Эксплуатация строительных и дорожных машин

Социально-экономическое развитие Республики Беларусь предусматривает дальнейшее увеличение объемов промышленного, жилищного, энергетического, транспортного, сельскохозяйственного и мелиоративного строительства. Для решения этой задачи необходимо увеличивать парк строительных и дорожных машин (СДМ), создавать принципиально новые конструкции машин с гидравлическим приводом и повышенной степенью автоматизации, развивать индустриальные методы строительства, связанные с применением комплексов машин. Усложнение конструкций и взаимосвязь машин в технологической цепи требует повышения их надежности. Решение этой проблемы обеспечивается повышением качества изготовления машин, совершенствованием их производственной и технической эксплуатации.

Основная задача технической эксплуатации СДМ — реализация потенциальных возможностей их конструкции при наименьших затратах на поддержание работоспособности и минимальных вредных воздействий на окружающую среду.

В процессе технической эксплуатации важны вопросы управления работоспособностью машин. Управление техническим состоянием машины предусматривает: планово-предупредительную систему технических обслуживаний (ТО) и ремонтов и ее связь с диагностированием машин; применение ТСМ и запасных частей при научно обоснованном нормировании; совершенствование технологических процессов ТО и ремонтов, включая и проектирование баз механизации; информацию об эксплуатационной надежности машин; организацию хранения, подготовку к работе и транспортировку машин на объект.

1. Анализ современных технологий и материалов при строительстве и ремонте дорог

1.1 Анализ современных технологий при строительстве и ремонте дорог

1.1.1 Асфальтоукладчики Асфальтоукладчики предназначены для приема асфальтобетонных смесей из транспортных средств, распределения по дорожному основанию слоем заданной толщины, разравнивания и предварительного уплотнения уложенного слоя. Их применяют при строительстве автомобильных дорог и аэродромов, городских улиц и площадей, а также при ремонте дорожных покрытий.

Асфальтоукладчики могут быть самоходными и прицепными. Последние не получили широкого распространения. Самоходные асфальтоукладчики являются машинами непрерывного действия, обеспечивающими безостановочную укладку и требуемое качество асфальтобетонных покрытий. Они классифицируются по назначению, способу приема смеси, производительности и типу ходовой части.

По назначению различают асфальтоукладчики специализированные для асфальтобетонных и битумоминеральных смесей; универсальные со сменным рабочим оборудованием для устройства покрытий из различных дорожно-строительных материалов; специальные, например, предназначенные для уширения дорожного полотна, устройства тротуаров.

По способу приема смеси асфальтоукладчики делятся на бункерные и безбункерные. Бункерные укладчики могут быть с активной подачей материала к рабочим органам (с помощью транспортеров-питателей) и с пассивной подачей. Вторая схема находит применение в основном на укладчиках небольшой производительности. Бункерные асфальтоукладчики разравнивают валики материала, сформированные распределительным устройством, прицепляемым к автосамосвалу.

По типу ходовой части самоходные асфальтоукладчики разделяют нл гусеничные, колесные, комбинированные и рельсовые.

Наибольшее распространение получили гусеничные асфальтоукладчики. Гусеничный ход обладает такими достоинствами, как малая чувствительность к неровностям основания, небольшое давление на опорную поверхность, высокая маневренность и возможность реализации больших тяговых усилий. Недостатком является низкая скорость передвижения, не превышающая 2−3 км/ч, что неприемлемо для машин, работающих с частыми переездами на небольшие расстояния.

Гусеничные асфальтоукладчики делятся на двухопорные (большинство моделей) и четырехопорные — широкозахватные модели со всеми ведущими гусеницами.

Колесные асфальтоукладчики также находят широкое распространение. Их достоинствами являются высокая транспортная скорость (до 20 км/ч), лучшая — чем у гусеничных, маневренность, что позволяет работать в стесненных условиях при ремонте дорожного покрытия на городских улицах, меньшая металлоемкость.

Колесные асфальтоукладчики делят на двух-трехи четырехосные с одной или двумя ведущими осями.

Комбинированные асфальтоукладчики имеют в качестве рабочего хода гусеницы, а в качестве транспортного хода — пневмоколеса. Гусенично-колесный ход применяют на асфальтоукладчиках легкого типа ввиду их частых перегонов с одного объекта на другой.

Рельсовые асфальтоукладчики получили небольшое распространение.

Самоходные асфальтоукладчики по производительности асфальтосмесительного оборудования можно разделить на пять типоразмеров: тротуарный укладчик производительностью до 25 т/ч; универсальный производительностью 50 т/ч и специализированные автоматизированные укладчики производительностью 100−150т/ч с шириной укладываемой полосы 4,5 м, производительностью 200−250 т/ч с шириной укладываемой полосы до 7,5 м и производительностью 300−400 т/ч с шириной укладываемой полосы до 12 м.

Схема технологического процесса работы асфальтоукладчика показана на рисунке 1. Асфальтобетонная смесь, доставляемая автосамосвалами, выгружается в бункер укладчика со стороны передней части машины, затем питателями подается из передней в заднюю часть за гусеничный ход машины, распределяется шнеком позади гусениц на ширину укладки, профилируется, выравнивается и уплотняется выглаживающей плитой. Окончательное уплотнение осуществляется моторными катками.

Рисунок 1. Схема технологического процесса работы асфальтоукладчика

1 -моторный каток; 2 — выглаживающая плита; 3 — регулировочный винт; 4 — трамбующий брус; 5 — рама; 6 — шнек для распределения смеси; 7 — ходовая часть; 8 — силовая установка; 9 — бункер с питателем; 10 — автосамосвал Рисунок 2. Общий вид асфальтоукладчика Рисунок 3. Основные сборочные единицы шасси асфальтоукладчика Рисунок 4. Положение выглаживающей плиты асфальтоукладчика:

а) для получения плоского горизонтального профиля;

б) для получения односкатного профиля;

в) для получения двухскатного профиля;

Асфальтоукладчик состоит из шасси 1, рабочих органов 2, двигателя 3, электрооборудования 4 и гидросистемы 5 (рисунок 2). В комплект асфальтоукладчика входят сменные уширители рабочего органа нижней рамы.

Шасси обеспечивает передвижение асфальтоукладчика, прием и распределение асфальтобетонной смеси. Все сборочные единицы шасси расположены на нижней и верхней рамах, соединенных между собой. Основными сборочными единицами рабочих органов (рисунок 3) являются: выглаживающая плита 1 для выравнивания поверхности и регулирования толщины слоя в продольном и поперечном направлениях; трамбующий брус 2 с эксцентриковым валом, предназначенный для предварительного уплотнения асфальтобетонной смеси; отражательный щит 3, служащий для очистки трамбующего бруса от прилипшей асфальтобетонной смеси, шнека 4, предназначенного для равномерного распределения асфальтобетонной смеси по всей ширине укладываемой полосы; питателя 5, перемещающего асфальтобетонную смесь из бункера в шнековую камеру и состоящего из двух разделенных конвейеров с независимыми приводами.

Гидросистема асфальтоукладчика обеспечивает привод цилиндров подъема-опускания рабочих органов, боковин и заслонок бункера, систем автоматической стабилизации положения выглаживающей плиты при движении машины по неровностям основания «Стабилослой-10», управления муфтами хода, муфтами шнеков, питателей и привода трамбующего бруса.

Для получения плоского горизонтального, односкатного или двухскатного профиля выглаживающая плита по длине разделена на две части (рисунок 4), соединенные внизу шарниром 1, а вверху — винтовой стяжкой 2. Винтами 3 поднимаются или опускаются края выглаживающей плиты, благодаря чему производится регулировка толщины укладываемого слоя смеси по всей ширине полосы.

1.1.2 Специализированные транспортные средства Для доставки битума в жидком состоянии используются автобитумовозы. Они позволяют перевозить битум с температурой +160 — +200°С при температуре окружающего воздуха от -40°С до +40°С. Конструктивно автобитумовозы выполняют в виде полуприцепа — цистерны стальной несущей конструкции с теплоизоляционным покрытием. Внутри емкости устанавливаются жаровые трубы с системой дымоудаления и жидко-топливные форсунки, работающие на дизельном топливе. Форсунки служат для поддержания температуры жидкого битума в цистерне при вынужденных длительных остановках.

Заполнение цистерны жидким битумом производится через заливную горловину, а слив — через сливной патрубок. Наполнение цистерны контролируется по индикатору уровня. В качестве запорного устройства используется ручной шиберный затвор, обогреваемый битумом, находящимся в цистерне.

В состав автобитумовоза входит основной тягач КрАЗ-6443 и полуприцеп-цистерна. Выпускаются также автобитумовозы на базе тягачей КрАЗ-64 443 1, МАЗ-64 229, МАЗ-64 221.

Технические характеристики автобитумовозов АБ-30,5 — базовое шасси КрАЗ-6443, МАЗ-64 229:

— допустимая полная масса буксируемого полуприцепа, кг 48 000

— запас хода, км900

— расход топлива на 100 км, л58

— мощность двигателя, кВт (л.с)235(320)кабина — закрытая, трехместная, металлическая

— вместимость цистерны, м³30,5

— наибольшая скорость движения, км/ч60

— масса снаряженного автобитумовоза в загруженном состоянии, кг

— без груза, кг

— габаритные размеры, мм длина ширина высота Для транспортирования литой асфальтобетонной смеси, необходимой для ямочного ремонта верхних и основных слоев асфальтобетонных покрытий проезжей части автодорог, площадей, пешеходных и велосипедных дорожек при температуре окружающего воздуха от -10°С до +40°С, применяются передвижные котлы КДМ-150, КДМ-1501 и КДМ-1502. Они представляют собой блок, в состав которого входит рама и теплоизолированная емкость, в которую встроена лопастная мешалка с вертикальным расположением вала. Привод мешалки осуществляется от автономного дизельного двигателя с использованием цепной и клиноременной передач. Температура в котле поддерживается за счет системы подогрева, работающей на сжиженном газе. Загрузка литой асфальтобетонной смеси осуществляется через загрузочный люк в верхней части котла, а выгрузка — через люк с шиберным затвором в нижней части котла.

1.1.3 Машины для уплотнения грунтов и дорожных оснований Катки — наиболее распространенные и простые машины, задействованные в технологии строительства автомобильных дорог. Современные катки должны удовлетворять следующим основным требованиям:

а) обеспечивать необходимую плотность и ровность поверхности;

б) возможность регулирования веса катка;

в) иметь хорошее и легкое управление и большой обзор при движении как вперед, так и назад;

г) обладать плавностью хода при повороте, трогании с места и реверсировании движения;

д) иметь одинаковое количество скоростей движения как вперед, так и назад.

Рациональная область применения существующих катков определяется по удельному давлению, скорости перемещения, числу и конструкции вальцов.

По величине удельного давления катки делятся на:

а) легкие — с удельным давлением менее 4 МПа, массой 5000 кг и мощностью двигателя до 20 кВт;

б) средние — с удельным давлением 4−6 МПа, массой 6000−10 000 кг и двигателем 20−30 кВт;

в) тяжелые — с удельным давлением свыше 6 МПа, массой более 10 000 кг и двигателем более 30 кВт.

Легкие катки применяются для предварительной подкатки оснований, а также для уплотнения тонкослойного песчаного асфальтобетона на тротуарах, велосипедных дорожках и т. п. Средние катки служат для промежуточного уплотнения оснований и покрытий, а также для окончательного уплотнения усовершенствованных покрытий облегченного типа. Тяжелые катки служат для окончательного уплотнения гравийных и щебеночных оснований и асфальтобетонных покрытий.

По числу и расположению вальцов катки разделяются (рис. 4.26) на:

а) одновальцовые (рисунок 5а), а также одновальцовые с поддерживающими вальцами (рисунок 5б) или колесами (рисунок 5в);

б) двухвальцовые с одним (рисунок 5г) или двумя ведущими вальцами;

в) трехвальцовые двухосные (рисунок 5д);

г) трехвальцовые двухосные с дополнительным вальцом малого диаметра (рисунок 5е);

д) трехвальцовые трехосные с одним или тремя ведущими вальцами (рисунок 5ж).

Рисунок 5. Схема расположения вальцов катка в плане Наибольшее распространение получили пневмоколесные прицепные и полуприцепные катки, у которых уплотняющее воздействие осуществляется посредством контактного давления, передаваемого катящимися колесами на поверхность уплотняемого материала при многократных проходах по одному следу.

При уплотнении комковатых связных грунтов эффективно применение прицепных и полуприцепных кулачковых и решетчатых катков.

Конструкция прицепных и полуприцепных пневмоколесных катков (рисунок 6) представляет собой жесткую раму 3 со сцепным устройством 1, к которому балансирно присоединены балластные ящики 2 с пневматическими колесами 4. При такой подвеске постоянно обеспечивается контакт всех колес с неровной поверхностью. В зависимости от марки используемого тягача прицепные и полуприцепные катки различаются по своей конструкции.

В настоящее время область применения катков статического действия ограничена из-за их низкой, по сравнению с вибрационными катками, эффективности.

Рисунок 6. Пневмоколесный прицепной каток Во всем мире наибольшее распространение для уплотнения грунтов и дорожно-строительных материалов получили самоходные вибрационные катки. Большинство машин имеет сходную между собой конструкцию, отличаясь основном внешним видом, комплектующими, конструкцией отдельных узлов и деталей.

На рисунке 7 представлен общий вид вибрационного катка на одноосном тягаче ДУ-62. Рабочим органом машины служит вибрационный валец 1, размещенный на передней полураме 2. Задняя полурама 4, на которой размещена силовая установка 5, кабина и система управления с помощью шарнира 3 может поворачиваться относительно передней на ± 7^е.

Рисунок 7. Вибрационный каток на одноосном тягаче ДУ-62

При возведении дорожных покрытий для уплотнения насыпных слоев грунта, нижних слоев асфальтобетонных покрытий и материалов дорожных покрытий применяют вибрационный комбинированный каток ДУ-58, который унифицирован с катком ДУ-62. Отличается он тем, что имеет четыре приводных пневматических колеса с гладкими шинами специальной конструкции, позволяющей равномерно распределять передаваемую нагрузку по всей ширине шины. Таким образом, уплотняемый материал испытывает не только вибрационное воздействие от вальца, но и статическую нагрузку от колес.

1.2 Анализ современных материалов при строительстве и ремонте дорог

1.2.1 Модифицированный битум Неуклонный рост количества грузовых автомобилей и нагрузок на ось создает сложные условия для эксплуатации автомобильных дорог, особенно построенных на основе органических вяжущих, и требует соответствующих контрмер. Основная проблема, возникающая в связи с высокими осевыми нагрузками и большой интенсивностью движения — деформация асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог, построенных с использованием обычных битумов.

Для повышения надежности и долговечности работы покрытий в настоящее время рекомендуется использовать битумы, модифицированные полимерами. Широкое использование модифицированных битумов вместо обычных объясняется их улучшенными свойствами. Полимерные битумы имеют большой диапазон рабочих температур (разница между температурой размягчения и температурой хрупкости) до 100 °C (обычные битумы до 60°С).

Асфальтобетоны, приготовленные с использованием полимерных битумов, имеют высокую устойчивость к деформациям за счет большой эластичности применяемых битумов. Кроме того, значительно замедляется процесс старения асфальтобетона. Исследования зарубежных ученых показывают, что у битумов, извлеченных из дорожных покрытий, прослуживших 10 лет, не наблюдается существенных изменений вязкости.

Для улучшения свойств дорожных битумов (модификации) принято использовать специально изготавливаемые искусственные материалы. В настоящее время, ввиду многообразия искусственных материалов, предлагаемых нефтехимическими производствами, имеется богатый выбор используемых для модификации полимеров. Условно их можно классифицировать как термопласты (пластомеры), эластомеры и термоэластичные искусственные материалы.

Термопласты состоят из линейных или малоразветвленных полимерок, размягчающихся при нагревании. При охлаждении они снова становятся твердыми. Добавка пластомеров повышает вязкость и жесткость битумов при нормальных рабочих температурах (от -30°С до 60°С). Но пластомеры не оказывают влияния на эластичность битумов модифицированных с их помощью.

При нагревании битумов, улучшенных пластомерами, наблюдается тенденция к разделению фаз битума и полимера, то есть такие битумы не устойчивы к хранению, поэтому должны готовиться непосредственно перед использованием на асфальтобетонном заводе. Наиболее распространено использование в качестве пластомеров полиэтилена и атактического (стереобеспорядочного) полипропилена.

Эластомеры состоят из длинных полимерных цепочек с широкими разветвлениями. Они эластичны в широком диапазоне температур: от низких до 200 °C При добавке эластомеров в битум повышается его вязкость, улучшается эластичность. Но эти системы также неустойчивы при хранении, для предотвращения разделения фаз между битумом и искусственным материалом требуется постоянное перемешивание. Битум, модифицированный эластомерами, можно назвать битумом с эластичным наполнителем. В качестве эластомеров принято использовать натуральный или регенерированный каучук и полибутадиены.

Термоэластичные искусственные материалы размягчаются при температурах выше обычных рабочих температур и хорошо деформируются в этом состоянии, Термоэластичные искусственные материалы начали использоваться с 1965 года. Самым известным представителем группы термоэластичных пластмасс является стирол-бутадиен-стирол (СБС). Этот искусственный материал представляет собой блокополимер, состоящий из блоков стирола и полибутадиена.

Добавка к битуму этого материала составляет, как правило, от 3 до 6% по массе. Необходимое количество добавляемого материала зависит от дисперсного состояния вводимого вещества: если СБС вводится в битум в мелкодисперсной форме, то расход уменьшается, если в крупнодисперсной форме, то требуется большое количество модификатора.

Кроме полимеров для улучшения свойств битума могут использоваться другие модификаторы: неорганические соли (хлорид марганца), синтетические или природные смолы, а также природные асфальты В Европе для модификации битума чаще всего используется стирол-бутадиен-стирол. Полимер вводится в виде твердого вещества (гранул или порошка), а также в виде жидкости (эмульсии или раствора), В любом случае необходимо добиться однородности конечного материала.

Для получения смесей, устойчивых при хранении, необходимо выбрать соответствующий базисный битум. Смесь является пригодной для хранения, если при длительном хранении горячего битума в резервуаре асфальто-смесительной установки не происходит разделение фаз. Современные полимерные битумы могут храниться до 6 недель.

Традиционно используются два метода для изготовления модифицированного битума:

— приготовление битумно-полимерной дисперсии в мешалках с большими срезываюшими усилиями (коллоидных мельницах);

— внесение полимера в битум химическим путем с помощью медленно врашаюшихся мешалок с незначительным срезывающим усилием.

В первом случае для стабилизации полимерно-битумной дисперсии применяется сера и ее соединения. Между полимером и серой происходят реакции, в результате которых возникают новые химические соединения, они остаются равномерно распределенными в битуме благодаря своей решетчатой структуре.

Во втором случае полимер (например, СБС) предварительно обрабатывается таким образом, что кажется растворенным в битуме.

При использовании полимеров, которые не могут сочетаться с химической системой битумов (политилен, атактичецкий полипропилен и натуральный каучук), необходимы установки для приготовления модифицированного битума непосредственно на асфальтобетонных заводах, чтобы приготовленный материал мог быть использован для приготовления асфальтобетона до разделения фаз.

Для переработки полипропилена и природного каучука или регенерированной резины рекомендуется использовать мешалки малой скорости. В этом случае перемешивание битума с полимером происходит за счет расплавления полимера. Для получения модификаций на основе полиэтилена используются мешалки с большими срезывающими усилиями, которые могут обеспечить дисперсное распределение полиэтилена в битуме.

В нашей республике и в условиях России применение пластомерных добавок не рекомендуется по климатическим условиям. При сильном охлаждении и продолжительных морозах асфальтобетоны на основе таких вяжущих подвержены сильному трещинообразованию.

1.2.2 Битумные эмульсии Битумная эмульсия — это дисперсия битума в воде. Как правило, базовым вяжущим, на основе которого готовится битумная эмульсия, является обычный или модифицированный битум.

Битумные эмульсии принято классифицировать потрем критериям: знаку электрического заряда гранул, скорости распада и весовому содержанию базового вяжущего, В зависимости от знака электрического заряда гранул эмульсии бывают анионные и катионные. По скорости распада различают быстрораспадающиеся эмульсии, средние, медленные и сверхстабилизированные. От содержания битума в эмульсии их делят на 50%, 55%, 60%, 65% и 69%.Наибольшее распространение в настоящее время получили катионные эмульсии.

Высокое качество покрытий, выполняемых с использованием битумных эмульсий, обеспечивается хорошей работоспособностью этого вяжущего, каменным материалом.

Для практического использования битумных эмульсий важнейшими свойствами являются: вязкость, стабильность при хранении, скорость распада и сцепляемость.

Битумная эмульсия — комплексное вяжущее, форма и свойства которою в значительной мере зависят от свойств исходного битума.

Теоретическую схему производства битумной эмульсии можно представить следующим образом:

Для производства эмульсий используется обычный или модифицированный битум. В качестве разжижителей обычно используются масла каменноугольной смолы. Вода должна содержать минимум органических и минеральных примесей. Эмульгаторы, как правило, являются химическими продуктами класса аминов. Способ хранения, использования и дозировки эмульгаторов зависит от их исходной консистенции. Кислота применяется для трансформации эмульгаторов в соли с последующим их растворением в дисперсионной среде.

Рассеивание битума в дисперсионной среде вызывается механической и физико-химической энергиями. Механическая энергия коллоидной мельницы разделяет битум на мелкие частицы, с увеличением силы воздействия тонкость эмульсии увеличивается. Физико-химическая энергия, появляющаяся за счет эмульгатора, расходуется на снижение напряжения на поверхности раздела между углеводородной и водной фазами и формирование защитной пленки вокруг частиц.

Высокая технологическая сложность производства эмульсий требует тщательной дозировки компонентов и постоянного контроля за характеристиками всех происходящих процессов.

В нашей республике действует уже три завода по производству битумных эмульсий

1.2.3 Каменные материалы В качестве основного заполнителя при приготовлении асфальтобетонов принято использовать щебень. Щебень представляет собой смесь угловатых обломков камня различной формы. Получают щебень путем дробления скальных горных пород в дробилках разных конструкций (конусных, щековых, шаровых). Дробилки должны подбираться в зависимости от свойств горной породы.

В традиционных технологиях дорожного строительства в нашей стране до недавнего времени использовался щебень в основном трех фракций: 5—10 мм; 10−20 мм; 20−40 мм. Для обеспечения качества важно учитывать не только фракционный состав каменного материала, но и форму зерен. При наличии в щебне пластинчатых и игловых зерен снижается долговечность асфальтобетонов за счет разрушения этих частиц еще в период уплотнения.

В зависимости от содержания зерен пластинчатой и игловатой форм щебень подразделяют на щебень с кубовидной формой зерен при содержании их до 15% (но массе), улучшенный — до 25% и обычный — до 35%.

Переход к ремонту автомобильных дорог с использованием новых технологий требует пересмотра требований к щебню. Он должен быть прочным, кубовидной формы, морозоустойчивым и обладать хорошей адгезией связущим. Гранулометрический состав и основные характеристики щебня регламентируются стандартом Мtx 11 501 от декабря 1970 года. Обычно применяется щебень следующих фракций: 2/4, 4/6,3, 6,3/10, 10/14. Это стандартные размеры.

Границы фракций d/D должны удовлетворять соотношению d=0,6D, исключением является фракция 2/4. Кроме того, для удобства речевого выражения размер 6,3 мм принято обозначать 6 мм.

Особое внимание уделяется требованиям к форме щебня, она должна быть кубовидной. Соотношение размеров: длины (L) величины G, (диаметра самого маленького кольца, через которое можно пропустить щебень); толшины (Е), которая должна удовлетворять следующим требованиям:

1) неравенство 1>С<6Е должно быть верно для 90% зерен щебня;

2) процентное соотношение зерен щебня, для которых С/Е>1,56 не превышало: 20−25%, если движение неинтенсивное; 5% — При интенсивном движении и 10% - при очень интенсивном движении.

В случае использования в качестве вяжущего битумных эмульсий особые требования предъявляются к чистоте щебня. Для обеспечения надежного сцепления, на границе «щебень вяжущее» во время производства щебень целесообразно мыть.

В нашей республике для производства мелкофракционного щебня используются дробилки.

1.2.4 Асфальтобетоны Требования к асфальтобетонным смесям, применяемым для покрытий и оснований, автомобильных дорог на территории Российской Федерации, регламентируются ГОСТ 9128–84, а в нашей республике СТБ 1033−96 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон».

Асфальтобетонные смеси приготавливают смешением в смесительных установках в нагретом состоянии щебня (гравия), песка (природного или дробленою или из отсевов дробления), минерального порошка и нефтяного дорожного битума. Для лучшего сцепления битума с минеральной частью смеси, улучшения технологических свойств смесей и снижения температуры на-1рева исходных материалов добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). В качестве ПАВ наибольшее распространение получили технические амины (ТУ 6−02−795−87).

В соответствии с ГОСТ 9128–84 и СТЬ 1033−96 асфальтобетонные смеси подразделяют на щебеночные, гравийные и песчаные.

В зависимости от вязкости используемого битума и условий применения (температуры укладки) асфальтобетонные смеси подразделяют на виды:

— горячие, приготавливаемые с использованием вязких битумов и применяемые непосредственно после приготовления с температурой не менее 120 °C;

— теплые, приготавливаемые с использованием вязких и жидких битумов и применяемые непосредственно после приготовления с температурой не менее 100 °C (При использовании вязкого битума) и не менее 70 °C (при использовании в качестве вяжущего жидких битумов);

— холодные, приготавливаемые с использованием жидких битумов или битумных эмульсий, допускающие длительное хранение (в штабеле или в расфасованном виде) и применяемые с температурой не менее 5 °C.

Горячие и теплые асфальтобетонные смеси в зависимости от наибольшего размера зерен минеральных материалов подразделяются на крупнозернистые (с зернами размером до 40 мм), мелкозернистые (с зернами размером до 20 мм) и песчаные (с зернами размером до 5 мм). Холодные асфальтобетонные смеси принято готовить только с мелкозернистым и песчаным составом асфальтобетона.

Асфальтобетоны из горячих и теплых смесей в зависимости от значения остаточной пористости принято классифицировать на плотные с остаточной пористостью от 1 до 5%, пористые с остаточной пористостью свыше 5 до 12%, высокопористые с остаточной пористостью свыше 12 до 18%.

Горячие и теплые смеси (щебеночные, гравийные, песчаные) для пористых и высокопористых асфальтобетонов подразделяются на две марки: I и II. СТБ 1033−96 регламентирует условное обозначение асфальтобетонной смеси. Оно должно состоять из сокращенного обозначения смеси с указанием материала заполнителя (Щ — щебень: Г — гравий. П — песок) и его крупности (К-крупнозернистая, Ммелкозернистая), типа, вида (Аг; Бт ;Вх и т. д., индексы г, т, х соответственно для горячих, теплых и холодных видов смесей), марки смеси (I, II, III), модуля остаточной деформации плотного асфальтобетона (Е в МПа) и обозначения стандарта. Например, условное обозначение щебеночной мелкозернистой горячей плотной смеси типа Б марки I с Е — 100 МПа следующее: ЩМБг-1/100 СТБ 1033−96; для гравийной крупнозернистой теплой вы с око пори сто и смеси марки II: ГКВП] - Т1 СТБ 1033−96.

Асфальтобетонные смеси должны приготавливаться в соответствии с требованиями СТБ 1033−96 по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. СТБ 1033−96 регламентирует зерновой (гранулометрический) состав минеральной части асфальтобетонных смесей, содержание в них битума, а также показатели физико-механических свойств: пористость минерального остова в % по объему; остаточную пористость в % по объему; водонасыщение, %; набухание, %; предел прочности при сжатии при 1 = 20 °C. МПа; коэффициент водостойкости при длительном насыщении, слеживаемость (для холодных смесей).

При подборе составов смесей с целью их оптимизации и получения трещиностойких асфальтобетонов используется информативный показатель: индекс трещиностойкости асфальтобетона. Он должен быть не менее 1,0.

Асфальтобетонные смеси должны быть однородными и не содержать скоплений битума и минерального порошка, а также зерен минерального материала, непокрытых битумом. Асфальтобетонные смеси должны выдерживать испытание на сцепление битума с минеральной частью смесей.

При использовании активированных минеральных порошков или ПАВ температура приготовления смесей должна изменяться (уменьшаться). Если укладка смесей осуществляется при температуре от 0 до 5С, то температура горячих смесей может быть на 10 °C. При температуре окружающего воздуха выше, чем 20 С допускается снижение на 20 С температуры горячих и теплых смесей при укладке.

Для приготовления асфальтобетонных смесей рекомендуется применять щебень и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267–93, а также щебень и металлургических шлаков по ГОСТ 3344–83. Не допускается применение щебня из глинистых (мергелистых) известняков, глинистых песчаников и глинистых сланцев.

Пески для приготовления асфальтобетонных смесей следует применять I и II класса (природные и из отсевов дробления) с модулем крупности не менее 1,0. отвечающие ГОСТ 8736–93, и дробленый песок, отвечающий требованиям нормативно-технической документации.

Важной составной частью асфальтобетонных смесей является минеральный порошок. Может использоваться активированный или неактивированный минеральный порошок, отвечающий требованиям ГОСТ 16 557–78. При проектировании состава асфальтобетонной смеси должна учитываться также пыль, улавливаемая в очистных сооружениях асфальтобетонных заводов. Ее гранулометрический состав также регламентируется ГОСТ 16 557–78. Для улучшения эксплуатационных свойств асфальтобетона в его состав может вводиться резиновая крошка в количестве 1−3% по массе минеральной части.

С целью экономии ресурсов в состав асфальтобетонных смесей в определенных количествах может вводиться дробленый асфальтобетон, ранее использованный в покрытиях и основаниях дорог. Асфальтобетонный гранулят получаем в ходе дробления сфрезерованного материала существующих асфальтобетонных покрытий. В настоящее время широкое распространение получили фрезы фирмы «Wirtgen». Добавление асфальтобетонного гранулята в состав свежей асфальтобетонной смеси осуществляется на асфальтосмесительных установках.

Использование технологий регенерации асфальтобетонных покрытий позволяет приготавливать свежую асфальтобетонную смесь непосредственно на автомобильной дороге (технологии холодного рециклинга и горячего ремексирования).

В настоящее время все большее распространение получают асфальтобетоны, приготовляемые на дороге путем горячей регенерации существующего покрытия с добавлением регенерирующих добавок, битума или свежей асфальтобетонной смеси. Требования к таким асфальтобетонам регламентируются стандартом АА SHTO.

Вариант 8

Исходные данные.

База механизации проектируется для комплекта машин, предназначенного для устройства дорожного полотна.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Исходные данные к проекту по варианту 8.

Для устройства земляного полотна применяется песок или супесь. Толщина слоя до 1,5 м. (наименьшее возвышение 1,1 м). Коэффициент уплотнения 1,0…0,98.

Тело насыпи (с откосами). Разрешается использовать грунты и отходы промышленности (шлак).

Требования к материалам по СНиП 2.05.02−85.

3. Расчет годовых объемов работ

Расчет потребного количества песка Q_п; щебня Q_щ;, битума Q_б; крупнозернистого и мелкозернистого асфальтобетона Q_ак и Q_ам в зависимости от категории строящейся дороги k_д и ее длины L_д, производится на основании норм расхода материалов на 1 км дороги, приведенных в приложении, А /1/.

Расчет годовых объемов работ для 1-го участка дороги:

Годовой объем работ для экскаваторов и самосвалов определяется по формуле:

Qп₁ = LдНр = 6022,510³ = 13,510⁵ м³ ,

где Lд = 60 км — длина первого участка дороги;

Нр=22,510³ м³ — норма расхода песка на 1 км дороги, приведенное в приложении, А /1/.

Годовой объем работ для пневмокатков и автогрейдеров определяется по формуле:

Q₁ = nLдВд = 56 000 015 = 4510⁵ м²,

где n — количество слоев отсыпки при устройстве земляного полотна, принимаем n = 5;

Вд — ширина земляного полотна, Вд = 15 м (см таблица 1.1 /1/).

Расчет годовых объемов работ для 2-го участка дороги:

Годовой объем работ для экскаваторов и самосвалов определяется по формуле:

Qп₂ = LдНр =2022,510³ = 4,510⁵ м³,

где Lд = 20 км — длина второго участка дороги;

Нр=22,510³ м³ — норма расхода песка на 1 км дороги, приведенное в приложении, А /1/.

Годовой объем работ для пневмокатков и автогрейдеров определяется по формуле:

Q₂ = nLдВд = 52 000 015 = 1510⁵ м² ,

где n — количество слоев отсыпки при устройстве земляного полотна, принимаем n = 5;

Вд — ширина земляного полотна, Вд = 15 м.

Параметры для остальных машин сведем в таблицу 2.

Таблица 2

Годовые объемы работ

4. Выбор технологий и ведущих машин для выполнения годового объема работ Производственная эксплуатация строительных и дорожных машин предусматривает выбор машин и комплексов для выполнения заданного объема работ строительного производства с учетом конкретных условий на основе их технологических, технико-экономических и эргономических показателей. В основу формирования парка машин должны быть выбранные технологии выполнения необходимых работ, обеспечивающие необходимое их качество, сроки выполнения и минимальные удельные приведенные затраты. В целом невозможно эффективно решать вопросы производственной и технической эксплуатации машин вне зависимости от применяемых технологий строительного производства в конкретных условиях.

Система машин для комплексной механизации и автоматизации строительства автомобильных дорог включает пять основных групп машин, определяемых их технологическим назначением: для строительства земляного полотна, для строительства дорожных одежд и покрытий, для строительства водопропускных сооружений (труб, мостов и др.) и укрепления откосов, для добычи и приготовления дорожно-строительных материалов, технологический транспорт.

Система и комплекс машин для содержания и ремонта автомобильных дорог также состоят из пяти основных групп машин: для летнего и зимнего содержания, для маркировки проезжей части, содержания обстановки пути, озеленения, благоустройства, для ремонта земляного полотна, сооружений, водоотвода и полосы отвода, для ремонта и восстановления дорожных одежд и покрытий, для ремонта и содержания искусственных сооружений.

Конструкция и параметры дорожных машин определяются специфическими особенностями строительства и каждой операции технологии производства соответствующих видов работ: линейной протяженностью работ и их удалением от производственных баз, цикличностью и синхронизацией операций, жесткой регламентацией ряда операций во времени (охлаждением асфальтобетонной смеси и др.), увязкой производительности машин комплекта между собой и со скоростью технологического процесса, большими объемами транспортных операций, высоким качеством уплотнения, высокой точностью планировки, обеспечением высокой стабильности свойств строительных смесей и других строительных материалов, необходимостью изменения номенклатуры ряда смесей и их свойств путем использования гибких автоматизированных производств, увеличением объемов работ по реконструкции дорог и необходимостью регенерации старого материала, использованием в качестве строительных материалов отходов производств, новых перспективных материалов. При требуемом высоком качестве работ машины должны обеспечить существенное сокращение ручного труда, материальных и энергетических затрат, высокую надежность требуемого темпа строительства, эффективную эксплуатацию сооружения независимо от времени года и климатических условий и полностью отвечать требованиям эргономики, охраны труда и экологии.

Высокий уровень строительства и эксплуатации сооружений обеспечивается рациональным выбором номенклатуры и типоразмера машин. Для выполнения ряда технологических операций дорожного строительства с успехом используют машины общестроительного назначения (для выполнения подготовительных и земляных работ общего характера, для производства щебня, получения и транспортирования цементобетонных смесей, а также для уплотнения грунтов и др.).

Для первого участка:

Скрепер ДЗ-11;

Толкач на базе бульдозера ДЗ-27;

Каток пневмошинный с тягачом МоАЗ ДУ-16 В, m=25т;

Автогрейдер тяжелого типа ДЗ-98А;

Для второго участка:

автосамосвал МАЗ-5551;

Бульдозер ДЗ-35С;

Каток пневмошинный с тягачом МоАЗ ДУ-16 В, m=25т;

Погрузчик ТО-18;

Автогрейдер тяжелого типа ДЗ-98А;

4.1 Расчет производительности машин

4.1.1 Расчет производительности машин для 1-го участка дороги Расчет годовой эксплуатационной производительности скрепера ДЗ-11.

Часовая эксплуатационная производительность скрепера определяется по формуле:

q — объем ковша, м³;

k_м — коэффициент наполнения ковша (0,8 с толкачом до 1,2);

k_р — коэффициент разрыхления грунта (1,1…1,5);

k_в — коэффициент использования рабочего времени (0,85…0,9).

Длина пути набора грунта

t_ц = t₁+t₂+t₃+t₄;

где t_ц — продолжительность цикла, сек;

t₁ — продолжительность набора грунта, сек;

;

м Где h=0,35м — толщина слоя, м;

B=2,5м — ширина ножа, м;

для песка при работе с толкачом h = 30…35 см.

Целесообразная дальность транспортировки l₂ = 3000 м; l₃ — длина пути разгрузки из ковша (при слое 20…30 см длина пути 10…12м).

м

t₂ — продолжительность разгрузки грунта, сек;

;

t₃— продолжительность перемещения скрепера, сек;

;

t₄ — продолжительность поворотов и переключений (в среднем 60 сек);

V₁=0,83м/с, V₂=1,39м/с, V₃=5,56 — скорость перемещения скрепера, м/сек;

t_ц = 12+10+7,19+1079=1109 с;

м³/ч;

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле:

П_г = П_э ^. Тг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности определяется по формуле:

;

где Д_{календ.} — число календарных дней в году (365 дней),

Д_перер. — перерывы в работе машины по всем причинам кроме ТО и ремонтов (139 дней),

К_см — коэффициент сменности, принемаем К_см=2,

t_см — продолжительность смены, t_см=8,

Р_ч — время нахождения машины в ТО и ремонте в расчете на 1 ч сменного рабочего времени машины, дн:

ч;

Принимаем для расчетов Тг =3066 ч/год.

Пг = 25,52 ^. 3066 = 78 256,71 м³/год.

Расчет годовой эксплуатационной производительности пневмокатка ДУ-16 В Эксплуатационная производительность дорожных катков в м²/час:

где B — ширина укатываемой полосы, принимаем B = 3 м;

a — перекрытие предыдущего прохода (0,2м);

V_ср — средняя скорость катка, принимаем V_ср = 3км/ч;

n — необходимое число проходов (принимается при уплотнении песчаных слоев (15…20), для проведения расчетов принимаем n = 20 .

Часовая эксплуатационная производительность равна:

Пэ = м²/час.

Годовая эксплуатационная производительность пневмокатка определяется по формуле:

П_г = Пэ Тг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности. Принимаем для расчетов Тг = 2150 ч/год.

Пг =420 2150 =903 000 м²/год.

Расчет годовой эксплуатационной производительности автогрейдера ДЗ-98А Эксплуатационная производительность автогрейдера, м²/час:

где B — ширина разравниваемой полосы, принимаем B = 4 м;

a — перекрытие предыдущего прохода (0,2м);

V_ср — средняя скорость автогрейдера, принимаем V_ср =3км/ч;

n — необходимое число проходов, принимаем n = 3.

Часовая эксплуатационная производительность равна:

Пэ = м²/час.

Годовая эксплуатационная производительность автогрейдера определяется по формуле:

П_г = Пэ Тг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности. Принимаем для расчетов Тг =2265 ч/год.

Пг =38 002 265 = 8 607 000 м²/год.

Расчет годовой эксплуатационной производительности бульдозера ДЗ-35С Эксплуатационная производительность бульдозера, м³/ч.

где a*b*h — объем грунта перед отвалом, м³/ч;

n — число циклов за час работы:

n = 3600/t_Ц =3600/120 = 30;

сек;

l₁ — длина пути зарезания (6…8 м), l₁ = 6 м;

L — дальность перемещения грунта, м;

V₁, V₂, V₃ — скорости при зарезании, перемещении к месту отсыпки и обратно, м/сек;

t_o — время на переключение скорости, опускания отвала (20…30 сек), t_o = 25 сек;

t₁ — время на разгрузку отвала при отсыпке (5…6 сек), t₁ = 5 сек;

k_H = 0,9 — коэффициент наполнения призмы;

k_П = 0,9 — коэффициент потерь грунта;

k_P = 1,2 — коэффициент разрыхления грунта;

k_B = 0,85 — коэффициент использования по времени;

k_УКЛ = 1 — коэффициент, учитывающий уклон дороги.

П_Э = 0,51,23,641,25 300,90,91,2^-10,851 = 47 м³/ч.

Годовая эксплуатационная производительность бульдозера определяется по формуле:

П_г = П_э Тг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности. Принимаем для расчетов Тг = 3186 ч/год.

Пг = 47 3380 = 158 860 м³/год.

4.1.2 Расчет производительности машин для 2-го участка дороги Расчет годовой эксплуатационной производительности погрузчика одноковшового ТО-18 Часовая эксплуатационная производительность погрузчика определяется по формуле:

м³/час где V_к — вместимость ковша, принимаем =1,4 м³;

k_н — коэффициент наполнения, принимаем к_н =1,05;

k_р — коэффициент разрыхления материала к_р =0,95;

k_и — коэффициент использования погрузчика в течении смены (0,7…0,8), принимаем к_и = 0,8.

k_у — коэффициент, учитывающий условия работы (0,65…0,8);

г — плотность материала, 1,4 т/м³

Продолжительность цикла t_ц учтена хронометражем. При проведении расчетов для погрузчика данного типа принимаем t_ц =35 с.

м³/час Годовая эксплуатационная производительность погрузчика определяется по формуле:

П_г = П_э Тг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности. Принимаем для расчетов Тг =3495 ч/год.

Пг = 133,693 495 = 467 255,74 м³/год.

Расчет годовой эксплуатационной производительности самосвала МАЗ-5551

м³/час где m — число рейсов в час;

g — грузоподъемность самосвала, g =8 т;

— плотность материала, =1,4 т/м³.

Число рейсов m = 60/Т = 60/20=3, принимаем m = 3;

где Т — производительность одного цикла работы самосвала, мин.

Где t_п — время, необходимое на загрузку самосвала (за 2…3 циклов погрузчика), для проведения расчетов, в зависимости от типа основной машины t_п =1,75 мин;

L — расстояние транспортировки грунта, км, принимаем среднее расстояние транспортировки L = 3 км;

V₁ — скорость движения груженого самосвала,

V₁ =26−62f₁+0,34f₁^-1=26−620,05+0,340,05^-1=16,1 км/ч;

V₂ — скорость движения порожнего самосвала, принимаем V₂ = 50 км/ч;

t_р — время маневрирования и разгрузки самосвала, принимаем tр = 4 мин. Тогда производительность самосвала:

П_Э = м³/час.

Годовая эксплуатационная производительность самосвала определяется по формуле:

П_г = П_сам Тг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности. Принимаем для расчетов Тг = 2800 ч/год.

Пг = 17,42 800 = 48 000 м³/год.

Расчет годовой эксплуатационной производительности пневмокатка ДУ-16 В Эксплуатационная производительность дорожных катков в м²/час:

где B — ширина укатываемой полосы, принимаем B = 3 м;

a — перекрытие предыдущего прохода (0,2м);

V_ср — средняя скорость катка, принимаем V_ср = 3км/ч;

n — необходимое число проходов (принимается при уплотнении песчаных слоев (15…20), для проведения расчетов принимаем n = 20 .

Часовая эксплуатационная производительность равна:

Пэ = м²/час.

Годовая эксплуатационная производительность пневмокатка определяется по формуле:

П_г = ПэТг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности. Принимаем для расчетов Тг = 2150 ч/год.

Пг =4 202 150 =903 000 м²/год.

Расчет годовой эксплуатационной производительности автогрейдера ДС-122−1

Эксплуатационная производительность автогрейдера, м²/час:

где B — ширина разравниваемой полосы, принимаем B = 2,5 м;

a — перекрытие предыдущего прохода (0,2м);

V_ср — средняя скорость автогрейдера, принимаем V_ср =3км/ч;

n — необходимое число проходов, принимаем n = 3.

Часовая эксплуатационная производительность равна:

Пэ = м²/час.

Годовая эксплуатационная производительность автогрейдера определяется по формуле:

П_г = Пэ Тг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности. Принимаем для расчетов Тг =2265 ч/год.

Пг =23 002 265 =5 209 500м²/год.

Расчет годовой эксплуатационной производительности бульдозера ДЗ-35С. Эксплуатационная производительность бульдозера, м³/ч.

где a*b*h — объем грунта перед отвалом, м³/ч;

n — число циклов за час работы:

n = 3600/t_Ц =3600/120 = 30;

сек;

l₁ — длина пути зарезания (6…8 м), l₁ = 6 м;

L — дальность перемещения грунта, м;

V₁, V₂, V₃ — скорости при зарезании, перемещении к месту отсыпки и обратно, м/сек;

t_o — время на переключение скорости, опускания отвала (20…30 сек), t_o = 25 сек;

t₁ — время на разгрузку отвала при отсыпке (5…6 сек), t₁ = 5 сек;

k_H = 0,9 — коэффициент наполнения призмы;

k_П = 0,9 — коэффициент потерь грунта;

k_P = 1,2 — коэффициент разрыхления грунта;

k_B = 0,85 — коэффициент использования по времени;

k_УКЛ = 1 — коэффициент, учитывающий уклон дороги.

П_Э = 0,51,23,641,25 300,90,91,2^-10,851 = 47 м³/ч.

Годовая эксплуатационная производительность бульдозера определяется по формуле:

П_г = П_эТг, где Тг — годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности. Принимаем для расчетов Тг = 3186 ч/год.

Пг = 47 3380 = 158 860 м³/год.

Параметры машин сведем в таблицу 4.

Таблица 4

Годовая эксплуатационная и часовая эксплуатационная производительность машин

4.2 Расчет потребного количества машин

Определив годовую эксплуатационную производительность машин каждого типа П_эг и объемы работ, выполняемых в течение года Q_г, производится предварительный расчет необходимого количества машин каждого типа:

;

4.2.1 Расчет потребного количества машин для 1-го участка

Количество скреперов ДЗ-11 равно:

N_скр. = 1 350 000 / 78 256,71= 18, принимаем N_скр. = 18 шт;

Количество пневмокатков ДУ-16 В равно:

N_кат. = 3 600 000 / 903 000 = 3,99, принимаем N_кат. = 4 шт;

Количество автогрейдеров ДЗ-98А равно:

N_авт. = 3 600 000 / 5 209 500 = 0,69, принимаем N_авт. = 1 шт.

Для распределения материалов, доставленных автосамосвалами без расчета принимаем бульдозеры в количестве, 1 бульдозер на 10 автосамосвалов. N_б =2 шт.

4.2.2 Расчет потребного количества машин для 2-го участка Количество погрузчиков ТО-18 равно:

N_погр. = 450 000 / 467 255,74 = 0,96, принимаем N_погр. = 1 шт;

Количество автосамосвалов МАЗ- 5551 равно:

N_сам.= 450 000 / 48 000 = 9,375 принимаем N_сам. = 10 шт;

Количество пневмокатков ДУ-16 В равно:

N_кат.= 1 200 000 / 903 000 = 1,32, принимаем N_кат. = 2 шт;

Количество автогрейдеров ДЗ-98А равно:

N_авт.= 1 200 000 / 5 209 500 = 0,23, принимаем N_авт. = 1 шт.

Для распределения материалов, доставленных автосамосвалами без расчета принимаем бульдозеры в количестве, 1 бульдозер на 10 автосамосвалов. N_б = 1 шт.

Уточненный расчет потребного количества машин каждого типа выполняем на персональной ЭВМ по программе «DOROGA» (приложение А) специализированный транспортный строительство дорога

5. Разработка годового плана технических обслуживаний (ТО) и ремонтов машин В эксплуатационных организациях система ТО и ремонтов реализуется через годовые планы и месячные план графики ТО и ремонтов для всего парка машин. Годовым планом определяется число планируемых ТО и ремонтов каждой машины. Исходными данными для разработки годового плана являются: фактическая наработка с начала эксплуатации и планируемая наработка на расчетный год в часах для каждой машины, а также регламентированная периодичность выполнения ТО и ремонтов.

В годовом плане определяется месяц постановки в капитальный ремонт машин, выработавших плановый ресурс.

В месячных планах-графиках указываются даты выполнения ТО, а также продолжительность пребывания в текущем или капитальном ремонте по дням для каждой машины.

Количество ТО и ремонтов каждого вида на планируемый год для каждой машины определяется по формуле:

Где Н_ф — фактическая наработка машины на начало планируемого года со времени проведения последнего аналогичного ТО или ремонта (определяется как разность между наработкой машины с начала эксплуатации или после капитального ремонта на начало планируемого года и ее наработкой на день последнего аналогичного ТО или ремонта предшествующего года);

Н_пл — наработка на планируемый год, определяемая по количеству часов рабочего времени машины в течение года и коэффициенту k_п перехода от сменного времени к часам наработки;

T_тор — периодичность выполнения соответствующего ТО или ремонта (в часах), по которому производится расчет;

k_в.п. — количество ТО и ремонтов более высокого порядка (для капитального ремонта k_в.п. = 0).

Определим количество ТО и ремонтов для автоскрепера ДЗ-11

Плановая наработка крана равна:

Нпл = Тч· Кп =3066· 0,74 = 2268,84,

Количество КР:

Нф = 1600;

Ккр = (1600+2268,84)/6000−0=0.

Количество ТР:

Нф =1600−1000=600;

Ктр = (600+2268,84)/1000−0 = 2.

Количество ТО-2:

Нф = 1600−1500 = 100;

Кто2 = (100+2268,84)/500−2 = 2.

Количество ТО-1:

Нф = 1600−1600 =0;

Кто1 = (0+2268,84)/100−2-2 = 18.

Определим количество ТО и ремонтов для погрузчика ТО-18:

Плановая наработка погрузчика равна:

Нпл = Тч· Кп = 3495· 0,26 = 908,7.

Количество КР:

Нф = 1600;

Ккр = (1600+908,7) / 5760- 0 = 0.

Количество ТР:

Нф = 1600−960=640;

Ктр = (640+908,7) / 960 — 0 = 1 .

Количество ТО-2:

Нф = 1600−1440=160;

Кто2 = (160+908,7)/240−1 = 3.

Количество ТО-1:

Нф = 1600−1560 = 40;

Кто1= (40+908,7)/60−3-1 =11.

Определим количество ТО и ремонтов для автосамосвала МАЗ-5551:

Плановая наработка автосамосвала равна:

Нпл = Тч· Кп = 2800· 0,7 =1960;

Количество КР:

Нф = 1600;

Ккр=(1600+1960)/5000−0=0.

Количество ТР:

Нф = 1600−1000=600;

Ктр = (600+1960)/1000−0 = 2.

Количество ТО-2:

Нф = 1600−1500= 100;

Кто2 = (100+1960)/250−2 = 6.

Количество ТО-1:

Нф=1600−1600=0;

Кто1= (0+1960)/50−2-6 =31.

Определим количество ТО и ремонтов для бульдозера ДЗ-35С Плановая наработка бульдозера равна:

Нпл =Тч· Кп =3380· 0,44 =1487,2.

Количество КР:

Нф = 1600;

Ккр = (1600+1487,2) / 5760- 0 = 0.

Количество ТР:

Нф = 1600−960=640;

Ктр = (640+1487,2) / 960 — 0 =2 .

Количество ТО-2:

Нф = 1600−1440=160;

Кто2 = (160+1487,2)/240−2 = 4.

Количество ТО-1:

Нф = 1600−1560 = 40;

Кто1= (40+1487,2)/60−4-2 =19.

Определим количество ТО и ремонтов для катка пневмошинного ДУ-16В:

Плановая наработка катка равна:

Нпл = Тч· Кп = 2150· 0,4 = 860.

Количество КР:

Нф =1600;

Ккр = (1600+860)/5000−0=0.

Количество ТР:

Нф =1600−1000=600;

Ктр = (600+860)/1000−0 =1.

Количество ТО-2:

Нф =1600−1500=100;

Кто2 = (100+860)/500−1 = 0.

Количество ТО-1:

Нф = 1600−1600= 0;

Кто1 = (0+860)/100−1-0 = 7.

Определим количество ТО и ремонтов для автогрейдера ДЗ-98А:

Плановая наработка автогредера равна:

Нпл = Тч· Кп = 2265· 0,45 = 1019,25.

Количество КР:

Нф = 1600;

Ккр = (1600+1019,25)/5760−0=0.

Количество ТР:

Нф =1600−960=640;

Ктр = (640+1019,25)/960−0 = 1.

Количество ТО-2:

Нф = 1600−1440 = 160;

Кто2 = (160+1019,25)/240−1 = 3.

Количество ТО-1:

Нф = 1600−60 = 40;

Кто1 = (40+1019,25)/60−1-3 = 13.

Расчет количества ТО и ремонтов для остальных машин сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

План ТО и ремонтов на 2006 г.

В годовом плане ТО и ремонтов месяц проведения капитального ремонта машины определять не будем, т.к. в планируемым году КР не выполняются. План-график ТО и ремонтов СДМ будем строить на март 2006 г. В месячных планах-графиках порядковый рабочий день месяца D_тор, в котором начинается ремонт или техническое обслуживание, определяется по формуле Где k_д.р — число рабочих дней в планируемом месяце;

n — порядковый номер планируемого обслуживания (для ремонтов и технических обслуживаний, имеющих периодичность, превышающую планируемую месячную наработку n=1;

Н_пл.м — наработка в часах, планируемая на месяц.

При определении k_тор, M, D_тор результаты расчетов округляются до целого числа в меньшую сторону.

Расчет план-графика на февраль 2006 года для скрепера ДЗ-11:

дн Количество нерабочих дней без простоев в ТО и ремонтах 119дней Общее количество простоев скрепера по всем причинам:

дн.

Фактическое количество рабочих дней скрепера:

дн Средняя продолжительность работы скрепера в день:

ч Плановая наработка за год:

ч Определяем фактическую наработку скрепера на начало февраля из расчета 22 дня в январе:

ч Порядковый рабочий день ТР:

дн У нас 18 рабочий день соответствует 24 февраля Определяем фактическую наработку скрепера после ТО-2 на начало февраля из расчета 22 дня в январе:

ч Порядковый рабочий день ТО-2:

ч Проводим ТР и по правилам проводим ТО-1 и ТО-2

Определяем фактическую наработку скрепера на начало февраля из расчета 22 дня в январе:

ч Порядковый рабочий день ТО-1:

дн У нас 8 рабочий день соответствует 10 февраля Для всех машин строим план-графики (см. приложение Б).

6. Выбор формы и схемы организации проведения ТО и ремонта машин Место и способ выполнения технических обслуживаний и ремонтов зависит от вида и сложности технического воздействия и от удаленности места работы машин от базы. В зависимости от состава парка машин, его количества и условий эксплуатации, технические обслуживания и ремонты могут выполняться индивидуальным, групповым, участковым или агрегатно-участковым методами. Ремонт, выполняемый в полевых или стационарных условиях агрегатным методом, значительно сокращает время простоя машины в ремонте. Поэтому в нашей курсовой работе в полевых условиях ремонт будем осуществлять ремонт агрегатным методом.

Для машин, возвращающихся в конце рабочего дня на базу, техническое обслуживание и ремонт производим в ремонтных мастерских базы.

Для машин на пневмоколесном ходу, при удаленности от базы до 10 км, техническое обслуживание и ремонт проводим в стационарных условиях.

Для машин на гусеничном ходу транспортировка в мастерские базы производим на трейлерах.

При выполнении технических обслуживаний и ремонтов в полевых условиях отпадает необходимость в транспортировании машин на базу, т.к. обслуживание и ремонт выполняются передвижными ремонтными мастерскими (ПРМ). В курсовом проекте полученная в результате расчета на ПЭВМ годовая трудоемкость технических обслуживаний и текущих ремонтов T_тор для всех машин распределяется по месту выполнения между ремонтно-механическими мастерскими базы и ПРМ. Исходя из опыта эксплуатации СДМ при курсовом проектировании, можно считать, что: примерно 30−40% технических обслуживаний; 60% текущих ремонтов и до 25% капитальных ремонтов выполняются в ремонтных мастерских базы, а 60−70% технических обслуживаний и 40% текущих ремонтов выполняются в полевых условиях ремонтно-механическими мастерскими.

6.1 Расчет количества ПРМ

Целесообразность использования ПРМ зависит от удаленности места работ от базы.

По рекомендациям С. К. Полянского предельное расстояние для обслуживания машин с помощью ПРМ определяется зависимостью:

где t_см — продолжительность смены для рабочих ПРМ, t_см = 8 ч;

t_под — время подготовки к работе (t_под = 1…2 часа), принимаем t_под =1 ч;

V — скорость передвижения мастерских км/ч,

V=26−62*f+0,34*f^-1=26−62*0,04+0,34*0,04^-1 = 30,02 км/ч.

L_пр = 0,5*(8/2 — 1)*30,02 = 48,03 км.

Необходимое количество ПРМ определяется по формуле:

где k_мто — коэффициент, учитывающий долю работ по ТО выполняемых

ПРМ, принимаем k_мто = 0,7;

k_мтр — коэффициент, учитывающий долю работ по ТР выполняемых

ПРМ, принимаем k_мтр = 0,3;

T_гто — годовая трудоемкость ТО T_гто = 17 668 ч;

T_гтр — годовая трудоемкость ТР T_гтр = 77 165 ч;

Ф_гм — номинальный годовой фонд времени мастерской;

Р_м — число рабочих в ПРМ (обычно 2…3 чел.);

k_в коэффициент, учитывающий потери времени на перемещение

ПРМ (k_в = 0,5…0,6), принимаем k_в =0,55 .

Годовой фонд времени мастерской с учетом коэффициента сменности определяется по формуле:

где D_к — число календарных дней в году, D_к =365;

D_в — число выходных дней в году, D_в =107;

D_п — число праздничных дней в году, D_п =8;

t_см — продолжительность смены в часах, t_см =8 ч;

k_см — коэффициент сменности, k_см =1,5;

k_ти — коэффициент технического использования, К_ти = 0,8.

Годовой фонд времени работы мастерской равен

Ф_гм = 365−107 -8)*8 — 6]*2 * 0,8 =3190,4 ч.

Необходимое количество ПРМ равно:

Х_м = (0,7 * 17 668 + 0,3* 77 165)/(3190,4*3*0,55) = 6,7.

Хм = 7.

Применяем ПРМ марки: ПРМ-001 на автомобиле МАЗ-5551.

6.2 Проектирование РММ

Объем работ по техническому обслуживанию и ремонту основных машин определяется путем исключения из годовой трудоемкости ТО и ремонтов, объемов работ, выполняемых РММ.

Кроме того, необходимо учесть дополнительные трудозатраты на ремонт технологического и энергетического оборудования РРМ, на изготовление нестандартного оборудования и инструмента, а также на ТО и ремонта вспомогательных машин. В целом трудоемкость этих работ в курсовом проекте принимаем равной 30…35% от общей годовой трудоемкости ТО и ремонтов.

6.2.1 Определение годовой трудоемкости работ, выполняемых в РММ

Годовая трудоемкость этих работ включает в себя работы по ТО и ремонтам основных машин, выполняемые РММ и работы по самообслуживанию мастерских и по ТО и ремонту вспомогательных машин:

где k_то — коэффициент, учитывающий долю работ по ТО машин, возвращающихся на базу, выполняемых в РРМ, К_то = 0,3;

k_тр — коэффициент, учитывающий долю работ по текущему ремонту машин, возвращающихся на базу, выполняемых в РРМ, К_тр = 0,7;

T_гто; T_гтр; T_гкр — годовая трудоемкость ТО, текущих и капитальных ремонтов для всех марок машин соответственно, для проведения расчетов принимаем T_гто = 17 668 ч, T_гтр =77 165 ч, T_гкр =17 300

k_сам — коэффициент, учитывающий трудозатраты на ремонт технологического оборудования и ТО и ремонт вспомогательных машин (в проекте принимаем k_сам = 1,3).

Тогда годовая трудоемкость работ РРМ равна:

Т_гррм = (0,3*17 668 +0,7*77 165+0,25*17 300)* 1,3 = 82 773 ч.

6.2.2 Определение фондов времени и численности основных производственных рабочих

Номинальный годовой фонд времени рабочего определяется по формуле:

где D_к; D_в; D_пр; D_пп — количество календарных, выходных, праздничных и предпраздничных дней соответственно, D_к = 365, D_в = 107, D_пр = 8; D_пп = 6.

t'_см — продолжительность смены в предпраздничные дни в час, t'_см = 7 ч.

Номинальный годовой фонд времени рабочего равен.

Ф_нр = (365−107−8)*8 — 6 *(8 — 7) =1994 ч.

Действительный годовой фонд времени рабочего определяется по формуле:

ч,

где D_от — количество дней отпуска (принимается таблице 7.1 [1]);

t''_см — продолжительность смены при шестидневной рабочей неделе (в дни отпуска входят и субботы), t''_см = 7 ч.

_р — коэффициент, учитывающий потери времени по уважительным причинам (_р = 0,96);

Номинальный годовой фонд времени используется при расчете явочного количества рабочих:

Р_яв = 82 773/ 1994 = 41 чел.

Действительный годовой фонд времени используется при расчете списочного количества рабочих:

Р_сп = 82 773/ 1784 = 46 чел.

Годовой фонд времени рабочего места:

Ф_рм = Ф_нр * К_см = 1994* 2 =3988 ч,

где К_см = 2 — количество смен.

Годовой фонд времени рабочего поста:

Ф_рп = Ф_нр * К_см * Р_п * _в;

где Р_п — количество рабочих на посту (для ТО-1 Р_п = 2, для ТО-2, Р_п = 3);

_в — коэф. загрузки поста (при ТО-1 _в = 1, при ТО-2 _в = 0,9). Тогда:

Ф_рп.ТО1 = 1994 * 2 * 2 * 1 = 7976 ч;

Ф_рп.ТО2 = 1994 * 2 * 3* 0,9 = 10 767,6 ч.

Годовой фонд времени оборудования:

Ф_об = Ф_нр * К_см * ^и_в = 1994 * 2 * 0,85 = 3389,8ч,

где ^и_в = 0,85 — коэф. использования оборудования.

6.2.3 Распределение трудоемкости ТО и ТР по видам работ

Определяем трудоемкость ТО и ТР, выполняемых в РРМ для каждого типа машин.

Для автоскрепера:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*5472 = 1641 час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*20 400 = 14 280 час;

Tткр = 0,25*Ткр = 0,25*12 100 = 3025 час.

Для автосамосвалов:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*7885=2365,5час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*24 460= 14,441 час;

Tткр = 0,25*Ткр = 0,25*5200 = 1300 час.

Для бульдозеров:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*1782 = 534,6 час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*4824= 3376,8 час.

Для пневмокатков:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*2638= 791,4 час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*5880=4116 час.

Для самоходных катков:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*71=21,3 час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*195=136,5 час.

Для автогрейдеров:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*880= 101,7 час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*2160 = 1512 час.

Для погрузчиков:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*324=97,2 час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*2100 = 1470час;

Для асфальтоукладчика:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*396=118,8 час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*1900 =1330 час;

Для автогудронатора:

Ттор = 0,3*Тто = 0,3*200=60 час;

Тттр = 0,7*Ттр = 0,7*1200=840 час;

Примерное распределение трудоемкости ТО и ТР по видам работ может быть принято по таблицам 3.2; 3.3; 3,4;3.5,3.6.

В соответствии с МУ распределяем трудоемкость по видам работ для каждого типа машин и определяем явочную и списочную численность рабочих для каждого вида работ, округляя количество рабочих до целых значений. При необходимости объединяем родственные виды работ. Результаты расчетов заносим в таблицы 7.1, 7.2, 7.3.

Таблица 6.1

Распределение трудоемкости ТО по видам работ

Таблица 6.2

Распределение трудоемкости ТР по видам работ

В курсовом проекте принимаем, что в условиях РРМ выполняется 25% капитальных ремонтов машин, причем капремонт двигателей для них производится на ремонтных заводах. Остальные 75% капитальных ремонтов машин выполняются на ремзаводах.

Таблица 6.3

Распределение трудоемкости по видам работ КР

6.2.4 Расчет штатов базы механизации

Определив общую трудоемкость ТО и ремонтов, выполняемых в РММ, производят распределение ее по видам работ и определяют численность рабочих.

Штат базы механизации включает в себя:

— машинистов дорожных машин — 112;

— водителей самосвалов — 82;

— основных производственных рабочих РММ — 46;

— рабочих ПРМ, включая водителей — 14;

— вспомогательных рабочих РММ принимается в пределах 8…10% от числа основных и равно — 4;

— ИТР принимается 15…20% от численности основных рабочих и равно- 9;

— служащих принимается 8…10% от численности основных рабочих и равно — 4;

— МОП принимается 1…2% от численности рабочих и равно — 2.

Всего рабочих — 273 чел.

6.2.5 Расчет количества рабочих постов ТО и ТР

Число универсальных или специализированных постов ТО и ремонта определяется по формуле:

где T_готд — годовая трудоемкость работ, выполняемых в отделении (зоне) на постах;

k_н — коэффициент неравномерности поступления машин, принимается k_н = 1,4;

P_п — количество рабочих, одновременно работающих на посту;

_п — коэффициент использования поста (принимается 0,9).

Проводим расчет количества постов для зоны ТО и ремонта.

Для зоны ТО:

Хп_TO = 5753*1,4 /(1994*2*2*0,9) = 1 шт.

Для зоны ТР:

Хп_TP = 41 000*1,4 /(1994*3*2*0,9) = 5 шт.

Для зоны КР:

Хп_KP =4325*1,4 /(2018*3*2*0,9) = 1 шт.

6.2.6 Расчет производственных площадей

Площади производственных участков РММ определяются по удельной площади, приходящейся на одного производственного рабочего из числа одновременно работающих на участке по формуле:

где f₁ — удельная площадь на первого рабочего;

f_А— удельная площадь на каждого следующего рабочего;

P — число рабочих на участке в наибольшей смене.

Расчет площадей отделений и участков снесен в таблицу 6.2.6:

Производственные площади для зон ТО-1, ТО-2 и зон ремонта машин определяются по формуле:

F_i=X_пi*F_Mi*K_п

где X_пi — число универсальных постов ТО или ремонта,

F_Mi — площадь, занимаемая машиной, принимаем площадь 10 300×3200.

K_п — переходный коэффициент, учитывающий рабочие зоны, проходы и проезды, К_п = 4.

F_ТО = 1*(10,3*3,2)*5 = 165 м²;

F_ТР = 7*(10,3*3,2)*4 = 923 м²;

F_КР = 1*(10,3*3,2)*5 = 165 м².

Fпр = 165 +923 +165= 1253 м².

Площади складов.

Расчет складских площадей F_ск производится по укрупненным нормам по удельной площади f_уд на одну машину:

= 924,85 м²,

Где N — общее количество машин всех типов в парке, N = 106;

Кп — переходной коэффициент.

Результаты расчетов заносим в таблицу 7.2.

Таблица 6.4

Площади складов

7. Компоновка производственного корпуса

Планировка производственного корпуса должна учитывать технологические связи производственных участков, зон и складов, а также противопожарные и санитарные нормы. Здание производственного корпуса выполняется многопролетным. Ширина пролетов 9, 12, 18, реже 24 метра. Шаг колонн 6 или 12 метров. Высота здания до нижнего пояса ферм при ширине пролета до 12 м и использовании кран балок, управляемых с пола 5, 4 или 6, 8 м, при ширине пролета 18 м — 7, 2 м; при использовании мостовых кранов и пролете 18…24 м — 8, 4 м. Расстояние между подкрановыми путями на 1 м меньше ширины пролета.

8. Генеральный план базы механизации Площади стоянок машин Хранение строительных и дорожных машин, в основном, на открытых площадках. Машины сезонного использования хранят под навесом. Подвижный состав автотранспорта в зимнее время хранят на открытых стоянках с подогревом.

Площади стоянок определяются по формуле:

Где f_м — площадь, занимаемая машиной;

nчисло машин 1-го типа, хранящихся на стоянке;

k_пр — коэффициент, учитывающий проезды k_пр = 2,5.

Площади стоянок для машин сезонного использования:

F_ст = (15,34*6+16,2*2+30,68*1+13,29*2)*2,5 = 455 м².

Площади стоянок для машин подвижного состава:

F_ст = (15,34*41 +23,987*7+23,265*4+35,64*30+30,68*13)*2,5 = 5900 м².

Площади бытовых и административных помещений Площади административных и бытовых помещений базы при укрупненных расчетах принимают в % от площади производственных помещений.

Площади административных помещений принимают равными 6%, а бытовых — 15%.

Расчет бытовых и административных помещений

Гардеробы с индивидуальными шкафчиками для каждого рабочего принимаются из расчета 0,75…0,8 м² на человека и составляют — 219 м². Остальные бытовые помещения рассчитываются по количеству работающих в наибольшей смене.

Площадь умывальных комнат принимается из расчета 0,1…0,15 м² на человека (один кран на 10 человек) и составляют — 4 м².

Площадь душевых принимается равной 0,4…0,5 м² на человека (одна кабина площадью 2,0…2,5 м² на 5 человек) и составляют — 27,3 м².

Площадь туалетов 0,5 м² на человека (один унитаз при площади 3,0 м³ на 15 человек) и составляют — 70 м².

Площади бытовых помещений:

F_быт = 0,06*1950=117 м²

Площадь административных помещений определяется по формуле:

F_ад = 1950*0,15 = 292,5 м²

При разработке генплана необходимо разместить на отведенном земельном участке все здания, сооружения и службы в такой последовательности, чтобы: обеспечить кратчайшие пути перемещения машин, отсутствие встречных потоков, соблюдение противопожарных норм, а также розу ветров, определяющую направление преобладающих ветров.

Оценка эффективности использования площади земельного участка производится по коэффициенту застройки:

Где F_зд — площадь зданий и крытых сооружений (навесов);

F_у — площадь участка.

Площадь зданий и крытых сооружений определяется по формуле:

Fзд = F_пр + F_ад + F_ст.с + F_ст.п + F_склад,

Где Fпр — площадь производственно бытовых помещений.

Fад — площадь административных помещений.

Fст.с — площадь стоянок машин для сезонного использования.

Fст.п — площадь стоянок для подвижного состава.

Fсклад — площадь под складские помещения.

Fзд = 1950 + 292,5 + 117 + 2122+ 4246 =8727 м².

Площадь участка определяется по формуле:

F_уч = F_зд*K_оз*K_пр,

где Kоз — коэффициент озеленения, принимается равным 1,2.

Kпр — коэффициент проездов, принимается 3.5

Fуч = 8727*1,2*3 = 31 525 м². Принимаем Fуч = 32 000 м².

Тогда коэффициент застройки будет равен:

Кзд = 8727/320 000,27.

Всю территорию свободную от зданий, сооружений, площадок, стоянок и проездов озеленяют и благоустраивают. Под зеленые насаждения отводится не менее 20% площади участка.

9. Расчет потребности в топливо смазочных материалах

Средний часовой расход топлива двигателем, с учетом степени его загруженности можно определить по формуле:

G_ч = 1,03G_ном[k_дв(k_дмk_N — k_х)+k_х],

Где коэффициент 1,03 учитывает расход топлива в период запуска и регулировки;

G_ном — часовой расход топлива на номинальном режиме работы двигателя;

k_дв — коэффициент использования двигателя по времени (принимается 0,6…0,8);

k_дм = 0,7 — то же по мощности (принимается 0,4…0,9);

k_N = 1,1 — коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива в зависимости от степени использования двигателя по мощности (принимается 1,0…1,25);

k_х = 0,25 — коэффициент, учитывающий расход топлива при работе двигателя на холостом ходу.

Часовой расход топлива кг/час на номинальном режиме определяется по формуле:

Где N_e — эффективная мощность двигателя в кВт;

— удельный расход топлива (для карбюраторных двигателей 300…340 гр/кВтчас, для дизельных 225…240 гр/кВтчас).

Величина коэффициента k_дв для различных СДМ принимается равной:

для автогрейдера 0,65…0,7; автосамосвала 0,6…0,8; бульдозера 0,8; катков пневмошинных 0,6…0,7; экскаваторов 0,7…0,8.

Расход топлива для пусковых двигателей принимается в пределах 3% от расхода основных двигателей СДМ.

Проводим расчет количества топлива, результаты заносим в таблицу 10.1.

Таблица 9.1

Расчет расхода топлива

Определив среднечасовой расход топлива для машин всех типов и учитывая продолжительность их работы в течение года в часах, определяют годовую потребность в топливе для машин парка.

Годовая потребность ДТ:

Годовая потребность в бензине:

Необходимое количество топливозаправщиков зависит от их вместимости и от расстояния от нефтебазы до участков выполнения работ.

Производительность топливозаправщика определяется по формуле:

Где q_т — грузоподъемность заправщика АТЗ-75−500, приложение Д /1/;

t₃ — время заправки на нефтебазе (0,5…0,8 часа);

l — расстояние от нефтебазы до участка работ равно м;

V₁ и V₂ — средняя скорость движения заправщика с топливом и порожнего (принимается V₁ = 40…50 км/ч; V₂ = 60…70 км/ч);

t₂ — время заправки СДМ на участке (в зависимости от количества машин 1…2 часа).

Пз = 60*7500/(0,8 + 60*50/45 + 60*50/65 + 2) = 3892 кг/ч .

Определяем количество топливозаправщиков:

N = 1 шт.

Расход смазочных материалов определяется в % от расхода топлива:

Моторное масло для карбюраторных двигателей — 2…3,5%; дизельное масло — 5…5,5%; трансмиссионные масла — 0,7…1,4%; пластичные смазки — 0,2…0,3%.

Результаты расчета количества масел заносим в таблицу 9.

Таблица 9.2

Количество ГСМ

Расход в килограммах рабочих жидкостей для гидросистем СДМ планируется на 1 час работы машины в следующих пределах: автогрейдеры, бульдозеры — 0,01…0,04 кг/час; экскаваторы одноковшовые, погрузчики — 0,07…0,09 кг/час;

.

где R — расход в килограммах рабочих жидкостей для гидросистем СДМ;

n — количество машин одного типа;

Т — количество часов работы машины в год.

10. Подъемник гидравлический

10.1 Устройство и принцип действия подъемника Схема подъемника изображена на рисунке 4.

Подъемник имеет насосную станцию 1, направляющую каретку 2 подвижного цилиндра, каретку 4, передвигающуюся по направляющим; подвижный цилиндр 5, закрепленный на каретке; электродвигатель 6 привода подвижного цилиндра, обеспечивающего через редуктор 7 и цепную передачу 5 перемещение последнего до необходимого межосевого расстояния обслуживаемого автомобиля; неподвижный цилиндр 9, траверсы 10 штока цилиндра и подхваты 11.

Рисунок 4 Схема гидравлического подъемника: 1 — станция насосная; 2 — каретка направляющая; 3 — шланг; 4 — каретка, передвигающаяся по направляющим; 5 — цилиндр подвижной; 6 — электродвигатель; 7 — редуктор; 8 — передача цепная;9 — цилиндр неподвижный; 10 — траверсы; 11 -подхваты Изменением проходного сечения перепускных клапанов с помощью рукояток управления ускоряют или замедляют ход штока каждого из цилиндров 5 и 9. Электромеханическая система, включающая по две зубчатые рейки на каждый цилиндр, защелки и электромагниты, предупреждает самопроизвольное опускание штоков.

Настил, закрывающий канаву сверху, при перемещении подвижного цилиндра смещается, постоянно перекрывая канаву.

Набор сменных подхватов позволяет поднимать автомобили различных марок с упором под раму или оси.

У автомобиля МАЗ передние два подхвата упирают в поперечные рамы под бампером так, чтобы лонжероны упирались в резиновую подушку подхвата, а скоба охватывала лонжероны. Задние два подхвата упирают в горизонтальные участки лонжеронов рамы рессорной подвеской за задним мостом. Нельзя упирать подхваты в бампер вне лонжеронов рамы.

При техническом обслуживании в первый месяц, ежедневно, затем один раз в неделю проверяют надежность крепления всех резьбовых соединений, особенно балок, траверсы, предохранительного и синхронизирующего устройств.

С той же периодичностью проверяют уровень масла в маслобаке и доливают до отметки П на мерном стержне.

Не допускают воздух в систему подъемника.

Раз в неделю проверяют равномерность натяжения и надежность заделки концов канатов синхронизирующего устройства, не допуская их значительного провисания или чрезмерной натяжки. Не реже одного раза в месяц смазывают канаты и оси блоков через пресс-масленки.

Следят за чистотой сетчатого фильтра всасывающего трубопровода в маслобаке, не реже одного раза в шесть месяцев его снимают, очищают и промывают. Одновременно очищают маслобак от грязи и осадков.

Чтобы устранить неполное опускание штоков с ненагруженной рамой, несколько раз поднимают шток с рамой, нагруженной автомобилем.

10.2 Расчет гидросистемы

10.2.1 Подбор гидроцилиндров Мы применяем гидроцилиндры с односторонним штоком. Диаметр гидроцилиндра определяется по формуле:

где F_ВЫТ1 — заданное усилие выталкивания гидроцилиндра, F_ВЫТ1 =80кН

P_с — перепад давления на гидроцилиндре,

_МЦ — механический КПД гидроцилиндра, _МЦ=0,95;

Принятое значение округляем до ближайшего стандартного.

мм

мм Принимаем диаметр гидроцилиндра D₁ = 140 мм

D₂ = 140 м Максимальный расход, необходимый для обеспечения заданной скорости движения гидродвигателя будет равен:

для выталкивания:

где _ОЦ— объемный КПД гидроцилиндра;

Vзаданная скорость движения гидроцилиндра; м/с

zчисло параллельно установленных гидроцилиндров;

для выталкивания:

10.2.1 Подбор гидронасоса По максимальному расходу на гидроцилиндре гидромоторе рассчитываем гидронасос:

(1.5)

где Q_MAX — максимальный расход;

— КПД насоса;

n_н — частота вращения привода насоса.

С учетом расчета принимаем шестеренный гидравлический насос серии НШ 10−3 с рабочим объемом q = 10 см³.

Действительная подача насоса равна:

Q_H = 10· 25·0.95 = 237,5 см³

10.2.3 Выбор гидравлической жидкости Для использования в гидроприводе назначаем гидравлическую жидкость марки И30АУ, которая имеет следующие свойства:

Вязкость- 0,14 м²/с Плотность -886 кг/м³.

Рабочая температура 0.70⁰С

11. Проектирование ПРМ

11.1 Подъемник гидравлический Подъемник отличается тем, что в транспортном положении стрела полностью прячется в поворотную колону подъемника (рисунок 8), что обеспечивает удобство эксплуатации в условиях ПРМ и компактность. Подъемник оснащен гидроприводом качания стрелы и изменения вылета стрелы. К полу крепится на поворотной платформе, за счет которой мускульной силой можно осуществлять вращении механизма вокруг своей оси (рисунок 9). Максимальный вылет стрелы 1,8 м. Высота подъема над поверхностью земли 3,1 м. Максимальная грузоподъемность 2 т. Привод насоса осуществляется за счет специального люка в коробке передач МАЗа, предназначенного для установки гидронасоса.

Для устойчивости машины при эксплуатации подъемника под лонжерон со стороны крана подставляется винтовой упор.

Рисунок 8

Рисунок 9 Поворотная платформа

11.2 Расчет на прочность Расчет на прочность выполнен методом конечных элементов для всего механизма крана в сборе с использованием САПР системы «Ansys Workbench 8.1». Трехмерная модель крана (рисунок 10) создана при помощи системы твердотельного проектирования «Solid Works 2006 SP.0»

Весьма важным моментом при решении прочностных задач методом конечных элементов является правильность конечно-элеменной модели. При расчетах необходимо производить анализ сходимости решения от параметров конечно-элементного разбиения модели: порядка аппроксимирующих элементов, их размеров, количества на грани и других факторов.

Одним из методов оценки достоверности полученных результатов является варьирование размерами конечных элементов. Существует зависимость между размером используемых элементов и величиной напряжений Такая зависимость объясняется следующим: при использовании элементов большого размера d велика вероятность получения недостоверных результатов из-за дефектов, возникающих по причине невозможности повторить некоторые детали геометрии модели элементами большого размера, в результате чего возникают концентраторы напряжений. При разбивке модели на чрезмерно маленькие элементы, увеличивается количество элементов, а, следовательно, происходит накопление погрешности. Таким образом, изменяя размеры элементов, отыскивается «зона достоверности» решения задачи.

Была использована следуящая схема нагружения (рисунок 10).

Полученные результаты прочностного расчета представлены на рисунках.

Рисунок 10. Расчетная схема нагружения Рисунок 11. Результаты расчета Максимальные напряжения получились в месте соединения гидроцилиндра подъема стрелы со стрелой.

11.3 Расчет гидросистемы

11.3.1 Расчет усилий на гидроцилиндрах Так как усилия на гидроцилиндре стрелы будут больше чем у гидроцилиндра вылета стрелы, а для унификации мы будем принимать один тип гидроцилиндра, тогда расчет ведем по гидроцилиндру подъема стрелы.

Расчетная схема представлена на рисунке 12.

Рисунок 12. Схема к расчету усилий на гидроцилиндре Составам уравнения моментов относительно шарнира крепления стрелы к опоре: ;

Исходя из того то мах вылет стрелы 1,8 м, а гидроцилиндр закреплен на расстоянии 0,4 м от опоры получим уравнение моментов:

;

кН;

11.3.2 Подбор гидроцилиндров Гидросхема представлена на рисунке 13

Мы применяем гидроцилиндры с односторонним штоком. Диаметр гидроцилиндра определяется по формуле:

где F_ВЫТ1 — заданное усилие выталкивания гидроцилиндра, F_ВЫТ1 =110кН

P_с — перепад давления на гидроцилиндре,

_МЦ — механический КПД гидроцилиндра, _МЦ=0,95;

Рисунок 13. Гидросхема подъемника Принятое значение округляем до ближайшего стандартного.

мм

мм Принимаем диаметр гидроцилиндра D₁ = 100 мм, D₂ = 100 м Максимальный расход, необходимый для обеспечения заданной скорости движения гидродвигателя будет равен:

для выталкивания:

где _ОЦ— объемный КПД гидроцилиндра;

Vзаданная скорость движения гидроцилиндра; м/с

zчисло параллельно установленных гидроцилиндров;

для выталкивания:

11.3.3 Подбор гидронасоса По максимальному расходу на гидроцилиндре гидромоторе рассчитываем гидронасос:

(1.5)

где Q_MAX — максимальный расход;

— КПД насоса;

n_н — частота вращения привода насоса.

С учетом расчета принимаем шестеренный гидравлический насос серии НШ 10−3 с рабочим объемом q = 10 см³.

Действительная подача насоса равна:

Q_H = 10· 25·0.95 = 237,5 см³

11.3.4 Выбор гидравлической жидкости Для использования в гидроприводе назначаем гидравлическую жидкость марки МГ-30, которая имеет следующие свойства:

Вязкость- 0,27 м²/с Плотность -885 кг/м³ .

Рабочая температура 0.70⁰С Список использованных источников

1. Максименко А. Н. Эксплуатация строительных и дорожных машин: Учебник. — Мн.: УП «Технопринт», 2004. — 400 с.; ил.

2. Новые технологии и машины при строительстве, содержании и ремонте автомобильных дорог / Под ред. А. Н. Максименко. — Мн.: Дизайн ПРО, 2000. — 224 с.

3. Дорожно-строительные машины и комплексы: Учебник для вузов по дисциплине «Дорожные машины» / Под общ. ред. В. И. Баловнева. — 2-е изд., доп. и перераб. — М. — Омск. Изд-во СибАДИ, 2001. — 528 с.

4. Дорожно-строительные машины: Учебник / Под общ. ред.

5. А. М. Щемелева. — Мн.: УП «Технопринт», 2000. — 515 с.

6. Эксплуатация дорожных машин: Учебник для вузов / А. М. Шейнин, Б. И. Филиппов, В. А. Зорин и др.; Под общ. ред. А. М. Шейнина. — М.: Транспорт, 1992. — 328 с.

7. Головин С. Ф. Проектирование предприятий по эксплуатации дорожных машин: Учеб. пособ. для вузов. / С. Ф Головин., В. А ЗоринМ.: Транспорт, 1991. — 215 с.

8. Максименко А. Н. Эксплуатация строительных и дорожных машин: Учеб. пособ. — Мн.: Выш. шк., 1994. — 221 с.

9. Ивашков И. И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин: Учебник для студентов вузов по специальности