Комплексная механизация строительства

Контейнер — элемент транспортного  оборудования, обладающий: – постоянной технической характеристикой и достаточно прочной конструкцией для многократного использования; 
специальной конструкцией, обеспечивающей перевозку грузов одним или несколькими видами транспорта без промежуточной разгрузки контейнера; – приспособлениями для быстрой погрузки, разгрузки с одного вида транспорта на другой; – конструкцией, позволяющей легко загружать и разгружать груз; – внутренним объемом более 1 м³.

Транспортные емкости объемом  менее 1 м³ или не отвечающие хотя бы одному из выше перечисленных требований относятся к поддонам.

Пакет — уложенная на специальный  поддон партия груза (кирпич, мешки  с цементом и т.д.). Наличие поддона  позволяет погружать и разгружать такие пакеты с помощью вилочных погрузчиков или кранов. Контейнеры и поддоны являются инвентарем организации, поставляющей грузы.

При применении контейнеров и поддонов увеличивается производительность средств механизации и снижается трудоемкость погрузо-разгрузочных работ.

При хранении пакетированного груза  объем складских помещений используется рациональнее, чем при хранении непакетированного груза или груза в контейнерах. Наконец, пакетирование является предпосылкой к автоматизации погрузо-разгрузочных работ. Вместе с этим пакетному способу перевозок присущи некоторые недостатки — отсутствие защиты груза от внешних природных воздействий при его перевозке.

Основные понятия об эффективности использования машин  и ее оценки

Парком строительных машин выполняется 90% строительно-монтажных работ (СМР). От четкой и бесперебойной работы этой техники, правильной организации ее использования и ремонта во многом зависит эффективность строительства и выполнение запланированного объема работ.

Годовая выработка в натуральном выражении наиболее полно характеризует организационно-технический уровень эксплуатации парков и позволяет сравнить фактическую выработку с директивными нормами.

Определение рациональной области использования транспортных средств

В дорожном строительстве транспортные операции составляют до 50% стоимости механизированных работ. Однако в литературе встречаются противоречивые данные о граничных условиях эффективного использования машин. Это объясняется отсутствием многофакторного анализа по изменению критерия оценки. Так, для самоходных скреперов встречаются ограничения по дальности транспортировки грунта от 1,5 до 5 км. И все эти ограничения достоверны для конкретных условий эксплуатации.

Исследования, проведенные в производственных условиях при возведении земляного полотна дороги, позволили количественно оценить влияние дальности транспортировки L, коэффициента сопротивления движению, числа ударов плотномера ДорНИИ на отдельные приведенные затраты по разработке 1 м³ грунта самоходными скреперами ДЗ-11 с толкачом ДЗ-27 на базе трактора Т-130М. Как видно из таблицы, наиболее значимыми факторами, влияющими на эффективность использования самоходных скреперов, являются дальность транспортировки и коэффициент сопротивления движению. Существенное значение имеет категория разрабатываемого грунта.

Для повышения достоверности рекомендаций по определению эффективного применения самоходных скреперов по дальности  транспортировки необходимо проводить  анализ с учетом этих факторов.

При расстоянии транспортировки разрабатываемого грунта свыше 0,5 км обычно используются два комплекта машин: толкач и самоходные скреперы; экскаватор или погрузчик с автосамосвалами и бульдозером. Для конкретного участка строительства с заданным расстоянием перевозки, категорией разрабатываемого грунта и дорожными условиями нужно применять тот комплект, при котором удельные приведенные затраты окажутся минимальными.

Рис. 10. Зависимость целесообразности транспортирования грунта различными транспортными средствами от коэффициента сопротивления движению

 

Удельные затраты, связанные с  загрузкой и выгрузкой грунта для самоходных скреперов, значительно  ниже аналогичных затрат для автосамосвалов, но в транспортном режиме они соответственно выше.

Все факторы, которые сокращают  продолжительность этого режима, повышают эффективность использования самоходных скреперов, поэтому с улучшением качества дорог рациональная дальность транспортировки грунта для них увеличивается (рис. 10).

Граничные условия целесообразности применения комплекта самоходных скреперов  с толкачом значительно зависят от грунтовых условий. Для оценки эффективности использования самоходных скреперов ДЗ-11 с учетом коэффициента сопротивления движению и категории разрабатываемого грунта, характеризующейся числом ударов плотномера ДорНИИ - С, построена номограмма (рис. 11) по данным расчетов на ЭВМ.

В первом квадранте номограммы показаны границы равных удельных приведенных  затрат сравниваемых комплектов машин, ниже которых находится рациональная область использования самоходных скреперов. На вертикальной оси слева отложено значение максимального числа скреперов на один толкач, в центре — значения продолжительности циклов скрепера ДЗ-11 для определенных условий эксплуатации.

Рис. 11. Номограмма определения рациональной области использования транспортных средств

В верхнем левом углу номограммы в числителе указан коэффициент сопротивления движению, а в знаменателе — скорость, соответствующая дорожным условиям. Ось абсцисс в первом квадранте характеризует разрабатываемые грунты по числу плотномера ДорНИИ, а во втором показывает расстояние, на которое перевозится грунт. Например, на предлагаемом участке дальность транспортировки 4 км с коэффициентом сопротивления движению 0,06, грунт разрабатывается с числом ударов плотномера ДорНИИ, равным 4, следовательно, на этом участке необходимо применять самоходные скреперы в количестве до 17 машин с толкачом.

Номограмма позволяет оперативно определить рациональную область применения самоходных скреперов ДЗ-11 с учетом значений трех факторов.

Комплексный показатель качества машин

Под качеством понимается совокупность свойств, характеризующих пригодность продукции в соответствии с ее назначением.

Качество современных СДМ носит  интегральный характер и представляется сложной совокупностью эксплуатационных, эстетических, патентно-правовых и экономических свойств. Тесное взаимодействие этих свойств приводит к тому, что изменение, вносимое только в одно из них, сказывается в различной степени на остальных и на всей совокупности в целом.

Качество машины после капитального или текущего ремонта может оцениваться  также по совокупности свойств, определяющих возможность ее применения по назначению. Показатели качества отремонтированных машин подразделяются на основные и дополнительные.

Основные показатели характеризуют  свойства машины после капитального ремонта. К ним относятся: показатели назначения — номинальная мощность двигателя, частота вращения выходного вала коробки передач, объемный КПД гидросистемы; эргономические — температура, относительная влажность и запыленность воздуха в кабине, уровень шума, вибрации в кабине; эстетические — показатели совершенства исполнения, внешний вид и качество окраски; экономические — средняя и удельная стоимость капитального ремонта; показатели надежности ремонтируемых изделий.

Дополнительные показатели характеризуют  технико-экономические свойства машин и ремонтного предприятия. К ним относятся коэффициенты: восстановления ресурса, использования прогрессивных способов ремонта, эффективности новой технологии, затрат на ремонт, затрат на запчасти, обеспеченности производства технической документацией, технической вооруженности.

Один из способов повышения качества машин — разработка и внедрение  на предприятиях систем управления качеством.

Для определения оптимальной характеристики технических устройств создают  внутреннюю и внешнюю модели. Внутренняя модель служит для более детального исследования систем и подсистем, входящих в техническое устройство, а внешняя позволяет определять оптимальные характеристики качества и является основной.

Процесс управления качеством состоит  в постоянной корректировке процессов проектирования, производства машин с помощью обратной связи со сферой эксплуатации, что позволяет выпускать машины с оптимальными показателями.

Методы использования машин

В строительстве для выполнения отдельных технологических операций машины могут использоваться независимо друг от друга. Организация строительного производства через концентрацию машин по видам работ в специализированные отряды и использование их в строго определенной последовательности, определяемой характером технологического процесса, обеспечивает ритмичную сдачу объектов в установленные сроки. Такой метод организации строительных работ называется поточным.

Оптимальный поток характеризует  параллельно-последовательное выполнение работ и максимально возможную в данных условиях загрузку машин. 
Оптимальную интенсивность загрузки машин в потоке определяют по оптимальному режиму использования мощности двигателя.

Эффективность использования машин  представляет собой совокупность комплексных  показателей, отражающих техническую сторону через производительность и экономическую — через затраты на их приобретение и эксплуатацию.

Показатели, обеспечивающие максимальную производительность, называются рациональными, а параметры, обеспечивающие максимальную эффективность, — оптимальными.

Эксплуатационные свойства машин

Эксплуатационные свойства СДМ  можно разделить на три группы: технологические, технико-экономические, эргономические.

Технологические свойства характеризуют  приспособленность машины к выполнению технологических требований строительства. К ним относятся: производственная эффективность рабочего органа, проходимость, маневренность и плавность хода.

Производственная эффективность  рабочего органа определяет целесообразность и эффективность применения машины для выполнения данного рабочего процесса и характеризуется в основном главным параметром (вместимостью ковша для экскаватора и скрепера, размерами отвала для бульдозера и автогрейдера, объемом камеры дробления для камнедробилки, вместимостью мешалки для асфальтосмесителей, шириной укатывающих вальцов и массой для катков, грузоподъемностью для автосамосвалов и кранов и др.). В настоящее время для интенсификации работ за счет совершенствования структуры парка машин увеличивается выпуск машин повышенной единичной мощности. Однако целесообразность использования машин определенного вида для конкретных условий эксплуатации определяется рациональной производительностью.

Проходимость характеризует способность  машин, имеющих ходовое устройство, перемещаться в трудных дорожных условиях. Ее показателями являются: габаритные размеры, максимальный и сцепной вес, дорожный просвет, удельное давление на грунт, совпадение следов передних и задних колес, радиус поворота, углы въезда, тип движителя, тяговое усилие на низшей передаче. Проходимость машины тесно связана с ее маневренностью и плавностью хода. 
Маневренность определяет радиус и время поворота, а плавность хода характеризует вертикальное отклонение режущих поверхностей рабочего органа и обеспечивает постоянную глубину резания и чистоту планировки.

К важнейшим технико-экономическим  показателям СДМ относятся: надежность, тягово-скоростные свойства, топливная  экономичность.

Надежность — один из важнейших  показателей качества машин. Оценивают  надежность сочетанием свойств (безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость), характеризуемых определенной группой показателей. Для более полной оценки надежности используют комплексные показатели, позволяющие одновременно оценивать несколько важнейших свойств. К этим показателям относятся коэффициент готовности (Кг) и коэффициент технического использования.

Топливная экономичность относится  к числу актуальных проблем экономии ресурсов. Стоимость ТСМ составляет 25-30%, а в отдельных случаях  — до 50% затрат на эксплуатацию машинного парка. Показателями топливной экономичности являются часовой (G4) и удельный расходы топлива на единицу эффективной мощности (qe) и на единицу выпущенной продукции (Дпрод). При оценке расхода топлива по регуляторной характеристике рациональным является режим двигателя с использованием 90% его максимальной мощности.

Порядок разработки и утверждения  норм расхода ТСМ регламентирован  «Основными положениями по нормированию расхода топлива, тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве». На их основе министерства и ведомства должны разрабатывать отраслевые методики с последующим утверждением. После утверждения отраслевых методик по ним разрабатывают нормы расхода ТСМ и вводят их в действие приказом.

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

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