Основные технико-эксплуатационные и технико-экономические показатели строительных машин

При выборе машин для производства строительных работ определенного вида и объема за основу принимают их технико-эксплуатационные и технико-экономические показатели, при сопоставлении которых находят оптимальные типоразмеры и количество машин для выполнения требуемых технологических операций с целью сокращения продолжительности и стоимости выполнения ППР.

Основным технико-эксплуатационным показателем строительных машин является их производительность, которая определяется количеством продукции, выраженной в определенных единицах измерения (т, м³, м², м), вырабатываемой или перемещаемой машиной за единицу времени — час, смену, месяц или год.

Различают три категории производительности машин: конструктивную, техническую и эксплуатационную.

Производительностью крана (т/час, т/смену) называется количество грузов и конструкций (т.е. количество продукции, выраженное в массе, объеме или штуках), перемещаемых или монтируемых краном в единицу времени (час, смену, месяц, год).

Производительность измеряется тоннами в час или тоннами в смену. В строительстве производительность крана измеряют также количеством циклов, совершаемых краном в единицу времени. По этому параметру определяют количество кранов, необходимых для выполнения заданного объёма работ в требуемые сроки. Производительность кранов зависит от их конструкции и условий роботы. Конструктивные факторы для данного крана являются постоянными; условия работы изменяются в широких пределах, поэтому производительность крана является переменным параметром. Обычно, указывая производительность крана, имеют в виду среднее значение данного параметра.

Производительность кранов определяется расчетным путем.

Производительность является важнейшей составной частью технической характеристики машин. Все машины и механизмы имеют свои производительности.

Различают производительность (различают три категории производительности):

- теоретическую (расчетную, конструктивную);

- техническую;

- эксплуатационную.

Теоретическая производительность (расчетная, конструктивная) — это максимально возможное количество продукции, вырабатываемой в единицу времени непрерывной работы при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузках.

Для машин циклического действия (например кранов) теоретическая часовая производительность

П_к=60·q·n, (28)

где q - количество продукции, вырабатываемое за один рабочий

цикл;

n - число циклов, выполняемых машиной в 1 мин,

n=60/t_ц (t_ц — продолжительность цикла, с).

Для машин непрерывного действия теоретическая часовая производительность

П_к=3600·F·v, (29)

где F - количество материала, размещающегося на 1 м длины потока

продукции (материала) кг, м3;

v - скорость движении потока продукции, м/с.

Техническая производительность - это количество продукции, вырабатываемой в единицу времени непрерывной работы машины непосредственно в конкретных производственных условиях при правильно выбранных режимах работы и нагрузках на рабочие органы. При определении технической производительности определенной машины, например одноковшового экскаватора, учитывается группа разрабатываемого грунта, высота забоя, угол поворота стрелы с ковшом, вид работы - в отвал или на транспортные средства, коэффициент заполнения ковша и другие факторы. Поскольку все перечисленные факторы могут иметь различные значения, то и техническая производительность машины при различных условиях будет изменяться.

Для машин циклического действия (например кранов) часовую техническую производительность П_т определяют по формуле

П_т = 60·q·n·k, (30)

где q - грузоподъемность крана;

n - число рабочих циклов в минуту;

k - коэффициент, учитывающий степень использовании гру-

зоподъемности (при переработке грузов с различной мас-

сой).

Для машин непрерывного действия часовую техническую производительность определяют по формуле

П_т = 3600·F·v·k, (31)

где F - масса груза, кг, или объем, ^м3, приходящийся на 1 м длины

несущего органа машины;

v - линейная скорость движения рабочего органа, м/с;

k — коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.

Эксплуатационная производительность - это количество продукции, вырабатываемой в единицу времени с учетом всех перерывов в работе, вызываемых требованиями эксплуатации, условиями труда работающих и организационными причинами:

П_э=П_к·k_у·k_в·k_и·t_см, (32)

где П_к –конструктивная производительность, т.е. количество продукции, вырабатываемой машиной за 1 час при непрерывной работе с расчётными скоростями рабочих движений в средних условиях и с нормальными расчётными нагрузками на рабочем органе;

k_у - коэффициент условий работы, учитывающий отклонение конкретных условий от средних расчётных;

k_в·- коэффициент использования рабочего времени машин в течение смены, учитывающий как технологические, так и организационные перерывы в работе;

k_и – коэффициент использования производительности, учитывающий технологическое состояние машины, квалификацию оператора (машиниста), отклонение нагрузок от расчётных и удобство управления машиной;

t_см – продолжительность рабочей смены, ч.

Сменную или годовую эксплуатационную производительность машины определяют на основании данных режима работы машины и ее среднечасовой эксплуатационной производительности.

Сменная эксплуатационная производительность

П_э.см=T_см×П_э.ч, (33)

При расчете месячной и годовой производительности учитываются простои в работе машины за соответствующий период времени. Годовая эксплуатационная производительность

П_э.год=365* П_э.см×k_в.год×k_см, (34)

где k_в.год - коэффициент использования машины по времени в течение

года,

k_в.год=Т_год/365=(365-t_в-t_рем-tпр)/365, (35)

где Т_год - количество дней работы машины в году;

t_в - количество выходных и праздничных дней;

t_рем -количество дней, необходимое для выполнения текущего,

среднего и капитального ремонтов;

t_пр - продолжительность организационных простоев и простоев по

метеорологическим причинам;

k_см - коэффициент сменности.

Эксплуатационная производительность является главным рабочим параметром, по которому подбирают комплекты машин для комплексной механизации технологически связанных трудоемких процессов в строительстве.

В комплект машин входят согласованно работающие основная (ведущая) и вспомогательные машины, взаимно увязанные по производительности, основным конструктивным параметрам и обеспечивающие заданный темп производства работ.

Эксплуатационная производительность основной машины Пэ.о должна быть равной или несколько меньшей (на 10… 15 %) эксплуатационной производительности вспомогательных машин Пэ.в.

Среднегодовая потребность в машинах для выполнения заданного объема определенного вида работ

М=Q_общ×У/100×П_э.год, (36)

где Q_oбщ - общий объем соответствующего вида работ (в физических

измерителях), подлежащих выполнению в течение года;

У - доля объема работ в процентах, выполняемая данным видом машин, в общем объеме соответствующего вида работ.

Экономическая эффективность от использования в строительстве новой машины определяется как разность приведенных затрат на выработку единицы продукции по сравниваемым эталонному и принятому вариантам. При сравнении вариантов в качестве эталона рассматривают лучшие отечественные строительные машины (серийно выпускаемые или рекомендованные к серийному производству), а также лучшие образцы зарубежной техники, эксплуатируемой в нашей стране. В общем виде приведенные затраты, грн.,

З_п = С_год + Е_н×К, (37)

где С_год - расчетная себестоимость годового объема продукции ма-

шины, грн.;

К - единовременные капитальные вложения на создание машины,

грн.;

Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, устанавливаемый соответствующими методиками.

Эффективность новой машины оценивается также по сроку ее окупаемости

Т₀ = K/Э_г, (38)

где Э_г - годовая экономия от внедрения новой машины.

Основными технико-экономическими показателями, позволяющими сравнивать качество различных машин одного назначения, являются удельные металлоемкость и энергоемкость, стоимость единицы продукции и выработка продукции на одного рабочего.

Удельные металлоемкость и энергоемкость машины представляют собой соответственно отношение массы машины и мощности установленных на ней двигателей (двигателя) к единице часовой технической производительности или к ее главному параметру (вместимости рабочего органа, грузоподъемности, грузовому моменту и т. п.).

Стоимость единицы продукции определяется отношением стоимости машино-смены к сменной эксплуатационной производительности машины.

Выработка продукции на одного рабочего

В_уд = П_э.см/nр, (39)

где nр - количество рабочих, обслуживающих машину.

Степень механизации строительно-монтажных работ оценивается уровнем комплексной механизации, механовооруженностью и энерговооруженностью строительства.

Уровень комплексной механизации характеризуется процентным отношением объема строительно-монтажных работ, осуществленных комплексно-механизированным способом, к общему объему строительно-монтажных работ в натуральном выражении, выполненных на строительной площадке:

У_к.м=(Р_к.м/Р_о)100, (40)

где Р_к.м - объем работ, выполненный средствами комплексной меха-

низации;

Р₀ — общий объем выполненных работ.

Механовооруженность строительства - выраженное в процентах отношение стоимости машинного парка строительной организации к стоимости строительно-монтажных работ, выполняемых в течение года:

М_с = (С_м/С_о)100, (41)

где С_м — балансовая стоимость средств механизации, тыс. грн.;

С₀ — годовой объем строительно-монтажных работ, тыс. грн.

Механовооруженность труда определяют отношением балансовой стоимости средств механизации к среднесписочному числу рабочих, занятых на данном строительстве:

М = С_m/n_p.сп, (42)

где n_р.сп - среднесписочное число рабочих.

Энерговооруженность строительства - отношение суммарной мощности двигателей машинного парка строительства к среднесписочному числу рабочих:

Э_с =∑ , (43)

где ∑P_дв - суммарная мощность двигателей машин, кВт.

Затраты времени и ресурсов на производство ПРР механизированным (комплексно-механизированным) способом зависят также от количества используемых для этого сил и средств. При избытке сил и средств они будут недогружены, а при их недостатке возникает угроза невыполнения работ в установленные сроки. В том и другом случаях наносится определенный ущерб. Поэтому при планировании важно правильно определять потребность сил и средств механизации и распределять их между объектами работ.