Дорожно-строительные машины

,

где эффективная мощность двигателя: ,

передаточное число от двигателя  к колесам: ;

к.п.д. трансмиссии: ,

коэффициент использования мощности двигателя: ,

 

коэффициент отбора мощности: ,

частота вращения вала двигателя: ,

.

Определяем величину касательной  силы, , определяем по формуле

                                                     ,

где радиус ведущего колеса: ;

Величина касательной  силы во время движения автомобиля ограничивается максимальной мощностью двигателя и определяется по формуле, а также по сцеплению колес с дорогой.

Силу тяги по сцеплению  определяем по формуле

,

где сцепной вес транспортной машины, та часть ее веса, которая приходится на ведущие колеса: ,

коэффициент сцепления колеса автомобиля с дорогой,

,

где коэффициент сцепления при скорости : ,

коэффициент снижения качества сцепления покрытия при изменении скорости от 20 до 120 км/ч: ,

расчетная скорость движения: ;

          

.

коэффициент сопротивления качению колеса: ;

ускорение свободного падения.

                 

 

1.5.2 Силы сопротивления движению

 

Силы сопротивления  – внешние неуправляемые силы, которые приложены к поезду и  направленные в противоположную сторону.

1 Основные силы сопротивления.

1)Сопротивление качению  колеса по дороге определяем по формуле

,

где полная масса поезда, кН.

Удельное сопротивление определяем по формуле

 

 

2)Сопротивление воздуха.  Оно возникает в результате  затрат энергии на преодоление давления воздуха, на перемещение частичек воздуха и трение их о поверхность движущегося состава. Силу сопротивления воздуха определяем по формуле

,

где эмпирический коэффициент сопротивления воздуха движению    транспортного средства (коэффициент обтекаемости): , площадь поперечного сечения транспорта: ;

1.6 Производительность автосамосвала

 

Производительность автосамосвала зависит от объема материалов, перевозимых за один рейс, время простоев под погрузкой и при разгрузке, от средней технической скорости движения автомобилей, расстояния вывозки и т.д.

Производительность автомобилей  по вывозке карьерных материалов, определяется по формуле:

П_а= (Т-Δt)∙Q/(2l/υ_ср.тех+t_п+ t_р) , м³/см.

Здесь Т – продолжительность  смены ,с

Δt – подготовительно-заключительное время, с

l – расстояние вывозки, м

υ_ср.тех –средняя техническая скорость движения автомобилей, м/с

t_п – время простоев под погрузкой, с

t_р - время простоев при разгрузке, с

Q – объем материалов, перевозимых за один рейс, м³

 

П_а=(25200-2160)∙10,5/(2∙30000/60+600+480)=116,2 м³/см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Организация  технологии строительства дороги

 

Сооружение земляного  полотна производится только из доброкачественного грунта. Пригодность грунта устанавливают  по гранулометрическому составу, физико-механическим свойствам и наличию примесей органических веществ или солей, влияющих на устойчивость и прочность земляного полотна. Поэтому нельзя возводить насыпи дорог из грунта с примесью торфа или ила с содержанием водорастворимых солей. Насыпи отсыпаются горизонтальными слоями с уплотнением каждого слоя в отдельности до требуемой плотности. Каждому слою грунта придается поперечный уклон 15-20%. Толщина отсыпаемых однородных слоев принимается в зависимости от свойств грунтов, вида уплотняющих машин и норм плотности, она колеблется в пределах 0,2-0,4 м.

Возведение земляного  полотна производится различными комплектами  машин, в которых ведущими машинами могут быть: грейдер, бульдозер, экскаватор. В связи с этим для производства земляных работ сначала необходимо выбрать основные (ведущие) машины, при помощи которых будет экономически целесообразно выполнять основные объемы земляных работ в соответствующих условиях, а затем выбрать вспомогательные машины для выполнения всех прочих работ, входящих в технологический процесс сооружения земляного полотна.

Ведущие и вспомогательные (комплектующие) машины необходимо выбирать с учетом их производительности, комплексной механизации работ.

Окончательный выбор  машин и оборудования для выполнения различных видов работ при строительстве автомобильных лесовозных дорог производят, руководствуясь рекомендациями СНиП, на основании технико-экономического сравнения вариантов производства работ. Выбор экономичной ведущей машины производят путем сравнения приведенных затрат на производство 1 м³ земляных работ. Критерием оценки также служит степень механизации.

Приведенные затраты  определяют по формуле: П=С+кЕ. В данной формуле С – себестоимость земляных работ, руб/м³; к – удельные капиталовложения, руб/м³ ;Е-коэффициент экономической эффективности (для транспортного строительства принимают 0,12).

Себестоимость земляных работ определяют по формуле

 

где а – стоимость машино-смены, которая может быть принята по данным Г.Ф.Грехова; N,N₁ – потребное число машино-смен человеко-дней; b – заработная плата рабочих в смену, руб.; к_нр , к_пн – коэффициенты, учитывающие накладные расходы и плановые накопления, к_нр=1,2;к_пн=1,06;V_пр – производственный объем земляных работ, выполняемых заданной ведущей машиной.

 

 

 

 

 Заработная плата  устанавливается в зависимости  от разряда и часовой тарифной ставки.

Число машино-смен определяют по формуле N=V_пр/П (П – производительность ведущей машины в смену, определяется по ЕНиР). При выполнении ведущей машиной двух технологических операций сменная производительность определяют следующим образом: П=П₁П₂/(П₁+П₂) (П₁,П₂ – сменная производительность на первой и второй технологических операциях).

Удельные капиталовложения рассчитываются по формуле к=TS/12V_пр (Т – период строительства участка дороги в месяцах; S – стоимость машины).

Степень механизации  дорожно-строительных работ (М,%) определяют по формуле М=100С_м/С (С_м – стоимость работ, выполняемых механизированным способом, руб.; С – полна стоимость строительных работ, руб.).

При выборе ведущей машины пользуются попикетным графиком распределения земляных работ, учитывают расстояние транспортировки грунта, объем и способ производства работ.

Для установления экономически целесообразных расстояний перемещения  грунта строится график стоимости разработки и перемещения грунта данной группы различными механизмами с учетом удельных капиталовложений в зависимости от дальности вылазки. Стоимость разработки и перемещения грунта определяют по ЕРЕР сб.1 и по сметным ценам для строительства дорог.

Выбрав ведущую машину, производят выбор вспомогательных (комплектующих) машин. В состав комплекта машин по сооружению земляного полотна, кроме ведущих, включаются следующие: катки для послойного уплотнения грунта; рыхлители для рыхления плотных грунтов; планировщики откосов насыпей; автогрейдеры или грейдеры для профилирования поверхности насыпи планировки откоса и дна резерва; бульдозеры, грейдеры и автогрейдеры для разравнивания грунта, доставленного автомобилями-самосвалами или тракторными тележками; поливочные машины.

При выборе комплекта  машин необходимо учитывать конкретные условия строительства, основными из которых являются: общий годовой  объем работ данного вида, в том числе на одном объекте; заданные сроки выполнения работ; обеспеченность кадрами; грунтовые условия по трудности разработки и по несущей способности; наличие пунктов технического обслуживания и ремонта и др. Подбор комплекта машин производится на основании технико-экономических расчетов.

В настоящее время  для выбора оптимального состава дорожно-строительного отряда разработаны (в частности, в МЛТИ) программы на ЭВМ.

Для нашего случая при высоте насыпи Н=0,5 м, по таблице выбора машин для сооружения земляного полотна (по СНиП Ш-Д.5–73), производим выбор ведущей машины и это будет бульдозер– ДЗ-18, при этом вспомогательными машинами будут самоходный каток на пневмошинах ДУ-29 и автогрейдер ДЗ-31-1., а также автосамосвал МаЗ 5516-021 .

Наивысшая производительность комплекта машин при сооружении земляного полотна достигается  при комплексной механизации строительства поточным методом, когда специализированные звенья машин, передвигаясь в определенном порядке по трассе, выполняют последовательно друг за другом свой объем работ, оставляя за последним звеном готовое земляное полотно.

Выбор комплекта землеройных машин для возведения земляного полотна зависит от ряда местных условий, конструкции земляного полотна, объёма земляных работ и требуемого срока их выполнения, характера грунтовых резервов и карьеров. Дальности перемещения грунта. При выборе руководствуются рекомендациями СНиП III – Д.5-73

Технологический процесс  устройства двухслойной дорожной одежды следующий. Экскаватор ЭО – 4111А производит разработку и погрузку песка для подстилающего слоя вывозят  в автомобили-самосвалы МаЗ 5516-021, они  разгружают его по ширине полотна в кучи в одну линию. Распределение песка слоем 15 см производится автогрейдером ДЗ –31 – 1. Планировка выполняется по высотным колышкам, установленным по оси дороги, на кромках проезжей части и на бровках земляного полотна. После чего уплотняется этот слой с помощью пневмошинных катков ДУ – 39, а потом и увлажняется  с помощью поливомоечной машины  ПМ – 130 для достижения оптимальной влажности. Гравийную смесь для покрытия грузят экскаватором в автосамосвалы и разгружают в кучи в одну линию. Разравнивание и планировку гравийной смеси производится автогрейдером. Далее смесь увлажняют, производят подкатку покрытия самоходным вальцевым катком ДУ – 8А. Затем выполняется окончательная планировка и проверка ровности покрытия автогрейдером. После этого производится окончательная укатка покрытия пневмошинным катком.

 

2.2 Схема проведения работ дорожно-строительным  отрядом

 

Схему проведения работ дорожно-строительным отрядом рассмотрим на примере возведения земляного полотна, машинами подобранными выше, а именно ведущая машина – бульдозер ДЗ-18, вспомогательные – автогрейдер ДЗ-31-1 и самоходный каток ДУ-29, а также автосамосвал МаЗ 5516-021.

Возведение насыпей осуществляется из привозных грунтов. Песок для подстилающего слоя вывозят  в автомобили-самосвалы МаЗ 5516-021.

Рабочий цикл бульдозера при возведении земляного полотна состоит из капания грунта, его перемещения, укладки, разравнивания грунта первого слоя по одной стороне земполотна переезда на противоположную сторону и повтора перечисленых действий.

При разработке грунта нож отвала заглубляется в  грунт с одновременным перемещением бульдозера вперед. В процессе накопления грунта, он движется вдоль отвала в тело насыпи, после чего производится его разравнивание и уплотнение.

На рис.2.1. приведена схема возведения земляного  полотна бульдозерами в комплекте с разравнивающими, уплотняющими и планирующими машинами. На первой захватке: автосамосвалом отгружается небольшими продольными кучками грунт и бульдозером производится его зарезание и перемещение. После формирования первого слоя земляного полотна автосамосвал и бульдозер перемещаются на другую захватку, а на этой приступают к его уплотнению самоходным катком. При достижении оптимального уплотнения грунта приступают к отсыпке следующего слоя, аналогично предыдущему и его уплотнения. Достигнув необходимого уплотнения земляного полотна переходят к его планировке и планировке откосов автогрейдером.

 

Рисунок 2.1 Технологическая схема возведения насыпи бульдозером из привозного грунта:

1-автосамосвал; 2-бульдозер; 3-каток; 4- автогрейдер.

 

2.3 Схема работы автосамосвала при выполнении технологического процесса

 

Экскаватор ЭО – 4111А  производит разработку и погрузку песка  для подстилающего слоя вывозят  в автомобили-самосвалы МаЗ 5516-021, они разгружают его по ширине полотна в кучи в одну линию (рис 2.2).

Рисунок 2.2 Схема работы автосамосвала: 1-движение автосамосвала  из карьера,2-разворот перед выгрузкой, 3-выгрузка грунта.

3. Конструкторский  раздел

 

3.1 Перевозки  сыпучих грузов

 

3.1.1Насыпные грузы.

По своему определению, насыпные грузы – это однородные грузы, которые размещаются в  кузове грузового автомобиля или  в специальном контейнере, без  специальной (отдельной) упаковки.

Насыпные грузы могут  быть самые различные, от зерна, до угля, кокса или простого песка. Их объединяет одно главное свойство – сыпучесть. Именно на основе этого свойства и происходит классификация такого груза как насыпной или навалочный.

Насыпные грузы можно  также разделить на две основные категории – это собственно насыпные грузы, и навалочные грузы. Официально такого разделения нет, и те и другие с равным успехом можно отнести именно к насыпным грузам, однако для удобства их классификации, разделяют непосредственно насыпные грузы, т.е. грузы, которые обладают свободной сыпучестью, и навалочные грузы. Последние требуют применения, при погрузке или разгрузке, дополнительной техники (например, экскаваторов).