Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

dorozhnostroit

.pdf
Скачиваний:
86
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
17.4 Mб
Скачать

(дополнительная коробка, основная коробка, двигатель, ведущий мост), для устранения которых требуются подъемные средства или транспортировка машины на ремонтную базу. Неравномерное распределение отказов в период эксплуатации, а также различное время на их устранение влияют на коэффициент готовности, который уменьшается с увеличением наработки с 0,97 до 0,79, а коэффициент технического использования - с 0,90 до 0,71.

 

 

 

 

 

Таблица

17.1.

Зависимость

показателей

надежности

самоходных

скреперов

ДЗ-11 от

наработки

с начала

эксплуатации

 

 

Показа-

 

 

Наработка

маш.-ч

 

 

 

тель на-

 

 

 

 

 

 

 

дежности

0-1000

1001—

2001-

3001-

4001-

5001-

Среднее

 

2000

3000

4000

5000

6000

2,8

5,4

5,8

6,1

6,5

7,2

 

количест-

 

во отказов

 

 

 

 

 

 

 

Среднее

8,7

17,3

22,8

27,4

31,4

36,1

 

время про

 

стоя на

 

 

 

 

 

 

 

один от-

 

 

 

 

 

 

 

каз, ч

 

 

 

 

 

 

 

Коэффи-

0,97

0,91

0,88

0,86

0,83

0,79

 

циент го-

 

товности

 

 

 

 

 

 

 

Коэффи-

0,90

0,84

0,82

0,80

0,76

0,71

 

циент тех

 

нического

 

 

 

 

 

 

 

использования

Изменения коэффициента технического использования с начала эксплуатации до капитального ремонта для рассматриваемых самоходных скреперов с достаточной точностью аппроксимируется уравнением:

К

т.и

=

0,93

-

32

10-6Я,

'

(17.3)

 

 

'

 

 

 

 

 

где Н - наработка машины с начала эксплуатации,

ч.

После капитального ремонта

машины

 

 

 

К'

т.и

=

0,85

-

3

10 5 Я

 

,

(17.4)

 

 

 

'

 

 

 

к.р'

 

где # к р ~ наработка машины после капитального ремонта, ч.

В рассматриваемых интервалах наработки среднее значение К изменяется на ±0,03 в зависимости от стажа работы машиниста. Так,

470

для подконтрольных машин, обслуживаемых машинистом со стажем работы более трех лет, К изменялось в пределах от 0,91 до 0,75, при стаже работы машиниста менее трех лет - от 0,88 до 0,64.

а

 

7 £

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

ч ч

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

у

 

 

 

 

Ч г -

 

 

 

 

 

 

 

 

—ч S

 

 

0 065

ал

0.77

 

дев

Q92

 

 

 

 

 

"ГЦ

 

 

 

 

Рис. 17.1. Гистограмма

распределения

вероятностей

коэффициента

технического использования автоскрепера МоАЗ-546П-Д357П

при

нароботке от 0 до 1000 моточасов

(а)

и от 3000 до 4000

моточасов (б)

Тягово-скоростные

свойства

землеройно-транспортных машин (ЗТМ)

определяют способность их копать или перемещать грунт в тяговом режиме с минимальной затратой времени и оптимизацией процесса.

У самоходных машин на первой передаче тяговые свойства, как правило, зависят от коэффициента сцепления движителя с грунтом и характеризуются типом и параметрами движителя. Тяговое усилие по сцеплению определяется по формуле:

471

 

 

 

Р

 

 

= <pG

 

 

 

(17.5)

 

 

 

 

СЦ '

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17.6)

где

Nt~

эффективная мощность двигателя, Вт; г] - кпд трансмиссии;

vt~

теоретическая скорость перемещения машины.

 

 

Движение машины возможно только в случае, если справедливо

выражение Р

<Р .

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

кол

сц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Движитель преобразует подведенную к нему энергию в действи-

тельное усилие Ят я г , перемещающее машину:

 

 

 

 

Р

 

 

= N

Г)

п,

/

v

(17.7)

 

 

 

 

тяг

 

е '

' о

'

Р

 

 

 

 

 

 

j

 

где ?7д -

кпд движителя,

равный для

автогрейдера 0,7-0,8; vp -

рабочая

скорость: ир = ит(1 — о);

 

а - коэффициент буксования.

 

 

Согласно рекомендациям профессора Н.А. Ульянова, рациональное

значение

о для

ЗТМ с

 

колесным

движителем принимается

равным

 

0,15-0,25, с гусеничным - 0,10-0,15. Коэффициент буксования зависит

 

от сцепных свойств движителя

и свойств грунта и на первом этапе, как

 

правило, определяется экспериментально.

 

 

Комплексное представление о тягово-скоростных и сцепных свой-

 

ствах движителя дает тяговая характеристика машины:

 

 

 

(N,0;vp;o)

= f ( T ) ,

(17.8)

 

где Т = Рт>г -

Pjj Рх — сопротивление перемещению базовой

машины.

Топливная

экономичность

относится к числу актуальных проблем

в

экономии ресурсов. Стоимость ГСМ составляет 2 5 - 3 0 % , а в отдельных

Эслучаях до 50% затрат на эксплуатацию машинного парка. Показателя-

si

ми топливной экономичности являются часовой (G4) и удельный расхо-

§

ды топлива на единицу эффективной мощности ( g j и на единицу выпу-

5

щенной продукции (g

). При оценке расхода топлива по регуляторной

3

характеристике рациональным является режим двигателя с использова-

g

нием 90% его максимальной мощности.

6

Порядок разработки и утверждения норм расхода ГСМ регламен-

6

тирован "Основными положениями по нормированию расхода топлива,

jjj

тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве". На их осно-

g

ве министерства и ведомства должны разрабатывать отраслевые мето-

§

дики с последующим

утверждением. После утверждения отраслевых

472

методик по ним разрабатывают нормы расхода ГСМ и вводят их в действие приказом.

Совершенствование норм расхода ГСМ с учетом условий эксплуатации СДМ отвечает требованиям программы повышения эффективности топливно-энергетических ресурсов.

В настоящее время в строительстве планирование расхода и списание ГСМ осуществляется на основании действующих норм на 1 машиночас работы. Такое положение способствует неэффективному использованию дорогостоящих нефтепродуктов, так как с увеличением производительности машины увеличивается и расход топлива. Следовательно, индивидуальные нормы расхода ГСМ целесообразно устанавливать на единицу объема выполненных работ или с учетом режима работы двигателя.

Часовой расход топлива целесообразно дифференцировать в зависимости от условий эксплуатации и режимов работы строительных машин.

Средний часовой расход топлива можно рассчитывать по формуле:

 

G

т

= 1,03 G

ном4

а.в

д

К

/V

- К ) + К ),

'

(17.9)

 

'

 

а.м

 

х'

 

где 1,03 - коэффициент, учитывающий расход топлива в период запуска и

регулировки работы

двигателя; Gmu - часовой расход топлива на номи-

нальном режиме: Gi:m=Ne gc;

К

- коэффициент использования двигателя

по времени; К -

коэффициент

использования двигателя по мощности,

изменяется от 0,4 до 0,9; KN -

коэффициент, учитывающий изменение рас-

хода топлива в зависимости от степени использования двигателя по мощности, для дизелей N =1,26-1,00; Кх - коэффициент, учитывающий расход топлива при работе двигателя на холостом ходу, для дизелей К ~ 0,25.

Один из основных путей экономии топлива при эксплуатации С Д М - сокращение времени работы двигателя на холостом ходу и интенсификация использования машин. Анализ показывает, что 3 0 - 4 0 % рабочего времени двигатель работает вхолостую, потребляя при этом 25% топлива, необходимого для работы с полной нагрузкой. Увеличение времени использования машин за смену снижает эти потери. Представляет интерес разработка устройств, позволяющих автоматически выключать двигатель после работы на холостом ходу определенное время. Целесообразно обеспечивать также запуск двигателя от стартера, так как легкий запуск обеспечит выключение его во время технологических, обеденных и других перерывов.

Техническое состояние машины является одним из основных факторов, влияющих на расход ГСМ. Потери ГСМ происходят в основном из-за неисправности системы питания двигателя. Так, неисправность одной

473

форсунки приводит к увеличению расхода топлива до 20%. Из-за неправильной установки угла опережения подачи топлива потеря его может достигать 30% общего расхода. Неисправность и неправильная регулировка топливных насосов высокого давления увеличивают расход топлива до 25% . Существенное влияние на расход топлива и моторного масла оказывает состояние цилиндропоршневой группы и механизма газораспределения, где повышенные зазоры увеличивают расход топлива до 7% и масла до - 25% . При неисправных сборочных единицах трансмиссии за счет недоиспользования тяговых усилий машины перерасход доходит до 8% . Нерациональное использование тягового усилия из-за изношенных элементов движителя увеличивает расход топлива на 2 0 - 2 5 % . Увеличивает расход ГСМ нарушение теплового режима двигателя, особенно его запуск и эксплуатация в условиях отрицательных температур. К перерасходу приводит и применение ГСМ, не соответствующих рекомендациям заводов-изготовителей.

 

Важным направлением снижения количественных и качественных

 

потерь ГСМ является правильная организация получения, выдачи, транс-

 

портировки и хранения, а также учета и отчетности по использованию

 

средств механизации.

 

 

 

 

Эргономические свойства машин определяются факторами, оказы-

 

вающими влияние на функциональное состояние, работоспособность и

 

безопасность человека.

 

 

 

 

Длительная работа машины с полной производительностью обес-

 

печивается только тогда, когда не будут превышены возможности чело-

 

века, управляющего этой

машиной.

 

 

Оценить удобство и легкость управления машиной можно на осно-

_

вании следующих эргономических комплексных показателей: физиоло-

яз

гических (силовые и скоростные возможности человека), психофизиоло-

3

гических (слух и зрение), антропометрических (компоновка рабочего места

водителя), гигиенических (условия жизнедеятельности и работоспособ-

2

ности человека в кабине).

 

5

Физиологический

комплексный показатель характеризует силовые,

ы

скоростные и энергетические возможности человека. Для экономного

g

расходования силы мышц и предупреждения усталости оператора необ-

£

ходимо, чтобы усилия,

прикладываемые к рычагам и педалям, и их ход

^

находились в установленных пределах. Человек расходует свои энерге-

^

тические ресурсы в двух направлениях: на себя и на

производительную

g

работу. Расход ресурсов

на себя обусловливается

физиологическими

§

процессами, связанными

с кровообращением, дыханием, поддержанием

474

тела в нормальном положении и восприятием внешнего мира. На эти цели человек в сутки расходует 8400 кДж энергии. В процессе труда за смену расходуется дополнительно до 11000 кДж. В зависимости от расхода энергии за смену труд может быть легким (до 2100 кДж), средней тяжести (2100 - 4200 кДж), выше средней (4200 - 6300 кДж), тяжелым (6300-8400 кДж), особо тяжелым (8400 - 10 500 кДж).

По данным А.Ф.Дергачева, из-за перегрузки человека повышается количество ошибок, снижаются производительность, коэффициент использования энергоресурсов машины (табл. 17.2).

При повышенной тяжести труда почти в 2 раза увеличивается заболеваемость.

Согласно единым требованиям безопасности к конструкции СДМ, усилия на рычагах не должны превышать 20-60 Н, на педалях - 80-120 Н, длина

хода должна быть не более 300 мм для рычагов и 120 мм для

педалей.

 

 

 

 

 

Таблица

17.2.

Влияние энергозатрат

при управлении

машиной

 

на

количество

и качество

труда

 

 

Количество и

 

Энергозатраты

кДж/ч

 

 

качество труда

420

840

1260

1680

2100

 

Производительность,

100

80

55

35

25

 

условные

 

 

 

 

 

 

единицы

 

 

 

 

 

 

Относительное

1,00

2,25

3,50

5,00

8,00

 

количество ошибок в

 

процессе труда

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

1,00

0,80

0,55

0,35

0,25

 

использования

 

энергоресурсов машины

Напряженность управления для оператора определяется коэффициентом /С с использованием экспериментальных значений усилий:

К

E

W /

(17.10)

=

,

 

ll.y

 

 

где А Ап - соответственно фактическая и нормативная работа за смену, Дж; п - количество рычагов и педалей; Р. - среднее усилие на i-м

475

рычаге или педали, Н; I. - путь, пройденный i-м рычагом или педалью, м; d.- число включений i-ro рычага или педали за смену; t - время, затрачиваемое на одно включение (выключение) i-ro рычага или педали.

Психофизиологический комплексный показатель характеризует соответствие машины зрительным и психофизиологическим возможностям человека. Важным условием повышения производительности СДМ является хорошая обзорность рабочего органа и фронта работ с рабочего места оператора при неподвижном его положении. Обзорность рабочего места рассматривается с точки зрения повышения производительности и безопасности. Обзорность зависит от высоты кабины, степени остекленности. Остекленность характеризуется коэффициентом

Кост = F ост /' F каб'

л(17.11)'

где Fkt - суммарная площадь остекленности кабины, м2 ; F -

суммар-

ная площадь панелей кабины, м2 .

 

Обзорность рабочей площадки с рабочего места оператора

оценива-

ется коэффициентом обзорности. Для ЗТМ коэффициент обзорности для горизонтальной плоскости

КОГ. = F r.Il'/(Fv НК. - FГП.),'

V(17.12)'

где F r a ~ площадь горизонтальной проекции машины, м2; Z7 -

площадь

невидимого контура, м2.

 

 

Антропометрические

показатели характеризуют машину с точки

зрения обеспечения рациональной и удобной позы машиниста,

правиль-

ной осанки, оптимального расположения рук на рычагах управления с учетом формы и массы человека в статике и динамике. Для определения удобства расположения органов управления в кабине пользуются плоским макетом человека среднего роста (168 см), изготовленным из прозрачного материала, с шарнирным сочленением рук и ног с туловищем. Оценка компоновки рабочего места производится путем наложения макета на схему рабочего места оператора в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом определяется попадание рычагов и педалей в максимальные и оптимальные зоны. Органы управления рабочим оборудованием и перемещением машины должны находиться в оптимальной зоне. Рычаги управления температурой охлаждающей жидкости двигателя, положением сиденья оператора, кнопки и рукоятки включения отопителя и вентилятора размещаются в максимальной зоне.

Гигиенический комплексный показатель оценивается вентилируемостью, температурой, влажностью, давлением, запыленностью воздуха в

476

кабине, уровнем радиации, шума и вибрации. Уровни шума, вибрации и загазованности на новых строительных машинах в основном отвечают санитарным нормам. Попытки заводов-изготовителей снизить эти уровни не дают существенного эффекта. Как показывает зарубежный опыт, снижение уровня шума до 75 дБ может быть произведено с помощью специальных глушителей, усиленного капотирования и подвески. Снижение уровня шума позволяет значительно повышать эффективность использования машин. Так, для экскаваторов снижение шума со 110 до 80 дБ приводит к повышению производительности в 2 раза.

Вибрация вызывает снижение работоспособности машиниста и ряд изменений в организме, влияющих на здоровье. Так, вибрация частотой до 2 Гц может вызвать морскую болезнь. Наиболее опасна вибрация в диапазоне частот 4 - 8 Гц (частот собственных колебаний человеческого тела). Интенсивность вибрации характеризуется ускорением, значение которого нормируется в зависимости от условий, обеспечивающих комфорт, работоспособность и безопасность машиниста. Допустимые значения ускорений вертикальных вибраций в диапазоне частот 4 - 8 Гц со-

ставляют: 10 с м / с 2

из условия комфортности, 31,5 см/с 2 - из условия

работоспособности

машиниста, 63 с м / с 2 -

из условия безопасности.

Температура воздуха в кабине должна быть в пределах 14-26° С.

Однако при температуре свыше 22° С должна

обеспечиваться подвиж-

ность воздуха (до

1,5 м / с )

на

уровне груди

машиниста. Температура

внутренней поверхности кабины не должна превышать 35° С.

Концентрация вредных примесей в кабине ограничивается следую-

щими значениями: пыли

-

не

более 10 мг/м3 , углекислого газа - не

более 20 мг/м3 , паров ТСМ

-

не более 100 м г / м 3.

 

17.2.

Рабочие режимы

машин

на

дорожно-строительном

 

объекте

Режим работы машины отражает степень ее загрузки за рассматриваемый период по времени и мощности.

Рабочий режим СДМ по времени устанавливает распределение рассматриваемого календарного периода на время, в течение которого машина выполняет свои основные или дополнительные функции, имеет перерывы в работе для ТО и ремонта, перебазируется с одного объекта на другой, простаивает по организационным причинам и метеорологическим условиям.

На основе разработанных режимов выявляется степень использования, определяется производительность машин и комплексов машин.

477

Для установления норм производительности машин наиболее важными являются режимы применительно к рабочей смене и году. Время работы машины в течение года определяется по формуле:

гт1

( Д календ Д перер)^

см

 

т "

X+KJJ

( 1 7 1 3 )

где Дшяенд ~ количество

календарных дней

в году; Дперер

~ перерывы в

работе машин по всем причинам, кроме перерывов для ТО и ремонта,

дн.;

Ксм~ коэффициент сменности; tcM -

продолжительность

смены, ч;

Рч -

время нахождения машин в ТО и ремонте в расчете на 1

ч сменно-

го рабочего времени машины, дн.

 

 

 

Определение Т отдельной машины

следует производить

с учетом

показателей надежности и времени проведения капитального ремонта. Это связано с тем, что в процессе увеличения наработки с начала эксплуатации возрастает количество отказов, и капитальный ремонт отдельной машины проводится один раз в 2 - 4 года.

Фактически простои СДМ в капитальном ремонте превышают нормативные в 5,5 раза, что приводит к отклонению времени работы машин в год его проведения от среднего значения до 4 0 % . Существующая методика определения времени работы машины в течение года не учитывает снижения работоспособности машины при увеличении наработки с начала эксплуатации или посте капитального ремонта. Так, для самоходных скреперов простои во время технического обслуживания и текущих ремонтов составляют от 5 до 35% годовой наработки в зависимости от процесса старения машин.

Средняя продолжительность простоя в ТО и ремонте составляет (0,15-0,20) Т, а ошибка в планировании рабочего времени отдельной машины в течение года без учета наработки с начала эксплуатации или после капитального ремонта превышает 10%. Для исключения таких значительных погрешностей необходимо рабочее время каждой машины определять с учетом наработки с начала эксплуатации или после капитального ремонта, а время простоя ее в капитальном ремонте планировать только на год его проведения. Это возможно при применении вычислительной техники для учета производственной и технической эксплуатации каждой машины парка.

С учетом комплексного показателя надежности К

время работы маши-

ны в течение заданного периода может быть определено по формуле:

 

Т

ч

= (Д

Ж

т.и

t

К

см.

(17.14)

 

^калено

^перер

 

см

 

N

'

478

Сумма дней перерывов в работе машины по всем причинам, кроме перерывов для технического обслуживания и текущих ремонтов, определяется по формуле:

Д

+ Д + Д

не.преп

к р

,

(17.15)

^перер

^ вых

^ по " мет

 

 

 

v

где Двых - количество

праздничных

и выходных дней за год; Дпб

- дни,

затрачиваемые

на перебазировку машины в течение года; Д -

простои

по метеорологическим условиям (принимаются по данным гидрометеослужбы применительно к конкретной температурной зоне, табл. 17.3), дн.;

Днепред ~ непредвиденные перерывы в работе машины; Дкр~ дни пребы-

вания машины в капитальном

ремонте.

При определении перерывов в работе следует учитывать, что для

экскаваторов, погрузчиков и

бульдозеров неблагоприятными условия-

ми являются дождь, снегопад и низкая температура, а для автогрейдеров- ,скреперов и катков - дополнительно и промерзание грунта; для кранового оборудования - дождь и ветер силой более 10 м / с . Совпадение дней, неблагоприятных по метеоусловиям, с выходными и праздничными учитывается поправочным коэффициентом, равным 0,7-0,8. Время, затрачиваемое на перебазирование машин, определяется на основании рассмотрения фактического использования их на планируемый год, по объектам с учетом расстояния до базы механизации, количества технических обслуживаний и ремонтов, производимых в стационарных мастерских. Средняя продолжительность перебазирования машин составляет 4 - 6 % общего количества календарных дней без выходных и праздничных. Время пребывания машин в капитальном ремонте принимают на основании инструкций по проведению планово-предупредительного ремонта строительных машин. Время на доставку машин на капитальный ремонт и обратно принимается с учетом расстояний между объектами и ремонтным заводом. Ежегодный объем капитального ремонта активной части основных фондов в подрядном строительстве в странах СНГ значителен, осуществляется ремонт 60 тыс. автомобилей, 18 тыс. экскаваторов, 50 тыс. тракторов, свыше 10 тыс. стреловых кранов. Фактическая продолжительность простоев машин в капитальном ремонте - 3 0 - 7 5 календарных суток. Сокращение сверхнормативных простоев техники в ремонте только на 50 % равносильно приросту экскаваторного парка на 6,5 тыс. шт., скреперного - на 2,5 тыс., бульдозерного - на 10,4 тыс.

Рациональные режимы работы СДМ обеспечивают эффективное их использование на строительной площадке. Максимально возможное использование машин в течение года и смены зависит от конструктив-

479

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]