Wydajności.doc

WYDAJNOŚCI MASZYNY BUDOWLANEJ

1. Wydajność maszyn  budowlanych

              W planowaniu realizacji robót do określenia czasu pracy maszyny jest niezbędna znajomość jej wydajności.

              Wydajność charakteryzuje wartość liczbowa (ilość) jednostek miary produkcji, którą maszyna wykonuje w określonym przedziale czasu, w przyjętych warunkach realizacji i jakości.

              Do określenia wydajności, jako jednostki przykładowo zostały zastosowane: kilogram - kg, godzina - h oraz dzień - d., zmiana - zm., rok - r. Alternatywnie po przeliczeniu i zastosowaniu mnożników mogą być wykorzystane: gram - g, tona - t, sekunda - s, tydzień - tyg., miesiąc - mies., kwartał - kw., metr sześcienny - m3, metr kwadratowy - m2, metr - m oraz inne wg układu SI.

              W przypadku maszyn wyróżnia się wydajność: teoretyczną - , techniczną - , eksploatacyjną  - , praktyczną - , roczną - , normową - .             

2. Wydajność teoretyczna

                            Wydajność teoretyczna jest to:

·  liczba jednostek miary produkcji, kg,

·  wykonanej przy naśladowaniu realizacji procesu w skali naturalnej,

·  osiągnięta przez maszynę w czasie jednej godziny, 1h,

·                przy imitowaniu pracy rzeczywistej, tj:

-              bez obciążenia, ale z wykonaniem w przestrzeni wszystkich przewidzianych ruchów, np. bez oporów od calizny gruntu i bez urobku w łyżce koparki,

-              przy pełnym wykorzystaniu parametrów roboczych narzędzia, np. przy 100 % wypełnieniu pojemności geometrycznej,

-              przy dopuszczalnej[1] prędkości,

-              przy obsłudze przez operatora o najwyższych kwalifikacjach,

-              w warunkach klimatycznych nie wpływających ujemnie na pracę maszyny.

              Wydajność teoretyczna wyrażona w kilogramach na godzinę - kg/h dla maszyny o pracy cyklicznej:

(1)

,

gdzie:                -              liczba jednostek produkcji dopuszczalna do wykonania w jednym cyklu, np. masa udźwigu wyciągu (największa dozwolona w zadanych warunkach), kg,

         -              czas trwania jednego cyklu roboczego przy imitowaniu pracy rzeczywistej mierzony w godzinach (* - inny niż przy pracy pod obciążeniem i wykonanej faktycznie), h.

              Wydajność teoretyczna w kg/h dla maszyny o pracy ciągłej:

(2)

,  

gdzie:               -               prędkość przesuwu narzędzia roboczego przy imitowaniu pracy rzeczywistej, np. prędkość taśmy przenośnika przy przemieszczaniu poziomym, bez uwzględnienia zmiany prędkości na skutek poślizgu przy obciążeniu, m/h,

          -              pole przekroju poprzecznego „teoretyczne” strumienia przemieszczanego materiału, np. dla taśmy płaskiej jest równe powierzchni trójkąta równoramiennego o podstawie odpowiadającej szerokości taśmy przenośnika,  m2,

                         -               gęstość przemieszczanego materiału, kg/m3.

              Wydajność teoretyczna w kg/h dla maszyny wielonaczyniowej o pracy ciągłej (produkcja realizowana porcjami):

(3)

,   

gdzie:                 -              liczba jednostek produkcji dopuszczalna do zrealizowania w porcji, np. największa dozwolona masa materiału w jednym kubełku lub czerpaku przenośnika o pracy ciągłej, kg,

           -               prędkość dopuszczalna przesuwu naczynia jw., m/h,

             -               odległość między środkami objętości naczyń, m.

              Wydajność teoretyczną oblicza się analitycznie, następnie sprawdza praktycznie w skali 1:1 w laboratorium. Wartość jest wykorzystywana głównie w projektowaniu, do porównywania „możliwości” produkcyjnych z innymi maszynami oraz dla weryfikacji zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych.

3. Wydajność techniczna

Wydajność techniczna Qtech jest to:

·       liczba jednostek miary produkcji, kg,

·       wykonanej zgodnie z wymaganą jakością,

·       w czasie jednej godziny, 1h,

·       osiągnięta w warunkach (technicznych) miejsca realizacji, tj.:

-              przy uwzględnieniu stopnia wykorzystania narzędzia roboczego, z uwagi: na jego napełnienie, spulchnienie materiału, kształt oraz wymiary obszaru robót i sposób ich wykonania,

-              przy dopuszczalnym obciążeniu i nieprzerwanej pracy,

-              przy obsłudze wykwalifikowanej.

              Wydajność techniczna Qtech w kg/h dla maszyny o pracy cyklicznej:

(4)

,

gdzie:   q              - liczba jednostek produkcji dopuszczalna do wykonana w jednym cyklu roboczym,  np. dopuszczalna masa materiału w łyżce ładowarki, kg,

             t              - czas trwania cyklu roboczego, h,

        stech              -              współczynnik (stopnia) wykorzystania parametrów technicznych narzędzia roboczego, wielkość niemianowana, na ogół stech<1.

Zależnie od rodzaju maszyny wielkość q może być wyrażana w różnych jednostkach, np. w kilogramach (tonach) dla ładowarek, a w metrach sześciennych dla koparek.

W przypadku koparek, wielkość q - oznacza pojemność geometryczną naczynia roboczego, która jest mierzona w metrach sześciennych w m3 i odpowiada objętości wnętrza zamkniętej łyżki koparki, przy równoczesnym zamknięciu części konstrukcyjnie otwartych - płaszczyznami prostokreślnymi wyznaczonymi przez zewnętrzne krawędzie otwartych części łyżki.

Wówczas współczynnik wykorzystania parametrów narzędzia roboczego z uwagi na warunki techniczne miejsca realizacji, tzw. współczynnik ośrodka realizacji:

(6)

(5)

stech = sn ss sk,

gdzie: sn              -              współczynnik napełnienia, wyraża proporcję między: objętością gruntu w naczyniu roboczym i objętością geometryczną tego naczynia; zależy od kategorii, wilgotności, jednorodności gruntu, m.in. objętość piasku wypełniającego z naddatkiem (czubem) łyżkę koparki jest większa od objętości geometrycznej łyżki - wówczas współczynnik napełnienia posiada wartość sn              > 1, zaś przy piasku zawierającym długie lub duże kawałki innego materiału, ich zsuwanie się i wypadanie podczas skrawania - nabierania oraz przemieszczania powoduje niepełne wykorzystanie pojemności łyżki,  wówczas sn              < 1,

            ss              - współczynnik spoistości gruntu, wyraża proporcję między: objętością gruntu w stanie rodzimym i jego objętością w stanie spulchnionym w analizowanej chwili wykonywania pracy, jest zastosowany w celu wyrażenia wydajności w odniesieniu do gruntu w stanie rodzimym, ss < 1,

            sk              -              współczynnik kształtu i wymiarów obszaru wykonywania robót, wyraża zmniejszenie wydajności z powodu ograniczonej przestrzeni wykonywania robót, np. w wykopie o małym rzucie jest zbyt krótki odcinek skrawania aby łyżkę napełnić w jednym cyklu, wówczas sk < 1.

              Wydajność techniczna Qtech w kg/h dla maszyny o pracy ciągłej:

Qtech = vArstech,  

gdzie:  v              -              prędkość przesuwu narzędzia roboczego, np. taśmy przenośnika o pracy ciągłej, m/h,

            A              -              pole przekroju poprzecznego strumienia przemieszczanego materiału (charakterystyczne dla konstrukcji przenośnika i własności transportowych danego materiału), m2,

            r              -              gęstość przemieszczanego materiału, kg/m3,

        stech              -              współczynnik wykorzystania parametrów technicznych narzędzia roboczego, wyraża zmniejszenie wydajności z powodu: nieciągłości i niepełnego przekroju strumienia przemieszczanego materiału (głównie w wyniku nierównomiernego podawania) oraz poślizgu po taśmie i zsuwania się materiału transportowanego pod kątem ostrym do poziomu (w dopuszczalnym zakresie), na ogół  stech < 1.

              Wydajność techniczna  Qtech w kg/h dla maszyny wielonaczyniowej o pracy ciągłej (produkcja realizowana porcjami jw.):

(7)

,

gdzie: stech -              współczynnik wykorzystania parametrów technicznych narzędzia roboczego, wyraża zmniejszenie wydajności z powodu: występowania porcji niepełnych i braku materiału w przemieszczających się naczyniach oraz zsuwania się materiału w transporcie, na ogół stech < 1,

              - oznaczenia pozostałe jw.

4. Wydajność eksploatacyjna

Wydajność eksploatacyjna Qe jest to:

·       liczba średnia jednostek miary produkcji, kg,

·       wykonanej zgodnie z wymaganą jakością,

·       w czasie jednej godziny, 1h,

·       osiągnięta w warunkach:

-              technicznych miejsca realizacji robót (jak przy wydajności technicznej) i

-              wykorzystania czasu roboczego na zorganizowanej budowie.

Na zorganizowanej budowie są spełnione następujące warunki:

·       organizacja, technologia, stanowisko pracy oraz zarządzanie są prawidłowe,

·       maszyna w dobrym stanie technicznym, obsługiwana przez wykwalifikowanego
(-nych) operatora (-ów) jest zastosowana zgodnie z przeznaczeniem.

Wydajność eksploatacyjna Qe w kg/h dla maszyny:

Qe = Qtech se

(8)

,

gdzie:   Qtech              -              wydajność techniczna, kg/h, jw.,

                 se              -              współczynnik wykorzystania czasu roboczego, wyraża proporcję: czasu pracy efektywnej na zmianie roboczej do czasu trwania zmiany, wielkość niemianowana, se < 1.

              Czas trwania zmiany roboczej oznaczony przez zm. - na ogół jest równy 8 h. Zatem wydajność eksploatacyjna dla maszyny wyrażona w kilogramach na zmianę - kg/zm. wynosi:

Qe = 8Qtech se.

Współczynnik wykorzystania czasu roboczego se dla zmiany 8. godzinnej:

(9)

,

gdzie (czasy trwania podczas  8. godzinnej zmiany roboczej):

          t...