Определение областей эффективного применении машин и их комплектов

Одна и та же работа в определенных условиях строительства может быть выполнена различными машинами, отличающимися друг от друга конструктивно-техническими параметрами: мощностью, мобильностью, рабочими органами и т. п. Это обусловит различные результаты, которые характеризуют эффективность производства: продолжительность выполнения работ, их себестоимость, трудоемкость и др. Кроме того, условия выполнения одной и той же работы на разных объектах могут существенно различаться, что неизбежно отразится на эффективности выполнения этой работы конкретной машиной. Изменение условий производства работ влияет на эффективность их выполнения машинами разных марок далеко не одинаково.

Поэтому задачей установления области эффективного применения взаимозаменяемых средств механизации является определение для каждой конкретной машины или комплекта таких условий производства работ, в которых ее использование наиболее выгодно по сравнению с другими. Решение этой задачи на различных уровнях управления строительным производством необходимо:

  • - для планирования оптимального использования наличного парка взаимозаменяемых машин;
  • - планирования обновления и пополнения парка машин строительных организаций исходя из сведений о предстоящих условиях строительства;
  • - проектирования и выбора наиболее целесообразных вариантов организации механизированных работ и др.

Область эффективного применения машин устанавливается по минимуму себестоимости единицы объема работ С .

Значения себестоимости зависят от многих факторов, характеризующих условия производства механизированных работ. При определении области эффективного применения машин одной из важнейших задач является правильный отбор подобных факторов. Целесообразно учитывать главнейшие факторы, оказывающие наибольшее влияние на величину себестоимости и существенно изменяющиеся для различных объектов и участков работ. Для машин в строительстве такими являются факторы, характеризующие объект (дальность перебазирования машины, объем работ на объекте и др.), и факторы, влияющие на эксплуатационную часовую производительность машин (дальность перемещения фунта, категория фунта и др.).

Если в формуле себестоимости единицы объема работ представить часовую производительность машины в виде соответствующей функции от факторов, се определяющих, то можно получить соотношение, которое будет содержать практически все необходимые элементы, отражающие область эффективного применения машин.

Таким образом, формула себестоимости единицы объема может быть принята в качестве исходного рабочего соотношения, позволяющего получить любые частные уравнения для конкретных марок машин:

где Ст - затраты на перебазирование машины типоразмера q, не зависящие от расстояния перебазирования (на пофузку-разгрузку, буксировку-отцепку, необходимые демонтаж-монтаж и т. д.), руб.; С - затраты

1Ч

на перебазирование машины типоразмера q на расстояние 1 км, руб./ км; L - расстояние перебазирования машины типоразмера q, км.

Области эффективного применения бульдозеров. Эксплуатационная часовая производительность бульдозеров, м^/ч:

где В и И - соответственно ширина и высота отвала, м; - коэффициент разрыхления грунта, к =1,1—1,3; ^уКЛ - коэффициент, учитывающий влияние уклона на величину производительности бульдозера (

к...__ > 1 - при работе вниз по уклону, А < 1 - при работе вверх по ук- укл укл

лону); р - угол естественного откоса фунта в движении, равный примерно 2/3 угла естественного откоса фунта в покое; - продолжительность

рабочего цикла бульдозера, с, которая для общего содержания рабочего цикла находится из выражения

Здесь / - дальность перемещения грунта, м; / — длина пути резания фунта, равная обычно 5-7 м; tn - время на переключение передачи, t^ = 4-

5 с; t— время опускания отвала, t= 1-2 с; t - время поворота будь- О о пов

дозера, / = 10 с; v - скорость движения бульдозера при резании фун-

нов р

та, м/ с; V, - средняя скорость движения бульдозера при перемещении ср

фунта и обратном ходе, м/с; к^ - коэффициент перехода от технической

производительности к эксплуатационной, учитывающий возможные простои бульдозера между операциями рабочего цикла (или в течение рабочего часа); к2 - коэффициент перехода от производственной нормы выработки к плановой, оцениваемой на конкретный плановый период с учетом возможных простоев по организационным причинам и метеорологическим условиям.

По рекомендациям С. Е. Канторера принимаем для бульдозеров к^ = = 0,56, &2= 0,75.

Определение коэффициентов к^ и к2 в реальных условиях эксплуатации является сложной задачей, выполняемой на основе формирования статистических выборок простоев по различным причинам в разные периоды времени.

Для иллюстрации задачи определения областей эффективного применения бульдозеров примем следующие значения параметров:/^ = 1,1;

kyKJl=0*p=30°Htgp=0,511.

После подстановки принятых значений и соответствующих преобразований выражение для определения часовой эксплуатационной производительности бульдозеров будет:

где - затраты времени на все элементы рабочего цикла, не зависящие от

дальности перемещения грунта и средней скорости бульдозера.

Тогда себестоимость единицы С , руб./100 м3, с учетом предыду-

ед

щего соотношения после некоторых преобразований выглядит следующим образом:

Таким образом, функция себестоимости в зависимости от аргументов- факторов, характеризующих условия производства работ, будет иметь вид:

где А, В, С, D - постоянные для данной машины величины (из предыдущего выражения).

Если в качестве примера рассмотреть бульдозеры ДЗ-54 (Д-687), ДЗ-9 (Д-275А) и ДЗ-34С (Д-572С), то при условии перебазирования последних с объекта на объект на трейлере по дорогам III категории со скоростью 11,5 км/ч постоянные величины Ау В, С, D будут иметь значения, представленные в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Постоянные величины формулы себестоимости единицы

объема работ для бульдозеров

Бульдозер

Величина

А

В

С

D

ДЗ-54 (Д-687)

241,6

46,86

3,6

106,5

ДЗ-9 (Д-275А)

383,9

59,85

3,15

124,2

ДЗ-34С (Д- 572С)

628,4

86,79

2,85

141,3

Если область эффективного применения машин устанавливается на уровне конкретной строительной организации, то себестоимости могут быть представлены в виде функции трех аргументов: объема работ на объекте ^ , дальности перебазирования машины на объект L и дальности

И

перемещения разрабатываемого фунта / :

- для бульдозера ДЗ-54

- для бульдозера ДЗ-9

- для бульдозера ДЗ-34С

В этих уравнениях при переходе от менее мощных машин к более мощным имеется закономерность в изменениях числовых параметров, для которой характерны противоположные тенденции - возрастание одних параметров при одновременном уменьшении других. Эта противоречивость и обусловливает необходимость и возможность установления области эффективного применения взаимозаменяемых средств механизации.

В планово-экономических расчетах и при назначении машин на объекты непосредственно в строительных организациях целесообразно использовать предварительно составленные графики, определяющие совокупность условий эффективного применения конкретных марок машин.

Если приравнять себестоимости для бульдозеров ДЗ-54 и ДЗ-9

Я(46,86/,т+241,6)+36/+1065 = Я(59,85/,т+383,9)+315/ + ]242> то из

в Q

полученного равенства можно получить соотношение

Это соотношение есть функция такого объема работ на объекте от расстояния перебазирования машин на объект Lт и средней дальности

перемещения грунта на объекте /, при котором себестоимости единицы объема работы для сравниваемых машин равны. Эту функцию можно назвать границей областей эффективного применения сравниваемых машин (рис. 7.2).

Естественно, что границы областей эффективного применения должны быть рассматриваемы в положительном квадранте параметров, характеризующих объекты. Расположение одной из ветвей графика в области фиктивных (отрицательных) объемов (рис. 7.2) означает, что в диапазоне дальностей перемещения грунта / = 0-40 м одна из рассматриваемых машин при любых объемах работ на объекте и расстояниях перебазирования в сравнении со второй выгодна всегда. Остальная часть положительного квадранта (при дальностях перемещения грунта /= 40-100 м) оказывается поделённой графиком при конкретном расстоянии перебазирования LT на две области (рис. 7.2, 7.3)

Границы областей эффективного применения бульдозеров ДЗ-54 и ДЗ-9

Рис. 7.1. Границы областей эффективного применения бульдозеров ДЗ-54 и ДЗ-9

Области эффективного применения бульдозеров ДЗ-59 и ДЗ-95 при L = 5 км

Рис. 7.3. Области эффективного применения бульдозеров ДЗ-59 и ДЗ-95 при L = 5 км

Принадлежность области, характеризующей эффективное применение, тому или иному бульдозеру определяется по минимуму себестоимости для конкретных параметров объекта. При Q / И = 20 измерителей (И = 100 м3), / =20 м, Z, = 5 км:

- для бульдозера ДЗ-54

- для бульдозера ДЗ-9

Область, в которой находится точка пересечения перпендикуляров, восставленных к параметрам объекта, принятым выше, принадлежит тому бульдозеру, у которого себестоимость меньше (рис. 7.3). Противоположная область принадлежит второму в сравниваемой парс бульдозеру (рис. 7.3).

По графикам (рис. 7.2) видно, что при увеличении расстояния перебазирования LT область эффективного применения менее мощного бульдозера расширяется, и наоборот. Такие графики могут быть построены для большинства конкурирующих машин.

На основании границ областей эффективного применения парка бульдозеров при их попарном сравнении (рис. 7.4) можно построить совокупный график областей эффективного применения парка бульдозеров (пример графика для бульдозеров - на рис. 7.5).

Границы областей эффективного применения бульдозеров при попарном сравнении (L = 5 км)

Рис. 7.4. Границы областей эффективного применения бульдозеров при попарном сравнении (LT = 5 км)

На объектах, характеризующихся средней дальностью перемещения грунта / <40 м, любым объемом работ (рис. 7.5), и на объектах с меньшими объемами работ и любой дальностью перемещения грунта экономически более выгоден бульдозер ДЗ-54. На объектах с большими объемами работ и дальностями перемещения грунта лучше применять бульдозер ДЗ- 34С, во всех остальных случаях - бульдозер ДЗ-9.

График, аналогичный приведенному на рис. 7.4, может быть построен для парка бульдозеров с любым количеством типоразмеров, для любых фиксированного расстояния перебазирования и группы грунта и неоднократно использован при практическом назначении машин на объекты.

Совокупный график областей эффективного применения бульдозеров при L^ = 5 км

Рис. 7.5. Совокупный график областей эффективного применения бульдозеров при L^ = 5 км

Особый интерес представляет установление области эффективного применения машин разного вида. Рассмотрим области эффективного применения бульдозеров и скреперов в зависимости от дальности перемещения разрабатываемого грунта при сооружении земляного полотна. Себестоимость единицы объема работ:

- для скрепера ДЗ-12 (Д-374Б)

-для скрепера ДЗ-11 (Д-357М)

В соответствии с этим при объеме работ на участке Q - 5 000 м3 и дальности перебазирования = 5 км зависимости

себестоимостей от дальности перемещения грунта будут иметь следующий вид:

  • - для бульдозера ДЗ-54 (Д-687) Сад = 3,6/ +115,8;
  • - для бульдозера ДЗ-9 (Д-275А) С = 3,15/ +137,7;

сд

- для бульдозера ДЗ-34С (Д-572С) С = 2,85/ +162,3;

од

- для скрепера ДЗ-12 (Д-374Б) С = 1,93/ + 250,2;

сд

-для скрепера ДЗ-11 (Д-357М) С =1,00/ + 287,4.

сд

По этим зависимостям на рис. 7.6 построены графики, на которых достаточно четко прослеживаются области эффективного применения сравниваемых машин.

Графики зависимостей себестоимостей от дальности перемещения грунта

Рис. 7.6. Графики зависимостей себестоимостей от дальности перемещения грунта

Граничные значения дальности перемещения грунта для каждой сравниваемой пары машин (например, бульдозеров ДЗ-54 и ДЗ-9) определяются следующим образом:

Для бульдозера ДЗ-9 и скрепера ДЗ-11:

Одновременно с этим можно установить, какие из всех рассматриваемых машин целесообразно использовать в данных условиях, чтобы обеспечить минимальные затраты. Наиболее эффективным является применение следующих машин: бульдозера ДЗ-54

(Д-687) - при перемещении грунта на расстояние до - 50 м, бульдозера ДЗ-9 (Д-275А) - в пределах - 50-70 м, скрепера ДЗ-11 (Д-357М) - свыше ~ 70 м (рис. 7.5).

Определение областей эффективного применения комплектов машин производится аналогичным образом с учетом затрат на все машины комплектов и зарплату рабочих.

Оптимизация использования машин парка с помощью областей эффективного применения имеет существенный недостаток - отсутствие возможности сбалансировать загрузку и получить оптимальный план эксплуатации парка машин строительной организации на конкретный период. Этот метод эффективен при однократном назначении машины на объект и не i-арантирует оптимальности назначений машин на все объекты в совокупности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >