Понятие о комплексной механизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Понятие о комплексной механизации

Основные характеристики комплексной механизации (на примере дорожного строительства)

Дорожное строительство - отрасль строительства, конечной продукцией которой являются построенные и реконструированные автомобильные дороги. Продукция отдельных видов строительных работ - это участки земляного полотна, основания дорожной одежды, покрытия и т. д.

В зависимости от способа выполнения строительные процессы подразделяются: на немеханизированные (ручные), осуществляемые с применением ручного инструмента и приспособлений; полумеханизированные, выполняемые с использованием механизированного инструмента и приспособлений; частично механизированные, основная часть которых выполняется машинами; комплексно или полностью механизированные, когда все операции выполняются машинами; автоматизированные, осуществляемые машинами-автоматами.

Одна из основных задач строительства - интенсификация строительного производства, повышение производительности труда.

Механизация дорожных работ является основным фактором повышения производительности труда. Завершение перехода от производства, базировавшегося на ручном труде к производству, основанному на машинной технике, - наиболее существенная черта исторического развития строительной отрасли в нашей стране. С этим связаны коренные изменения в технике и экономике строительства. Внедрение машин сказывается на экономических показателях строительства, в частности на структуре себестоимости строительно-монтажных работ. Существенную долю себестоимости работ стали составлять затраты на эксплуатацию строительных машин.

Повышение степени механизации тяжелых и трудоемких строительных работ коренным образом изменило характер трудовых процессов в строительстве и профессиональный состав рабочих. Характерным показателем является увеличение числа машинистов и мотористов в общей численности строительных рабочих. Профессия механизатора стала основной и самой распространенной профессией строителей.

Насыщение строительства машинами способствует выполнению больших объемов работ, но не уменьшает долю работ, выполняемых вручную. затраты дорожный строительство

Сокращение затрат ручного труда зависит главным образом от механизации вспомогательных процессов, работ, выполнение которых связано с большой точностью, выполнения работ в стесненных условиях и отдельных ручных операций путем расширения номенклатуры механизированного инструмента и повышения оснащенности ими строительных организаций, а также внедрения новых машин при производстве земляных, бетонных и других видов работ.

Повышение объемов капитального строительства, необходимость ускорения ввода производственных мощностей, улучшение экономических показателей работы требуют интенсификации строительного производства путем применения более производительных машин. Речь идет об увеличении единичной мощности (емкости ковша экскаватора, скрепера, отвала бульдозера, грузоподъемности автомобилей-самосвалов и других машин).

Повышение мощности машин улучшает технико-экономические показатели. Так, самоходный скрепер с ковшом емкостью 25 м 3 обеспечивает повышение выработки на 300 %, уменьшение трудовых затрат на 100 %, снижение себестоимости работ на 1 000 м 3 на 20 % по сравнению с 8-10-кубовым скрепером. Асфальтоукладчик Д-150Б имеет выработку до 100 т/ч, а автоматизированный ДС-669 - до 150 т. Производительность труда машиниста автоматизированного укладчика возрастает на 120-150 %, а стоимость укладки 1 км покрытия снижается на 25 %. Для повышения эффективности земляных работ большое значение имеет повышение грузоподъемности автомобилей-самосвалов.

Однако было бы неправильным комплектовать парк только машинами большой единичной мощности. Это особенно характерно для условий частного предпринимательства и малых предприятий. Известно, что на показатели эффективности механизации большое влияние оказывает объем работ на строительной площадке. При небольших объемах работ наиболее эффективными могут оказаться именно мобильные машины малой мощности, затраты на перемещение которых с объекта на объект лишь в незначительной степени отражаются на себестоимости работ. Следовательно, для повышения эффективности производства необходима широкая номенклатура машин и комплектов, позволяющая выбрать экономически целесообразный вариант механизации с учетом конкретных условий.

В связи с изложенным выше задачи выбора оптимальных комплектов машин для различных дорожно-строительных процессов, формирования парков машин, распределения машин по объектам и др. становятся многовариантными и могут решаться с помощью методов математического программирования на ЭВМ.

Особое значение имеет комплексная механизация строительных работ. Комплексной механизацией принято называть такой способ механизации производства работ, при котором все как основные, так и вспомогательные тяжелые и трудоемкие процессы выполняются машинами, увязанными между собой по основным параметрам (производительность, грузоподъемность и др.). Исключение могут составлять отдельные нетрудоемкие операции, на которых внедрение машин не дает существенного облегчения труда и экономически нецелесообразно.

Комплексная механизация осуществляется на основе рационального (или оптимального) выбора машин и оборудования, обеспечивающего их работу во взаимно согласованных режимах, увязанных по производительности и условиям наилучшего выполнения технологического процесса. В совокупности машин, выполняющих взаимоувязанные работы технологического процесса, выделяют ведущую машину, которая определяет темп и ритм работы. Эта машина обычно бывает занята на главной производящей операции. Остальные машины, работающие в ритме ведущей, называют комплектующими (вспомогательными).

Например, при строительстве высоких насыпей в комплект машин для комплексной механизации могут входить: основная ведущая машина - одноковшовый экскаватор (разработка грунта), вспомогательные комплектующие машины - автомобили-самосвалы, бульдозеры (разравнивание грунта после разгрузки его из автомобилей-самосвалов), самоходные или прицепные катки (уплотнение грунта в насыпи), бульдозеры, занятые на содержании в исправности землевозных дорог, планировщики откосов на базе трактора, автогрейдер (планировка грунта в насыпи), рыхлители на базе трактора (рыхление мерзлых или плотных грунтов). Можно привести и другие примеры, например, с ведущей машиной-скрепером и комплектующими - бульдозерами, катками, планировщиками откосов, тракторами-рыхлителями, поливочными машинами для увлажнения грунта.

Существует также понятие малой механизации, к которой относят ручные машины, различные приспособления и оснастку, позволяющие за счет простых средств и особенностей конструкции упростить и облегчить ручной труд.

Если говорить о строительстве в целом, то по периодическим публикациям в 1990 году 47,3 % рабочих от списочного состава рабочих, занятых в строительстве, выполняли работу вручную. Среди них 60,3 % составляли рабочие пяти профессий: плотники, каменщики, маляры, штукатуры, бетонщики. Их труд и до сих пор мало механизирован. Например, каменные работы на 90 % выполняются вручную, плотницкие - на 76 % и т. д. Для того чтобы вышеперечисленный труд был более привлекательным и работы выполнялись высокими темпами и с надлежащим качеством, возможны два пути:

- коренное изменение конструкции и технологии строительства зданий и сооружений и их элементов, позволяющее применять машины, автоматизированные поточные линии и другие средства механизации;

- дальнейшее оснащение строительных рабочих средствами малой механизации, инструментом, технологическими комплектами, что является одним из важных мероприятий по сокращению ручного труда в строительстве.

Уровень и эффективность комплексной механизации оценивают несколькими показателями. Уровнем комплексной механизации данного вида работ называется выраженное в процентах отношение объема работ , м 3, выполненных комплексно-механизированным способом, к общему объему работ , м 3:

.

В период до рыночной экономики существовали и другие характеристики комплексной механизации, например механовооруженность труда (стоимость занятых в производстве машин, приходящаяся на одного рабочего) и энерговооруженность (количество механической или электрической энергии, потребленной в процессе производства на отработанный человеко-час или на одного рабочего).

Первая характеристика (уровень комплексной механизации) может носить в настоящее время только сравнительный характер и не может служить критерием организации механизированного процесса.

Механовооруженность труда никак не отражает качества организации механизированного процесса строительства и не может являться сколь-нибудь объективной характеристикой. Насыщение техникой должно быть необходимым и достаточным.

В качестве критерия эффективности степени механизации, в том числе комплексной, являются затраты на выполнение работ (или прибыль от выполнения работ по подряду) при соблюдении наиболее передовой технологии и требований экологии и безопасности.

Основные направления дальнейшего развития комплексной механизации (на примере земляных работ)

В настоящее время выпускаются промышленностью и находятся в эксплуатации одноковшовые экскаваторы с ковшами объемом 0,25-3,5 м 3, скреперы с ковшом объемом 6-25 м 3, фронтальные одноковшовые погрузчики, ряд грейдеров и автогрейдеров, катков и других машин, обеспечивающих выполнение тяжелых и трудоемких работ. Однако землеройные машины, осуществляя механизацию больших объемов грунта, оставляют после себя значительные объемы грунта для зачистки до проектных отметок, что создает проблемы их механизации.

Несмотря на то, что уровень механизации земляных работ в строительстве достиг 99,5 %, на оставшихся 0,5 % немеханизированных земляных работ занято 19 % всей численности рабочих. В основном эти рабочие на земляных работах заняты на доработке оснований под отметки фундаментов зданий и сооружений и на выполнении работ в стесненных условиях - в узких траншеях, пазухах и т. п.

Основания земляных сооружений, котлованов, траншей под фундаменты, а также основания и откосы каналов, подлежащие облицовке, необходимо устраивать в соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП) без нарушения естественной структуры грунта. Поэтому такого вида работы производят машинами с недобором грунта. При этом с увеличением типоразмера машины недобор грунта увеличивается.

Доработкой называется процесс зачистки оснований перед укладкой бетона или железобетона. Для доработки оснований выемок применяют гидравлические экскаваторы, оборудованные обратной лопатой. Ковш устанавливают на поверхность с минимальным углом копания и работают, отступая "на себя".

В связи со сложными конфигурацией рабочего контура ковша (криволинейная форма, наличие зубьев) и кинематикой движения ковша относительно разрабатываемого грунта невозможно точно соблюсти заданные параметры сооружения (отметку дна или откоса выемки). В значительной степени точность работы зависит от возможности изменять угол наклона передней стенки ковша относительно поверхности грунта. Поэтому на экскаваторах с механическим приводом, на которых ковш жестко соединен с рукоятью, точность работы ниже, чем на экскаваторах с гидравлическим приводом, у которых ковш поворачивается с помощью гидроцилиндра. Перед началом строительных работ на основаниях выемок производят доработку до проектной отметки площади основания.

Допускаемые отклонения от проектных отметок при доработке по нормам СНиП 3.001-87 составляют:

- по высотным отметкам продольного профиля 5 см;

- по ширине насыпей по верху и по низу 15 см;

- от проектного продольного уклона дна траншей 0,0005.

под безнапорные трубопроводы, водоотводных

канав и других выемок с уклонами

Доработка оснований и откосов выемок, кроме того, может осуществляться специальными ковшами с козырьками, телескопическим оборудованием, оборудованием с автоматическим устройством контроля движения кромок ковша по заданной траектории.

Применение различных рабочих органов обеспечивает и разную точность работы (рис. 1). Доработка основания ковшом с зубьями механического экскаватора 4-й размерной группы обеспечивает точность работ в пределах 0-25 см (средняя величина составляет 15 см). Работа на гидравлическом экскаваторе повышает точность работ (средняя величина неровностей составляет 12 см). Применение зачистных козырьков или ковшей с плоской режущей кромкой вдвое увеличивает точность работ (среднее отклонение составляет 7,5 см). При планировке откосов телескопическим оборудованием, в том случае, когда направление движения ковша совпадает с углом откоса, точность работ повышается (среднее отклонение отметок составляет 4 см). Применение полуавтоматической системы контроля траектории обеспечивает среднее отклонение отметок планируемой поверхности в пределах 2,5-3,0 см.

Рис. 1. Точность работ при дора-

ботке оснований экскаваторами:

1 - ЭО-4112 с ковшом с зубьями;

2 - ЭО-4124 с ковшом с зубьями;

3 - ЭО-4124 с ковшом зачистным;

4 - ЭО-33331 с ковшом зачистным;

5 - ЭО-3322В с ковшом зачистным

Опыт работы землеройных машин (экскаваторов, автогрейдеров, бульдозеров) показал, что применение автоматизированных систем управления и контроля выполнения процесса планировки позволяет в 2-3 раза увеличить точность доработки и планировки, при этом в 3-4 раза уменьшается величина физической работы, совершаемой машинистом, и в 2 раза потребное число проходов. Все это обеспечивает повышение производительности в 1,6-1,7 раза. Объем ручного труда сокращается.

При применении автоматизированных машин может быть значительно расширена механизация работ по окончательной планировке дна котлованов и траншей, планировке поверхностей каналов и основания дорог, отделке обочин, резервов, канав и откосов и т. д.

Следует отметить, что, автоматизируя землеройные машины, нельзя достигнуть абсолютной точности выполнения работ вследствие слабой чувствительности на возмущающее воздействие на рабочее оборудование, т. е. низкой "приспособленности" оборудования к автоматизации. Поэтому для проведения необходимой автоматизации нужно совершенствовать конструкцию машин.

Одновременно следует разрабатывать малые машины, позволяющие планировать дно нешироких траншей и имеющие нужную мобильность для работы в стесненных условиях.

Библиографический список

1. Бабков Н.Ф. Автомобильные дороги: учебник для вузов / Н.Ф. Бабков. - М. : Транспорт, 1983. - 280 с.

2. Баловнев В.И. Интенсификация разработки грунтов в дорожном строительстве / В.И. Баловнев. - М. : Транспорт, 1993. - 384 с.

3. Беляков Ю.И. Земляные работы / Ю.И. Беляков, А.Л. Левинзон, А.В. Резуник. - М. : Стройиздат, 1983. - 177 с.

4. Бульдозеры и рыхлители / Б.З. Захарчук [и др.]. - М. : Машиностроение, 1987. - 240 с.

5. Вербицкий Г.М. Основы оптимального использования машин в строительстве: учеб. пособие / Г.М. Вербицкий. - Хабаровск: Хабар. политехн. ин-т, 1984. - 80 с.

6. Дегтярев А.П. Комплексная механизация земляных работ / А.П. Дегтярев, А.К. Рейш, С.И. Руденский. - М. : Стройиздат, 1987. - 335 с.

7. Евдокимов В.А. Механизация и автоматизация строительного производства: учеб. пособие для вузов / В.А. Евдокимов. - Л. : Стройиздат, 1985. - 195 с.

8. Забегалов Г.В. Бульдозеры, скреперы, грейдеры: учебник для ПТУ / Г.В. Забегалов, Э.Г. Ронинсон. - М. : Высш. шк., 1991. - 334 с.

9. Кудрявцев Е.М. Комплексная механизация, автоматизация и механовооруженность строительства: учебник для вузов / Е.М. Кудрявцев. - М. : Стройиздат, 1989. - 246 с.

10. Неклюдов М.К. Механизация уплотнения грунтов / М.К. Неклюдов. - М. : Стройиздат, 1985. - 168 с.

11. Плешков Д.И. Бульдозеры, скреперы, грейдеры: учебник для сред. проф.-техн. учеб. заведений / Д.И. Плешков, М.И. Хейфец, А.А. Яркин. - М. : Высш. шк., 1976. - 320 с.

12. Полосин-Никитин С.М. Механизация дорожных работ: учебник для вузов по спец. "Строительные и дорожные машины и оборудование" / С.М. Полосин-Никитин. - М. : Транспорт, 1974. - 328 с.

13. Рейш А.К. Повышение производительности одноковшовых экскаваторов / А.К. Рейш. - М. : Стройиздат, 1983. - 168 с.

14. Семковский В.В. Комплексная механизация в строительстве / В.В. Семковский, В.Н. Шафранский. - М. : Стройиздат, 1975. - 352 с.

15. Смородинов М.И. Устройство сооружений и фундаментов способом "стена в грунте" / М.И. Смородинов, Б.С. Федоров. - М. : Стройиздат, 1986. - 216 с.

16. СНиП 05.02-85. Автомобильные дороги / Госстрой СССР. - М. : Изд-во стандартов, 1985. - 53 с.

17. Технология и организация строительства автомобильных дорог: учебник для вузов / Н.В. Горелышев [и др.]; под ред. Н.В. Горелышева. - М. : Транспорт, 199 - 551 c.

18. Эксплуатация дорожных машин: учебник для вузов / А.М. Шейнин [и др.]; под ред. А.М. Шейнина. - М. : Транспорт, 199 - 328 с.

Размещено на Allbest.ru