеи подходит экскаватор с обратной лопатой с зубьями объемом 0,65 м³. По указанным характеристикам предварительно выбирают два типа экскаваторов, отличающихся видом оборудования, емкостью ковша или тем и другим вместе (по ЕНиРЕ 2-1). Из этих экскаваторов необходимо выбрать один, имеющий наибольшую экономическую эффективность. Для этого определяют стоимость разработки 1 м3 грунта в котловане для каждого типа экскаваторов:

Табл.9 Показатели технико-экономического расчета экскаваторов.

N	Показатели	Ед. измер.	Варианты
			1 марка	2 марка
1	С= 58,09	руб/смен	ЭО-4321	ЭО-5122
	Псм.выр=0,625	м3/см
	К=0,14	руб.
2	С= 73,68	руб/смен
	Псм.выр=0,625	м3/см
	К=0,18	руб.

Для этого определяют стоимость разработки 1 м3 грунта в котловане для экскаватора марки ЭО-4321:

 руб/смен

где 1,08 — коэффициент, учитывающий накладные расходы;

С_маш-см — стоимость машино-смены экскаватора (С_маш-см=33,62);

П_см.выр — сменная выработка экскаватора, учитывающая разработку грунта навымет и с погрузкой в транспортные средства;

 м³/см

где V_K — объем грунта котлована, м3;

∑n_{маш-смен} — суммарное число машино-смен экскаватора при работе навымет.

Определяют удельные капитальные вложения на разработку 1 м3 грунта для каждого типа экскаваторов:

 руб.

где С_Оп — инвентарно-расчетная стоимость экскаватора (С_Оп=28,75), руб.;

t_год — нормативное число смен работы экскаватора в году. Ориентировочно может быть принято равным 350 смен для машин с объемом ковша до 0,65

Определяют приведенные затраты на разработку 1 м3 грунта:

где Е — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,15.

Определяем стоимость разработки 1 м3 грунта в котловане для экскаватора марки ЭО-5122:

 руб/смен

где 1,08 — коэффициент, учитывающий накладные расходы;

С_маш-см — стоимость машино-смены экскаватора (С_маш-см=42,64);

П_см.выр — сменная выработка экскаватора, учитывающая разработку грунта навымет и с погрузкой в транспортные средства;

 м³/см

где V_K — объем грунта котлована, м3;

∑n_{маш-смен} — суммарное число машино-смен экскаватора при работе навымет и с погрузкой в транспортные средства.

Определяют удельные капитальные вложения на разработку 1 м3 грунта для каждого типа экскаваторов:

 руб.

где С_Оп — инвентарно-расчетная стоимость экскаватора (С_Оп=37,34), руб.;

t_год — нормативное число смен работы экскаватора в году. Ориентировочно может быть принято равным 350 смен для машин с объемом ковша до 0,65

Определяют приведенные затраты на разработку 1 м3 грунта:

где Е — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,15.

По наименьшим приведенным затратам лучше подходит экскаватор

ЭО-4321 для отрывки траншеи.

Техническая характеристика экскаватора ЭО-4321:

-Вместимость ковша-0,65 м³

-Наибольший радиус копания-8,95 м

-Наибольшая глубина копания-5,5 м

-Наибольшая высота выгрузки-5,6 м

-Мощность-80 л.с.

-Масса-19,2 т

В качестве комплектующих машин для вывоза лишнего грунта из котлована и обеспечения совместной работы с экскаватором выбирают автосамосвалы. По ЕниРу 2-1 назначают марку автосамосвалов и их грузоподъемность.

Определяют объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора:

 м³

где V_koв — принятый объем ковша экскаватора, м3; К_нап—коэффициент наполнения ковша; К_пр —коэффициент первоначального разрыхления грунта (по ЕниР 2-1). Определяют массу грунта в ковше экскаватора:

 т

где γ – объемная масса грунта по ЕниР 2-1

Количество ковшей грунта, загружаемых в казов автосамосвала:

где П – грузоподъемность автосамосвала

Определяют объем грунта в плотном теле, загружаемый в кузов самосвала:

 м³

Подсчитываем продолжительность одного цикла работы автосамосвала:

 мин

где t_п — время погрузки грунта, мин;

L — расстояние транспортировки грунта, км;

V_г — средняя скорость автосамосвала в загруженном состоянии, км/ч (V_г=19);

V_n — средняя скорость автосамосвала в порожнем состоянии (25… 30 км/ч);

t_р — время разгрузки (ориентировочно—1…2 мин);

t_м — время маневрирования перед погрузкой и разгрузкой (ориентировочно, 2…3 мин),

t_n=VH_Bp=5,94*2,1=12,47 мин

Н_вр — норма машинного времени по ЕниРЕ 2-1 для погрузки экскаватором 100 м3 грунта в транспортные средства в мин).

Требуемое количество автосамосвалов составит:

Число N округляют до ближайшего меньшего целого числа, учитывая перевыполнение сменного задания при работе экскаватора.

Табл. 8 Ведомость транспорта

N	Наименование транспорта	Грузоподъемность, т	Количество ковшей в кузове шт.	Количество шт.
1	КрАЗ-222	10	11	5

Выбор крана для бетонных работ.

Выбор крана осуществляется по технико-экономическим параметрам.

Выбор крана осуществляется в три этапа:

1) Определим технические параметры:

а) Грузоподъемность

 кг.

Где: q_э – вес элемента (вес бетонной смеси – 2500 кг/см³ и вес бадьи емкостью 1 м³ – 200 кг).

q_гр.пр. – вес грузозахватного приспособления (50 кг).

б) Высота подъема

 м.

Где: h₀ – высота опоры монтируемого элемента (-1,5 м).

h_з – высота запаса (по ТБ минимум 0,5 м).

h_э – высота элемента (высота бадьи – 1,5 м).

h_гр.пр. – высота грузозахватного приспособления (1 м).

в) Вылет стрелы

 м.

Где: а – база крана (5 м)

h_ш – высота шарнира (0,8 м)

h_п – высота полиспасты (2 м)

tgα – угол наклона стрелы (оптимально - 60⁰)

2) Подбор кранов и их технико-экономический расчет:

Табл.9 Показатели технико-экономического расчета автомобильных кранов.

N	Показатели	Ед. измер.	Варианты
			1 марка	2 марка
1	С= 58,09	руб/смен	КС-3571	СМК-10
	Псм.выр=0,625	м3/см
	К=0,14	руб.
2	С= 73,68	руб/смен
	Псм.выр=0,625	м3/см
	К=0,18	руб.

Технико-экономический расчет крана КС-3571:

Для этого определяют стоимость монтажа 1 т. конструкций для крана марки КС-3571:

 руб/смен

где 1,08 и 1,5 — коэффициент, учитывающий накладные расходы на эксплуатацию машин и заработную плату;

С_маш-см — стоимость машино-смены крана (С_маш-см=34,5);

П_см.выр — сменная выработка крана, на монтаже в потоке.

 м³/см

где Р — общая масса бетона в потоке;

∑n_{маш-смен} — суммарное число машино-смен крана на монтаже в потоке.

Определяем удельные капитальные вложения на разработку.

 руб.

где С_и.р. — инвентарно-расчетная стоимость крана (С_и.р.=18500), руб.;

t_год — нормативное число смен работы экскаватора в году. Ориентировочно может быть принято равным 2526 смен для колесных кранов.

Определяем удельные приведенные затраты:

 руб.

где Е — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,15.

Технико-экономический расчет крана СМК-10:

Определяем стоимость монтажа 1 т. конструкций для крана марки СМК-10:

 руб/смен

где 1,08 и 1,5 — коэффициент, учитывающий накладные расходы на эксплуатацию машин и заработную плату;

С_маш-см — стоимость машино-смены крана (С_маш-см=32,47);

П_см.выр — сменная выработка крана, на монтаже в потоке.

 м³/см

где Р — общая масса бетона в потоке;

∑n_{маш-смен} — суммарное число машино-смен крана на монтаже в потоке.

Определяем удельные капитальные вложения на разработку.

 руб.

где С_и.р. — инвентарно-расчетная стоимость крана (С_и.р.=14700), руб.;

t_год — нормативное число смен работы экскаватора в году. Ориентировочно может быть принято равным 2526 смен для колесных кранов.

Определяют удельные приведенные затраты:

 руб.

где Е — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,15.

По наименьшим приведенным затратам лучше подходит кран СМК-10.

Техническая характеристика крана СМК-10:

-грузоподъемность – 0,8-10 т

-вылет стрелы – 16-4 м

-высота подъема крюка – 10,5 м

В качестве комплектующих машин для подвоза бетона и обеспечения совместной работы с краном выбирают автосамосвалы. По ЕниРу 4-1 назначают марку автосамосвалов и их грузоподъемность.

Подсчитываем продолжительность одного цикла работы автомиксера:

 мин

где t_п — время монтажа, мин;

L — расстояние транспортировки бетона, км;

V_ср — средняя скорость автомиксера, км/ч (V_ср=50);

t_м — время маневрирования перед погрузкой и разгрузкой (ориентировочно, 2…3 мин),

 мин

 мин

Н_вр — норма машинного времени по ЕниРЕ 4-1(0,34).

r – состав звена.

n – количество бетона за 1 рейс (4 м³)

Требуемое количество автомиксеров составит:

Число N округляют до ближайшего меньшего целого числа, учитывая перевыполнение сменного задания при работе крана.