Разработка усовершенствованной конструкции рыхлительного оборудования для бульдозера-рыхлителя на базе трактора Т-130Г с целью повышения эффективности работы

АП= мм2,

АШ= мм2,

Fmax= Н=100,1 кН.

Усилие Fmax примерно соответствует значению подъемного усилия РШ.

Проведем расчет штока гидроцилиндра на прочность. Длина штока lШ=1200 мм на 20 раз больше диаметра штока. Штоки, длина которых больше 10 диаметров ("длинные" штоки), работающие на сжатие, рассчитывают на продольный изгиб по формуле Эйлера.

Для проверки прочности используем практическую формулу расчета на продольный изгиб:

, (2.12)

где - коэффициент уменьшения допускаемого напряжения на сжатие , для материала штока =200 МПа.

Для выбора коэффициента определим гибкость штока по формуле

, (2.13)

где µ - коэффициент приведения длины, для данного способа закрепления штока µ=0,7;

- минимальный радиус инерции сечения штока.

мм

.

При этом =0,8.

МПа=160 МПа.

Таким образом, условие прочности для штока соблюдается.

Опорные реакции в шарнирах закрепления навесного оборудования и усилия в его стержнях определяют при подъеме и заглублении зуба на различной глубине рыхления, в том числе и в начале заглубления.

2.5 Расчет зуба

На зуб при максимальной глубине рыхления следующие силы (рисунок 2.7): тяговое усилие базовой машины РТ.СЦ и половина от вертикальной составляющей сопротивления грунта рыхлению . учитывается неполностью в связи с тем, что при значении вертикальных нагрузок на зуб, близких к максимальным, значительно уменьшаются тягосцепные качества базового трактора.

Эпюру изгибающих моментов строим с помощью ЭВМ, используя программу "ПОЛЮС 2.1.1" (рисунок 2.8). По эпюре изгибающих моментов опасным сечением является сечение Б-Б, где в плоскости ХОУ действует изгибающий момент МZ=230,12 кНм. Геометрическая характеристика сечения Б-Б

мм3.

Рисунок 2.7 - Расчетная схема зуба рыхлителя



Рисунок 2.8 - Определение реакции в шарнирах и изгибающих моментов с помощью ЭВМ

Нормальное напряжение в сечении Б-Б

МПа.

Зуб изготавливается из марганцовомолибденовой стали с пределом прочности В=1400ч1800 МПа, поэтому в сечении Б-Б условие прочности выполняется.

Рассмотрим сечение В-В.

В плоскости ХОУ действует изгибающий момент МZ=58 кНм.

Геометрическая характеристика сечения В-В

мм3.

Нормальное напряжение в сечении В-В

 МПа.

В сечении В-В условие прочности также выполняется.

3. Безопасность и экологичность разработки

3.1 Безопасность технических систем

Общие требования безопасности к строительным и дорожным машинам изложены в ГОСТ 12.2.011 - 75 "Машины строительные и дорожные", а также в ГОСТ 12.2.003 - 74 "Оборудование производственное".

Движение и работа машины для уплотнения грунтов всегда связана с некоторой опасностью как для самой машины и ее водителя, так и для работающих рядом с ними людей. Это особенно справедливо для машин, зачастую эксплуатируемых в сложных, стесненных условиях строительных площадок, карьеров, складских и заводских территорий.

Как правило, повреждения машин и травмирование людей являются следствием несоблюдения требований и правил, составленных для работы различных машин в специфичных для них эксплуатационных условиях.

Цель обеспечения безопасности работы - полное исключение случаев производственного травматизма, увечий и потери трудоспособности людей, а также сбережение производственной техники от повреждений и поломок.

Безопасную для себя и окружающих работу может обеспечить каждый работник, хорошо изучивший приемы работы и соблюдающий правила техники безопасности.

Для обеспечения безопасной работы разработана и непрерывно совершенствуется специальная отрасль техники - техника безопасности. Техника безопасности - совокупность всех мероприятий по обеспечению безопасной работы людей и машин в промышленности, строительстве и других областях народного хозяйства. Техникой безопасности установлен ряд правил и запретов для работы самоходных строительных и дорожных машин, в том числе и погрузчиков. Неукоснительное соблюдение правил и запретов техники безопасности является основой для полной ликвидации производственного травматизма людей и аварий машин. Правила и запреты техники безопасности для работы на погрузчиках в некоторой части являются общими для всех самоходных строительных и дорожных машин.

3.1.1. Анализ потенциально опасных и вредных факторов

При работе на автогрейдерах на организм работающего оказывают вредное влияние различные факторы. Анализ потенциально опасных и вредных факторов приведен в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Анализ потенциально опасных и вредных факторов

Операция технологического процесса	Агрегат	Опасный фактор по ГОСТ 12.0.0038-74	Нормированное значение	Воздействие
Рыхление грунта	Рыхлитель на базе трактора Т-130	Шум	65 Дб	Глухота
		Вибрация	45 Гц	Виброзаболевание
		Неправильная освещенность	По площади	Ослепленность, утомляемость
		Запыленность	ПДК, ПД 13	Хронические заболевания

Вредное воздействие на организм человека оказывает вибрация машины при движении. Относительные перемещения частей тела приводят к напряжениям в связках между частями тела и взаимному соударению и надавливанию. Продолжительные колебания человека с частотой от 3 до 5 Гц вредно отражаются на вестибулярном аппарате, сердечно-сосудистой системе и вызывает синдром укачивания. Колебания с частотой от 5 до 11 Гц вызывают расстройства вследствие резонансных колебаний головы, желудка, кишечника, в конечном счете, всего тела. При колебании с частотой от 11 до 45 Гц ухудшается зрение, возникает тошнота, рвота, нарушается нормальная деятельность других органов. Колебания с частотой более 45 Гц вызывают повреждения сосудов головного мозга; происходит расстройство циркуляции крови и высшей нервной деятельности с последующим развитием вибрационной болезни. Передача вибрации телу человека происходит через сиденье от неровностей дороги и неуравновешенности двигателя, от органов управления машиной. Методы и средства вибрационной защиты изложены в ГОСТ 12.4.064 - 78.

Методы вибрационной защиты: по виду реализации, снижающие передачу вибрации при контакте оператора с вибрирующим объектом (использование дополнительных устройств, встраиваемых в конструкцию машины; демпфирующие покрытия); по принципу действия (виброизоляция, динамическое виброгашение); по использованию дополнительного источника энергии (активная виброизоляция); пассивное и активное динамическое виброгашение. В рассматриваемом погрузчике используется пассивная виброизоляция сиденья водителя, которая смягчает толчки и удары путем подрессоривания сиденья.

Для снижения колебаний, передаваемых от двигателя к раме машины, предусматривают виброизоляцию - амортизаторы, устанавливаемые между двигателем и рамой. Двигатель внутреннего сгорания, подвешенный на упругих элементах (резинометаллических амортизаторах) к раме автомобиля, представляет собой колебательную механическую систему с шестью степенями свободы.

3.1.2 Требования безопасности при земляных работах

Общие требования. Безопасности людей и машин, предотвращению аварий и несчастных случаев в нашей стране придается большое значение. С этой целью постоянно совершенствуются конструкции машин, улучшаются условия труда машиниста, разработаны специальные требования и правила безопасности, которые машинист должен знать и выполнять неукоснительно. Залогом безопасной работы являются отличное знание машинистом устройства и правил работы на машине и ее исправность.

При эксплуатации бульдозеров и скреперов необходимо руководствоваться правилами, приведенными в СНиП Ш-4- 80 и системе стандартов ССТБ.

На бульдозерах, скреперах и грейдерах разрешается работать лицам, достигшим 18 лет, прошедшим специальное обучение и имеющим удостоверения на право управления этими машинами. Машинистам самоходных скреперов, кроме того, необходимо иметь права водителя автомобиля, выданные Госавтоинспекцией. Допуск к работе на машине оформляют приказом по строительной организации. Запрещается работать на неисправной машине. Перед выездом на работу машинист и механик должны проверить техническое состояние машины и при обнаружении неисправностей устранить их. Особое внимание должно быть обращено на исправность рулевого управления, тормозов и сигнализации. До начала работы прораб или механик должен довести до сведения машиниста условия выполнения работы - схемы движения, способы взаимодействия с другими машинами и мероприятия по обеспечению безопасности труда. Перед началом движения следует убедиться, что путь свободен, и подать сигнал.

При перемещении машин своим ходом или на транспортном средстве, особенно с выездом на автомобильные дороги, необходимо строго выполнять требования правил дорожного движения. Особую осторожность следует проявлять при переездах через железнодорожные пути, мосты и искусственные сооружения с учетом указанных на них допускаемых нагрузок и габаритов.

На рабочей площадке должны быть приняты меры, предотвращающие опрокидывание или сползание машин. Откосы и косогоры, на которых предстоит работать машине, не должны превышать значений, допускаемых техническим паспортом.

В случае расположения рабочей площадки около линии электропередач (ЛЭП) необходимо учитывать требования электробезопасности. В этих зонах можно работать только при письменном разрешении и под наблюдением лиц, ответственных за безопасность.

При работе в темное время суток следует периодически очищать от грязи и пыли отражатели фар и плафонов.

Во время перерывов и по окончании работ машина должна быть установлена на ровной площадке и заторможена. Рычаги органов управления ставят в нейтральное положение, а кабину запирают. Не допускается оставлять машину с работающим двигателем. Во время осмотра машины рабочий орган (отвал, ковш) должен быть опущен на грунт, двигатель выключен или отключен привод.

Чтобы предотвратить несчастные случаи, запрещается:

допустить к работе необученных рабочих и посторонних лиц;

приступать к работе или продолжать ее при обнаружении любой неисправности;

устанавливать машину на свеженасыпанном, неутрамбованном грунте;

переезжать через кабели, трубопроводы без специальных защитных укрытий;

перевозить посторонних людей в кабинах;

запускать двигатель, используя движение под уклон;

останавливать машину на уклонах; в случае вынужденной остановки на уклоне необходимо выключить двигатель, затормозить машину ручным тормозом или подложить под колеса (гусеницы) упоры;

находиться под поднятым рабочим органом (отвалом, ковшом, заслонкой), удерживаемым гидроцилиндром или канатом;

пользоваться открытым огнем для ускорения пуска двигателя и или разогрева масла в картерах коробок передач и ведущих мостов, а также эксплуатировать машину при течи в топливных и масляных системах.

3.1.3 Требования безопасности при техническом обслуживании и ремонте машин

К техническому обслуживанию и ремонту допускаются машинисты, слесари, сварщики, электрики и другие рабочие, прошедшие обучение и знающие устройство ремонтируемых машин, а также требования безопасности выполнения ремонтных работ.

Обслуживаемую или ремонтируемую машину перед началом работ надежно затормаживают, подложив под гусеницы или колеса упоры, рабочие органы опускают на подкладки или устанавливают на фиксаторы. Находиться под рабочими органами либо составными частями машины, поднятыми грузоподъемным средством, гидравлическим или канатным приводом, запрещается.

Во время мойки машин, предшествующей обслуживанию и ремонту, рабочий должен быть одет в непромокаемый костюм, резиновые перчатки и сапоги. При ручной мойке источники освещения и силовые двигатели должны быть герметически изолированы.

Запрещается производить обслуживание и устранять неисправности машины при работающем двигателе. Исключение составляют только регулирование системы питания, электрооборудования двигателя и опробование тормозов.

Приступая к работе, необходимо убедиться в исправности инструментов, приспособлений, подъемных механизмов. Не допускается применять ключи, зевы которых не соответствуют размерам гаек, а также наращивать ключи другим ключом или трубой. Нельзя ударять по ключу при отвертывании или завертывании плотно затянутых болтов и гаек. Пользуясь различными съемниками, необходимо проверять надежность захвата детали лапами.

Если невозможно применять съемники или прессы для демонтажных операций, то используют выколотки с медными наконечниками и молотки с медными бойками. Проводить эти работы кувалдами не допускается.

Для крепежных работ целесообразно использовать ручные машины. Включать их можно только после установки в рабочее положение. Инструменты нельзя направлять в сторону руки, поддерживающей обрабатываемую деталь.

Для безопасного монтажа и демонтажа сборочных единиц со сжатыми пружинами необходимо применять специальные приспособления, щипцы или стяжные болты.

Перед демонтажем гидравлической, смазочной и других систем необходимо слить рабочую жидкость и топливо в специальную емкость, не допуская расплескивания их, особенно в горячем состоянии.

При подъеме тяжелых деталей или составных частей необходимо убедиться в соответствии грузоподъемных средств и чалочных приспособлений. Запрещается пользование сращенными канатами или цепями, соединенными с помощью болтов. Поднимать или опускать груз следует строго вертикально, плавно без рывков. Необходимо следить за тем, чтобы чалочные канаты не перекручивались.

При работе с электроинструментом, который находится под напряжением 220 В и выше, обязательно пользуются диэлектрическими перчатками, сапогами, ковриками. Инструмент должен быть заземлен.

Сверла, головки ключа допускается заменять в ручной машине только после ее полной остановки.

Работать с аккумуляторной батареей можно только в резиновых перчатках. Доливать электролит необходимо резиновой грушей.

При заправке машин или проверке уровня топлива запрещается курить и пользоваться открытым огнем.

На участке технического обслуживания и текущего ремонта машин должно быть установлено противопожарное оборудование согласно нормам пожарной безопасности. Запрещается загромождать доступ к этому оборудованию и использовать его в других целях.

3.1.4 Требования безопасности труда при транспортировании и хранении машин

При погрузке машины на прицеп и разгрузке с прицепа требуется следить за тем, чтобы не находились люди в зоне возможного ее падения (сползания).

После погрузки машины на прицеп следует проверить надежность ее крепления.

Перед транспортированием машин собственным ходом необходимо поднять ковш скрепера и закрепить его транспортной подвеской к раме скрепера, отключив гидропривод или лебедку, а у прицепных грейдеров - поднять тяговую раму в верхнее положение и закрепить цепью подвеса.

При транспортировании машин по дорогам следует передвигаться по правой их стороне с соблюдением интервала между машинами или транспортными агрегатами не менее 20 м.

В случае плохой видимости на буксируемой машине при жесткой сцепке необходимо включить габаритные огни, при гибкой сцепке -передние.

Железнодорожные пути следует переезжать только через переезды на пониженной передачи при открытом шлагбауме. При отсутствии на переезде шлагбаума и сигнализации необходимо остановиться перед ним и убедиться в отсутствии приближающегося к переезду поезда.

При подъезде к мостам, плотинам необходимо убедиться в возможности проезда по ним.

Машины, остановившиеся на дороге на длительное время, необходимо огородить в дневное время красными флажками, а в ночное время - красными фонарями.

Запрещается транспортировать машины в ночное время без фар освещения и задних световых сигналов.

Площадки, на которых ведется подготовка машин к хранению, должны быть ровными, хорошо освещенными, не иметь посторонних предметов, обеспечивать хороший доступ к машине и возможность использования грузоподъемных средств, установки снятых с машины составных ее частей.

Гусеничные машины должны опираться на подкладки всей опорной поверхностью гусениц. Подставки, используемые под пневмоколесные машины, должны быть прочными и устойчивыми.

Чтобы машина самопроизвольно не откатывалась при подъеме ее домкратом, следует под колеса подложить колодки.

Снятые с машин сборочные единицы и детали необходимо укладывать на стеллажи: на нижние полки следует укладывать тяжелые детали, а на верхние - легкие.

Рабочие, выполняющие операции по нанесению защитных покрытий на детали машин, допускаются к работе после проведения инструктажа и освоения правил пользования защитными приспособлениями с очками, респираторами и др.

3.2 Расчет освещения

Производственное освещение осуществляется за счёт естественного солнечного света и искусственных источников света - электрических ламп. К количественным показателям освещения относятся: световой поток, сила света, освещённость, яркость, коэффициент отражения. Качественные показатели освещения - это фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации и др.

Естественное освещение помещений может быть боковым - через световые проемы в наружных стенах (окна), верхним - через световые проемы в покрытии и в местах перепадов высот смежных зданий, комбинированным - верхнее освещение при наличии бокового.

В помещении для ремонта дорожной техники освещение является боковым, т.е. осуществляется через световые проемы в наружных стенах. Расчет естественного освещения помещения сводится к определению требуемой площади световых проемов S0, м2.

Основным показателем нормирования естественного освещения согласно СНиП 11-4.79 является коэффициент естественной освещенности, нормированное значение которого определяется по формуле:

1. Коэффициент естественного освещения

 (3.1)

где l - значение КЕО в % при рассеянном свете небосвода, определяемое с учетом характера зрительной работы по табл. 6 (методическое указание по инженерным расчетам). Для работ средней точности принимаем l=1.

m- коэффициент светового климата, для IV пояса m=0,9 (карта светового климата);

с - коэффициент солнечного климата, учитывающий прямой солнечный свет, принимаем с=0,85.

Подставляем значения в формулу (3.1)

Отношение площади световых проемов к площади пола помещения S0/Sn(%), обеспечивающее нормированные значения КЕО. Приближенно определяется по формуле:

2. Площадь светового проема при боковом освещении

(3.2)

где ln - нормированное значение КЕО при боковом освещении помещения ln=0,76;

Sn - площадь пола помещения Sn=166,04 м2;

0 - общий коэффициент светопропускания.

0 - световая характеристика окон при длине помещения =17950 мм, глубине помещения В=9250 мм, при отношении /В=1,9; h1=3800, высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна при отношении В/ h1=2,4, 0=10,5.

r1 - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при отношении В/h1=2,4, при l=5200 расстояние расчетной точки от наружной стены и отношении /В=1,9, отношение l/В=0,6, r1=1,2.

kзд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями kзд =1, т. к. рядом нет зданий.

Общий коэффициент светопропускания определяют по формуле:

(3.3)

где 1 - коэффициент светопропускания материала. Для стекла листового двойного 1=0,8;

2 - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема. Для двойных раздельных переплетов 2=0,6;

3 - коэффициент, учитывающий потери света в слое загрязнения остекления. При незначительном загрязнении пылью, при вертикальном расположении 3=0,8;

4 - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях. Несущая конструкция железобетоная 4=0,8;

5 - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах. Принимаем 5=1, т.к. солнцезащитным устройством является убирающиеся регулирующие жалюзи.

Подставляем значения в формулу (3.3) и получаем:

Подставляем значения в преобразованную формулу (3.2) и получим:

(3.4)

 м2.

3. Реально в помещении для ремонта дорожных машин высота оконного проема 2,5 метра. Суммарная длина оконных проемов 14,95 м. Следовательно, общая площадь световых проемов составляет 37,37 м2.

При сравнении делаем вывод, что число и размеры оконных проемов помещения для ремонта дорожных машин площадью S=166,04 м2 выбрана верно.

3.3 Противопожарная устойчивость машины или оборудования

Пожарная безопасность - это такое состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае возникновения предотвращается его опасное воздействие на людей и обеспечивается защита материальных ценностей.

Пожарная безопасность обеспечивается системами предотвращения пожара и пожарной защитой. Под системой предотвращения пожара имеется ввиду комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение возможности возникновения пожара. Под системой пожарной защиты понимают комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него.

При эксплуатации строительно-дорожных машин в пожары в большинстве случаев возникают по следующим причинам: у строительных машин с электроприводом - из-за перегрузки электродвигателей, электрооборудования, электропроводов и электросетей, в результате чего они нагреваются свыше допустимых норм или искрят; у машин с двигателями внутреннего сгорания - из-за воспламенения оставшейся внутри двигателя горючей смеси; неправильного расположения баков с горюче-смазочными материалами, масло- и топливопроводов по отношению к трубопроводу выхлопных газов и глушителю; применение открытого огня для запуска двигателей при низких температурах; самовоспламенение различных масел и горючего под картером двигателя; отсутствие искрогасителей на выпускных трубах; курение при заправке машин топливом.

Пожары возникают также в случаях утечки горючего из топливопроводов и приборов; утечки отработанных газов в выпускных трубах; неисправности кранов, перекрывающих топливопроводы; неисправности карбюратора и самовозгорание использованных обтирочных материалов.

Пожарная защита обеспечивается: ограниченным применением горючих и трудногорючих веществ и материалов; предотвращением распространения пожара с использованием средств его тушения, строительных конструкций с необходимыми пределами огнестойкости и горючести; эвакуацией людей; системой противодымной защиты; средствами пожарной сигнализации или извещением о пожаре, а также организацией пожарной охраны объекта.

В целях пожарной безопасности работать на погрузчики оснащают положенными средствами огнетушения (например, углекислотными огнетушителями, в которых огнегасящее вещество не является электропроводным)

При обнаружении даже незначительных подтеканий топлива из бака, топливопроводов или других агрегатов топливоподачи работу на погрузчиках прекращают.

При работе необходимо следить за тем, чтобы на машине или в непосредственной близости от места ее стоянки не было замасленной или пропитанной топливом ветоши и других обтирочных материалов. Выполнять регулировочные, сборочно-демонтажные, ремонтные и другие работы на погрузчике вдали от источников открытого огня (горящих факелов, спичек).

Заправлять топливом машины допускается только при заглушенном двигателе и выключенном зажигании.

При возникновении пожара машины или около нее водитель в первую очередь перекрывает краники топливопровода. Затем для быстрого прекращения горения при пожарах необходимо выполнить два основных условия: прекратить доступ воздуха (кислорода) в зону горения, так как горение возможно при содержании кислорода в воздухе не менее 14% (всего в воздухе содержится до 21% кислорода); охладить зону горения ниже температуры самовоспламенения, тогда процесс горения прекращается даже при наличии достаточного доступа воздуха.

Гасить пламя следует огнетушителем, песком, землей или надо накрыть его брезентом или войлоком, чтобы прекратить доступ воздуха к пламени. При воспламенении топлива на машине или под ней запрещается заливать пламя водой, так как это может вызвать взрыв. Если потушить пожар машины своими силами невозможно, необходимо вызвать ближайшую пожарную команду частыми звуковыми сигналами, по телефону, радио или любыми другими средствами связи.

Склад горюче-смазочных материалов размещают вдали от производственных помещений и стоянок машин. Территорию склада отделяют от других сооружений полосой противопожарной безопасности шириной не менее 10 м. Емкости горюче-смазочных материалов заземляют для отвода от них статического электричества и возможного удара молнии.

3.4 Экологичность технических систем и оборудования

Промышленность и транспорт создают мощную техногенную нагрузку на окружающую среду. В ряде случаев живая и неживая природа испытывают на себе воздействия промышленных и транспортных объектов. Эти обстоятельства дают возможность говорить о возникновении новой научной ветви - промышленно-транспортной экологии, т.е. промышленно-транспортная экология изучает различные аспекты воздействия объектов промышленности и транспорта на окружающую среду.

Жизненный цикл объекта транспорта - хронологически выраженная последовательность этапов создания, производства, использования, восстановления работоспособности и утилизации техники или сооружений.

Основными видами воздействия машин на окружающую среду являются:

- отчуждение площадей территорий под дороги и объекты транспортной инфраструктуры, эрозионные процессы, осушение, рубки лесов, карьерная

разработка строительных материалов;

- изъятие природных минеральных, водных, энергетических ресурсов;

- технологическое и транспортное загрязнение вредными веществами, шумом, вибрациями, теплотой, электромагнитными и ионизирующими излучениями окружающей среды (воздуха, воды, почвы, биоты) предприятиями транспорта и дорожного хозяйства, дорогами как линейными сооружениями (транспортными потоками).

При строительстве автомобильных дорог обычно не захватываются большие территории, однако, линейная протяженность сооружений оказывает на окружающую среду значительные воздействия специфического характера.

Для сооружения 1 км земляного полотна современных магистральных дорог даже в слабопересеченной местности необходимо разработать и переместить до 200 тысяч м3 грунта. Учитывая объективные ограничения отвода земель, особенно в сельскохозяйственных районах, технико-экономические соображения, разработку грунта стараются концентрировать. Устройство сосредоточенных резервов приводит подчас к резким изменениям местного рельефа. Кроме того, со временем на территории автомобильной дороги происходят следующие нарушения среды: оползни; образование очагов эрозии; загрязнение воды; изменение водной фауны; перенос грунта; нарушение биогеоценоза; осушение местности.

При выполнении технологических процессов дорожными машинами происходит загрязнение окружающей среды, проявляющееся в загрязнении атмосферы, почвы, поверхности и грунтовых вод, повышении шумового фона и вибрации, что вызывает серьезные негативные изменения во всех компонентах окружающей среды.

Загрязнение воздуха создается отработавшими газами машин, летучими соединениями вяжущих материалов, растворителей, а также пылью тонкодисперсных грунтов, каменных материалов и отходов промышленности, которые образуются при работе погрузчиков.

Основную массу загрязняющих воздух веществ составляют отработавшие газы. В настоящее время в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания обнаружено около 1200 компонентов, из которых расшифровано не более 200. Токсичность отработавших газов дизельных двигателей, а именно они используются на погрузчиках, обуславливается главным образом содержанием в них окислов азота и сажи.

Объем отработавших газов, и содержание в них вредных веществ в основном зависят от количества потребляемого топлива и технического состояния двигателя, главным образом, системы питания. Количество воздуха, потребляемое двигателем, и соответственно объем отработавших газов составляет в среднем 24 кг на 1 кг топлива. Например, за 1 час работы расход топлива базового тягача БелАЗ-531 скрепера ДЗ-13 составляет 80 литров.

Полностью исправные погрузчики расходуют меньше на 40% по сравнению со среднестатистическими данными топлива, а значит и меньше загрязняют воздух.

Дымность отработавших газов дизельных двигателей скреперов определяется в соответствии с требованиями ОСТ 23.1.441 - 76 и не должна превышать 40% в режиме свободного ускорения.

При работе с частой сменой нагрузочных режимов работы двигателя токсичность дизелей увеличивается, причем, как при снижении рабочей нагрузки, так и при ее повышении. Установлено, что минимальную удельную токсичность отработавших газов имеют дизельные двигатели при 60 - 70% рабочей нагрузке. Исходя из этого, можно определять оптимальный режим работы машины при выполнении дорожных работ.

Работа дорожных машин вызывает выделение пыли, загрязняющей атмосферный воздух. Образование пыли обуславливают недостаточная влажность перегружаемых грунтов, наличие в них дисперсных пылеватых и глинистых частиц, а также ветровые воздействия. Для исключения загрязнения воздуха пылью, превышающего предельно допустимые нормы необходимо проводить мероприятия по пылеподавлению и снижению пылимости.

Технологический процесс работы дорожных машин является источником интенсивного шума, который отрицательно воздействуют на здоровье людей непосредственно принимающих участие в технологических процессах, а также на флору и фауну окружающей среды. Так при дорожных работах машины создает шум с эквивалентным уровнем 80 дБ. Мероприятия по снижению уровня шума сводятся главным образом к снижению шума в его источнике, т.е. к снижению шума машины и применению звукоотражающих или звукопоглощающих экранов на пути распространения звука. Для снижения шума двигателей можно применять усовершенствованные конструкции глушителей, значительно снижающие уровень звука при выпуске отработавших газов (лабиринтные, реактивные, многозвенные и т.д.).

В конструкции дорожных машин используются, в основном, гидравлические системы приводов рабочих органов. В результате недостаточно плотного упплотнения гидравлических шлангов, рукавов, маслопроводов и различной гидравлической аппаратуры возможно загрязнение почвы и грунтовых вод гидравлическими маслами, которые могут просочиться на землю и сквозь почву попасть в грунтовые воды.

Вредное влияние на растения и животных, от дорожных машин, проявляется в механическом повреждении растений, замедлении или прекращении биохимических процессов под действием отработавших газов, продуктов сгорания, испаряющихся веществ, пыли, при непосредственном соприкосновении с горюче-смазочными материалами, гидравлической жидкостью и другими веществами и материалами.

Мероприятия, позволяющие снизить воздействие дорожных машин на окружающую среду:

совершенствование нормативно-правовой базы для обеспечения экологической безопасности (устойчивого развития) промышленности и транспорта;

создание экологически безопасных конструкций объектов транспорта, эксплуатационных, конструкционных, строительных материалов, технологий их производства;

разработка ресурсосберегающих технологий защиты окружающей среды от транспортных загрязнений;

совершенствование системы управления природоохранной деятельностью на транспорте.

Мероприятия по снижению загрязнения окружающей среды со стороны дорожных это:

совершенствование (модернизация) систем питания, увеличение полноты сгорания топлива; ужесточение технологических допусков при изготовлении деталей, формирующих камеру сгорания, систему подачи топлива, улучшение конструкции поршневых колец, использование микропроцессорного управления;

повышение качества моторных топлив. Отказ от использования тетраэтилсвинца в бензинах, снижение содержания серы в дизельном топливе, ароматических углеводородов;

рециркуляция отработавших газов;

нейтрализация отработавших газов, фильтрация твердых частиц;

поддержание технического состояния (теплового режима, регулировок) в пределах допусков заводов-изготовителей;

использование новых рабочих процессов и видов энергоресурсов (природный газ, синтез-газ, водород, спирты, электропривод).

В отличие от транспортной техники экологические нормативы (предельные уровни токсичности, шума) строительно-дорожных машин пока не разработаны. Нет предельных уровней выбросов при осуществлении технологических процессов при строительстве, ремонте дорог и мостов. Но устанавливается предельное содержание вредных веществ в отдельных видах строительных материалов. В дорожном хозяйстве, как и в автомобильной промышленности, широко используются методы санитарно-гигиенического нормирования.

Большое внимание должно быть уделено охране природы в процессе земляных работ. При подготовке трассы сооружения необходимо очищать ее от леса и кустарника с максимально возможным сохранением лесного массива. Деревья ценных пород должны быть пересажены. По возможности следует избегать использования грунта из боковых резервов или ограничивать их глубину до 1...1,5 м.

В соответствии с действующим законодательством строительные организации, работающие на сельскохозяйственных землях и лесных угодьях, должны за свой счет приводить эти участки в состояние, пригодное для дальнейшего использования (рекультивировать). Работы выполняют в ходе строительства или не позднее чем в течение года после их завершения. При рекультивации растительный слой грунта, срезанный во время расчистки полосы под будущее сооружение и перемещенный в сторону, возвращают на открытые грунтовые участки резервов.

При эксплуатации машин необходимо также соблюдать следующие правила.

Гусеничные машины во время транспортирования собственным ходом должны перемещаться по обочинам дорог, а в случае пересечения асфальтированных покрытий следует использовать временные настилы.

Запрещается работа на машинах с повышенной дымностью, при утечках топлива, масел, рабочих жидкостей. Попадая в грунт, эти материалы отрицательно влияют на окружающую природу. Категорически запрещается сливать отработавшие нефтепродукты на землю, в водоемы и канализационную сеть. Эти материалы следует собирать и сдавать на нефтебазы или уничтожать методами, согласованными с Госсанинспекцией.

4. Определение показателей экономической эффективности от внедрения новой техники

4.1 Краткое описание сущность и преимущества проектного решения

Разработка усовершенствованной конструкции рыхлительного оборудования для бульдозера-рыхлителя на базе трактора Т-130Г позволяет повысить часовую производительность оборудования, повысить эффективность работы, снизить годовые эксплуатационные затраты по применению данного оборудования.

Технико-экономическое обоснование проекта является важной составной частью разработки проекта.

Оно заключается в определении показателей, подтверждающих целесообразность реализации проекта: это расчет стоимости проекта, экономии текущих затрат, годового эффекта, окупаемости затрат.

4.2 Расчет годовой эксплуатационной производительности и количества машино-часов работы техники в году

Эксплуатационная часовая производительность рыхлителя определяется по формуле

, (4.1)

где В - ширина захвата при рыхления, для базовой машины В=0,1 м, после модернизации В=0,25 м;

h - средняя глубина рыхления, h=(0,60,8)hуст (hуст=0,45 м возможная в данных условиях глубина рыхления) h=(0,60,8)0,45=0,270,36 м, принимаем h=0,3 м;

LPX - средняя длина рабочего хода в одну сторону, LPX =100 м;

- коэффициент, учитывающей, с одной стороны, потери времени на подход толкача, а с другой - увеличение рабочей скорости рыхления, =0,81,2, принимаем =1;

- коэффициент использования времени, для средних условий =0,85;

vPX - средняя скорость рабочего хода в одну сторону, для базовой машины vPX=2,63 км/ч, после модернизации vPX=2,75 км/ч;

tP - время одного разворота в конце участка с учетом выглубления зубьев, tP =1520 с, принимаем tP =18 с.

Эксплуатационная часовая производительность рыхлителя до модернизации

,

после модернизации

.

Годовая эксплуатационная производительность техники

, (4.2)

где ТГ - количество машино-часов работы рыхлителя в году, маш-час/год;

kПР- коэффициент, учитывающий простои в работе техники по организационным причинам.

Определяем количество машино-часов работы техники в году:

, (4.3)

где ТФ - годовой фонд рабочего времени рыхлителя, ТФ=247 дней;

tСМ - продолжительность смены, tСМ=8 час;

kСМ - коэффициент сменности работы техники, kСМ =1;

DР - простои в днях во всех видах плановых техобслуживаниях и ремонтах, приходящиеся на один машино-час работы техники, дней/маш.-час;

dП - продолжительность одной перебазировки техники с объекта на объект, dП=1 день;

ТОБ - средняя продолжительность работы техники на объекте, ТОБ=180 маш.-час.

Число простоев в днях во всех плановых видах техобслуживаний и ремонтов, приходящиеся на один машино-час работы техники, определяется по формуле:

, (4.4)

где dpi - время пребывания машины в i-том виде обслуживания и ремонта, дней;

dni - время на доставку в ремонт, ожидание ремонта и обратную доставку, дней;

ai - число i-х видов ТО и Р за ремонтный цикл;

Tp - средний ресурс до первого капремонта, Tp=7200 мото-часов;

kr - коэффициент перевода мото-часов в машино-часы;

n - число разновидностей ТО и Р (n = 4).

Коэффициент перевода мото-часов в машино- часы определим по формуле:

kr=kдвkдм, (4.5)

где kдв - коэффициент использования двигателя машины по времени, определяется как отношение суммарного времени работы двигателя к общей продолжительности смены, kдв=0,9;

kдм - коэффициент использования двигателя по мощности, показывает отношение средней мощности, развиваемой двигателем в процессе работы к ее номинальному значению, kдм=0,8.

kr=0,90,8=0,72.

Определяем количество ТО и ремонтов за ремонтный цикл:

акр=1,

, (4.6)

, (4.7)

, (4.8)

,

.

где tpi - периодичность проведения соответствующих ТО и ремонтов, мото-час.

=0,023 дней/маш.час,

Определим коэффициент изменения производительности:

(4.9)

.

4.3 Расчет эксплуатационных расходов

Технико-экономическим показателем работы рыхлительного оборудования для бульдозера-рыхлителя на базе трактора Т-4123 являются расходы на его эксплуатацию, т.е. годовые эксплуатационные расходы.

Эксплуатационные расходы определяются по формуле:

Рэ = Аг+Р+В+Э+З,(4.10)

где Аг - годовые амортизационные отчисления, тг;

Р - ремонтный фонд;

В - затраты на износ сменной оснастки, вспомогательных материалов, смазочных материалов;

Э - расход энергоресурсов;

З - заработная плата бульдозериста.

Балансовая стоимость бульдозера-рыхлителя равна:

Сбт = мЦ,(4.11)

где м - масса рыхлительного оборудования;

Ц - цена одной тонны рыхлительного оборудования.

Сбт = 9,8*194 = 1901 тыс.тг.

Затраты на монтаж рыхлительного оборудования принимаем в размере 15% от балансовой стоимости.

См = 0,15*1901 = 285,15тыс.тг.

Затраты на транспортировку рыхлительного оборудования принимаем в размере 7% от балансовой стоимости.

Стр = 0,07*1901 = 133,07тыс.тг.

Балансовая стоимость усовершенствованной конструкции рыхлительного оборудования для бульдозера-рыхлителя составит:

Со = 1901+285,15+133,07 = 2319,22тыс.тг.

Годовая сумма амортизационных отчислений:

Аг.баз = 1901*8/100 = 152,08тыс.тг.

Аг.усов. = 2319,22*8/100 = 185,53тыс.тг.

Затраты на ремонты составят:

Рбаз = 1901*10/100 = 190,1тыс.тг.

Русов. = 2319,22*10/100(1-10/100) =208,72тыс.тг

Годовой фонд оплаты труда бульдозеристов:

З = Чспис*Зср*12,(4.12)

где Чспис - списочная численность бульдозеристов;

Зср. - средняя месячная заработная плата бульдозеристов.

Списочная численность при непрерывном режиме работы:

Чср. = (С+1)*Кприв,(4.13)

где С - сменность работы ( число смен в сутки);

К - коэффициент приведения штатной численности к списочной с учетом резерва на подмену.

Чср. = (З+1)*1,13 = 4,5ставок

Социальный налог:

Нбаз. = Нусов. = 1512*20/100 = 302,4 тыс.тг.

Общая сумма эксплуатационных затрат составит:

Рэ.баз. = 186,4+233,0+1512+302,4 = 2233,8тыс.тг.

Рэ.усов. = 204,48+230,04+1512+302,4 = 2248,92тыс.тг.

Годовой экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат равен:

Эг =( Рэ.усов. - Рэ.баз.)*Пэч = (2248,92- 2233,8)*154,12 = 2330 тыс.тг.

Срок окупаемости равен:

Т = Сб.усов.- Сб.баз/Эг,

Т = 2319,22-1901/2333,0 = 0,2года

На основании произведенных расчетов составим таблицу сводных технико-экономических показателей

Таблица 4.1 - Основные технико-экономические показатели работы

Наименование показателей	Единица измерения	Значение показателей	Отклонение
		До усовершен.	После усовершен.
Капитальные вложения	Тыс.тг	2319,22	1901	418,22
Эксплуатационные затраты	Тыс.тг	2248,92	2233,8	15,2
Производительность рыхлителя	М.куб/час	59,27	154,12	94,85
Годовой экономический эффект	Тыс.тг		2330,0
Срок окупаемости	лет		0,2

рыхлитель модернизация оборудование

Заключение

В ходе выполнения дипломной работы решена актуальная задача -совершенствование конструкции рыхлительного оборудования, с целью повышение эффективности и производительности процесса. На основе анализа литературных источников была предложена усовершенствованная конструкция рыхлителя с уширителем и наконечника зуба. Проведенные расчеты показывают работоспособность конструкции и увеличение производительности. Применение усовершенствованной конструкции рыхлителя увеличиваются ширина реза и средняя скорость рыхления, использования самозатачивающегося наконечника увеличивает срок их служб.

В результате модернизации экономический эффект составил 2330000 тенге в год при сроке окупаемости 0,2 года.

Литература

1. Дорожно-строительные машины и оборудование. - М: "Наука", 1986. - 186с.

2. Забегалов Г.В., Ронисон Э.Г. Бульдозеры, скреперы, грейдеры. - М.: "Высшая школа", 1991. - 332с.

3. Рейш А.К. и др. Машины для земляных работ. - М.: "Стройиздат", 1981. - 352с.

4. Добронравов С.С. Строительные машины и оборудование. Справочник. - М.: "Высшая школа", 1991. - 456с.

5. Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование. - М.: "Мастерство" 2002. - 320 с.

6. Справочник конструктора дорожных машин. Под. ред. И.П. Бородочева. - М.:Машиностроение, 1973. - 504с.

7. Абрамов Н.Н. Курсовое и дипломное проектирование по дорожно-строительным машинам. -М.: Высшая школа, 1972. -120с.

Размещено на Allbest.ru