Курсовая работа - Расчет технико-экономических показателей комплекта машин при комплексно механизированном выполнении земляных работ - файл n1.docx

Изм.

Лист

№документа

Подпись

Дата

Лист
РГР КМС 091223 00.00

Введение

Комплексная механизация и автоматизация строительного производства – это внедрение высокоэффективных систем машин и оборудования на основе прогрессивных технологий, организационных мероприятий, комплексно механизирующих и автоматизирующих все процессы, как основные, так и вспомогательные.

Комплексная механизация строительства, в свою очередь, включает ряд организационных и технических мероприятий по разработке и созданию высокопроизводительных машин, прогрессивных технологий, новых форм организации производства и труда.

Таким образом, мы получаем органичное сочетание комплексной механизации и автоматизации, технологии и организации строительного производства путем всемерного использования научно-технического прогресса в строительстве.

Комплексная механизация осуществляется на основе рационального выбора машин и оборудования, обеспечивающего их работу во взаимно согласованных рамках, увязанных по производительности и условиям наилучшего выполнения технологического процесса.

В совокупности машин выполняющих взаимоувязанные работы технологического процесса, выделяют ведущую машину, которая определяет темп и режим работы. Эта машина обычно занята на главной производительной операции. Остальные машины, работающие в режиме ведущей, называют комплектующими (вспомогательными).

1 Расчет режима объема работ
Для расчета режима работ необходимо рассчитать число рабочих дней и число часов работы для следующих исходных данных: время работы – 3 месяца (июнь, июль, август); рабочая неделя – 5 дней; число смен – 2 (16 часов); число экскаваторов ЭКГ-5А – 7.

1. 
   Перерывы в работе в связи с праздничными и выходными днями рассчитываются согласно календарю:
   

В 3-х месяцах (июнь, июль, август), содержится (30+31+31=92 дня), из них выходных и праздничных 10+9+8=27 дней.

2. 
   Согласно технологическим указаниям, принимаем 3 перебазировки на один экскаватор, при средней перебазировке – 10 часов.
   

Таким образом общие затраты на перебазировку 1 экскаватора: 310=30 часов, что при двусменной работе (16 часов в день) составит 30/16=1,875 дня

3. 
   Перерывы в работе в связи с неблагоприятными метеорологическими условиями:
   

Из опытных данных известно, что в средней полосе России в течение лета около 10 дней с атмосферными осадками. С учетом возможных совпадений дней с осадками с выходными и праздниками, простои составляют:

дня. (1.1)

4. 
   Перерывы в работе машин по непредвиденным причинам.
   

Эта величина определяется на основании рассмотрения фактических данных о перерывах в работе машин за определенный (базовый) период.

В нашем случае принимаем продолжительность перерывов в размере 3% от количества календарных дней, за исключением праздничных и выходных дней:

(92-27)0,03=1,95 дня. (1.2)

5. 
   Затраты времени на техническое обслуживание и ремонт.
   

Величина перерывов в работе на техническое обслуживание и ремонт определяется по формуле:

дней, (1.3)

где: Д_к – количество календарных дней, для расчета Д_к=92;

Д_о – сумма дней простоя работы по всем причинам кроме работ по обслуживанию и ремонту техники:

Д_о=27+1,875+7,06+1,95=37,885 дней.

С – количество часов работы в две смены, С=16 часов.



где: 67 – количество ТО продолжительностью в 1 день;

5 – количество текущих ремонтов продолжительностью в 10 дней (в течение года);

1 – количество капитальных ремонтов продолжительностью в 20 дней (в год)

15000 – продолжительность межремонтного цикла, часов.

Подставив значения в формулу (1.3), получим:

дней.

В результате проведенного расчета имеем следующие данные:

Таблица 1 - Сводные данные режима работ

Показатели	Количество дней
Количество дней за 3 месяца (июнь, июль, август)	92
Количество праздничных и выходных дней за 3 месяца	27
Перебазировка	1,875
Метеоусловия	7,06
Непредвиденные перерывы в работе	1,95
ТО и ремонт	6,94
Количество рабочих дней за 3 месяца	54
Среднесменное рабочее время машины (часов)	16
Количество часов работы машины за 3 месяца	864 часа

2 Определение производительности и подбор комплектов машин

2.1 Определение производительности экскаватора
Ведущей машиной является экскаватор ЭКГ – 5А. Экскаваторами выполняется около половины объемов земляных работ. Их используют при строительстве промышленных и гражданских зданий и сооружений, автомобильных и железных дорог, аэродромов, гидротехнических систем и нефтепроводов, в карьерах при добыче стройматериалов и полезных ископаемых.

Эксплуатационную часовую производительность экскаватора определяем по формуле:

, м³/ч, (2.1)

где: Q – емкость ковша, Q = 5 м³;

К_р – коэффициент разрыхления грунта в ковше, принимаем К_р=1,3;

К_нап – коэффициент наполнения ковша разрыхленным грунтом,

К_нап = 1,1;

Т_ц – длительность одного рабочего цикла экскаватора, Т_ц = 45с.

Подставив значения в формулу (2.1), получим:



Объем работ, выполняемый одним экскаватором за расчетное время:

V₁= 338,5864=292464 м³.

Эксплуатационная производительность экскаватора:

_(2.1.1)

Подставив значения в формулу (2.1.1), получим:



7 единиц экскаваторов выполнят объем за расчетное время:

V=7V₁=7292464=2047248 м³.

2.2 Определение производительности автосамосвала
Автосамосвалы применяют при дальности транспортирования более 1,5 км.

Производительность транспортной единицы:

_(2.2)

где: Q — грузоподъемность, т;

k_гп — коэффициент использования по грузоподъемности;

k_у — коэффициент, учитывающий время на разгон и замедление;

l — расстояние транспортировки, м;

v — скорость движения, км/ч;

t_з, t_р и t_м — время загрузки, разгрузки и маневрирования, с;

k_пр — коэффициент использования по пробегу.

Подставив значения в формулу (2.2), получим:





Потребное число транспортных единиц составляет 7 штук.
2.3 Определение производительности рыхлителя
Работа головных машин – экскаваторов невозможна без проведения подготовительных работ. В частности – рыхления. Рыхлитель необходимо подбирать с большой производительностью для создания задела в кротчайшие сроки и уменьшения времени простоя головных машин.

Производительность рыхлителя определяем формуле:

, м³/ч, (2.3)

где: k_b – коэффициент использования сменного времени, k_b=0,9;

k_укл – коэффициент уклона местности, k_укл = 1;

k_пер – коэффициент перекрытия полос рыхления, k_пер = 1,01;

 - скорость перемещения рыхлителя, м/с;

h – глубина рыхления, м;

B – ширина полосы рыхления, м.

По данным задания подбираем рыхлитель навесного типа ЗРДТ на базе трактора ДТ-75М мощностью N=90 л.с. со следующими техническими параметрами: масса – 335 кг; число зубьев находящихся в грунте – 3; ширина полосы рыхления – 1,33 м; величина заглубления зуба – 0,3 м; скорость движения – 1,4 м/с.

Подставив значения в формулу (2.3), получим:

м³/ч.

Определяем необходимое число рыхлителей:



Принимаем два рыхлителя.

Определяем необходимое время для выполнения заданного объема работ V_:

часов;

смены.

2.4 Определение производительности бульдозера при разравнивании грунта
Бульдозеры предназначены для широкого комплекса земляных работ: возведение насыпи высотой до 2-х метров из одно- или двусторонних резервов; разработки грунтов в выемках с перемещением их на 50–150 м; разработки грунтов котлованов под фундаменты и траншеи; срезка грунта на косогорах (для нарезки уступов, устройства полувыемок – полунасыпей и т.д.); нарезки кюветов и неглубоких водоотводных канав; засыпки пазух, котлованов, траншей, ям и оврагов; планировки площадок и т.д.

Выбираем бульдозер Б12.6020 Челябинского тракторного завода мощностью 215 л.с.

Техническую производительность бульдозера определяем по формуле:

_(2.4)

где: V_г- объем призмы волочения, принимаем V_г=7,5 м³;

К_р – коэффициент разрыхления грунта, принимаем К_р=1,3;

К_укл – коэффициент уклона, принимаем К_укл=1;

К_п – коэффициент, учитывающий потери грунта в боковые валики, принимаем К_п=0,98;

Т_ц – длительность одного рабочего цикла бульдозера, с.

, c, (2.4.1)

где: l_н - длина пути активного копания, принимаем l_н =5,64 м;

l_п - длина пути перемещения грунта (определяется анализом технологической схемы работы), м;

l_о - длина пути отсыпки грунта, принимаем l_о =7,66 м;

V₁ - скорость активного копания, принимаем V₁ =1,4 м/с;

V₂ - скорость пассивного копания (перемещения) грунта, принимаем V₂=2,63 м/с;

V₄ - скорость отсыпки грунта, принимаем V₄ =3,63 м/с;

V₅^н - скорость холостого хода при движении назад, принимаем V₅^н =1,3 м/с;

t_р - время на реверсирование машины, в расчетах принимается t_р = 4...5 с.

Подставив значения в формулу (2.4.1), получим:

, c;

В данном случае: l_п=100 м.

Подставив значения в формулу (2.4), получим:

/ч.

Эксплуатационная сменная производительность бульдозера определяется по формуле:

П_э^см=П_тех ^. t_см ^. К_в ^. К_у , м³/см, (2.4.2)

где: t_см - длительность смены, t_см =16 ч;

К_в - коэффициент использования бульдозера по времени; К_в = 0,8…0,85;

К_у - коэффициент учета особенностей системы управления, при ручном управлении К_у =0,82…0,95, при наличии усилителей К_у = 0,96…0,98.

Подставив значения в формулу (2.4.2), получим:

П_э^см=155 ^. 16 ^. 0,83 ^. 0,97=1996,6, м³/см.

Необходимое количество бульдозеров 16 штук.
2.5 Определение производительности бульдозера на зачистке и планировке
Выбираем бульдозер ДЗ-101А на базе трактора Т-4АП2 Алтайского тракторного завода мощностью 130 л.с.

Техническую производительность бульдозера определяем по формуле:

_(2.5)

где: V_г- объем призмы волочения, принимаем V_г=4,3 м³;

К_р – коэффициент разрыхления грунта, принимаем К_р=1,3;

К_укл – коэффициент уклона, принимаем К_укл=1;

К_п – коэффициент, учитывающий потери грунта в боковые валики, принимаем К_п=0,98;

Т_ц – длительность одного рабочего цикла бульдозера, с.

, c, (2.5.1)

где: l_н - длина пути активного копания, принимаем l_н =5,64 м;

l_п - длина пути перемещения грунта (определяется анализом технологической схемы работы), м;

l_о - длина пути отсыпки грунта, принимаем l_о =7,66 м;

V₁ - скорость активного копания, принимаем V₁ =1,4 м/с;

V₂ - скорость пассивного копания (перемещения) грунта, принимаем V₂=2,63 м/с;

V₄ - скорость отсыпки грунта, принимаем V₄ =3,63 м/с;

V₅^н - скорость холостого хода при движении назад, принимаем V₅^н =1,3 м/с;

t_р - время на реверсирование машины, в расчетах принимается t_р = 4...5 с.

Подставив значения в формулу (2.5.1), получим:

, c;

В данном случае: l_п=100 м.

Подставив значения в формулу (2.5), получим:

/ч.

Эксплуатационная сменная производительность бульдозера определяется по формуле:

П_э^см=П_тех ^. t_см ^. К_в ^. К_у , м³/см, (2.5.2)

где: t_см - длительность смены, t_см =16 ч;

К_в - коэффициент использования бульдозера по времени; К_в = 0,8…0,85;

К_у - коэффициент учета особенностей системы управления, при ручном управлении К_у =0,82…0,95, при наличии усилителей К_у = 0,96…0,98.

Подставив значения в формулу (2.5.2), получим:

П_э^см=88,8 ^. 16 ^. 0,83 ^. 0,97=1143, м³/см.

Необходимое количество бульдозеров 27 штук.
2.6 Определение производительности катка
Устойчивость, надежность и прочность земляных сооружений обеспечивают равномерной, плоской укладкой грунта различными машинами. Необходимость и степень уплотнения грунта задают в проектах сооружения с указанием плотности его скелета. Плотность грунта в земляных сооружениях должна быть не ниже норм, предусмотренными строительными нормами и правилами (СНиП). Известно пять основных методов уплотнения грунтов: укаткой, вибрированием, вибротрамбованием, трамбованием и комбинированным воздействием. Метод, который мы будем применять (уплотнение укаткой), основан на передаче статического давления от вальцов (или колес) на уплотняемый грунт.

Выбираем самоходный комбинированный каток ДУ-97 массой 7 тонн: толщина уплотняемого слоя - 0,04…0,1 м; ширина уплотняемой полосы - 1,5 м; производительность - 350 м³/ч.

Для выполнения всего объема работ потребуется следующее количество катков:



Принимаем 7 катков, следовательно, производительность звена катков будет равна:

7350=2450, м³/ч.

Количество смен требуемых для работы звену катков:

3 Расчет технико-экономических показателей

Для оценки эффективности комплексной механизации, автоматизации и механовооруженности строительства в настоящее время широко используют основные технико-экономические показатели: приведенные (удельные и полные) затраты на производство механизированных работ, годовой режим работы комплекта машин, эксплуатационную производительность (часовую сменную, годовую) и др.
3.1 Уровень комплексной механизации
Показатель оценки уровня комплексной механизации выполнения того или иного вида работ:

_(3.1)

где: V_км, V_чм, V_р – объемы работ, выполняемые комплексно-механизированным, частично механизированным и ручным способами, соответственно.

В данной работе объемы работ, выполняемые частично механизированным и ручным способами составляют 0 м³, уровень комплексной механизации стремится к 1.

3.2 Коэффициент механизации
В качестве коэффициента механизации можно использовать отношение:

_(3.2)

где: Р_км – объем работ выполненный средствами механизации;

Р₀ – общий объем выполненных работ.

Так как задано равенство этих параметров, то коэффициент механизации равен 100%.

3.3 Механовооруженность труда
Механовооруженность труда определяется балансовой стоимостью используемых в строительстве машин, приходящихся на среднесписочное число рабочих:

_(3.3)

где: П_р – среднесписочное число рабочих, которые включают 7 машинистов экскаватора, 2 машиниста рыхлителей, 7 водителей самосвалов, 43 машиниста бульдозера, 7 водителей катков, итого получаем 66 человек.

С_м – балансовая стоимость машин, для бульдозера 2482043=1067260 руб., для рыхлителя 200002=40000 руб., для экскаватора 450007=315000 руб., для катков 165007=115500 руб.

Подставив значения в формулу (3.3), получим:

4. 
   Энерговооруженность труда
   

Определяется как отношение суммарной мощности машин, эксплуатируемых на строительстве, в кВт, к среднесписочному числу рабочих:

, кВт/чел, (3.4)

где: N₀ – суммарная мощность двигателей машин.

Подставив значения в формулу (3.4), получим:

4. 
   Коэффициент использования машин
   

К техническим показателям, характеризующим интенсивность использования средств комплексной механизации, относятся следующие показатели:

К_в=t_раб/(t_раб+t_пер+t_тр+t_по), (3.5)

где: t_раб – чистое время работы;

t_пер – время на перерыв, принимаем t_пер=0,5 часа;

t_тр – время на транспортирование, принимаем t_тр=0,15 часа;

t_по – время на подготовительные операции, принимаем t_по=0,17часа.

Чистое время работы подсчитываем по формуле:

t_раб=t_см- t_пер - t_тр - t_по, часов. (3.5.1)

Подставив значения в формулу (3.5.1), получим:

t_раб=16-0,5-0,15-0,17=15,18 часов.

Подставив значения в формулу (3.5), получим:

К_в=15,18/(15,18+0,5+0,15+0,17)=0,94.

3. 
   Определение себестоимости работ
   

Себестоимость работ определим по нижеследующей формуле:

₍₄₎

где: М – расчетная стоимость машины, в руб.;

А – амортизационные отчисления, в %;

Р – затраты на ТО и ТР, руб.;

В – затраты на замену и ремонт системной оснастки, руб.;

Э – затраты на энергоматериалы, руб.;

С – затраты на смазочные материалы, руб.;

З – зарплата машиниста, руб.;

Т_ч.д. – число дней работы в году;

 - число смен работы машины в течение суток (коэффициент сменности =2);

М_д – стоимость одного монтажа и демонтажа, руб.;

Т_р – стоимость транспортирования машины на строящейся объект с прежнего места работы, руб.;

Т_ч – стоимость работы машины на строящемся объекте, руб.

Все данные сводим в таблицу.

Таблица 2 – Себестоимость работ

Наименование машины	Характеристика
	М, тыс.руб	А, %	Тчд	Мд	Тр, руб	Эксплуатационные затраты, руб					Смч, руб/ч
						Р	В	Э	С	З
Рыхлитель ЗРДТ	200000	25	185	-	150	0,84	0,03	0,66	0,29	0,56	20,4
Экскаватор одноковшовый ЭКГ-5А	193000	25	120	-	100	0,8	0,03	0,5	0,3	0,70	28
Бульдозеры ДЗ-101А и Б12	180000	25	185	-	150	0,84	0,03	0,66	0,29	0,63	38,5
Автосамосвал КрАЗ-256Б1	173000	15	100	-	80	0,84	0,03	0,66	0,29	0,24	21,5
Каток самоходный ДУ-97	190000	20	130	-	200	0,84	0,03	0,66	0,29	0,56	12

Далее определим затраты на каждую машину из комплекта при проведении работ:

С_i=С_мчi Т_i, (4.1)

где: С_мчi - себестоимость машино-часа i–й машины за три месяца, в часах;

Т_i - время работы i–й машины за три месяца, в часах.

Затраты на проведение работ комплектом одноименных машин можно определить по формуле:

С_i=С_i ^. n_i, (4.2)

где: n_i – количество одноименных машин.

Итоговые затраты на проведение работ за три месяца определим по формуле:

С_=С_i (4.3)

Таким образом, себестоимость разработки одного м³ грунта составляет:

С=1670501/2047248=0,81 руб.

Расчет экономической эффективности производим по формуле:

_(4.4)

где: С – себестоимость разработки 1 м³ грунта, рассчитанная в проекте;

С_б - себестоимость разработки 1 м³ грунта базовая.

Подставив значения в формулу (4.4), получим:



Таблица 3 - Расчет себестоимости работ

Наименование машины	Характеристика
	Смч, руб/ч	Тi, час	Ci, руб	ni	Сi, руб	С, руб
Рыхлитель	20,4	174,2	3553,6	2	7107,2	1670501
Бульдозер	38,5	864	33264	43	1430352
Экскаватор	28	557,6	15612,8	7	109289,6
Каток	12	670,6	8047	7	56329
Автосамосвал	21,5	448	9632	7	67424

Заключение

Комплексная механизация предопределяет максимально возможное на современном уровне техники вытеснения ручного труда и предусматривает максимальный экономический эффект.

В данной работе был произведен расчет технико-экономических показателей и проведен анализ комплекса машин. Эффективность комплексной механизации обеспечивается не только путем увеличения количества машин в комплексе, но и в результате наиболее рационального их использования и постоянного обновления комплекса высокопроизводительным оборудованием. Был произведен расчет производительности, уровня комплексной механизации, себестоимости работ и др. сравнение экономического эффекта по сравнению с другими вариантами показала, что данный комплекс машин и оборудования обеспечивает наилучший экономический эффект и наименьшую себестоимость работ. При подборе комплекса машин, обеспечивающих комплексную механизацию, для достижения ведущей машины наибольшей производительности учитывалось, что производительность вспомогательных машин должна быть на 5-10 % больше ведущей. В данной курсовой работе объемы работ, выполняемые частично механизированным и ручным способами составляют 0 м³, уровень комплексной механизации стремится к единице.


Список использованных источников

1. 
   Канторер С.Е. Строительные машины и экономика их применения: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 1973. – 528 с.
   
2. 
   Планирование организации работы машин на возведении земляного полотна: Методические указания к деловой игре по дисциплине "Комплексная механизация, автоматизация и механовооруженность дорожного строительства" для студентов 5-го курса специальности 0511 / Сост. Г.М. Вербицкий, А.С. Плотников. – Хабаровск: Изд-во Хабар. политехн. ин-та, 1986. – 43 с.