Технико-экономические показатели работы дорожно-строительных машин
Дорожные машины работают в тяжелых условиях, которые характеризуются большим диапазоном изменений температуры воздуха, постоянной возможностью подвергнуться воздействию осадков, передвижением в условиях бездорожья, работой на влажных, а иногда на сильно пылеватых грунтах и т. п. К тому же строительные объекты часто имеют значительную протяженность, поэтому места работы машин отдалены от ремонтных баз. Все это должно учитываться при проектировании машин.
Дорожные машины должны быть просты по конструкции и обладать высокой надежностью в работе и необходимой долговечностью.
Под надежностью понимается свойство машины выполнять заданные функции, сохраняя в заданных пределах свои эксплуатационные показатели в течение заданного времени или же требуемой наработки. Надежность характеризуется безотказностью, ремонтопригодностью и долговечностью.
Долговечность — свойство машины сохранять работоспособность до предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние определяется невозможностью дальнейшей эксплуатации машины из-за снижения ее эксплуатационных свойств или из соображений безопасности. Долговечность характеризуется временем работы машины до капитального ремонта или списания.
Простота выполнения ремонтных операций, экономичность работы и снижение стоимости изготовления самой машины зависят от того, насколько полно проведена унификация машин. Под унификацией понимается приведение машин к единой системе. Унификация достигается проектированием машин с максимальным использованием одних и тех же или, в крайнем случае, подобных агрегатов, узлов и механизмов. Парк унифицированных машин легче снабжать запасными частями и на базе готовых агрегатов проще организовать их ремонт. Кроме того, изготовление однотипных агрегатов обходится значительно дешевле, чем разнотипных. Поэтому унификация является сейчас главнейшей задачей дорожного машиностроения.
В настоящее время совершается переход от проектирования отдельных машин к проектированию и внедрению комплекса машин. Это позволит наиболее широко унифицировать машины и упорядочить их выпуск и применение в строительстве. Комплексное проектирование производится на базе типажа машин. Типаж разрабатывается для каждого вида оборудования. Им предусматриваются ряды машин каждого вида, которые могут полностью удовлетворить запросы строительного производства. Типажом оговаривается значение тех главных параметров машин, от которых зависят основные показатели их работы. Так, главными параметрами экскаваторов и скреперов являются емкости ковшей, автогрейдеров — длины ножей, бульдозеров — тяговые усилия и т. д.
При проектировании и внедрении новых машин необходимо оценить их эксплуатационные качества. Главным показателем является производительность машин. Под производительностью понимается продукция, выдаваемая машиной за 1 ч работы. Различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность.
Теоретическая (расчетная) производительность представляет собой максимально возможную производительность машины при условии непрерывной ее работы. При этом не учитываются потери времени, а также те потери, которые имеют место ввиду различия действительных и расчетных параметров машины, например скоростей движения. Кроме того, не учитываются и возможные потери перемещаемого машиной материала, например грунта, при передаче его с одного рабочего органа на другой. Теоретическая производительность Пр определяется применительно к каждому виду машин с учетом специфики технологического процесса и в реальных условиях работы машины никогда не может быть достигнута.
Техническая производительность представляет собой максимально возможную производительность, в данных конкретных условиях работьГ в течение часа. При расчете технической производительности учитываются физико-механические свойства обрабатываемых материалов, а также изменения этих свойств. Например, при определении технической производительности землеройных машин следует учитывать разрыхление грунта при наполнении ковша, снижение фактических скоростей по сравнению с расчетными и т. п.
Техническая производительность определяется через расчетную по формуле (1.1):
П = кП, (1.1)
т р * ‘ ‘
где k — коэффициент, учитывающий названные выше потери производительности.
(1.2) |
Эксплуатационная производительность дополнительно учитывает те потери времени, которые имеют место из-за неизбежных перерывов в работе, связанных с заправкой и смазкой машины, с подготовкой ее к работе и производством заключительных операций. Эти потери могут быть оценены коэффициентом использования машины по времени ke. Тогда эксплуатационная производительность
П = kn.
э в т
Важным показателем работы машины является себестоимость единицы продукции, которая определяется по формуле (1.3):
С |
т |
(1.3)
где С — себестоимость одного часа работы машины, руб.
Повышение производительности машин и снижение себестоимости единицы продукции является важной народнохозяйственной задачей. Такая задача поставлена как перед эксплуатационниками, так и перед конструкторами машин. Повысить производительность дорожных машин можно путем увеличения размеров их рабочих органов, уменьшения времени, затрачиваемого на совершение рабочих операций, и снижения непроизводительных потерь.
Непроизводительные потери зависят главным образом от организации работ. Однако некоторая их доля часто является следствием неудачной конструкции машины в целом или отдельных ее узлов. Уменьшить время, затрачиваемое на рабочие операции, можно путем повышения скоростей движения рабочих органов, а в ряде других случаев, например, у землеройно-транспортных машин, и скоростей движения самих машин. Следует заметить, что такое повышение не может быть беспредельным. Часто оно ограничивается определенными максимальными значениями скоростей, выше которых ухудшается работа машины, а в некоторых случаях начинает даже снижаться ее производительность. Поэтому в большинстве случаев производительность того или иного типа машин повышают путем увеличения размеров их рабочих органов, что, однако, неизбежно влечет за собой повышение мощности установленного двигателя. В связи с этим в дорожном машиностроении и наблюдается непрерывное повышение мощностей выпускаемых машин.
Годовая выработка парка машин может быть увеличена пу^ем использования их в течение круглого года. Круглогодичное строитеЛьство, т. е. ликвидация сезонности в строительстве, является весьма важИ0И проблемой. Такие машины, как экскаваторы, бульдозеры и дробилки, У*е давно работают в течение круглого года. В настоящее время постаЭлена задача расширения номенклатуры таких машин.
Возможность использования машины в зимнее время, т. е’ При низких температурах воздуха, должна учитываться при их проектировании и изготовлении. При этом должны применяться системы, облегчающие запуск двигателей, должна быть улучшена система смазки вСех трущихся частей машины, необходимо утеплить кабины оператор06 и т. п. Некоторые ответственные узлы тех машин, которые предназначены для работы при очень низких температурах и которые обычно выполняются из углеродистой стали, следует выполнять из низколегированных сталей, а литые детали — из стали спокойной плавки.
Пуск В производство ВСЯКОЙ НОВОЙ машины может быт^> осуществлен лишь в том случае, если в результате будет иметь мес’1’0 экономический эффект. Он может принять форму снижения себестоимости единицы получаемой продукции, повышения ее качества, повьішеНия производительности, улучшения условий труда и т. п.
Эффективность новой машины устанавливается путеМ сравнения ее с наиболее экономичной применявшейся до нее машиной — При этом наиболее характерным показателем экономической эффективности является срок окупаемости, определяемый как
К
= — 0.4)
Е
Здесь К — те капиталовложения, которые необходим^1 Для пуска новой или усовершенствованой машины в производство; В ~ ожидаемая от внедрения машины годовая экономия.
Сравнение отдельных типов машин производится еше по другим показателям. Так, определяется удельная энергоемкость маі^инЬі:
N
N уд = 7Г ‘ (L5)
11э
где N — мощность установленных на машине двигателей.
Удельная металлоемкость машины:
G
Gyd = Jf (1.6)
где G — масса машины.
Часовая выработка продукции на одного рабочего:
Л0
= — (1.7)
‘ п
где п — число обслуживающих машину рабочих.
Создание новой машины начинается с составления технического задания на ее проектирование. Этим заданием обусловливается область применения машины, устанавливается основная ее характеристика, в том числе производительность, и выводятся технико-экономические показатели ее работы. В техническом задании определяется также потребность в таких машинах и обосновывается экономическая целесообразность их выпуска. По утверждении задания разрабатывается технический проект машины, а затем и рабочие чертежи. По этим чертежам завод изготовляет головной образец, который проходит сначала предварительные, а затем приемочные испытания. Продолжительность последних устанавливается в зависимости от типа машины. По результатам этих испытаний делается заключение о возможности пуска машины в серийное производство. В случае положительного заключения устраняются обнаруженные при испытаниях конструктивные недостатки, после чего машина запускается в серийное производство.