Ресурсное обеспечение в условиях вероятностного характера дорожного строительства лесовозных автомобильных дорог Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

ности. Поэтому не статистические данные, а расчет, прогнозирование и специальные испытания машин и их элементов являются основой для управления надежностью и обеспечения ее требуемого уровня.

2. Опыт эксплуатации гидроприводов показывает, что на сегодняшний день их надежность находится на низком уровне. Из проведенного анализа следует, что наиболее быстровыходящими из строя, имеющими низкую эксплуатационную надежность, являются элементы гидропривода, а именно рукава высокого давления, выход из строя которых приводит к большим потерям рабочей

жидкости и снижению производительности машины в результате простоев.

3. Для своевременного выявления нарушений в техническом состоянии гидроприводов необходимо регулярно проводить диагностирование.

Библиографический список

1. PTM-1-70. Временная методика сбора информации о надежности. - Химки: ЦНИИМЭ, 1971. - 75 с.

2. PTM-1311-3-73. Методика расчета показателей надежности. - Химки: ЦНИИМЭ, 1974. - 70с.

3. Павлов, А.И. Надежность гидроприводов лесосечных машин: научное издание / под ред. Ю.А. Шир-нина. - Йошкар-Ола: МарГТУ 2004. - 212 с.

РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ВЕРОЯТНОСТНОГО ХАРАКТЕРА дОрОжНОГО СТрОИТЕЛЬСТВА ЛЕСОВОЗНЫХ

АВТОМОБИЛЬНЫХ дОРОГ

Д.М. ЛЕВУШКИН, ст. преп. каф. транспорта леса МГУЛ

Основными путями повышения эффективности использования наиболее дорогой части материально-технических ресурсов в строительстве и содержании дорог - производственных ресурсов - являются: максимальное снижение ресурсоемкости проектов; совершенствование методов проектирования организации ресурсного обеспечения строительных объектов производственными ресурсами; наиболее полное использование отходов и вторичных продуктов производства; внедрение наиболее прогрессивных материалов, технологий и механизмов; повышение темпов и сокращение сроков строительства и ремонта; мониторинг и оперативное управление качеством на стадии эксплуатации.

Выполненный анализ проектных конструкций дорожных одежд нежесткого типа для региональных условий Республики Коми позволил установить зависимость общего расхода энергоресурсов на выполнение дорожно-строительных работ, которая складывается из расхода топлива на перевозку материалов и полуфабрикатов автотранспортом Qат, производства полу-

levushkin@mgul.ac.ru

фабрикатов на асфальтобетонных или бетонных заводах Q дорожно-строительных материалов непосредственно на месте производства работ Qm.

Q =Q + Q + Q . (1)

Интенсивность потребления топлива автотранспортом в сутки может быть рассчитана по формуле

м NT

Qam = ^ I Qnj ' tji , л/сут, (2)

7=1 *=1

где M - количество марок автомобилей, участвующих в транспортной фазе;

NT - количество автосамосвалов j-й марки в i-м перевозочном процессе; t.. - продолжительность работы автомобиля j -марки на строительном объекте в течение суток, час;

Q^ - нормативный расход i-го автомобиля j -марки.

Общая потребность в топливе перевозочного процесса Q3x определяется составом транспортного звена и общей продолжительностью перевозочного процесса М NT

Qam = TllQHj-Tjb (3)

7=1 i=1

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012

123

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

где T - общая продолжительность работы автомобиля j-й марки на строительном объекте, час.

Нормативный расход топлива для автопоездов рассчитывается согласно [1]

бн = 0,01Я/(1 + 0,0Ш) + H-Z, (4)

где L - суточный пробег автомобиля, км;

Навт - норма расхода топлива автомобиля-самосвала или самосвального автопоезда, л/100 км;

Hz - норма расхода топлива на каждую поездку с грузом автомобиля-самосвала, автопоезда, для автосамосвалов равна 0,25 л;

Z - количество поездок с грузом за смену;

D - поправочный коэффициент к норме в процентах, зависящий от состояния дорог и климатических условий в период перевозочного процесса

Н = Н + Н (G + 0,5?), (5)

где H - транспортная норма с учетом транспортной работы (с коэффициентом загрузки 0,5), л/100 т-км;

Hw - норма расхода топлива на транспортную работу автомобиля-самосвала (если при расчете не учтен коэффициент 0,5) и на дополнительную массу самосвального прицепа или прицепа, л/100 т-км;

G - собственная масса самосвального

np

прицепа, полуприцепа, т;

q - грузоподъемность прицепа, полуприцепа (0,5? - с коэффициентом загрузки 0,5), т.

Суточный пробег зависит от продолжительности работы автосамосвала в течение суток T, расстояния перевозки груза / продолжительности одного цикла L = 1,70-T-/ / t . (6) Продолжительность цикла работы транспортной единицы t (ч) определяется продолжительностью погрузки автосамосвала tn средней скоростью движения транспорта с грузом и без груза V , продолжительностью разгрузки tp и временем на маневрирование машины t

м

t = t + (2/ / V ) + t + t, (7)

ц n ср ср p м

После преобразований с учетом (7) расход топлива составит

Qn =

0,017 Hs T■lcp(\ + Q,0\D) + Q,25Z

tn+WcpIVcp^ + tp +tJ

(8)

м

Анализ работ [1] показывает, что время простоев автосамосвалов под погрузкой, разгрузкой зависит от грузоподъемности автосамосвала, вида перевозимого материала (табл. 1 и 2).

Количество поездок с грузом за рабочую смену одного автомобиля

Z = 0,85T / tц. (9)

Расстояние перевозки грузов определяется по транспортной схеме перевозки материалов и полуфабрикатов на строительный объект. Средняя скорость автосамосвала в значительной степени зависит от состояния дорожной сети и уровня ее загрузки автотранспортом.

Анализ формулы (8) показывает, что расход топлива в значительной степени зависит от средней скорости автосамосвала, его грузоподъемности, сложности плана и продольного профиля дорог, погодно-климатических условий в период выполнения перевозочного процесса. Расчеты расхода топлива наиболее распространенного автосамосвала КамАЗ-55111 показали, что на дорогах с твердым покрытием при средней дальности перевозки материалов расход топлива изменяется от 38,6 до 69,2 л/смену (рисунок). По дорогам в пересеченной местности расход топлива изменяется на 27-29 %.

Удельный расход топлива автомобиля Q л/смену можно найти по уравнению

бн = aln(L) + b, л/смену (10)

где а и b - коэффициенты уравнения, принимаются по табл. 4 в зависимости от условий перевозки грузов и марки автомобиля.

Расчет норм расхода топлива дорожно-строительными машинами может быть выполнен расчетно-аналитическим методом с учетом конструктивных особенностей машин, технологии и организации выполнения строительных работ.

Основной составляющей расхода топлива является расход в единицу времени при номинальной мощности двигателя с учетом нормативного коэффициента K, учитываю-

124

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Таблица 1

Продолжительность простоя автомобилей на погрузочно-разгрузочных работах при транспортировке щебня, песка, гравия, мин.

Грузоподъемно сть автомобиля, т Время погрузки Время разгрузки

Экскаватор с ковшом Из бункера

менее 1 м3 более 1 м3

2,5-4,0 8-9 4-5 4 3

4,0-7,0 11-13 5 6 4-5

7,0-10 15-18 6 6 5-6

Таблица 2

Продолжительность простоя автомобилей на погрузочно-разгрузочных работах, мин.

Грузоподъемно сть автомобиля, т Время погрузки Время разгрузки

Из бункера Из мешалки

2,5-4,0 3-4 6-8 1,5-2,5

4,0-7,0 4-5 8-10 2-3

7,0-10 5-6 10-14 3,5-4,0

10 30 50 70 90

Дальность перевозки, км

Рисунок. Изменение расхода топлива автосамосвала КАМАЗ-55111 в зависимости от дальности перевозки материалов (по дорогам с твердым покрытием)

щего особенности загрузки машин в период производства работ.

Индивидуальная норма расхода топлива на единицу рабочего времени определяется по формуле

H = geNKKTm\ (11)

где Нт - удельный расход топлива при номинальной мощности двигателя, г/кВт-ч (принимают согласно данным эксплуатационных документов на двигатель);

Ne - номинальная мощность двигателя машины, согласно данным эксплуатационных документов машины;

10-3 - переводной коэффициент;

Кт - коэффициент нормы расхода топлива в л/Маш./ч (1,21 для дизелей, 1,35 для бензиновых). Значение интегрального коэффициента получаем

К = К -К-К К •К, (12)

где КТЗ - коэффициент, учитывающий расход топлива на запуск и нагревание двигателя, а также ежемесячное техническое обслуживание = 1,03;

Кв - коэффициент использования двигателя по времени (при отсутствии фактических значений, выполненных в реальных условиях эксплуатации, принимается по [2]);

Км - коэффициент использования мощности двигателя;

Ктм - коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя;

Ки - коэффициент, учитывающий износ двигателя.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012

125

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Таблица 3

Влияние условий эксплуатации автосамосвалов грузоподъемностью 5,5-13 т на расход топлива

Условия эксплуатации автомобиля Увеличение расхода топлива, %

В летний период по дорогам общего пользования с твердым покрытием в равнинной местности 0

В зимний период по дорогам общего пользования с твердым покрытием в равнинной местности 4-5

В летний период по грунтовым дорогам 70-85

В летний период с тяжелыми дорожными условиями 89-100

В период весенне-осенней распутицы 85-100

В летний период по дорогам со сложным планом с твердым покрытием в равнинной местности 10-11

В зимний период по дорогам общего пользования и твердым покрытием в холмистой местности 21-23

В летний период по дорогам общего пользования и твердым покрытием в холмистой местности 27-29

Таблица 4

Значения коэффициентов уравнения (10)

Условия перевозки грузов Марка автосамосвалов

КамАЗ-55111 МАЗ-5551 ЗИЛ-ММЗ-4508

a b A b a b

С твердым покрытием в равнинной местности 6,97 23,36 5,65 19,94 3,46 26,26

В летний период по дорогам со сложным планом с твердым покрытием в равнинной местности 7,69 26,25 6,25 22,34 3,83 29,30

В зимний период по дорогам общего пользования и твердым покрытием в холмистой местности 9,01 29,86 7,35 25,33 4,56 33,30

Потребление топлива дорожно-строительными машинами в сутки I может быть рассчитано по формуле

ic = 'Z'tnnri№ 03)

к=\1=\

где K - количество марок дорожно-строительных машин, участвующих в строительном процессе;

L - количество машин k-й марки, работающих на строительном объекте;

tkl - общая продолжительность работы машин k-й марки в количестве l на строительном объекте в течение рабочей смены, ч;

H - индивидуальная норма расхода l машин k-й марки.

Общая потребность в топливе для выполнения дорожно-строительных машин определяется составом дорожно-строительного потока и общей продолжительностью строительства

К L

Qc = ^ 'ТкЬ (14)

к=\1=\

где Ты - общая продолжительность работы l машин k-й марки на строительном объекте, ч, может быть рассчитана по формуле

T = Ok / П (15)

где Qk - объем работ для машин k-й марки; nk - эксплуатационная производительность l машин k-й марки, определяется организацией и технологией работ, природно-климатическими условиями и физико-механическими характеристиками обрабатываемого материала или полуфабриката.

Рассмотренная методика расчета потребности в энергоресурсах позволяет выполнить прогнозирование ресурсопотребления строительного объекта с учетом принятой организации и технологии работ, природно-климатических условий района строительства и

126

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012