Научное сопровождение машин на для земельных работ на этапе их выбора Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 69-5.624.1

НАУЧНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ МАШИН ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ НА ЭТАПЕ

ИХ ВЫБОРА

Л. А. Хмара, д. т. н., профессор, С. И. Кононов*, аспирант, *Запорожская государственная инженерная академия

Ключевые слова: научное сопровождение, выбор, машины для земляных работ, бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, экскаваторы.

Постановка проблемы. Одной из актуальных проблем при ведении земляных работ является эффективное сопровождение строительных машин (для земляных работ) на этапе их выбора по техническо-экономическим характеристикам с учетом конструктивных особенностей земляного сооружения [1 - 3, 7 - 14].

Цель статьи. Эффективное научное сопровождение строительных машин на этапе их выбора для выполнения земляных работ по технико-экономическим показателям с учетом конструктивных особенностей земляного сооружения.

Основной материал. Под научным сопровождением авторы понимают технико-экономический анализ и выбор эффективных машин из совокупности парка машин для ведения заданного объема земляных работ.

Вопросам повышения эффективности использования строительных машин посвящены работы: О. С. Анненковой, В. Л. Баладинского, В. И. Баловнева, А. И. Белоконь, Ю. И. Белякова, Ю. А. Ветрова, П. С. Гринкевича, А. А. Гусакова, В. Я. Дворкового, С. Н. Деревянко, В. А. Евдокимова, С. Е. Канторера, Н. С. Канюки, Е. М. Кудрявцева, Г. М. Максимова, С. П. Озорнина, И. Д. Павлова, В. А. Пенчука, А. В. Резуник, С. Б. Репина, В. М. Рогожкина, П. И. Сорокина, М. Д. Спектора, В. И. Теличенко, Р. Б. Тяна, Л. А. Хмары, А. М. Холодова, Х. А. Фасхиева, П. Т. Фролова и других ученых.

В работе предлагается осуществлять выбор из зарубежных и отечественных машин, имея очень ограниченные технические характеристики, такие как: масса машины, мощность, габаритные размеры, размеры рабочего органа. Эту информацию можно получить из каталогов фирм производителей, технических справочников или данных Internet. Имея данные, предложенные производителем, и характеристики объекта земляных работ, определяем производительность рассматриваемых машин. Имея производительность машины, можем определить: удельные показатели материалоёмкости и энергоёмкости, обобщённый показатель материалоёмкости и энергоёмкости, себестоимость машино-часа и суммарную стоимость выполнения земляных работ методом перебора с учетом многокритериальной оценки по технико-экономическим показателям из рассматриваемых машин, осуществляем выбор наиболее эффективной машины не только по ее технической характеристике, но еще и с учетом модернизации рабочего органа.

Разработанная модель может быть использована при покупке машин, взятии их в кредит, лизинг, аренду. Модель позволяет осуществлять эффективный выбор машин для земляных работ, зная объем работ и технические характеристики машины и особенности объекта земляного сооружения.

Выбор машин для земляных работ осуществляется по многокритериальной оценке, методом перебора из рассматриваемых машин по технико-экономическим показателям и определением наиболее эффективных машин, что дает более точный, усовершенствованный подход, учитывая при этом: производительность, продолжительность выполнения работ, объем работ, дальность возки, эффективность рабочего органа, уровень сложности производства земляных работ, грунтовые условия, климатические, геологические и гидрогеологические факторы (уровень грунтовых вод), а также рельеф местности, физико-механические свойства грунта и его состояние, оказывающие влияние на подбор комплектов машин и их типоразмеры.

Разработан эффективный подход, включающий математическую модель, алгоритм и на их основе разработана автоматизированная система эффективного выбора машин для земляных работ на примере бульдозеров, скреперов, автогрейдеров и экскаваторов.

Земляные работы представляют сложный комплекс инженерных решений, выполнение которых следует осуществлять по заранее разработанному и экономически обоснованному проекту производства работ, учитывающему особенности данного объекта.

Цель:Эффсктивнь!й выбор машин для земляных работ из собственного парка или их покупка, аренда, лизинг

Установить факторы, оказывающие влияние на выбор машин: производительность, техническая характеристика, стоимость работ, время выполнения работ, дальность возки, климатические, геологические (рельеф местности, физико-механические свойства грунта и его состояние), гидрогеологические (уровень грунтовых вод) условия.

Ввод исходных данных:(},Тр,вид работдпп грунта,уровень сложности работ, расстояние перемещения грунта,

Рис. 1 Алгоритм имитационной модели выбора машин для земляных работ.

Сопровождение машин для производства земляных работ данного объекта и режимов работы осуществляется на стадии разработки проекта организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР) в соответствии с: конструктивным и объёмно-планировочным решением данного объекта; принятыми организационно-технологическими условиями возведения объекта. В ПОС и ППР приводятся показатели по земляным работам в целом. Они регламентируются СНиПом и для ПОС включают: общую продолжительность работ и общие затраты труда на выполнение землеройных работ. Для ППР установлены только рекомендуемые показатели: объемы и продолжительность землеройных работ, их себестоимость по сравнению со сметной, уровень механизации и затраты труда на 1 м3 объема, на производительности труда.

Если состав и структура машинного парка строительной организации, ведущей земляные работы, не позволяют сформировать необходимое число комплектов машин, то при расчете потребности в машинах определяют номенклатуру и количество недостающих типов машин, которые можно определить, используя несколько основных схем: покупка новой техники или б/у; лизинг, аренда техники.

Основные условия правильного комплектования машин для производства земляных работ комплексно-механизированным способом следующие:

- число машин, участвующих в технологическом процессе должно быть минимальным, а их конструкция и параметры полностью соответствующими условиям работы, характеру и габаритам возводимого сооружения;

- в составе каждого комплекта машин предлагается одна или несколько ведущих машин, которые в основном определяют организацию работ всего комплекта, его производительность и темпы производства работ;

- состав комплекта машин должен обеспечивать: непрерывность потока грунта от места его разработки до места его отсыпки в насыпь или отвал; производительность каждой входящей в комплект машины, которая обеспечивает наиболее эффективную работу ведущей (или ведущих) машины.

Для эффективного сопровождения машин для земляных работ на этапе их выбора авторами разработан алгоритм (рис. 1) имитационной модели, которые определяют последовательность операций для решения конкретного множества задач.

Таблица 1

Основные формулы по выбранным машинам

Бульдозеры

Эксплуатационная производительность: П 1000 -В-Н2- Ка- Кв- Кс-К укл-Кэ- Кд-ир-игр-их игр 'их'1р +ир гр +ир игр -К + 2ир ■ игр (п + 'нов )+ % Р- Кр-'о ) м3/ч

Удельная материалоемкость: О■ (и -и ■1 + и -и ■ 1 + и -и ■1 + 2и -V -и ((' +' )+?ер ■ К )) О V гр х р р х гр р гр х р гр х \д п нов) ог р о}} уд~ 1000- В■ Н2 ■Ка Кв ■Кс-Куш-Кэ ■К и и и кг - ч 3 м

Удельная энергоёмкость: ЛГ _ Л ■{игр-и ■1р +ир-и ■¡гр +ир ■игр ■1* + 2ир ■игр и* + !„ов)+tgp ■ Кр)) уд 1000■ В-Н2 ■ Ка ■Кв ■Кс -Кукл ■Кэ К ир ■и!р и кВт - ч 3 м

Обобщенный показатель по энергоемкости и материалоемкости:

ЛО ( 1000 -В-Н2- К а -Кв •Кс-К укл - Кэ-Кя ир-игр и* ^ 2 м%)

„игр 'их'1р +ир 'их '¡гр +ир игр '1х + 2и р ' и гр ' и* (('п + ' нов )+ ^ Р- Кр ''о

Факти Т фак.маш ческое время затраченное на выполнение требуемого объема робот: АЛ-ВЛ-Н б (и -и -1 + и -и -1 -и -и -1 + 2и -и -и ((' +' ) + tgp■ К - об об об* гр х р р х гр р гр х р гр х И п нов' ог р час

1000-В-Н2-Ка-К^Кс-Кукл-Кэ-К^ -ир игр-их

Продолжение таблицы 1

Скреперы

Эксплуатационная производительность: П_ 600¥-К,' кв• Ь Ь кр-Ч,-Ц,-Ь-а- цц-к■ к, 125- V■ Кн-Ь-а- о,-ц(ц +°н)+0,6-Ь ■ И- Кр■ ц- ц-((• Ь-а- ц +Ь-а-1р ц,+¥■ к,-ц +ц-1„0,- ц, ■Ь -а- ц)+У-к,-ц ЬЪ к-ц-ц м3/ч

Удельная материалоемкость: с _а(1(К■Ь-а-цр■ ц •(ц +ц)Щ6-ьЬКр-ц ■ цр ■ (/гр■Ь-а-ц +Ь-а-1,■ цр+¥к,■ цр +п ■ „овц,■Ь-а-ц)+¥ к,-ц,■ЬЬКр-ц■ ц ) уд б00¥к,-кв-ЬЬкр-ц-ц Ь-а-цц-кс-к, кг - ч ~

Удельная энергоёмкость: к К(125¥ Кн■Ь- а- ц ■ цр • (ц +ц )+°,б- Ь Ь кр ■ ц ■ цр ■ (1гр ■Ь- а- ц +Ь- а- 1гр ■ ц +¥- к ■ цр +ц ■ 1„ов ■ цр ■Ь - а- ц)+¥ к ■ ц ■Ь Ь кр кВт-ч м3

А'уд б00¥- кн - кв ■Ь Ь кр ■ ц ■ цр ■Ь а- цр ■ ц- кс- к

Обобщенный показатель по энергоемкости и материалоемкости: П _ кг - кВт

пко . л б00¥- кн ■ кв ■Ь Ь кр ■ ц ■ цр ■Ь-а- цр ■ ц- кс ■ к, М/, )

\1,25¥Кн ■Ь а- цр • цр ■ (ц+цн)+0)б-Ь Ь кр-цн ■ ц (Ьац+ъ-^р цр +¥ к ц +гъ-1„ов- ц ■Ь а- ц)+¥ кцкр ц ц у

Фактическое время затраченное на выполнение требуемого объема робот: Т _4бВобНоб (125¥Кн-Ь а- ц ц • (U+^Ц+0б■Ьh к>-ц ц-(/гр-Ь а- ц+Ь а 1гр цгр+¥ кн' цр +П1''„о- Щ Ь а- ц+¥ кн' ЩЬ Ь кр' цн' 1 ) фа"ср б0¥- к,-кв ■Ь Ь к• ц цЬ-а- ц • ц-к• к час

Автогрейдеры

Эксплуатационная производительность: Е - К - Е -1 - ц -ц„ П не п п 0 " 0,001 -((Е,- К „ 3-1„ + 1ц- К „„-Е+ 0,03-К,- К „ 3-1п )-(ц3-ц„-ц + ц +ц„)+ 0,03-ц-ц0-хя) м3/ч

Удельная энергоёмкость: н N • (0,001 - ((Е, - К п3 -1„ + 1ц- К „„ - Е + 0,03 -К, - К п3-1п)- (ц - ц„ -ц + ц + ц„)+ 0,03 -ц -ц0- (я)) Ен ■Ке -Е-1п цп -ц0 кВт-ч м3

Удельная материалоемкость: 0 О - (0,001 - ((Ен ■ К „ 3 -¡„ + 1ц- К „„ -Е + 0,03 - К, ■ К„ 3 ■ 1„)- (ц3 ■ ц - ц + ц + ц„)+ 0,03 -ц -щ- и) Уд Ен- К в • Е -1п -цп -ц0 кг-ч м3

Обобщенный показатель по энергоемкости и материалоемкости: П N -О кг - кВт щ

-1"-1 N в , | Ен • К в 'Е -1П -цп -ц0

{ 0,001 -((Ен -К „ 3 -1„ + 1ц -К „„ -Е + 0,03 -К н • К „ 3 -1„ )-(ц3 цп -ц0 + ц0 + ц„ )+ 0,03 -цп -ц0-Х,)

Фактическое время затраченное на выполнение требуемого объема робот: Ат■ Вт-В- (0,001 - ((Ен ■ К „3 -¡„ + 1ч- К „„ • Е+ 0,03- Кя - К„3-1„)- (ц цп -ц +ц0+ц„)+0,03 - ц .ц0-гя)) *-■-■_ Ен-Кв-Е-1я-ц-ц час

Экскаваторы

Эксплуатационная производительность: 3600 -Ц-Кв-КВ-КВ.Г.-К,-П-п- -00-П V 10 П 1 а 2 - а - К р + -К р • - - п - -/--(3 + 4 - ц + ) V 10 - м3/ч

Удельная энергоёмкость: N -1 2 -а -Кр + - Кр -- ' п - а -(3 + 4-ц + гр )] N _ ^ - ^ Уд 1 3600 - ц - К в-КВ -К В.Г.-К, •п V 10 п кВт-ч м3

Удельная материалоемкость: О - ^ 2 - а- К р + - К р -- - п - ■ (3 + 4 - ц + гр )] Уд 1 а 3600 - Ц - К в-Кв -К в.г.-К, ■ П - п - -— V 10 п кг-ч 3 м

Окончание таблицы 1

Обобщенный показатель по энергоемкости и материалоемкости: П _^_

±± ЛТП

3600 ■ д ■ К Н ■ К В ■К ВГ-Кэ-п-п-

10 п

2 -а ■ Кр + ■ Кр

• Л. • Г •

10 п

■ (3 + 4 - д + гр )

Фактическое время затраченное на выполнение требуемого объема робот:

( Г^ )

2-а■ Кр + ■Кр -п- п-.--(3+4'а + )

, р р р>,

А -В -И

Лоб ^об 11 об

Т,

фак.авт.

зб00-д-КН-кв ■Квг -кэ-п-п- —

10п

ас

а

а

ч

Разработка грунта обычно осуществляется в отвал или в транспорт. При разработке грунта в транспорт встает вопрос о количестве вспомогательных транспортных единиц, которые обслуживают экскаватор.

В реальных условиях для расчета потребности в земляных машинах определяют рабочий объем земляных работ с учетом климатических, геологических и гидрогеологических факторов (рельефа местности, физико-механических свойств грунта, его состояния и водопонижения, а также оказывают влияние на подбор комплектов машин их типоразмеры. Указанные факторы определяют взаимодействие машин, и их количество.

Количество вспомогательных транспортных единиц, которые обслуживают экскаватор определяем по формуле:

= Пэкс , (1) с П

11 ТРАНС

О к

ПТРАНС = —, т/час, (2)

где ПЭкс - часовая производительность экскаватора, м3/ч;

ПТРАНС - эксплуатационная продуктивность транспортной единицы, т/час; ^ - время цикла транспортной единицы без учёта простоя под загрузкой, час;

*'ц= — + — + К + 1пов, час, (3)

ц р

О о

загр :

где I - длина пути перемещения загруженного и пустого транспорта, км; озагр = 20 -40 км/час - скорость загруженных транспортных средств; охх = 30-60 км/час - скорость порожних транспортных средств; 1пов = 0,09 ... 0,013 час - время поворота транспортного средства; tр = 0,005 ... 0,02 час - время разгрузки транспорта; кв = 0,85 ... 0,9 - коэффициент использования транспорта.

Для экскаватора с обратной лопатой наибольший радиус копания имеет наибольшую величину на уровне пяты стрелы (на 2...3 м выше уровня стоянки). Поэтому на уровне стоянки машины радиус копания будет на 0,5...0,7 м меньше приводимой величины.

Величина наибольшей глубины копания Н (рис. 2, а) приводится без учета работы при допустимом угле откоса разрабатываемого грунта; без учета необходимого по правилам техники безопасности расстояния от опор экскаватора до верхней бровки откоса а?; без учета величины радиуса площадки стоянки. Поэтому приводимая в инструкциях величина наибольшей глубины копания может быть использована только при разработке узких и глубоких траншей с вертикальными стенками при отсутствии требований к точности отметок дна траншеи. При учете всех необходимых технологических требований и требований техники безопасной работы действительная наибольшая глубина копания Нф будет меньше приводимой Н.

Величина наибольшей высоты выгрузки Н1 (рис. 2, б) не может быть использована при работе в отвал, так как отсыпаемый с этой высоты грунт засыпает экскаватор.

/г

а Й

А

Рис. 2. Экскаватор с обратной лопатой: а - наибольший радиус копания; б -наибольшая высота разгрузки в насыпь; в -наибольшая высота разгрузки в самосвал.

где Я - наибольший радиус копания; Н -наибольшая глубина копания; Н1 - наибольшая высота разгрузки; Я2 - радиус выгрузки в транспорт, при высоте выгрузки 3 м; ё -верхняя бровка откоса; Нф - действительная наибольшая глубина копания; Я3 - радиус поворота задней части поворотной платформы; а - наибольшая длина передвижки, Н - глубина котлована, Вт -ширина котлована, В - ширина котлована по верхней кромке.

При отсыпке отвалов необходимо соблюдать определенное расстояние ё между откосом отвала и задней частью платформы. На рисунке 2, б видно, что приводимая величина Н1 не может быть использована при работе с погрузкой грунта в транспортные средства, так как при выгрузке с такой высоты неизбежны поломки амортизирующих устройств шасси самосвала [15].

Приводимая величина радиуса разгрузки в транспорт Я2 (рис. 2, в) определена без учета работы экскаватора с наименьшим средним углом поворота на выгрузку. Величина радиуса разгрузки в автотранспорт определяется радиусом поворота Я3 задней части поворотной платформы, шириной транспортного средства и минимально допустимым расстоянием ё между ними.

Рассмотрим одну из задач выполнения земляных работ.

Дано: заказчик, которому необходимо выполнить с помощью транспортного средства заданный объем работ Q, который состоит из Ат*Вт*Н - размера траншеи (соответственно - длина, ширина, высота), грунтовых условий, условий ведения работ, уровня сложности производства земляных работ, времени на ее выполнение Тр; подрядчик, у которого имеется парк строительных машин.

При выборе эффективного экскаватора необходимо учитывать глубину и ширину траншеи. При этом глубина траншеи Н должна быть меньше, чем возможная глубина копания экскаватора Нф, а ширина траншеи Вт быть меньше или равна ширине ковша экскаватора В ,.

Выбор ширины ковша экскаватора с обратной лопатой определяем по эмпирической формуле через

геометрическую вместимость ковша:

Вэ = 1,51 ■ ^ - 0,26

м,

(4)

где д - геометрическая вместимость ковша экскаватора, м3 .

Исходные данные по объекту (рис. 5) для имеющегося парка экскаваторов (табл. 2) дополнены конструктивными особенностями земляного сооружения, представленного в формализованном виде через геометрические параметры для идентификации под технические характеристики машин для земляных работ.

б

в

Таблица 2

Исходные данные по имеющемуся парку одноковшовых экскаваторов

№ Модель Мощность, N, кВт Вместимость ковша, 3 q, м Общая масса, О, кг Модель двигателя Кэ п

1 ЭО-2621В 37,00 0,25 5700,00 Д-65Н 1,00 5,90

2 ЭО-3121 55,00 0,63 13800,00 Д-240 1,20 5,90

3 САТ 311В 59,00 0,78 11125,00 3064Т 1,00 6,20

4 САТ 312В 63,00 0,78 12435,00 3064Т 1,20 6,20

5 САТ 315В 74,00 0,84 15800,00 3046Т 1,00 6,20

Примечание. Технические характеристики экскаваторов определены из литературы [4, 5].

Таблица 3

Коэффициент, учитывающий эффективность комбинированных методов интенсификации

воздействия на грунт

№ Конструкция рабочего органа экскаватора Значение коэффициента, Кэ

1 Базовый ковш 1,00

2 Ковш с газовоздушной смазкой 1,2 - 1,25

3 Ковш с двухножевой системой копания 1,3

Расчетные формулы принимаем из таблицы 1 для экскаваторов.

Стоимость эксплуатации 1 машино-часа, скорректированная с учетом мощности выбранной машины:

N ■ С

Сэмч = *^АВК 5 , грн, (5)

™ АВК 5

где САВК-5 - суммарная стоимость эксплуатации машин для разработки 1000 м3, принимаемая из программы АВК-5;

- ближайшая выбранная мощность машины из программы АВК-5 при расчете стоимости эксплуатации одного машино-часа, кВт;

N - мощность выбранной машины, кВт.

Суммарную стоимость эксплуатации машины определяем из программного комплекса АВК-5 (5-2.8.0), с учетом всех затрат, принятых по усредненному показателю Госстроя Украины на декабрь 2008 г. (табл. 4) [6].

Таблица 4

Расчетная стоимость эксплуатации 1 машино-часа экскаватора*

№ Наименования машин и механизмов Заработная плата всего, грн Амортизационные отчисления, грн Быстроизнашивающ иеся части, грн Энергоносители, грн Гидравлическая жидкость, грн Смазочные материалы, грн Ремонт, налоги и сборы, грн Перебазировка, грн Стоимость эксплуатации 1 маш.-часа, грн.

1 Экскаваторы одноковшовые дизельные, на гусеничном ходу, емкость ковша 0,4 м3 22,68 1187,52 2,27 118,86 2,73 142,94 21,17 1108,46 ■ ■ 1,87 97,91 10,12 529,88 1,25 65,45 62,09 3251,03

Примечание. В числителе - стоимость эксплуатации 1 машино-часа, в знаменателе суммарная стоимость машин для разработки 1000м3.

Определяем суммарную стоимость эксплуатации экскаватора:

ЕС = С ■ Т ф , грн. (6)

эмч фак . экс . 7 1 4 '

Рис. 3. Главный интерфейс программы: 1 - кнопка ввода исходных данных

Рис. 4. Выбор ведущей машины: 2 - выбор экскаватора

Рис■ 5. Ввод данных по объекту: 3 - числовые значения по выбранному объекту

Рис. б. Технические характеристики на вспомогательные машины: 4 - характеристики на вспомогательные машины и расстояние транспортировки

Рис. 7. Интерфейс выбора ведущих машин с технической характеристикой: 5 - выбор машин с технической характеристикой; б - коэффициенты для выбранной машины; 7 - кнопки для обработки результатов

Рис. 8. Редактирование и добавление в базу данных машин: 8 - база данных по экскаваторам; 9 - техническая информация по выбранной машине

Рис. 9. Интерфейс расчета даннъгх по выбраннъгм экскаваторам: 10 - результаты расчета выбранных машин; 11 - кнопки обработки информации для построения гистограмм

П, мЗ/ч

0 19.4 23.5 25.3 35.1 45.3

Сумиэ.я 201.06Ш79 1$ г.оюеен 173.0Ш641 1&2.42МЪ$1 $4515

ЯЛоОель САТ 312В САТ 311В 30-3121 САТ 315В 30-2621В

Машины соответствующие условию П>Пн либо П-Пн

Экскаватор Л|»паоднгег»> ЧОСТВ гчашние! фактическое вре^и выполнения Суммарная стотоств Стогиость 1 иЗ

50-2621В 68,27 30.76 1652,16 0,79

ЭОЭ121 173,09 12,13 1612,13 0,78

САТ 311В 167,01 12,57 2107,10 1,00

САТ 312В 201,06 10,« 1750,26 0,83

САТ 315В 132,43 11,51 2077,« 0,99

Рис. 10. Построение гистограмм: 12 - гистограммы зависимости обобщенного показателя по энергоемкости и материалоемкости экскаватора от производительности; 13 - выбор машин методом перебора соответствующих условию П>Пн; 14 - список машин, по которому осуществляется выбор эффективной машины исходя из предложенных параметров

Рис. 11. Зависимость материалоемкости экскаватора от производительности

Рис. 12. Зависимость энергоемкости экскаватора от производительностиё

Таблица 5 Выбор экскаватора ___

№ Модель Модерниз ция рабочего органа Вмест -мость ковша, 3 д, м Врем выпол] ения работ Кол-во вспомогат. машин шт Суд, Нуд, Пыо, 1С, В г П,

кг ■ ч 3 м кВтч м кг кВ ("% 1 грн м3/ч

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 ЭО-2621В Базовый ковш 0,25 30,76 6 83,49 0,54 5,25 1652,18 0,79 68,27

2 ЭО-3121 Ковш с газовоздушной смазкой 0,63 12,13 15 79,73 0,32 2 5,33 1642,13 0,78 173,09

3 САТ 311В Базовый ковш 0,78 12,57 15 66,61 0,35 3,53 2107,10 1,00 167,01

4 САТ 312В Ковш с газовоздушной смазкой 0,78 9,78 18 61,85 0,31 9,38 1750,26 0,83 201,06

5 САТ 315В Базовый ковш 0,84 11,73 18 86,61 0,41 5,13 2077,40 0,99 182,43

Разработаны математическая модель и алгоритм решения, позволяющие выбрать эффективный экскаватор по технико-экономическим и эксплуатационным параметрам, а также подобрать эффективный рабочий орган машины с учетом коэффициента, учитывающего эффективность комбинированных методов интенсификации воздействия на грунт.

Таблица 6

Выбор эффективной машины с максимальной экономией материальных и энергетических ресурсов

Модернизация машины или рабочего органа Номер машины шш к ОС к

в о я м аи 1 2 3 п К к

н о б а а 1 С'уд1.1, Нуд1.1, Суд1.1, ж, Суд1.2, Нуд1.2, Суд1.2, Ж Суд1.3, Нуд1.з, Суд1.3, ПЖ Суд 1. п, Нуд 1. п, Суд 1. п, ж :

X ы н « л м е со я л Ч 3 н и 2 Суд2.1, Нуд2.1, Суд2.1, Ж, Суд2.2, Нуд2.2, Суд2.2, Ж Суд2.3, Нуд2.3, Суд2.3, Суд1. п, Нуд1. п Суд1. п, Пт?1. п С 1. п д д д ОС •в П Г 1

3 Суд3.1, Нудз.1, Суд3.1, Ж! Нуд2.2, Суд2.2, Ж Суд3.3, Нуд3.3, Суд3.3, Суд1. п, Нуд1. п, Суд1. п, ж:

1

7 Суд ¡.1, Нуд и, Суд 1.1, Ж Суд 1.2, Нуд ,2, Суд 12, ^уд 1.3, Нуд 1.3, Суд 1.1, Суд1. п, Нуд1. п, Суд1. п Пт?1. п 1. п

Требуемое количество транспортных средств для перевозки грунта определяем по сменной производительности автомобилей-самосвалов, в зависимости от расстояния транспортировки и групп грунтов.

Разработанная математическая модель показала эффективность выбора машин методом перебора из имеющихся в наличии свободных машин и выбором эффективной, с

использованием компьютерного моделирования возможных ситуаций и их дальнейшего анализа.

В таблице 6 приведен выбор эффективной машины по многокритериальной оценке, методом перебора машин или комплекта машин для выполнения заданного технологического процесса с максимальной экономией материальных и энергетических ресурсов, состоящих из п-го количества машин, которые могут иметь i-е количество модернизаций как машины, так и её рабочего органа, соблюдая условия: Gydф= G уд Nydф= Nyd min ; 0уд эф 0уд min; nNG эф nNG min 20 эф 20 min Исходя из этого осуществляем подбор машины или комплекта машин.

Вывод. Проведенные исследования и анализ позволяют утверждать, что эффективное сопровождение машин для выполнения земляных работ целесообразно осуществлять по многокритериальной оценке, методом перебора полученных значений материалоемкости, энергоемкости, обобщенного показателя материалоемкости и энергоемкости, дополненных конструктивными особенностями земляного сооружения, представленного в формализованном виде через геометрические параметры для идентификации под технические характеристики машин для земляных работ. Разработанная методика дает более эффективный выбор машин за счет того, что учитываются: производительность, модернизация рабочего органа, дальность возки, климатические, геологические (рельеф местности, физико-механические свойства грунта и его состояние), гидрогеологические (уровень грунтовых вод) условия.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Баловнев В. И. Строительные роботы и манипуляторы / Баловнев В. И., Хмара Л. А., Станевский В. П., Немировский П. И. - К. : Будивэльнык, 1991. - 137 с.

2. Баловнев В. И. Интенсификация земляных работ в дорожном строительстве / Баловнев В. И., Хмара Л. А. - М. : - Транспорт, 1983. - 184 с.

3. Строительство. Материаловедение. Машиностроение. // Сб. науч. тр. № 46 «Интенсификация рабочих процессов строительных и дорожных машин. Серия: Подъёмно -транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование / Отв. ред. д. т. н. проф. Хмара Л.А. - Днепропетровск: ПГАСА, 2008. - 211 с.

4. Рейш А. К. Повышение производительности одноковшовых экскаваторов / Рейш А. К.; -М: Стройиздат, 1983. - 169 с.

5. Caterpillar Эксплуатационные характеристики. Справочник. Издание 30, CAT ® Caterpillar Inc., Пеория, Иллинойс, США, 1999. - 620 с.

6. Программа Copyright НПФ «АВК Созидатель» АВК-5 (5-2.8.0) Ресурсная стоимостная документация в инвесторских сметах, договорных ценах контрактов, производстве строительных работ. 1994 - 2008 г.

7. Баловнев В. И. Повышения производительности машин для земляных работ / Баловнев

B. И., Хмара Л.А. - К.: Будивэльник, 1988. - 152 с.

8. Тян Р. Б. Управлшня проектами. Навч. пошбник. / Тян Р. Б., Холод Б. И., Ткаченко В. А. - Д. : Дшпропетр. акад. управ. бiзн. та права, 2000. - 224 с.

9. Павлов И. Д., Радкевич А. В. Модели управления проектами: Учеб. пособ. - Запорожье: ГУ «ЗИДГМУ», 2004. - 320 с.

10. Канторер С. Е. Методы обоснования эффективности применения машин в строительстве / Канторер С. Е. - М. : Изд. лит. по строит., 2-е изд., перераб. и доп., 1969. - 295 с.

11. Канюка Н. С. Комплексная механизация трудоемкости работ в строительстве / Канюка Н.

C., Резуник А. В., Новацкий А. А.; - К. : Будiвельник, 1977. - 256 с.

12. Кудрявцев Е. М. Комплексная механизация, автоматизация и механовооруженность строительства / Кудрявцев Е. М. - М. : Стройиздат, 1989. - 246 с.

13. Анненкова О. С. Методика рационального распределения машин для земляных работ по объектам строительства // Механизация и автоматизация строительства: Сб. науч. тр., К. : 1991. - С. 82 - 83.

14. Белоконь А. И. Выбор и обоснование строительных машин для реконструкции / Белоконь А. И. - Днепропетровск: ПГАСА, 1997. - 60 с.

15. Дегтярев А. П. Комплексная механизация земляных работ / Дегтярёв А. П., Рейш А. К., Руденский С. И. - М. , Строиздат, 1987. - 238 с.