Сменная эксплуатационная производительность

П_э.см = T_см×П_э.ч, (11)

При расчете месячной и годовой производительности учитываются простои в работе машины за соответствующий период времени. Годовая эксплуатационная производительность

П_э.год =365* П_э.см×k_в.год×k_см, (12)

где k_в.год год - коэффициент использования машины по времени в течение года,

k_в.год = Т_год /365=(365- t_в - t_рем - t_пр)/365, (13)

где Т_год - количество дней работы машины в году;

t_в - количество выходных и праздничных дней;

t_рем -количество дней, необходимое для выполнения текущего, среднего и капитального ремонтов;

t_пр - продолжительность организационных простоев и простоев по метеорологическим причинам;

k_см - коэффициент сменности.

Эксплуатационная производительность является главным рабочим параметром, по которому подбирают комплекты машин для комплексной механизации технологически связанных трудоемких процессов в строительстве.

В комплект машин входят согласованно работающие основная (ведущая) и вспомогательные машины, взаимно увязанные по производительности, основным конструктивным параметрам и обеспечивающие заданный темп производства работ.

Эксплуатационная производительность основной машины Пэ.о должна быть равной или несколько меньшей (на 10… 15 %) эксплуатационной производительности вспомогательных машин Пэ.в.

Среднегодовая потребность в машинах для выполнения заданного объема определенного вида работ

М = Q_общ×У /100×П_э.год, (14)

где Qoбщ - общий объем соответствующего вида работ (в физических измерителях), подлежащих выполнению в течение года;

У - доля объема работ в процентах, выполняемая данным видом машин, в общем объеме соответствующего вида работ.

Экономическая эффективность от использования в строительстве новой машины определяется как разность приведенных затрат на выработку единицы продукции по сравниваемым эталонному и принятому вариантам. При сравнении вариантов в качестве эталона рассматривают лучшие отечественные строительные машины (серийно выпускаемые или рекомендованные к серийному производству), а также лучшие образцы зарубежной техники, эксплуатируемой в нашей стране. В общем виде приведенные затраты, грн.,

З_п = С_год + Е_н×К, (15)

где Сгод - расчетная себестоимость годового объема продукции машины, руб.;

К - единовременные капитальные вложения на создание машины, грн.;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, устанавливаемый соответствующими методиками.

Эффективность новой машины оценивается также по сроку ее окупаемости

Т₀ = K/Э_г, (16)

где Э_г - годовая экономия от внедрения новой машины.

Основными технико-экономическими показателями, позволяющими сравнивать качество различных машин одного назначения, являются удельные металлоемкость и энергоемкость, стоимость единицы продукции и выработка продукции на одного рабочего.

Удельные металлоемкость и энергоемкость машины представляют собой соответственно отношение массы машины и мощности установленных на ней двигателей (двигателя) к единице часовой технической производительности или к ее главному параметру (вместимости рабочего органа, грузоподъемности, грузовому моменту и т. п.).

Стоимость единицы продукции определяется отношением стоимости машино-смены к сменной эксплуатационной производительности машины.

Выработка продукции на одного рабочего

В_уд = П_э.см/n_р, (17)

где n_р - количество рабочих, обслуживающих машину.

Степень механизации строительно-монтажных работ оценивается уровнем комплексной механизации, механовооруженностью и энерговооруженностью строительства.

Уровень комплексной механизации характеризуется процентным отношением объема строительно-монтажных работ, осуществленных комплексно-механизированным способом, к общему объему строительно-монтажных работ в натуральном выражении, выполненных на строительной площадке:

У_к.м =(Р_к.м/Р_о)100, (18)

где Рк.м - объем работ, выполненный средствами комплексной механизации;

Р₀ - общий объем выполненных работ.

Механовооруженность строительства — выраженное в процентах отношение стоимости машинного парка строительной организации к стоимости строительно-монтажных работ, выполняемых в течение года:

М_с = (С_м/С_о)100, (19)

где С_м — балансовая стоимость средств механизации, тыс. грн.;

С₀ — годовой объем строительно-монтажных работ, тыс. грн.

Механовооруженность труда определяют отношением балансовой стоимости средств механизации к среднесписочному числу рабочих, занятых на данном строительстве:

М = С_m/n_p.сп, (20)

где n_р.сп - среднесписочное число рабочих.

Энерговооруженность строительства - отношение суммарной мощности двигателей машинного парка строительства к среднесписочному числу рабочих:

Эс =∑ P_дв / n_р.cn, (21)

где ∑ P_дв - суммарная мощность двигателей машин, кВт.

На основании этого предпочтение отдают тем кранам, которые больше всего соответствуют по условиям эксплуатации процесса строительства здания и сооружения. Затем по выбранной группе кранов проводится их технико-экономический анализ, на основании которого выбирается конкретный тип монтажного крана для возведения объекта.

Зная техническую пригодность крана, определяют места стоянок и схемы установки конструкций с каждой стоянки, проверяя при этом соблюдение требований безопасности, обеспечивает ли кран установку монтажных элементов по грузоподъемности, радиусу действия и высоте подъема.

Расположение стоянок зависит от пролета сооружения, требуемой высоты подъема и параметров крана, а длина путей перемещения кранов – от пролета, высоты подъема и метода монтажа. Необходимо стремиться к уменьшению числа стоянок кранов и длины путей, но при обязательном условии соблюдения технологической последовательности монтажа конструкций.

При определении необходимой грузоподъемности, вылета стрелы и высоты подъема крюка, если они не полностью соответствуют условиям монтажа, следует учитывать возможность его оснащения сменными устройствами (дополнительные стрелы, гуськи и т.д.). Связанные с этим дополнительные затраты должны быть учтены при выборе окончательного решения.

Выбор крана на ПК. Последовательность действий при выборе крана представлена на рис.8 в виде блок-схемы, каждый блок которой соответствует определенной операции выбора.

Первая операция (блок 1) заключается в предварительном выборе крана по номинальной грузоподъемности. При этом должно соблюдаться ограничение

Q_кр ≥ Q_гр (22

где Q_кр - номинальная грузоподъемность крана, т;

G_гр - масса груза, т.

Следующая операция (блок 2) - определение требуемого вылета стрелы крана l_тр, при котором должна осуществляться работа с данным грузом. Величина l_тр (рис.9а) определяется по условиям обеспечения установки груза на место и размещения крана по отношению к объекту (строящемуся сооружению или транспортному средству):

L_тр = М/2+С₁ +С₂ +В/2, (23)

где М - расстояние между выносными опорами крана, м;

C_{1 -} расстояние между объектом и ближайшей к нему выносной

опорой крана, м;

С₂ - расстояние по горизонтали от ближайшей к крану точки

объекта до груза, м;

В - габаритная ширина груза, м.

Согласно требованиям техники безопасности между выступающей за выносные опоры хвостовой частью поворотной платформы (при развороте ее на 180°) и сооружением должно оставаться свободное расстояние не менее 1,0 м на случай, если между краном и сооружением окажется человек. Поэтому на расстояние C₁ накладывается ограничение

С₁ ≥ R - M/2 +1,0 (24)

где R - радиус вращения хвостовой части поворотной платформы крана,

м.

Далее (блок 3) определяется максимальный вылет стрелы l_{ma x}, при котором может быть поднят груз массой G_гp. Для этого используется грузовая характеристика крана (рис. б). Порядок определения l_max показан стрелками.

После определения l_max производится проверка (блок 4):

l_max ≥ l_mр (25)

Если данное ограничение не обеспечивается («нет»), следует вернуться к первой операции и подобрать другой кран. В противном случае выполняется очередная проверка (блок 5):

Н₀ ≥ h₀ (26)

где Н₀ - высота объекта, м;

h₀ - расстояние от уровня стоянки крана до оси крепления стрелы, м.

При отрицательном ее результате («нет») следует перейти к блоку 8, а при положительном результате («да») - к определению допустимого вылета l_доп по условию размещения объекта под стрелой крана (блок 6). Сущность названного условия состоит в том, что при установке груза в необходимое положение (см. рис. а) стрела не только не должна касаться объекта, но между ними должен сохраняться зазор ε ≥ 0,1—0,15 м.

Ось крепления к поворотной платформе крана жестко закрепленной стрелы расположена по отношению к поднимаемому грузу за осью вращения поворотной платформы, а стрелы, подвешенной на канатах (на рис.9а не показана), - перед осью вращения. Кроме того, корневая часть жестко закрепленной стрелы изогнута и поэтому условная линия, соединяющая между собой ось крепления к поворотной платформе и ось головного блока стрелы, не совпадает с продольной осью стрелы. Все это обеспечивает увеличение подстрелового габарита кранов с жёстким креплением стрелы по сравнению с кранами, у которых стрела подвешена на канатах.

Учитывая изложенное, величина допустимого вылета стрелы определяется по следующим формулам:

- для кранов с жёстким креплением стрелы:

- (27)

(28)

- для кранов с канатной подвеской стрелы:

(29)

(30)

где L – длина стрелы крана, м;

- расстояние от оси вращения поворотной платформы до оси крепления

стрелы, м;

b – максимальная высота сечения стрелы, м;

- расстояние от оси крепления стрелы до объекта, м.

Далее необходимо проверить (блок 7):

≥ (31)

В случае невыполнения указанного ограничения («нет») следует вернуться к первой операции.

В случае «да» определяется требуемая высота подъёма груза при вылете стрелы (блок 8).Подвешенный на крюк груз (рис.9а) при повороте крана должен проходить с некоторым запасом над объектом. Поэтому требуемая высота подъёма крюка должна быть равна

≥ (32)

Рис.10. Блок-схема алгоритма выбора стрелового крана.

Рис.11. Расчетная схема выбора стрелового крана

Следующая операция (блок 9) заключается в определении по грузовой характеристике (рис. б) максимальной высоты подъёма крюка при вылете стрелы . Порядок определения показан стрелками.

Далее производится проверка (блок 10):

(33)

Если «нет», следует вернуться к первой операции, а если «да», то переходить к следующей (блок 11) – определению допустимой высоты подъёма крюка при вылете стрелы (см. рис. а).

Значения находятся, исходя из условия размещения груза под стрелой, по следующим формулам:

- для кранов с жёстким креплением стрелы

(34)

- для кранов с канатной подвеской стрелы

(35)

Заключительной операцией является проверка (блок 12):

≥ (36)

Если «нет», то следует вернуться к первой операции. «Да» означает, что кран выбран правильно и его можно применять.

Изложенная методика выбора стрелового крана рассчитана на экстремальные условия производства работ, когда приходится иметь дело с предельными по массе и габаритным размерам грузами при предельных значениях высоты подъема груза и вылета стрелы, например, погрузка в полувагоны или выгрузка из них контейнеров. Для гарантированного выполнения и обеспечения безопасности работ в таких условиях методику выбора крана необходимо применять в полном объеме. Наибольшую сложность представляет погрузка или выгрузка груза одновременно несколькими кранами, например пролетных строений мостов. На каждый такой случай составляется проект производства работ, а руководство их выполнением возлагается на командира воинской части или главного инженера соединения, имеющих специальные удостоверения на право руководства работами.

Вместе с тем в практике чаще всего приходится встречаться с менее сложными работами. В таких случаях использование методики выбора крана в полном объеме не обязательно, а можно ограничиться выполнением лишь некоторых из ее операций, например проверкой возможности подъема груза на требуемом вылете стрелы по грузоподъемности крана или высоте подъема крюка и т. п. Руководство работами в зависимости от их характера и сложности в таких случаях может возлагаться на имеющих соответствующие удостоверения руководителей работ.

При выборе кранов, кроме того, учитывают их производительность и экономические показатели с целью сокращения продолжительности и стоимости выполнения ПРР.

Затраты времени и ресурсов на производство ПРР механизированным (комплексно-механизированным) способом зависят также от количества используемых для этого сил и средств. При избытке сил и средств они будут недогружены, а при их недостатке возникает угроза невыполнения работ в установленные сроки. В том и другом случаях наносится определенный ущерб. Поэтому при планировании важно правильно определять потребность сил и средств механизации и распределять их между объектами работ.