землеройно-транспортных машин
Определяющими параметрами для большинства ЗТМ являются дальность транспортирования грунта L тр , м, и объем работ на объекте V о, м3 . С учетом этих определяющих и значимых параметров определена структура удельных приведенных затрат Суд.,пр., руб./м3 для бульдозеров:
Суд.пр. = 
[ Сп.б. + 
] + 
,
где Сп.б. – единовременные затраты на перебазирование машины на данный
объект или внутри объекта, руб.;
Сг – текущие годовые затраты или себестоимость всей годовой продук-
ции, руб.;
Ен – нормативный коэффициент эффективности;
К – капитальные затраты на приобретение машины, руб.;
t п - продолжительность перебазирования, дни;
Др – годовой фонд рабочего времени, дни;
t м – суммарная продолжительность затрат времени на маневрирование и переключение передач, ч.;
U ср – средняя скорость передвижения бульдозера во время цикла, км/ч;
V пр – объем грунта в призме волочения, м3;
а – коэффициент, отражающий время чистой работы машины, отнесенный к 1ч времени смены (а=1/(tc м Кв);
Рч – ремонтный коэффициент, отражающий время нахождения машины
в ТО и ремонте, в долях дня, приходящихся на 1ч работы машины;
Кр.х. – коэффициент разрыхления грунта;
Кук – коэффициент влияния уклона местности на производительность
бульдозера;
Кп – коэффициент перехода от технической производительности
к эксплуатационной.
| 23 19 15 11 7 0 |
| 20 40 60 72 80 L тр,м |
| Суд.пр, руб/100 м3 |
| ДЗ - 42 |
| ДЗ - 101А |
| ДЗ - 54 |
| ДЗ - 35С |
| ДЗ - 118 |
Используя предложенный критерий удельных приведенных затрат Суд.пр., рассмотрим зависимость удельных приведенных затрат на разрабатывание и перемещение грунта от дальности транспортирования для бульдозеров разных марок, например: ДЗ–42(30 кН), ДЗ-101А(40кН), ДЗ-54(100кН), ДЗ-35С(150кН) и ДЗ-118(250кН). Данная зависимость показана на рис. 3.5.
Рис.3.5. Зависимость удельных приведенных затрат на разработку и перемещение грунта бульдозерами от дальности транспортирования
Анализ графических зависимостей позволяет сделать вывод о том, что удельные приведенные затраты у бульдозеров более мощных типов с увеличением дальности транспортирования грунта растут менее интенсивно, следовательно, более мощные бульдозеры наиболее выгодно
использовать на более дальних транспортировках грунта, т.е. в тех условиях, где неизбежные потери грунта в боковые валики могут быть компенсированы путем заглубления отвала в грунт при сохранении определенной скорости перемещения бульдозера с призмой волочения. При этом точки пересечения зависимостей Суд.пр. = ƒ ( L тр ) характеризуют границы рационального применения отдельных бульдозеров при условии Суд.пр ® min. Например, при дальности транспортирования до 72 м наиболее выгодно использовать бульдозер ДЗ-54 (100 кН), а далее более целесообразно применение ДЗ-35С (150 кН).
| 0 40 80 L тр,м |
| V,тыс.м3 0,8 0 |
| 1,6 0,8 0,8 |
| ДЗ-42 |
| ДЗ-101А |
| ДЗ-35С |
| ДЗ-118 |
Для построения ОРП сопоставляемых бульдозеров приравнивают развернутые выражения для Суд.пр и, выразив зависимость определяющих параметров (Vo , L тр) один от другого, в координатной сетке (V 0 – L тр) строят кривые равных удельных приведенных затрат (рис.3.6).
Рис.3.6. Равные удельные приведенные затраты, устанавливающие зоны рационального применения бульдозеров
Восстанавливая перпендикуляры к соответствующим осям, ищут точку их пересечения. Марка бульдозера, соответствующая этой зоне, для заданных условий производства работ является наиболее рациональной.
При построении ОРП скреперов в качестве критерия оптимизации (эффективности) также используются удельные приведенные затраты Суд.пр, руб./м3, в структуре которых дополнительно учитывают показатели, относящиеся к трактору – толкачу, обслуживающему определенный отряд скреперов:
где См.см.скр. – себестоимость машино-смены скрепера, руб./см;
См.см.т. – себестоимость машино-смены толкача, руб./см;
m скр. – число скреперов в отряде, обслуживаемых одним толкачом;
Сскр., Ст – цена соответственно скрепера и толкача, руб.;
Пэ.см.скр. – сменная производительность скрепера, м3/см;
ЕН – нормативный коэффициент экономической эффективно-
сти (ЕН=0,15);
n см.скр. – число скреперо-смен;
а – коэффициент доставки машины (а=1,07…1,08).
Основой экономичности обычного скрепера является возможность совместной работы скрепера и толкача при погрузке. Этот метод «гарантированной» погрузки превосходит все известные методы погрузки погрузчиками различных типов.
Вес скрепера по сравнению с его грузоподъемностью, гораздо меньше, чем вес такой же транспортной машины, которая сама себя погружает, как, например, элеваторный скрепер. Поэтому обычный скрепер является превосходным в смысле низкой стоимости транспортировки. Выгодность скрепера, как транспортной машины, сохраняется также на различных дистанциях, при разных состояниях грунта, при разных подъемах и уклонах магистралей и разных типах дорог.
Наиболее важным фактором, определяющим ОРП скреперов, является дальность транспортирования грунта, рациональное значение которой находится в пределах от 100 м до 5 км и зависит от типа и мощности машин, состояния транспортных путей и грунтовых условий.
На рис. 3.7 изображены границы ОРП скреперов, связывающие рациональную дальность транспортирования грунта L тр, м, с коэффициентом сопротивления перекатыванию ƒ и уклоном транспортного пути i . Сумма (ƒ ± i) характеризует условия транспортирования грунта скреперами с движителями различных типов в зависимости от дорожных условий, вида и состояния грунта.
Границы областей ОРП получены на основе равенства Суд.пр. и соответствуют условию равноэффективного применения сопоставляемых скреперов.
ОРП скреперов представляют собой совокупность значений L тр и ƒ ± i , при которых затраты на разрабатывание и перемещение грунта скрепером данного вида меньше, чем другими. Области А и Б ограничиваются в верхней части тягово-сцепными возможностями машин.
Область примененияА рекомендуется для прицепных скреперов в агрегате с базовым гусеничным трактором-тягачом при L тр = 100 ¸ 800 м. Гусеничный движитель обладает повышенными тягово-сцепными свойствами и развивает большое тяговое усилие даже при работе на мягких грунтах, однако обеспечивает малые транспортные скорости (10-12 км/ч), что резко снижает производительность машин и увеличивает Суд.пр.
Поэтому указанные машины целесообразно применять для работы в условиях переменного рельефа, бездорожья на расстояние до 200 м для машин малой вместимости и до 800 м - для более мощных машин.
Эти скреперы также целесообразно использовать в скальных грунтах, потому что при перемещении взорванного камня расходы на износ ходовой части гусеничного трактора меньше, чем расходы на износ шин пневмоколесного тягача.
Самоходные скреперы крайне невыгодны в области А, т.к. их быстроходность не может быть реализована на коротких дистанциях, где большую часть рабочего цикла составляют операции набора-отсыпки и повороты.
Области Б и В рекомендуются для самоходных скреперов на базе одноосных колесных тягачей и полуприцепных на базе двухосных с ковшом вместимостью 4-25 м3, имеющих максимальные скорости соответственно 45 и 60 км/ч. Эти скреперы хотя и обеспечивают меньший коэффициент сцепления с грунтом по сравнению с гусеничными, но позволяют транспортировать грунт на высоких скоростях. При дальности транспортирования менее 300 м целесообразнее применять более дешевые полуприцепные скреперы с гусеничными тракторами. Скреперы с двухосными тягачами целесообразно применять при транспортировании грунта на большие расстояния по хорошим дорогам, т.к. они обладают пониженной маневренностью по сравнению с одноосными, но имеют большие скорости передвижения и меньший износ покрышек (по фактору перенагрева). В свою очередь, самоходный скрепер на базе одноосного тягача способен подняться по более крутому подъему. Благодаря способности к повороту в 900, этот скрепер легко справляется с легкими и трудными участками пути, способом, напоминающим «походку утки», и может совершить разворот в 1800 на участке, длина которого короче длины самого скрепера.
На рынке ПТСДМ предлагаются скреперы с одинаковой мощностью двигателя, но с разной емкостью ковша. Необходимо иметь в виду следующие условия, влияющие на выбор скрепера.
Когда емкость груза больше, то это в хороших дорожных условиях обозначает лучший рабочий результат. При езде по неровным дорогам и на подъемах получается лучший результат, если емкость ковша меньше.
Таким образом, в области Б наиболее выгодно использовать самоходные скреперы на базе одноосных седельных тягачей, а в области В – полуприцепные скреперы на базе двухосных тягачей.
Рациональная дальность транспортирования грунта для самоходных скреперов L тр до 3 км.
Область Г рекомендуется для двухмоторных скреперов, которые имеют цену на 25-27% выше цены соответствующей по емкости машины, но зато преодолевают большие подъемы (до 40%) и обладают повышенной проходимостью на переувлажненных грунтах, а в благоприятных условиях могут загружаться самостоятельно без применения толкача (самозагрузка).
Эти скреперы целесообразно применять на рассредоточенных объектах с небольшими объемами работ и затяжных транспортных подъемах, где
нерентабельно устраивать развитую систему улучшенных транспортных путей. Рациональная дальность транспортирования грунта двухмоторными скреперами 3-5 км, при малых расстояниях они эффективны только в особо тяжелых условиях. Границы рационального применения различных колесных скреперов не являются четко очерченными и колеблются в большей степени, чем границы применения гусеничных скреперов. Для двухмоторных скреперов при работе на легких грунтах с самозагрузкой можно расширить область применения в сторону зоны меньших значений ƒ ± i и L тр. (зона Г’).
Область применения Д рекомендуется для самозагружающихся скреперов с элеваторной загрузкой (без толкача). Скрепер, который загружает ковш сам, с помощью элеватора, является примером «100%-но сбалансированной» группы скреперов*. Кроме того, его производительность на коротких дистанциях соизмерима с производительностью обычного скрепера с толкачем. В связи со сложной конструкцией самозагружающийся скрепер весит на 4-5 тонн больше, и соответственно дороже, чем скрепер обычной конструкции определенного типоразмера. Тем не менее, эти машины весьма целесообразны на разных вспомогательных работах и зачистках, работая самостоятельно в «кильватере» скреперного комплекса. Самозагружающийся скрепер является подходящей по масштабу машиной для мелких работ, на которых достаточна производительность одного скрепера, при котором невыгодно содержание толкача.
Большое преимущество самозагружающийся скрепер имеет при рассмотрении этого вопроса с точки зрения капиталовложения.
Например, самозагружающийся скрепер модели 633 (Caterpillar), объем груза которого, с шапкой, 25 м3 (32 куб.ярда), служит примером «100%-но сбалансированной» группы скреперов* для определенных производственных условий. Этот скрепер стоит немного больше 600 тыс. долл. США.
Сбалансированная для этих условий группа скреперов обычной конструкции (2 скрепера 631 и 1 толкач Д9Г) требует больших капиталовложений, суммой около 1200 тыс. долл. США.
В правильно подобранных производственных условиях самозагружающийся скрепер выдерживает конкуренцию при его
сопоставлении с любым другим землеройным оборудованием, в смысле затрат.
При рассмотрении экономичности самозагружающегося скрепера необходимо учитывать, что элеватор приносит колоссальную прибыль во время загрузки, а во время транспортировки ее убавляет, т.к. элеватор в это время является «мертвым», но достаточно дорогим грузом. Если расстояние транспортировки укорачивается, то прибыль, приобретенная во время загрузки, уменьшается менее интенсивно, а следовательно, преимущества самозагружающегося скрепера увеличиваются. При увеличении составляющей ƒ ± i дальность транспортирования для этих скреперов должна быть уменьшена еще и потому, что наличие дополнительно перевозимого груза (элеватора) ухудшает скоростные свойства, проходимость и параметры устойчивости.
Несмотря на относительно дорогую конструкцию таких скреперов, они эффективны на дальности транспортирования до 900 м, на объектах с малыми и средними объемами работ, при разработке сыпучих материалов, загрузка которыми обычных скреперов затруднительна, или при снятии растительного слоя.
При транспортировании грунта на расстояние свыше 5 км применяют специализированные землевозы и автосамосвалы, загружаемые сверху экскаваторами и погрузчиками. В переходной зоне 3-5 км граница экономичности между скреперами и указанными транспортными средствами определяется соотношением стоимости погрузки (дешевая для скрепера) и стоимости транспортирования (дешевая для самосвалов). В этой зоне при движении по бездорожью самоходные скреперы могут оказаться рентабельнее самосвалов с экскаваторной загрузкой. На рис. 3.7 колебания границы условно показаны двумя кривыми (сплошной и пунктирной).
Для повышения эффективности работы скрепера следует при увеличении дальности транспортирования применять машины с ковшом большей вместимости. Наиболее благоприятные условия работы для скреперов создаются при разработке увлажненных грунтов (8-12%) I-II категорий.
Тема № 4 – Особенности определения границ эффективного применения многоцелевых и многофункциональных ПТСДМ (с.р)
Таким образом, эффективное использование ПТСДМ может приносить потребителям значительную прибыль при условии применения технически исправных и работоспособных машин, для чего необходимо знать и использовать на практике основные положения теоретических основ технической эксплуатации машин.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 355.
