Опубликовано: 7 Сентябрь 2017 05:32:09

Производительность механизмов

Производительностью механизмов называется тот объем продукции, который вырабатывается механизмом в единицу времени, например в час, в смену, в год и т. п.

Производительность механизма зависит от целого ряда факторов, каковыми являются:
1) Конструктивно - механическая характеристика самого механизма, определяющая его рабочие скорости, геометрические размеры частей (напри¬мер объем ковша экскаватора, диаметр насадки гидромонитора и т. п.), величины рабочих габаритов и радиусов действия и т. п.;
2) характеристика перерабатываемого материала и вид продукции, каковые для земляных работ в основном сводятся к характеристике перерабатываемых грунтов и к виду земляных сооружений;
3) условия работы механизма, т. е. схема организации его работы; например, для работы экскаватора в забое — высота последнего, разработка «в лоб» или сбоку, отгрузка земли в отвал или на приборы перемещения и т. п.;
4) квалификация рабочего и административно-технического персонала-;
5) увязка работы данного механизма со связанными с его работой смежными производственными процессами; если, например, экскаватор не будет обеспечен транспортными средствами, соответствующими наибольшей его производительности, снаряд не сможет работать с полной нагрузкой;
6) режим работы, т. е. порядок использования в процессе производства рабочего времени; длительные перерывы работы или ее неравномерность, затрата времени на проведение тех или иных подготовительных и вспомогательных работ, разного рода простои по техническим или организационным причинам — все эти разнообразные потери рабочего времени могут очень резко снижать производительность механизма на протяжении рассматриваемого отрезка времени.

Для наиболее полного использования производительности механизма необходимо правильно организовать не только режим его времени в течение рабочей смены, но и весь годовой или сезонный его режим. При этом необходимо различать следующие отрезки времени на протяжении года:

а) Календарное время, под которым понимается полная продолжительность времени года, т. е. 365-х 24 = 8 760 час.

б) Эксплуатационное время, которое определяется исключением из календарного шести общегосударственных нерабочих дней, простоев из-за непогоды, времени на сложные ремонты, производимые в мастерских в течение года, и периода консервации механизма 1, если последняя должна иметь место (например гидромонитор не может работать при больших и длительных морозах и проходит поэтому через период зимней консервации).

1 Временной приостановки работы снаряда, связанной с невозможностью производства работ по климатическим и тому подобным условиям.

в) Рабочее время, получаемое путем исключения из эксплуатационного времени ряда организационных простоев, к которым относятся: транспортировка механизмов с одного строительства на другое, их монтаж, переброски с объекта на объект и демонтаж, периоды меж сменных и мелких текущих ремонтов, производимых на рабочем месте и т. п.

На протяжении всего рабочего времени механизм находится в забое в рабочем состоянии, т. е. при наличии рабочего персонала и необходимых для работы ресурсов (вода, топливо, электроэнергия и т. д.).

г) Полезное время (время «чистой работы»), которое получается по исключении из рабочего времени всех мелких организационных и производственных простоев, возникающих на протяжении рабочих смен. К производственным простоям относятся такие потери рабочего времени, как передвижки экскаватора в забое, смена бригад, очистка ковша экскаватора, аварийные поломки и их исправление и т. п. К мелким организационным простоям в течение рабочего времени относятся: отсутствие топлива, энергии или воды, неготовность забоя, отсутствие освещения для ночных смен, ожидание транспорта, неготовность рабочих путей в забое и на отвалах. Все виды этих простоев должны устраняться всеми доступными средствами.

При организации производства земляных работ необходимо иметь в виду, что вся полезная работа снаряда, определяющая его выработку, производится на протяжении только полезного времени. Поэтому организация работ должна быть всецело направлена к удлинению полезного времени и сокращению всех потерь времени, перечисленных выше и являющихся прямыми потерями производства.

Организация наиболее эффективного режима использования механизмов в годовом разрезе в основном зависит от технического руководителя строительства, дающего необходимое направление всему производству работ в соответствии с заданным планом работ. Увеличение полезного времени на протяжении смены зависит в первую очередь от местного административно-технического персонала — производителя работ, мастера (десятника). Наиболее эффективное использование полезного сменного времени в значительной мере зависит от самих рабочих, от их квалификации и внутреннего распорядка рабочей бригады. Бригады стахановцев, в совершенстве овладевших техникой производства, показывают образцы высокой производственной культуры, при которой полезное время почти равно полному рабочему времени за смену. Вспомогательные операции они производят параллельно с экскавацией, время на передвижку снарядов в забое у них сводится к минимуму, так как заранее заранее подготовляется все необходимое для выполнения этой операции; сами механизмы работают на предельных скоростях и т. п.

В виде иллюстрации типичных режимов времени для одно ковшевых экскаваторов приводим таблицы годового и сменного распределения времени из официальных нормативных изданий и соответствующий график (рис. 248).

Таблица. 89.Годовой режим работы полноповоротных экскаваторов по справочнику укрупненных сметных норм 1937 г.

1. Под строительными экскаваторами здесь подразумеваются машины, работающие на стройплощадках.

Таблица. 90. Сменный режим работы экскаваторов, принятый в Единых нормах 1939 г. в процентах от сменного времени (средние величины).

Примечание. Колебания указанных процентов зависят от рода разрабатываемых грунтов и вида транспортных средств.

В главе XX дается изложение сущности нормирования и приводятся те из производственных норм которые являются практической основой для планирования использования механизмов (годовые нормы выработки) и для установления сдельных расценок рабочим (Единые нормы выработки и расценки) и наконец для технического расчета эксплуатационной производительности механизмов (конструктивная производительность и технические нормы).

Однако помимо знания официальных норм и умения пользоваться ими мастер-землекоп должен обладать и сведениями, которые позволили бы ему самому произвести перерасчет нормы выработки и обоснованно подойти к перевыполнению официально установленных норм, рассчитанных на массовое выполнение в качестве минимального задания.

Ниже приводятся указания и ряд отправных справочных величин, которые позволят применительно к одно ковшевым экскаваторам произвести расчет их производительности. Усвоив эти расчеты, можно легко производить такие же вычисления и в отношении других, более простых механизмов, пользуясь материалами, помещенными в нормативных справочниках.

Цикл работы одно ковшевого экскаватора (механической лопаты) состоит из следующих отдельных операций, время производства которых мы обозначаем через tx t2 и т. д. (секунд):
1. Повороты снаряда или стрелы:
а) поворот к забою —t1
б) поворот к разгрузке —t2
2. Черпание:
в) опускание ковша — t3
г) выдвигание рукояти —t4
д) подъем ковша (резание)—t5
3. Разгрузка ковша:
е) подтягивание рукояти — t6
ж) опорожнение ковша —t7
Некоторые из этих операций, например «а» и «в», «б» и «е» могут совмещаться во времени.

Длительность операции «д» зависит не только от конструктивной скорости механизма, но также от качества грунта и от высоты забоя.

Если для легких грунтов скорость резания принять за единицу, то для иных категорий грунтов, представляющих большее сопротивление резанию, она уменьшается в отношении, указанном в табл. 91.

Таблица. 91.Коэффициенты скорости резания грунта экскаваторами.

Длина пути резания или высота подъема ковша определяется расстоянием, потребным для того, чтобы ковш экскаватора получил наибольшее в условиях данного грунта наполнение. Данные о высотах таких «нормальных забоев» приводятся в табл. 92. Если забой будет ниже нормального, экскаватору придется повторить операцию резания для того, чтобы осуществить максимальное заполнение ковша.

Длительность всех остальных перечисленных выше операций зависит от конструктивных скоростей машины, причем операция по опусканию ковша в забой („в“) обычно осуществляется с полуторной скоростью против операции подъема.

Средние конструктивные скорости экскаваторов приводятся в табл. 93.

Таблица. 92. Нормальные высоты забоев для экскаваторной разработки в м.

Таблица. 93. Средние конструктивные скорости экскаваторов.

Пользуясь табл. 91—93 для расчета длительности операций, составляющих цикл экскаватора, необходимо иметь следующие данные:
1) углы поворота для расчета операций «а» и «б» в соответствии с анализируемой схемой работы экскаватора;
2) характер грунта: имея по табл. 92 необходимую длину пути резания, а по табл. 91 – соответственный поправочный коэффициент к п. 2 табл. 93 мы сможем рассчитать длительность операции «д»; в соответствие с вышеприведенным указанием о соотношении скоростей на операциях «д» и «в» мы сможем вычислить последнюю.

3) длительность выдвижения рукояти, рассчитываемую по конструктивной скорости, считая, что рукоять выдвигается в среднем на 60% своей длины.

Время опоражнивания ковша (операция «ж») при погрузке грунта в транспортные приборы приводится в табл. 94.

Таблица. 94. Время разгрузки ковшей экскаваторов в сек.

При отгрузке в отвал это время уменьшается и при высокой квалификации машиниста может в значительной мере совмещаться с временем операции «б» или частично с ним и частично с временем операции «а».

В общем виде полная длительность цикла выражается формулой:
T = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7
Если же имеется забой недостаточной высоты и приходится применять «двойное* черпание для наполнения ковша, то
T = t1 + t2 + 2 (t3 + t4 + t5) + t6 + t7
Подставив подсчитанную таким образом в нижеприведенную формулу длительность цикла, мы можем (вычислить производительность экскаватора в течение 1 часа работы:
Пк = 3600 : Т х w х Кр х Кн
Где
Пк – конструктивно – расчетная производительность экскаватора;
w – геометрический объем ковша в м3;
Кр – коэффициент разрыхления грунта, вводимый в формулу для того, чтобы результат получить по объему выемки в плотном теле (стр. 20); его средние значения для грунтов I – II категории равны - 0,90, для грунтов III – IV категории – 0,80, для скалы – 0,60;
Кн — коэффициент наполнения ковша, учитывающий неполное заполнение ковша при резании, различное для разных грунтов; его значение для вышеупомянутых категорий грунтов соответственно принимаются в 0,95, 0,80 и 0,70.

Конструктивная производительность снаряда дает представление о возможной производительности его без учета каких-либо задержек и простоев в работе. В практике же производства работ такие задержки всегда имеют место.

Для перехода к установлению практической производительности экскаватора за смену, сутки, год и т. п. в приведенную формулу нужно ввести ряд поправок, учитывающих реальные условия работы и соответственный им режим рабочего времени.

Так, для исчисления сменной производительности нужно учесть потери времени на-передвижки экскаватора в забое, на ожидание составов и т. п.

Определив, таким образом, режим сменного времени, при котором из общей длительности смены в Тсм часов полезного времени будет лишь Тпол часов, можно получить искомую сменную Псм производительность по формуле:
Псм = Пк х Тпол : Тсм.

При расчете годовой выработки нужно задаться числом рабочих смен на протяжении каждого месяца в отдельности сообразно с особенностями условий работы на протяжении данного месяца. Умножая эти числа рабо¬чих смен на П см,мы получим дли каждого месяца плановые месячные задания.

Их сумма даст плановую годовую выработку, которая не должна быть ниже заданной.

При расчете годовой выработки нужно задаться числом рабочих смен на протяжении каждого месяца в отдельности сообразно с особенностями условий работы на протяжении данного месяца. Умножая эти числа рабочих смен на П см, мы получим дли каждого месяца плановые месячные задания.

Их сумма даст плановую годовую выработку, которая не должна быть ниже заданной.