Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра будівельних, дорожніх, меліоративних,

сільськогосподарських машин та обладнання

02-01-347

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання практичної роботи з дисципліни

“Комплексна механізація в будівництві” для студентів за спеціальністю 133 "Галузеве

машинобудування" денної та заочної форм навчання

Рекомендовано методичною комісією за напрямом підготовки 6.050503 - “Машинобудування” протокол № 5 від 31 січня 2017 р.

Рівне – 2017

2

Методичні вказівки до виконання практичної роботи з дисципліни “Комплексна механізація в будівництві” для студентів за спеціальніс-тю 133 "Галузеве машинобудування" денної та заочної форми на-вчання навчання /Макарчук О.В., Маркова О.В. - Рівне: НУВГП, 2017. – 22 с.

Упорядники: Макарчук О.В. к.т.н., доц. каф. БДМСМіО, Маркова О.В., к.т.н., доц. каф. БДМСМіО.

Відповідальний за випуск: С.В.Кравець, д.т.н., професор, завідувач кафедри БДМСМіО Вивчення дисципліни “Комплексна механізація в будівництві” для студентів напряму підготовки 6.050503 “Машинобудуванняв” денної та заочної форми навчання включає курс лекцій, практичні заняття, курсовий проект та самостійні роботи.

Мета практичної роботи - закріпити отримані теоретичні знання та практичні навички, що дозволили б підібрати оптимальні комплек-ти машин, з метою виконання зосереджених земляних робіт.

© О.В. Макарчук, © О.В. Маркова © НУВГП, 2017

3

Практична робота № 5

КОМПЛЕКСНА МЕХАНІЗАЦІЯ ЗОСЕРЕДЖЕНИХ ЗЕМЛЯНИХ РОБІТ

Мета роботи: Підбір оптимального технологічного способу за-собів механізації для зосереджених земляних робіт.

Зведення будівель і споруд складається з ряду будівельних робіт, що поділяються на окремі процеси.

При цьому виконання будівельних робіт здійснюється в певній технологічній послідовності: підготовчі роботи, виробництво робіт підземної частини або так званий підготовчий цикл, зведення над-земної частини, оздоблювальні роботи та благоустрій території.

Зводяться в даний час будівлі та споруди стають з кожним роком все складнішими, що підвищує вимоги до їх підстав і фундаментів. Будівельна практика показує, що саме в області фундаментобуду-вання в найбільшій мірі приховані резерви підвищення ефективнос-ті та якості будівельних робіт.

Роботи підготовчого циклу при зведенні будинків і споруд включають в себе земляні роботи і підготування фундаментів, на частку яких припадає 15% трудових і до 40% загальних витрат часу.

Земляні споруди на об'єктах всіх видів будівництва, що відріз-няються за призначенням, параметрами і пропонованими до них вимогами, зводяться в різних ґрунтових, кліматичних, сезонних умовах. Це обумовлює різноманіття технологічних способів і різно-видів засобів механізації, що застосовуються на земляних роботах.

Найбільш часто під будівлю або споруду розробляють котловани або траншеї з використанням комплекту машин: одноківшового ек-скаватора, самоскида, бульдозера, котка.

Враховуючи сучасні вимоги до виробництва робіт, в цій по ро-боті дається технологія виконання земляних робіт при влаштуванні котлованів і траншей, технологія влаштування монолітних стовпча-стих залізобетонних фундаментів, необхідні відомості про ґрунти, характеристики машин і механізмів, що застосовуються на вико-нанні робіт підготовчого циклу.

ВИЗНАЧЕННЯ ОБ’ЄМУ КОТЛОВАНУ Об’єм котловану з вертикальними стінками (якщо укіс m=0) роз-

4

раховується за формулою

V= H ⋅ a ⋅ b, м3, (5.1) де V – об'єм ґрунту в даному масиві, який підлягає забору із котло-вану, м3; a, b, H – довжина, ширина глибина відповідно, м.

Об’єм котловану, що має колоподібну форму, визначають як об-сяг перерізаного конуса за формулою

V=3-1 π H (R2

+ Rr + r2); (5.2)

R=r+ mH, де R, r – радіуси котловану по верху і основі відповідно, м.

Об’єм котловану, що має укіс і площа по основі у вигляді прямо-кутника, а поперечне і поздовжнє перерізу - трапеції, розраховують за формулою

V=6-1 H [ab + a1 b1 +(a1 + a)(b1 + b)], (5.3)

де b1=b +2mH; a1=a + 2mH. Для кращого запам'ятовування формули (5.3) можна запропону-

вати наступне визначення: обсяг котловану дорівнює одній шостій частині його глибини, помноженої на суму площ нижнього і верх-нього основ і суми довжин на суму ширин. Якщо котлован розроб-лений на спланованій площадці або на місцевості з ухилом не біль-ше 0,01, обсяг його може бути розрахований як обсяг усіченого клину (перекинутого обеліска) за формулою

V=2-1 (F + F1) H, м3, (5.4) де F і F1 – площа верхньої і нижньої частини відповідно, м2;

F= ab; F1= a1 × b1. Об’єм ґрунту для забору бульдозером в ході зачистки дна котло-

вану визначається за формулою Vб = a× b× ∆ hб ×10-2

, м3, (5.5) де ∆hб – недобір ґрунту після екскаваторних робіт (таблиця 1.2).

Дно котловану в межах площі основи кожного фундаменту до-датково зачищають вручну. Об’єм такої зачистки Vр визначають зав формулою

Vр=1,1 (ΣnФ SФi) ∆ hр 10-2, (5.6)

де Sфi= с1·с2 – площа фундаменту по основі, м; ∆hр – глибина ручної зачистки ґрунту під фундамент, см; nф – кількість фундаментів а котловані; 1,1 - коефіцієнт збільшення площі зачистки основи фун-даменту (10%).

На основі розрахункових даних складаємо таблицю 5.1.

5

Таблиця 5.1 Відомість про обсяги робіт

Назва технологічних операцій Одиниця виміру по ЕНиР

Число одиниць виміру

Зрізка рослинного шару 1000 м2 Розробка ґрунту одноківшевим екскаватором в котловані

100 м3

Ручні роботи 1 м3

ВИБІР ЗЕМЛЕРИЙНО-ТРАНСПОРТНИХ МАШИН Підготовка котлованів і траншей складається із процесів, пока-

заних в таблиці 5.2. Таблиця 5.2

Склад основних процесів з облаштування котловану і траншей в звичайних умовах

Назви процесів Позначення по ЕНиР Механізовані процеси

1. Зрізка рослинного шару бульдозером 2. Навантаження і вивіз рослинного ґрунту 3. Розробка ґрунту одноківшевим екскаватором 4. Вивіз ґрунту із забою автосамоскидами 5. Розробка недобраного ґрунту бульдозером 6. Видалення ґрунту, отриманого від недобору 7. Ущільнення ґрунту за площею основи 8. Зворотня засипка пазух котловану бульдозером

Ручні процеси 9. Розробка ґрунту з розпушувачем вручну при підготовці основи під фундаменти 10. Прийом і розрівнювання ґрунту 11. Пошарове трамбування ґрунту при засипці пазух котловану 12. Забір розпушеного ґрунту 13. Зрізка ґрунту і планування укосів в котловані

Е2-1-5; Е2-1-6 Е 1-3; розрахунок ЕНиР сб.2, ч.1 Розрахунок Розрахунок Е2-1-22 Е1-3; розрахунок ЕНиР сб.2, вип.1 Е2-1-34 Е2-1-55; Е2-1-56 Е2-1-57 Е2-1-58 Е2-1-56 Е2-1-61

ВИБІР ОДНОКІВШЕВИХ ЕКСКАВАТОРІВ У будівництві широко застосовуються одноківшеві екскаватори

із стандартними ковшами місткістю 0,15; 0,25; 0,4; 0,5; 0,65; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,5 м3 з різним робочим обладнанням: прямою лопа-тою, зворотною лопатою, драглайном, грейфером та іншими видами змінного робочого обладнання для допоміжних операцій (розпу-шення, планувальні машини та ін.)

6

Вибір раціонального типу екскаватора, його потужності і робо-чого обладнання є одним з головних питань проектування техноло-гії земляних робіт. На вибір типу екскаватора впливають багато чинників: 1. Об’єм земляних робіт; 2. Розміри виїмки (ширина, глибина); 3. Гідрологічні умови (категорія ґрунту, наявність ґрунтових вод,

атмосферних опадів); 4. Спосіб розробки, траншей («у відвал», в транспортні засоби); 5. Заданий час робіт.

Загальні рекомендації по вибору основних машин для виконання земляних робіт наведено в таблиці 5.3.

Таблиця 5.3 Рекомендації по вибору екскаваторів для виконання земляних робіт Об’єм ґрунту, що підлягає роз-

робці, м3 Екскаватори.

Об’єм ковша, м3 До 500

500-1500 1500-5000 5000-8000 8000-11000 11000-13000 13000-15000 більше 15000

0,15 0,25-0,3 0,4-0,5

0,65 0,8 1,0 1,25 1,5

Місткість ковша екскаватора вибирається залежно від обсягу зе-мляних робіт. Зазначена в таблиці 5.3 місткість ковша не є безумов-ною, а підлягає уточненню залежно від інших технологічних та економічних факторів (вид ґрунту, висота забою, тривалість робіт тощо).

Робоче обладнання пряма лопата рекомендується головним чи-ном для розробки виїмок в транспортні засоби. Для розробки котло-ванів пряма лопата може бути прийнята, якщо: • об’єм котловану не менше 3000 м3; • глибина котловану не менше 3 м і не менше нормальної висоти

забою для даного типу ґрунту і місткості ковша; • ширина котловану не менше двох радіусів різання екскаватора; • ґрунт на дні котловану сухий;

7

• є можливість застосування пристрою виїзду з траншеї із необ-хідною величиною похилу.

Робоче обладнання драглайн має більш широке поширення для риття котлованів при роботі у відвал та в транспорт, оскільки обме-ження, зазначені для прямої лопати, для драглайна не стосуються.

Робоче обладнання зворотна лопата рекомендується використо-вувати при розробці траншей глибиною до 6 м і невеликих котлова-нів глибиною до 4 м при вивантаженні ґрунту у відвал і в транспор-тні засоби.

Робоче обладнання грейфер рекомендується застосовувати при розробці невеликих, але глибоких (до 20 м) виїмок, при необхіднос-ті розробки ґрунту під стічні води, при необхідності розробляються котловани з вертикальними стінками,при цьому зміцнюючи їх.

Екскаватори копають котловани і траншеї на глибину, трохи ме-ншу проектної, залишаючи так званий недобір. Для підвищення ефективності роботи екскаваторів слід застосовувати скребковий ніж, приєднаний на ківш екскаватора. Це пристосування дозволяє механізувати операції по зачистці дна котловану і траншей і вести їх з похибкою не більше ±2см, що виключає необхідність ручних втручань землекопів і повністю механізує процес.

ВИБІР АВТОТРАНСПОРТУ ДЛЯ ВИВОЗУ ҐРУНТУ ІЗ ЗАБОЮ Ґрунт що розробляється в котловані (траншеях) вивозять за межі

будівельного майданчика автосамоскидами. Марку і вантажопідйо-мність автосамоскиду підбираємо залежно від дальності перевезен-ня і від місткості ковша екскаватора на підставі рекомендацій таб-лиці 5.5.

Таблиця 5.5 Рекомендована вантажопідйомність автосамоскидів

Дальність переміщення ґрунту, м

Місткість ковша екскаватора, м3 0,4 0,65 1 1,25 1,6 2,5

0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0

5,0 і більше

4,5 7 7 7 7 10 10

4,5 7 7

10 10 10 10

7 10 10 10 12 12 12

7 10 10 12 12 18 18

10 10 12 18 18 18 18

- 12 18 18 27 27 27

8

РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ЗАБОЮ ДЛЯ ЕКСКАВАТОРА, ОБЛАДНАНОГО ПРЯМОЮ ЛОПАТОЮ

Одноківшевий екскаватор, обладнаний ″прямою″ лопатою, роз-робляє ґрунт вище рівня стоянки екскаватора.

Для в'їзду в котлован влаштовується з'їзд (пандус). Ширина з’їзду для автотранспорту при односторонньому русі 4,5 м, при двох-сторонньому - 6 м, похилу з'їзду - 10 %.

Залежно від ширини виїмки по вгорі застосовують лобове поши-рення у бічний забій. Розрізняють «вузький» лобовий забій, якщо йо ширина дорівнює 0,8...1,5R; «нормальний» лобовий забій, якщо його ширина дорівнює 1,5...1,8R; «поширений» лобовий забій, якщо його ширина більше 2R, де R - найбільший радіус різання ґрунту, м (рис. 5.1, 5.2, 5.3).

Рис. 5.1. Лобовий забій екскаватора, ″пряма″ лопата: 1 - екскаватор;

2 - автосамоскид; 3 – вісь руху екскаватора; 4 – вісь руху автосамоскиду; Ст. 6, Ст. 7, Ст. 8 – номери стоянок екскаватора.

Рис. 5.2. Широкий лобовий забій для екскаватора ″пряма″ лопата: 1 - екс-каватор; 2 - автосамоскид; 3 - схема руху екскаватора по зигзагу; 4 - вість

руху автосамоскиду, Ст. 4…Ст.11 – номери стоянок екскаватора.

9

Рис. 5.3. Широкий лобовий забій екскаватора ″пряма″ лопата: 1 - екскава-

тор; 2 - автосамоскид; 3 – рух екскаватора по човниковій схемі; 4 – рух автосамоскиду

Ширина лобового забою вгорі при русі екскаватора по прямій визначається за формулою

22

02 lпRB −⋅= , м, (5.7)

де R0 - оптимальний радіус копання (рис. 5.2); R0=0,8 R, (5.8)

ln – довжина робочого руху екскаватора ln=R – rст, (5.9)

де R – максимальний радіус різання ґрунту на рівні стоянки, м; rст - мінімальний радіус різання ґрунту на рівні стоянки, м.

При ширині котловану більше 2R, але менше 3,5R слід застосо-вувати широкий лобовій забій, схема руху екскаватора по зигзагу (рис. 5.2)

RlпRB ⋅+−⋅= )8,0...3,0(2 22

0 . (5.10)

При ширині розроблюваного котловану до 3,5R слід застосову-вати лобовій забій з у ширеннями поперечно-човникової схемою руху екскаватора (рис. 5.3).

Загальна ширина забою при трьох поперечних стоянках визнача-ється за формулою

10

))9,0...8,0((2 22

0 RlпRB ⋅+−⋅= . (5.11)

При ширині виїмки більше 3R перший прохід екскаватора при-приймають лобовим забоєм, всі наступні - бічні. При бічному забої (рис. 5.4) вісь руху екскаватора зміщується до раніше вибраного забою, щоб кут α був не більше 45°.

Ширина бокового забою рівна

)7,0(2 22

0 смб RlпRB ⋅+−⋅= , (5.12)

де Rсм – максимальний радіус копання ґрунту на рівні стоянки екс-каватора, м.

Рис. 5.4. Боковий забій екскаватора ″пряма″ лопата: 1 - екскаватор; 2 - ав-тосамоскид; 3 – вісь руху екскаватора по човниковій схемі; 4 – рух автоса-

москиду.

РОЗРАХУНОК ЗАБОЮ ДЛЯ ЕКСКАВАТОРІВ ЗВОРОТНЯ ЛОПАТА І ДРАГЛАЙН

Екскаватор ″зворотня″ лопата і драглайн розробляють ґрунт нижче стоянки екскаватора. Транспортні засоби для вивезення ґрунту від екскаваторів можуть розташовуватися як на рівні стоян-ки екскаватора, так и на дні котловану, проте найбільше поширення стоянки отримала схема (рис. 5.5).

При навантаженні ґрунту в автосамоскид, розташовані по обидві сторони від осі руху екскаватора (рис. 5.5), ширину торцевої про-ходки на горі, м, визначають за формулою

22

02 lпRBТ −⋅= , (5.13)

де R0 - оптимальний радіус різання ґрунту, м. R0=0,8 R.; (5.14)

11

рукп ll 75,0= ; (5.15)

стрп ll 25,0= , (5.16)

де lрук – довжина рукояті екскаватора ″зворотня″ лопата, м; R – мак-симальний радіус різання ґрунту на рівні стоянки, м; lстр – довжина стріли драглайна.

Рис. 5.5. Торцевий забій екскаваторів ″зворотня″ лопата і драглайн:

1 - екскаватор; 2 - автосамоскид; 3 - вісь руху екскаватора; 4 - вісь руху автосамоскида.

Рис. 5.6. Розширений торцевий забій екскаватора ″зворотня″ лопата і драг-

лайн: 1 - екскаватор; 2 - автосамоскид; 3 – шлях руху екскаватора; 4 – шлях руху автосамоскида.

Rmax

12

При розробці котловану з вивантаженням ґрунту в одну сторону рух екскаватора зміщується в одну сторону і тоді ширина проходу на горі ВТ, м, дорівнює

)15,0(22

0 −−+−= kpТ BRlпRB , (5.17)

де Rв - радіус вивантаження ґрунту, м; Rр – максимальний радіус копання ґрунту на дні котловану, м.

Ширина бокового забою на горі Вб, м, визначається за формулою

hmlпRBRB pkdб ⋅−−+−−⋅= 22)15,0sin( ϕ . (5.18)

Ширина бокового проходу по дну Вбн, м, складає

hm2ВB ббн ⋅⋅−= . (5.19)

Рис. 5.7. Боковий забій екскаватора драглайн

13

Ґрунт в котлованах (траншеях) розробляють екскаватором з на-вантаженням прямо у автосамоскид і вивозять. Розробка недобору ґрунту на дні котловану (траншей) виконують вручну, бульдозером або екскаватором-планувальником, зачистка дна (зрізання шару завтовшки 0,05 м) під підошви фундаментів роблять вручну.

ТЕХНОЛОГІЯ ВИКОНАННЯ КОМПЛЕКСНО-МЕХАНІЗОВАНИХ ЗЕМЛЯНИХ РОБІТ

У цьому розділі послідовно і логічно описані технологічні про-цеси і операції на будівельному майданчику. Наводимо складові процеси підготовчого, транспортного, основного і допоміжного процесів і машини, що задіяні. Розраховуємо продуктивність ма-шин, визначаємо їх кількість.

ПРОДУКТИВНІСТЬ ОДНОКІВШЕВОГО ЕКСКАВАТОРА Продуктивність одноківшевого екскаватора оцінюють за обсягом

ґрунту, вилученим із забою в одиницю часу. Змінна нормативна продуктивність екскаватора Пн, м3/зміну, згідно ЕНиР [4] встанов-люють за формулою

Пн=(ε / Нв) tзм, (5.20) де ε=100 м3 – об’єм ґрунту, на який дана норма часу; Нв – норма машинного часу, маш.-год.; tзм – тривалість зміни, год.

Для забезпечення нормативної продуктивності забою технолог-гічні параметри процесу по ґрунтових і забійним умовам приводять у відповідність з нормативними, приймаючи за основу, що

Пн Р= Пе, де Пе – змінна експлуатаційна продуктивність екскаватора, м3/зміну; Р – показник виконання норми наробітку. В розрахунках приймають Р=1,0…1,1.

Змінна експлуатаційна продуктивність одноківшового екскава-тора, що працює в циклічному режимі, з урахуванням забійних умов і технологічних характеристик процесу виїмки ґрунту встано-влюють за формулою

Пе= 60 tзм nе qе (Кн / Кр) Кво Кт, (5.21) де 60 tзм – тривалість зміни, хв/зміну; nе – кількість циклів екскава-тора, цикл/хв; qе – місткість ковша екскаватора, м3/цикл; Кн - коефі-цієнт наповнення ковша ґрунтом; Кр – коефіцієнт розпушення ґрун-ту; Кво – коефіцієнт виконання змінного часу при роботі екскаватора [4, дод. 3, с.208]; Кт – коефіцієнт зниження робочого часу за раху-

14

нок під’їзду машин. Наведені характеристики з технологічними параметрами процесу

екскавації, чисельні значення яких пов'язані з розмірами виїмки та умовами виконання робіт і повинні гарантувати нормативну про-дуктивність забою. Кількість циклів екскавації за хвилину, або швидкість екскавації, залежить від розмірів виїмки, типу екскавато-ра, категорії ґрунту, місткості ковша і характеру його ріжучої кром-ки, а також рівня кваліфікації машиніста. По суті цей параметр нор-мативний і визначається за формулою

nе =60 / tцe , (5.22) де tце – тривалість циклу екскавації, яка в залежності від названих умов находяться в межах від 15 до 40…45 с.

Відношення Кн /Кр являє собою коефіцієнт використання ковша по ґрунту звичайної щільності, для цього є табличні значення. Але в практиці проектування слід приймати Кн близьким до одиниці, а коефіцієнт розпушення Кр за видом і характером розроблюваного ґрунту.

Коефіцієнт подачі транспорту Кт потрібно приймати із залеж-ності

Кт = Квт / Кво, (5.23) де Квт – коефіцієнт використання змінного часу при завантаженні ґрунту в транспорт [4, с.82].

Таким чином, у формулі (5.23) замість традиційного коефіцієнта Квт прийнято добуток двох коефіцієнтів Кво і Кт такий прийом роз-рахунку дозволяє краще пов'язати продуктивність екскаватора та автотранспорту.

Тривалість екскаваторних робіт Тсм, в змінах, при розробці ґрун-ту в котловані в заданому обсязі виїмки визначають за формулою

Тзм =Vе / (Пн Р Nе), (5.24) а трудомісткість робіт в машино-змінах буде рівна

Тм-зм =Vе Нв / (tзм Р ε), (5.25) де Vе – об’єм ґрунту в котловані, призначений для забору екскаватором, м3; ПнР=Пе – змінна експлуатаційна продуктивність екскаватора (забою), м3/зміну; Тм-зм – машино-робіт; Nе - кількість одночасно працюючих екскаваторів.

При Nе =1, Тсм = Тм-зм.

15

РОЗРАХУНОК ПРОДУКТИВНОСТІ І КІЛЬКОСТІ АВТОСА-МОСКИДІВ ДЛЯ ВИВЕЗЕННЯ ҐРУНТУ

Характеристики автосамоскида, необхідні для проектування схеми розробки котловану: радіус повороту автомобіля Rа, висоту від рівня стоянки до кромки кузова h, ширину кузова Вг.

Тривалість циклу навантаження автосамоскида ґрунтом tн, хви-лин, залежно від вантажопідйомності Q і з урахуванням часу на по-дачу машини в робочу зону екскаватора, будемо розраховувати за формулою

tн = Q tце Кр / (γ qе Кн 60Кт), (5.26) індекси і характеристики якої прийняті за формулами.

Тепер, знаючи цикл навантаження, можна розрахувати трива-лість рейсу tц, хвилин, або робочого циклу автосамоскиду, хв.

tц = tн +2L60 / Vср + tр, (5.27) де L – відстань перевезення ґрунту, км; Vср - розрахункова швид-кість руху автосамоскида, км/год., залежить від вантажопідйомності машини і дальності перевезення ґрунту; tр - тривалість виконання операції розвантаження автосамоскиду, хв.

Змінна експлуатаційна продуктивність автосамоскиду Па, т/зміну, розраховують за формулою

Па = (60 tзм / tц) Q Кг Ква, (5.28) де Ква – коефіцієнт використання змінного часу для автосамоскиду. У розрахунках приймають Ква =0,82…0,9.

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА ЕКСКАВАТОРНИХ РОБІТ

Екскаваторні роботи відносяться до повністю механізованих ви-дів будівельних процесів. Сутність розрахунку зводиться до вирі-шення цільової функції мінімуму питомих приведених витрат за планово-розрахунковими показниками на виробництво робіт

Ппит = Се + Кпит Ес → min, (5.29) де Се – планово-розрахункова вартість виїмки і переміщення оди-ниці об'єму ґрунту, грн./м3; Кпит - питомі капітальні вкладення для організації робіт за варіантом технологічної схеми, грн./м3; Ес - но-рмативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень у будів-ництві.

Методику визначення наведених витрат розглянемо на прикладі аналітичного розрахунку варіантної розробки котловану одноків-

16

шевим екскаватором. Найменування вихідних і розрахункових па-раметрів, їх індекси для розрахунку вартості машино-зміни екскава-тора і вартості виїмки і переміщення одиниці об'єму ґрунту наведені в таблиці 5.6, чисельні значення яких залежно від типу і марки екс-каватора будемо приймати за таблицею 5.7. У розрахунку також будемо використовувати діючі коефіцієнти і нормативні дані робо-ти екскаваторів в заданих умовах. Приклад складається із завдання, алгоритму розрахунку з необхідним математичним забезпеченням, рішення та аналізу результатів розрахунку.

Таблиця 5.6 Параметри, прийняті в розрахунку вартості машино-зміни

одноківшевих екскаваторів Номер

по табл. Індекс Назва параметру, одиниця виміру

2 3 4 5 6 7

8 9

10 11 12

Ц Сі

А, % Тгод Сд Смд

Этех Эрз Эе

Эмм Эз

Оптова ціна екскаватора, грн. Інвентарна ціна машини, грн. Норма річних амортизаційних відрахувань, % Нормативне число годин роботи екскаватора в год. Вартість доставки екскаватора на об’єкт, грн. Вартість одного монтажу і демонтажу екскаватора, грн. Експлуатаційні затрати на 1 маш.-год. роботи екс-каватора, грн./год Технічне обслуговування і поточний ремонт Ремонт і заміна змінної оснастки Енергоматеріали і енергія Мастильні матеріали Заробітна плата машиніста

ПРИКЛАД Завдання. Провести варіантне техніко-економічне обґрунтування

процесу розробки ґрунту одноківшевим екскаватором. Розміри кот-ловану і технологія виїмки ґрунту прийняті за аналітичними розра-хунками. Ґрунт II категорії, розробка відбувається одноківшевим екскаватором (γ=1750 кг/м3, kр =1,28, об’єм екскаваторної виїмки рівний 9934 м3). Для виконання робіт приймаємо два комплекти машин:

1. Розробка ґрунту гусеничним екскаватором Е-652Б (ЕО-4111Б), обладнаним прямою лопатою з механічним приводом, ківш з зуба-ми, qе=0,65 м3;

17

2. Розробка ґрунту гусеничним екскаватором ЕО-4321, обладна-ним прямою лопатою з гідравлічним приводом, qе=0,8 м3.

Таб

лиц

я 5

.7 -

Дан

і д

ля в

изн

ачен

ня

роз

рах

ун

ково

ї ва

рто

сті

1 м

аш.-

год

од

но

ківш

еви

х

екск

ават

ор

ів (

цін

и 1

978

р.)

Эз

0,7

0,7

0,7

0,7

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

4

1,3

3

Эсм

0,1

4

0,1

4

0,1

6

0,2

1

0,2

3

0,1

7

0,2

7

0,2

7

0,2

5

0,3

6

0,3

6

0,3

0,3

2

0,3

2

0,1

1

0,2

5

0,2

5

0,2

5

0,3

6

0,3

6

Ээ

0,5

5

0,5

5

0,6

5

0,8

2

0,9

0,6

8

1,0

9

1,0

9

0,9

8

1,4

2

1,4

2

1,2

1,2

7

1,2

7

0,4

4

0,8

2

0,8

2

0,8

2

1,4

2

1,4

2

Эр

з

0,1

6

0,2

2

0,0

4

0,0

5

0,1

4

0,1

4

0,2

2

0,2

2

0,3

7

0,3

7

0,3

7

0,6

4

0,6

4

0,6

4

0,2

2

0,0

5

0,0

5

0,0

5

0,3

7

0,6

4

Эте

х

0,8

7

0,6

7

0,7

6

0,7

6

0,7

6

0,7

6

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

2

2

2

1,5

0,7

6

0,7

6

0,7

6

1,5

2

См

д

- - - - - - - - - - -

15

90

15

90

15

90

- - - - - -

Сд

13

,6

17

,75

42

,75

42

,75

42

,75

42

,75

42

,75

42

,75

56

56

56

78

0,2

78

0,2

78

0,2

49

,75

7,7

17

,75

17

,75

56

56

Тго

д

19

50

32

30

32

30

32

30

32

75

32

30

32

75

32

75

32

75

32

75

32

75

32

75

32

75

32

75

32

75

32

30

32

75

32

75

32

75

32

75

А,

%

28

22

22

22

18

,5

18

,5

18

,5

18

,5

18

,5

18

,5

18

,5

14

14

14

18

,5

22

18

,5

18

,5

18

,5

18

,5

Си,

тис.

р

уб

.

6,4

2

12

,3

12

,2

18

,72

17

,14

11

,24

21

,96

25

,14

21

,51

25

,58

25

,25

56

,07

68

,27

2,8

4

25

,04

20

,76

28

,78

23

,47

37

,34

74

,9

Ц,

тис.

гр

н.

6

11

,5

11

,4

17

,5

13

,5

10

,5

20

,53

23

,5

20

,1

21

,1

23

,6

52

,4

63

,8

23

,4

23

,4

19

,4

26

,9

21

,94

34

,9

70

qэ

0,2

5

0,5

0,6

5

0,6

0,8

0,4

10

1,2

5

1,2

5

1,2

5

2,5

2

1,5

;2

2,5

2

0,5

0,8

0,6

;1

1,5

;2

2,5

Мар

ка

екс

кава

тор

а

ЕО

-262

1А

,В

ЕО

-332

2

ЕО

-312

2

ЕО

-332

3

ЕО

-432

1Б

ЕО

-331

1

ЕО

-432

1Б

ЕО

-412

5

ЕО

-512

3

ЕО

-612

3

ЕО

-612

3

Э-2

50

3

Э-5

12

4

Э-6

12

3

ЕО

-612

3

ЕО

-332

2

ЕО

-432

1

ЕО

-412

1

ЕО

-512

2, 5

124

ЕО

-612

2, 6

123

18

Алгоритм розрахунку наведено в таблиці 5.8. Спочатку слід скласти форму таблиці з внесенням до неї індексів і математичного забезпечення розрахунку, а потім у виділені розділи таблиці про-ставити необхідні для розрахунку значення відповідних техніко-економічних, нормативних та довідкових даних по розглянутих ва-ріантах. Після перевірки правильності внесення вихідних даних можна приступити до розрахунку.

Всі показники вартості дано у цінах 1985 року, для сучасних умов їх слід помножити на коефіцієнт зміни цін.

Таблиця 5.8 Алгоритми і математичні розрахунки

Назва показників і одиниць вимірів Індекс Варіант 1-й 2-й

1 2 3 4 1. Розрахункова вартість машино-зміни екскаватора, грн. /зміну, без одноразо-вих витрат С’

м-зм = ( Г / Тгод ) ·tсм+ СТЭ

С’м-зм 15,20 20,03

2. Річні амортизаційні відрахування, грн/рік Г = (А,%) ·10

-2 ·Си ·Ка

Г 4122 6152

3. Норма річних амортизаційних відрахувань, %

А, % 18,5 18,5

4. Тимчасовий коефіцієнт до річних відрахуваннях

Ка 1,3 1,3

5. Інвентарна вартість екскаватора, грн. Си 17140 25580 6. Нормативна кількість годин робіт екскаватора в рік, год/рік

Тгод 3275 3275

7. Поточні експлуатаційні затрати, грн./зміну Сne = ( Эр·Кэ+ К7·Ээ+ Эз·Кз ) ·tсм

С ne 4,877 4,626

8. Витрати на обслуговування, поточ-ний ремонт, заміну оснащення, масти-льні матеріали, грн./маш.-год

Эр 1,13 1,06

9. Коефіцієнт експлуатаційних затрат Кэ 1,3 1,3 10. Витрати на енергетичні матеріали та електроенергію, грн./год

Ээ 0,9 0,82

11. Коефіцієнт до витрати енергоресур-сів

К7 2 2

19

Продовження табл. 5.8 1 2 3 4

12. Заробітна плата машиніста (тариф), грн./год

Эз 1,34 1,34

13. Наробітковий коефіцієнт до заробіт-ної плати

Кз 1,2 1,2

14. Тривалість зміни, год tсм 8,2 8,2 15. Розрахункова вартість машино-зміни автомобіля-самоскид, грн./зміну

Сам-зм = 14 + 2.2·Q

Сам-зм 25,55 25,55

16. Вантажопідйомність автомобіля-самоскид, т

Q 5,25 5,25

17. Разові затрати на організацію екска-ваторних робіт, грн. Е = А0 ·С

’м-зм

Е 85,98 63,14

18. Часовий параметр, зам/маш. А0 = ( Ке·Сд / С

’м-зм ) + Тдн

А0 5,66 3,15

19. Тимчасовий коефіцієнт на одноразові затрати

Ке 1,3 1,3

20. Вартість доставки екскаватора, грн. Сд 42,75 17,75 21. Затрати часу на доставку, змін Тдн 2 2 22. Нормативна продуктивність екскава-тора, м3/зміну ПН = ε / Нв · tзм

ПН 390 532

23. Кількість вимірів [4] ε 100 100 24. Норма часу, маш.-год. [4, табл. 3, 7] Нв 2,1 1,54 25. Планово-розрахункова вартість робіт, грн. С=Е+1.08·(С’м-зм + Na·Сам-зм) ·Vе ·ПН -1

С 5364 5556

26. Кількість автомобілів в роботі, машин Na 7 10 27. Об’єм виїмки їх котловану, м3 Vэ 9934 9934 28. Вартість виїмки одиниці об’єму ґрун-ту, грн. м3 Се = С ·Vэ

-1 Се 0,546 0,566

29. Машиноємність робіт, маш.-змін Тм-зм = Vэ · Нв / ( ε · tзм )

Тм-зм 25,44 18,66

30. Оптимальне число робочих екскава-торів

)20/( осммоп АТN ⋅= − Nоп 1 1

20

продовження табл. 5.8 1 2 3 4

31. Питомі капіталовкладення для організації робіт з виїмки ґрунту, грн/ м3 kуд = ( Си + Na · Сиа ) · tзм / ( Тгод · ПН )

kуд 0,784 0,826

32. Інвентарна вартість самоскиду, грн. Сіс = Q ·5000

Сіс 15000 15000

33. Питомі затрати на виїмку і переміщення 1м3 ґрунту, грн./м3 Ппит=Се+Ес· kуд

Ппит 0,664 0,69

34. Нормативний коефіцієнт ефективності ка-пітальних вкладень в будівництво

Ес 0,15 0,15

Програма машинного розрахунку може бути складена студентом самостійно за наведеним математичним забезпеченням, яке викла-дене в необхідній послідовності. Алгоритм також передбачає тра-диційне рішення задачі за допомогою мікрокалькулятора.

Аналіз результатів розрахунку показує, що виробництво робіт за першим варіантом вимагає менше наведених витрат і дає зниження вартості на суму

Э=Vэ (Пуд2 - Пуд1)=9934(0,69-0,664)=258,5 грн. Збільшення вартості робіт за другим варіантом насамперед ви-

кликано високою інвентарної вартістю екскаватора ЕО-4321, яка перевищує вартість ЕО-4111Б в Си1 :Си2 =25580:17140=1,49 раза, в той же час як продуктивність його більша тільки в Пн2:Пн1=532:390=1,36 раза.

У розрахунку варто також звернути увагу на те, що для ефектив-ної розробки ґрунту в заданих умовах кількість одночасно працюю-чих екскаваторів не повинна бути менше за одиницю. Це пов'язано з тим, що вартість доставки екскаватора і його пусконалагоджуваль-ний період на пошукові роботи не компенсується тривалістю робо-ти машини на об'єкті.

У нашому прикладі щоб компенсувати отримані одноразові ви-трати на один екскаватор (для першого варіанту), обсяг виїмки по-винен бути не менше

20 Vэ Ао Nоп2 Пн = 20·5,66·1·390=44148 м3, або потрібно пусконалагоджувальний період Ао зменшити до

Ао =Vэ / (20 Пн 12) = 9934 (20·390·1)=1,3 зм/маш. Тоді приймаємо розробку ґрунту за першим варіантом з одним

21

екскаватором ЕО-4111Б, намітивши заходи щодо зниження параме-тра Ао.

Завдання для індивідуальної роботи Вихідні дані: Схеми майданчиків в плані і інші данні для розра-

хунку Таблиця 5.9

№ варіанту (остання

цифра залі-ковки)

Розміри май-данчика* (м)

Глибина котлована

Н, м

Схема котло-вану

Відстань транспор-тування ґрунту

Н (м) l ,або L

а b

1 100 200 2 а 50 2 110 210 4 б 100 3 120 220 3 в 1500 4 130 250 2 г 2000 5 140 280 1 д 60 6 150 200 4 е 90 7 160 240 2 ж 1800 8 170 230 1 з 2300 9 180 220 3 і 30 0 190 210 1 ж 2100

* - у відповідності до схеми (рис. 5.8) с=а/2

Рис. 5.8. Схеми котлованів з заїздами для самоскидів.

22

У звіті необхідно представити заповнену таблицю 5.8, зробити висновок щодо оптимального комплекту машин і навести їх техніч-ні характеристики.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Кузнецов Ю.П. Проэктирование земляных и монтажних ра-

бот./Ю.П. Кузнецов, Б.В. Прыкин, П.Т. Резниченко// - К.: Вища школа, 1981. 296 с.

2. Макій Ю.А. Механізація дорожнього будівництва/ Ю.А. Макій, В.Г. Ткаченко, Д.В. Зеркалов – Київ, "Основа", 2004. 199 с.

3. Білецький А.А. Організація і технологія будівельних робіт/ А.А. Білецький// Інтерактивний комплекс – Рівне, 2008. 211 с.

4. Сайт любителей-энтузиастов отечественной дорожной и строи-тельной техники [Електронний ресурс, сайт] - режим доступу: http://techstory.ru (23 вересня 2009р) – заголовок з екрану.

5. Хмара Л.А. Система показателей для оценки эффективности строительных машин / Л.А. Хмара // Интенсификация рабочих процессов строительных и дорожных машин: Сб. научн. тр. ПДАСА. – Днепропетровск, 2000, вып. 10. – с. 10 - 22.

23

24