Машин (прм) и механизмов

4.1 Расчет производительности ПРМ

Для определения потребного количества ПРМ первоначально необходимо определить их производительность, т. е. количество груза, перемещаемое за единицу времени.

Техническая производительность ПРМ непрерывного (циклического) действия определяется по формуле:

т/ч,

где 3600 – количество секунд в 1 ч;

– количество груза, перемещаемого ПРМ за 1 цикл, т;

Т_ц – продолжительность цикла работы ПРМ, с;

где – номинальная емкость грейфера (ковша), ;

– объемная масса груза (для гравия принимаем равной = 2 т/ );

коэффициент заполнения грейфера (ковша), принимаем =0,7;

Для первого варианта:

= 3,5 т

Для второго варианта:

= 3,5 т

Для определения продолжительности цикла работы ПРМ необходимо построить последовательный и совмещенный графики рабочих циклов ПРМ. График рабочего цикла ПРМ для первого варианта приведен на рисунке 4.1, а для второго варианта – на рисунке 4.2.

Наименова-ние операции	Продолжи-тельность операций, с	Время, в секундах
1.Захват груза
2.Подъем груза
3.Поворот стрелы крана
4.Передвиже- ние крана с грузом
5.Опускание груза
6.Освобожде-ние груза
7.Подъем грузозахвата без груза
8.Поворот стрелы крана
9.Передвиже-ние погрузчика крана без груза
10.Опускание грузозахввата
1 Итого

Рисунок 4.1– График работы одного цикла стрелового крана на автомобильном

ходу КС – 3561

где – время захвата груза, с;

– подъем груза, с:

где – время на разгон, замедление, = 3 с;

– высота подъема груза, принимаем 4 м;

– скорость подъема груза (по первому варианту – 0,21 м/с, по

второму варианту – 0,2 м/с).

Для стрелового крана:

.

Для экскаватора:

.

– поворот стрелы крана (экскаватора), с:

,

– частота вращения кузова (по первому варианту – 2 об/мин, по

второму варианту – 1,5 об/мин).

Для стрелового крана:

= 12 с.

Для экскаватора:

= 18 с.

– время на передвижение крана (экскаватора), с:

где –расстояние передвижения крана (эскаватора) принимаем 20 м;

– скорость движения передвижения крана (экскаватора), (по

первому варианту – 1,39 м/с, по второму варианту – 0,34 м/с).

Для стрелового крана:

Для экскаватора:

– опускание груза, , с.

– освобождение груза .

– подъем грузозахвата, , с:

– поворот стрелы крана, экскаватора(перемещение), с.

– передвижение погрузчика крана (экскаватора) без груза, , с:

– опускание грузозахвата, , с.

Наименова-ние операции

Продол-житель-ность опера-ций, с

Время, в секундах

1.Захват груза

2.Подъем груза

3.Поворот стрелы экскава-тора

4.Передвижение экскаватора с грузом

5.Опускание груза

6.Освобождение груза

7.Подъем грузо-захвата без груза

8.Поворот стрелы экскаватора

9.Передвижение погрузчика экска-ватора без груза

10.Опускание грузозахвата

2 Итого

Рисунок 4.2 – График работы одного цикла экскаватора Э – 2503

Техническая производительность стрелового крана:

Техническая производительность экскаватора:

Сменная эксплуатационная производительность определяется по формуле:

,

где – коэффициент использования ПРМ по времени, принимается 0,85;

7 – продолжительность рабочей смены, принимается 7 ч;

Для стрелового крана:

Для экскаватора:

В сравнении полученных значений сменной эксплуатационной производительности с нормами выработки из [3], которые составляют для первого варианта – 570 т/смен, для второго варианта – 570 т/смен показывает хорошую сходимость значений.

4.2 Расчет числа ПРМ по условию обеспечения заданных объемов работы

и структуры ремонтного цикла

Количество погрузочно-разгрузочных машин (ПРМ) определяется исходя из двух условий:

1. обеспечение выполнения заданного объема работы и структуры ремонтного цикла;

2. обеспечения перерабатывающей способности грузового фронта.

По первому условию количество ПРМ определяется по формуле:

,

где k_см – число смен работы машин в течение суток:

;

– сменная выработка одной машины, т;

– продолжительность межремонтного цикла (время между

капитальными ремонтами),( для 1-го варианта – 5000 ч, для 2-го

варианта – 8640 ч);

– простой машины во всех видах ремонтов и технических

обслуживаний за период межремонтного цикла, сут:

,

где – соответственно число капитальных, текущих ремонтов и технических обслуживаний за цикл (для 1-го варианта: = 1, = 4 = 80, = 15; для 2-го варианта: = 1, = 8 = 108, = 27);

– простой машины в соответствующих видах ремонтов и обслуживаний за время цикла,(для 1-го варианта: =22 сут., =8 =0,3 сут., =1 сут.; для 2-го варианта: =30 сут., = 13 = 0,4 сут., = 1 сут. ) .

Для 1-го варианта:

;

;

.

Для 2-го варианта:

;

;

.

4.3 Расчет числа подач и уборок вагонов на грузовой фронт

Число подач-уборок вагонов определяется по формуле:

,

где g – отношение стоимости маневрового локомотиво-часа к стоимости ва- гоно·часа простоя, принимается 23;

– число групп вагонов в подаче-уборок, принимается 1;

Q_ч – часовая эксплутационная производительность, т/ч:

;

t_под – время на подачу групп вагонов на станции её расформирования до грузового фронта, мин:

где – расстояние подачи вагонов со станции на грузовой фронт, 4,4 км;

– скорость подачи вагонов, принимаем 18 км/ч;

– время на разгон и замедление при движении маневрового состава, принимается 3 мин.

Для 1-го варианта:

;

;

.

Для 2-го варианта:

;

;

.

4.4 Расчет числа ПРМ по условию обеспечения перерабатывающей

способности грузового фронта

По второму условию потребное количество ПРМ определяется по формуле:

где Т – возможное время работы машины в течение суток , так как k = 3,43

принимаем Т = 22 ч ;

t_о – время , приходящееся на одну подачу-уборку вагонов, в течение которого из-за выполнения маневровой работы невозможно вести погрузочно-разгрузочные работы, принимаем t_о = 0,5ч_.

Для 1-го варианта:

.

Для 2-го варианта:

.

После сравнения необходимого числа ПРМ рассчитанного по двум условиям к дальнейшему использованию принимается по 1-му варианту = 2 крана, по 2-му варианту экскаватора.

4.5 Расчет длины погрузочно-разгрузочных фронтов

Длина грузового фронта со стороны железнодорожного транспорта определяется по формуле:

Где – длина вагона по осям автосцепки, = 13,92 м;

– удлинение грузового фронта, необходимое для установки

маневрового локомотива = 23 м.

число вагонов в одной подаче-уборок, вагонов:

Для 1-го и 2-го варианта:

;

.

После сравнения рассчитанной длины грузового фронта с необходимой длиной склада для размещения груза к проектированию принимается по первому варианту , по 2-му варианту

4.6 Проверочные расчеты

Рассчитанные параметры проверяются следующим образом:

,

где – продолжительность смены, принимаем 7 часов;

– доля грузопереработки с участием железнодорожного подвижного

состава, принимаем 1.

Проверка для первого варианта:

,

4,2 < 6 < 7,1.

Проверка для второго варианта:

,

4,2< 6 < 9,0.

Условия выполняются.

4.7 Выводы

Рассчитана потребное число ПРМ по двум условиям исходя из производительности ПРМ, принимаемое к проектированию количество ПРМ составляет по 1-му варианту 2 крана, по 2-му варианту – 4 экскаватора. Необходимое число подач-уборок вагонов по 1-му варианту и 2-му варианту составляет 6 вагонов. К проектированию принимается длина склада, составляющие по 1-му варианту и по 2-му варианту 106,5 м.

ВЫБОР ВАРИАНТА СХЕМЫ КМАПРР

5.1 Расчет технико-экономических показателей вариантов схем КМАПРР

5.1.1 Определение капитальных вложений по вариантам схем КМАПРР

Капитальные вложения – это затраты денежных средств на приобретение ПРМ, устройств контроля автоматического и полуавтоматического управления ПРМ, строительство площадок, гаражей, вспомогательных помещений железнодорожных и подкрановых путей, линии и водопровода, энергоснабжение и др.

Капитальные вложения по вариантам схем КМАПРР рассчитываются по укрупненным измерителям следующим образом:

,

где к₁ – расходы на приобретение машин и относящегося к ним

оборудования;

к₂ – расходы на устройства полуавтоматического и автоматического

управления машинами и поточно-транспортными системами;

к₃ – расходы на специально сооружаемые устройства, необходимые для

обслуживания машин (гаражи, ремонтные мастерские, силовая и

осветительная электросеть и т.п.);

к₄ – расходы на сооружение железнодорожных и подкрановых путей,

автопроездов и т.п.;

к₅ – расходы на устройство складов с учётом стоимости санитарно-

технического оборудования, водопроводных сетей,

энергосбережения, связи, подвода сжатого воздуха, газа и т.д.;

к₆ – расходы на бытовые устройства для удовлетворения потребностей

механизаторов и рабочих в части, отнесённой к рассматриваемым

складам;

к₇– расходы на приобретение нового подвижного состава или

модернизацию существующего, связанную с применением

определённых средств КМАПРР, а также расходы на

контейнеры, поддоны, многооборотные стропы и т.п.;

к₈ – прочие капитальные расходы, не включённые в предыдущие семь

видов.

Расчет капитальных вложений по элементам затрат для рассматриваемых вариантов КМАПРР приведен в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Капитальные вложения по двум вариантам схем КМАПРР

Наименование затрат	Едини-цы измере-ния	Стоимость одной единицы, ден. ед	Вариант I	Вариант II
Количест-во единиц	Суммарная затраты, ден. ед,	Количест-во единиц	Суммарная затраты, ден. ед.
1.Приобретение: - стреловой кран на автомобиль- ном ходу; - экскаватор	шт     шт
2.Приобретение устройств управ- ления: - стреловой кран на автомобиль- ном ходу; - экскаватор	шт     шт	2172,5
3.Строительство гаражей			757,44	15148,8
4.Строительство: - железнодорож- ных путей; - автопроездов	м		106,5   745,5	6496,5   8200,5	106,5   745,5	6496,5   8200,5
5.Строительство - склада; - воздухопроводя-щей сети; - водопровода; -линий энергосбе- режений	м   м м		1224,75 106,5   106,5 106,5	13472,25	2385,6 106,5   106,5 106,5	26241,6
6.Строительство бытовых зданий			122,475	1347,225	238,56	2624,16
Всего				83788,3		256125,8

По капитальным вложениям лучшим является 1-й вариант (стреловой кран на автомобильном ходу). Капитальные вложения по этому варианту составляют 83788,3 ден. ед.

Удельные капитальные вложения определяются по формуле:

,

где количество переработанного груза с учетом краткосрочности

переработки.

.

Для 1-го варианта:

Для 2-го варианта:

5.1.2 Определение годовых эксплуатационных расходов по вариантам

КМАПРР

Эксплуатационные расходы – это затраты, вызванные эксплуатацией техники, необходимостью замены быстроизнашивающихся деталей, узлов, на амортизацию ПРМ и оборудования, затраты на топливо, электроэнергию и заработную плату. Суммарные годовые эксплуатационные расходы определяются следующим образом:

Э = З + Э_эт + М + А + P + R,

где З – расходы на заработную плату;

Э_эт – расходы на топливо и электроэнергию;

М – расходы на смазочные и обтирочные материалы;

А – отчисления на амортизацию;

Р – отчисления на все виды ремонтов;

R – расходы на быстроизнашивающуюся оснастку.

Расходы на заработную плату определяются в зависимости от принятой системы оплаты труда. При сдельной оплате и комплексных нормах выработки заработная плата рассчитывается следующим образом:

З = ,

где a_вр – коэффициент, учитывающий 12%-ную надбавку к заработной плате для грузов со специфически сложными условиями переработки, (принимается a_вр=1);

a_п – коэффициент, учитывающий подмены в нерабочие дни,

(принимается a_п = 1,23);

a_м – коэффициент, учитывающий районные дополнительные надбавки к зарплате, вызываемые сложными природными климатическими или экономическими условиями, (принимается a_м = 1);

a_к – коэффициент, учитывающий надбавки к зарплате механизаторам и рабочим, входящих в состав комплексной бригады, (принимается

a_к = 1,20);

β – общий процент начислений на заработную плату, включающий отчисления на социальное страхование в размере, охрану труда и т.д., (принимается β = 40);

r_м, r_р – количество соответственно механизаторов и рабочих, входящих в

бригаду и обслуживающих 1 машину или установку, (принимается

r_м = 1 чел, r_р = 2 чел) ;

с_чм, с_чр – часовая тарифная ставка соответственно механизатора и рабочего,

(принимается с_чм = 0,83 ден. ед., с_чр = 0,83 ден. ед. );

З_д – дополнительная годовая заработная плата тем работникам, которые обеспечивают устойчивую работу ПРМ и складов, З_д = 0.

Для первого варианта переработки:

З = 32261,2 ден.ед.

Для второго варианта переработки:

З = 51054 ден.ед.

Годовые эксплуатационные расходы на электроэнергию и топливо определяется по формуле:

Э_эт = Э_т + Э_осв,

где Э_т – затраты на топливо;

Э_осв – затраты на освещение.

Расход топлива, если отсутствует норма его расхода на 1 час работы, определяется по формуле:

,

где – мощность двигателя погрузочно-разгрузочной машины, (принимаем

по1-му варианту 132 кВт, по 2-му – 160 кВт);

С_т – стоимость одного килограмма топлива (принимается по1-му и 2-му

вариантам 0,07 ден. ед.);

Т^ф_г – фактическое число часов работы всех ПРМ на переработке груза, ч:

;

, –удельный расход топлива на единицу номинальной мощности в час

соответственно при номинальной загрузке двигателя и при

холостом режиме его работы, (принимаем по 1-му и 2-му вариантам

= 0,29 кт/ кВт·ч, = 0,01 кт/ кВт·ч);

h_дв,h_дм – коэффициенты использования двигателя соответственно по времени

и по мощности, принимаем h_дв = 1:

h_дм =G_гр/G_н,

где G_гр – масса груза, перемещаемая ПРМ за один цикл;

G_н – номинальная грузоподъемность ПРМ.

Для первого варианта:

,

h_дм =3,5/10 = 0,35,

Для второго варианта:

,

h_дм =3,5 /10 = 0,35,

Затраты на освещение мест производства ПРР при использовании люминесцентных ламп:

Э_осв = · (Е₀ / е₀) ·S · T_осв · Р_л · С^о_эс,

где – коэффициент, определяющий тип осветительной лампы, ;

Е₀ – норма освещённости, (принимается Е₀ = 5 лк);

e₀ – световой поток одной лампы, (принимается e₀ = 1520 лм);

Т_осв – время работы систем освещения в течение года, (принимается

Т_осв = 4600 ч);

Р_л – мощность одной лампы, (принимается Р_л = 40 Вт);

С^о_эс – стоимость одного кВт×ч, (принимается С^о_эс = 0,04 ден. ед).

S – освещаемая площадь, м²:

.

Для первого варианта:

м²,

Э_осв = · (5/ 1520) ·2130 · 4600 · 40 · 0,04 = 206,3 ден. ед.,

Э_эт = 6255,7+ 206,3 = 6462 ден. ед.

Для второго варианта:

м²,

Э_осв = · (5/ 1520) ·3195 · 4600 · 40 · 0,04 = 309,4 ден. ед.

Э_эт = 12010,2+ 309,4 = 12319,6 ден. ед.

Годовые затраты на смазочные и обтирочные материалы определяются по формуле:

.

Для первого варианта:

.

Для второго варианта:

Годовые расходы на амортизацию по вариантам КМАПРР определяются по формуле:

А= 0,01· ,

где 0,01– переводной коэффициент;

α^а_i – норма амортизационных отчислений, %

Расчёт затрат на амортизацию по вариантам КМАПРР приведен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Расчет затрат на амортизацию по вариантам КМАПРР

Наименование затрат	Затраты	Вариант I	Вариант II
Вариант I	Вариант II	Нормы отчислений амортизации,%	Затраты, ден.ед.	Нормы отчислений амортизации,%	Затраты, ден.ед.
1.Приобретение: - стреловой кран на автомобиль- ном ходу; - экскаватор			7,7
2.Приобретение устройств управ- ления: - стреловой кран на автомобиль- ном ходу; - экскаватор			7,7
3.Строительство гаражей	15148,8		2,1	31812,48	2,1
4.Строительство: - железнодорож- ных путей; - автопроездов	6496,5 8200,5	6496,5 8200,5	2,1	32482,5 17221,05	2,1	32482,5 17221,05
5.Строительство:   - склада; - воздухопроводя-щей сети; - водопровода; -линий энергосбе- режений	13472,25	26241,6	2,1 2,0   6,25 2,8	28291,41   13312,5 2385,6	2,1 2,0 6,25 2,8	55107,36 13312,5 2385,6
6.Строительство бытовых зданий	1347,225	2624,16	2,1	2829,1725	2,1	5510,736
Всего				3981,2		20076,6

Годовые расходы на все виды ремонтов определяется по формуле:

,

где – норма отчислений на i-й ремонт.

Расчет годовых приведенных затрат на ремонты по вариантам КМАПРР приведены в таблице 5.3

Таблица 5.3 – Расчет затрат на ремонты по вариантам КМАПРР

Наименование затрат	Затраты	Вариант I	Вариант II
Вариант I	Вариант II	Нормы отчислений амортизации,%	Затраты, ден.ед.	Нормы отчислений амортизации,%	Затраты, ден.ед.
1.Приобретение: - стреловой кран на автомобиль- ном ходу; - экскаватор			18,6		13,7
2.Приобретение устройств управ- ления: - стреловой кран на автомобиль- ном ходу; - экскаватор			18,2		15,0
3.Строительство гаражей	15148,8			30297,6
4.Строительство: - железнодорож- ных путей; - автопроездов	6496,5 8200,5	6496,5 8200,5
5.Строительство:   - склада; - воздухопроводя-щей сети; - водопровода; -линий энергосбе- режений	13472,25	26241,6		26944,5		52483,2
6.Строительство бытовых зданий	1347,225	2624,16		2694,45		5248,32
Всего						26586,8

Для ПРМ при определении затрат на ремонт необходимо учесть интенсивность эксплуатации данной машины с помощью коэффициента :

,

где – фактическое количество часов работы одной ПРМ в течение года, ч:

.

Для первого варианта переработки:

ч;

.

Для второго варианта переработки:

ч;

.

Суммарные затраты на ремонт по первому варианту составляют 7421 ден. ед., по второму варианту – 26586,8 ден. ед.

Годовые затраты на быстроизнашивающуюся оснастку определяется по формуле:

R = 0,1·К_прм

где К_прм– стоимость ПРМ.

Для первого варианта:

R=0,1·33000 = 3300 ден. ед.

Для второго варианта:

R=0,1·173800 = 17380 ден. ед.

Таким образом, суммарные годовые эксплуатационные затраты для первого варианта переработки составят:

Э = 32261,2 + 6462 + 1292,4+ 3981,2 + 7421 + 3300 = 54717,8 ден.ед.

Суммарные годовые эксплуатационные затраты для второго варианта переработки краном составят:

Э = 51054 + 12319,6+ 2463,9 + 20076,6 + 26586,8 + 17380 = 129880,9 ден.ед.

Удельные эксплуатационные расходы или себестоимость переработки 1т груза определяем по формуле:

Для первого варианта переработки:

ден. ед.

Для второго варианта переработки:

ден. ед.

По эксплуатационным затратам более предпочтительным является первый вариант.

5.1.3 Определение годовых приведенных затрат

Сравнение вариантов осуществляется на основании рассчитанных годовых приведенных затрат по формуле:

где Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений:

= 1/t_ок^н =1/7=0,143.

Для первого варианта:

Для второго варианта :

Так как годовые приведенные затраты по первому варианту меньше чем по второму – то первый вариант (стреловой кран на автомобильном ходу) принимается к проектированию.

Годовая экономия приведенных затрат по 1-му варианту составляет:

,