автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Улучшение технологических и эксплуатационных показателей одноковшовых экскаваторов сельскохозяйственного и мелиоративного назначения

Введение.

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования.,,,,,.,,

1.1 Техноголический процесс производства механизированных работ в сельскохозяйственном производстве.

1.2 Объем и виды работ, выполняемых экскаваторами в сельскохозяйственном производстве и их классификация.,.,.

1.3 Основные технико-экономические требования к экскаваторным работам и пути их улучшения.

1.3.1 Пути улучшения технико-экономических показателей экскаваторных работ.

1.4 Анализ исследований производительности и энергоемкости од-ноковшых экскаваторов.

1.4.1 Энергоемкость одноковшовых экскаваторов.

1.5 Основные пути расширения технологических возможностей одноковшовых экскаваторов в сельскохозяйственном производстве

1.6 Выводы.

1.7 Ц ель и задачи исследования

2 Теоретические предпосылки улучшения технологических и эксплуатационных показателей одноковшовых экскаваторов

2.1 Производительность одноковшовых экскаваторов

2.1.1 Анализ рабочего цикла одноковшовых экскаваторов в завжсимости от вида работ.

2.2 Основы теории резания мерзлых грунтов и оптимизащш параметров режущих элементов.

2.2.1 Основы теории резания мерзлых грунтов.

2.2.2 Обоснование и оптимизация; параметров режущих органов на ковшах гидравлических экскаваторов.

2.2.3 Кинематика рабочего органа.

2.2.4 Производительность экскаватора при разрыхлении грунта.

2.3 Технология производства земляных работ одноковшовыми экскаваторами с модернизированным рабочим оборудованием.

2.4 Повышение качества производства земляных работ одноковшовыми экскаваторами в сель скохозяйственном производств е.

2.5 Выводы.

3 Программа и методика экспериментальных исследований

3.1 Программа экспериментальных исследований.

3.2 Методика экспериментальных исследований.

3.2.1 Определение производительности одноковшовых экскаваторов

3.2.2 Качество работы одноковшового экскаватора с применением устройства для поддержания заданной глубины копания.

3.2.3 У дельный расход топлива и энергоемкость экскаватора.

3.3 Приборы и оборудование для проведения исследований.

3.4 М атематическая обработка экспериментальных данных.

4 Результаты экспериментальных исследований.

4.1 В лияние категории грунтов на производительность одноковшо- 103 вых экскаваторов с модернизированным рабочим оборудованием.

4.2 Определение удельного расхода топлива и энергоемкости экска- 110 ваторов при разработке мерзлых грунтов.

4.3 В лияние применения устройства для поддержания заданной глу- 111 бины копания на качество работы одноковшового экскаватора

4.4 Выводы.

5 Экономическая эффективность результатов исследования

5.1 Расчет экономической эффективности.

5.2 Затраты на модернизацию.

5.3 Определение стоимости машино-смены.

Общие выводы

На основании проведённых теоретических, экспериментальных и технико-экономических исследований можно сделать следующие выводы:

1. Исследованы и выявлены факторы, влияющие на производительность одноковшовых экскаваторов. Установлено, что одним из главных факторов, снижающих эксплуатационные' показатели экскаваторов, является продолжительность копания серийным рабочим органом мёрзлых грунтов.

2. Определены влияние глубины копания и трудности разработки мёрзлых грунтов на продолжительность рабочего цикла экскавации грунтов.

3. Предложен модернизированный рабочий орган с дополнительными рыхлитель ными зубьями, позволяюхщей снизить продолжительность копания мёрзлых грунтов одноковшовыми экскаваторами в 1,7 раза. Обосновано, что за счёт установки дополнительных рыхлительных зубьев можно увеличить производительность машины в среднем на 76% по сравнению с базовой машиной.

4. Разработаны теоретические основы для определения оптимальных параметров режущих органов на ковшах гидравлических экскаваторов, При этом выявлен объёмный коэффициент вместимости ковша, равный 1,0 -1,2.

5. Предложена рациональная технология разработки мёрзлых грунтов с модернизированным рабочим органом, и подтверждена её эффективность экспериментальными исследованиями. В результате применения модернизированного ковша и новой технологии, производительность машин повысилась на 70%, удельные энергозатраты снизились на 76,3%, удельных"! расход топлива — на 86%»=

128

6. Для улучшения технологических показателей и повышения качества производства экскаваторных работ предложено эффективное устройство, в результате применения которого качество работ повысилось на 29%, и энергозатраты снизились на 28%.

7. Годовой экономический эффект от внедрения комплекса мероприятий, направленных на улучшение технологических показателей и повышения качества производства экскаваторных работ за счёт модернизации рабочего органа и применения эффективного устройства, составил 64975 руб.

1. Абдразаков Ф.К. Машины для прокладки и содержания каналов. Саратов;

2. Роговский Т.М., Поздин В.А., Яруншн М.И. Механизация, организация ипроизводство гидротехнических работ, М, 1965, 512 с.

3. Бортов Т.С., Колесниченко В.В. Организация и технология производства земляных работ. М. Высшая школа, 1978. 240 с.

4. Ю.Меламут Д.Л. Гидромеханизация в ирригационном и сельскохозяйственном строительстве. М. Стройиздат, 1967, 392 с. 11 .Мелентьев В.А., Колпаншиков Н.П., Валнин Б.А. Намывные гидротехнические сооружения, м. Энергия, 1973.

5. Покровский Г.И., Федоров И.С. Возведение гидротехнических зем ляных сооружений направленным взрывом. М.Стройиздат, 1971,215 с.

6. Пулатов У.Ю. Основы механизации гидромелиоративных работ в зоне орошения. М. Колос, 1977, 126 с.

7. Рейш А.К. Повышение производительности одноковшовых экскаваторов, -М.Стройиздат, 1983, 167 с.

8. Ясршецкий В.Г., Фенин Н.К. Организация и технология гидромелиоративных работ. М. Агропромиздат, 1986, 352 с.

9. Суриков В .В., Фарберман Б.Г., Юрчук В.М. Роторные экскаваторы для. сельскохозяйственных мелиорации. -М. Агропромиздат, 1987, 343 с.

10. Борщов Т.С., Мансуров P.A., Сергеев В.А. Мелиоративные машины. -Л.Агропромиздат, 1985, 288 с.

11. Изаксон A.A., Донской В.М., Филатов А.И. Справочник молодого машиниста экскаватора. М. Высшая школа, 1985, 223 с.

12. Домбровский Н.Г. Повышение производительности одноковшовых экскаваторов. М. Стройиздат, 1951, 320 с.

13. Горский С.С., Мер И,И. Современные мелиоративные и строительные машины. -М.Колос, 1970, 200 с.

14. Мащенский A.A. Энергонасыщенные машины в мелиорации. Минск: Наука и техника, 1985, 288 с.

15. Гаркави Н.Г., Аринченков В .И., Карпов В,В. Машины для земляных работ. М. Высшая школа, 1982, 335 с.

16. Суриков B.B. Строительные машины для механизации гидромелиоративных работ. М. Агропромиздат, 1985, 351 с.

17. Рябов Г.А., Мер И.И,, Прудников Г.Т. Мелиоративные и строительные машины. М. Колос, 1976, 360 с.

18. Строительные нормы и правила, /Часть III Раздел Б. Глава I СНиП Ш-Б.11 71./ - М.Стройиздат, 1972, 54 с.31 .Баршнпалов В.Ф. Строительство наружных трубопроводов, М. Высшая школа, 1980, 199 с.

19. Строительные нормы и правила / СНиП III 8 - 76, Часть III, Глава 8/М. Стройиздат, 1977, 103 с.

20. Путятин М.Д. Эксплуатация мелиоративных машин. М.Кол ос, 1969, 320 с.34 .Крившин А.П. Повышение эффективности использования дорожных машин. М. Транспорт, 1980, 263 с.

21. ЗЗ.Канторер С.Е. Строительные машины и экономика их применения М. Высшая школа, 1973, 528 с.

22. Васильев Б.А., Гантман В.Б., Суриков В.В. Мелиоративные и строительные машины. М. Агропромиздат, 1985, 224 с.

23. Алексеева Т.В., Артемьев А.К., Бромберг A.A., Войцековский Р.И., Ульянов H.A. Дорожные машины / Машины для земляных работ. Часть I/ M. Машиностроение, 1972, 504 с.

24. Мер И.И. Мелиоративные машины. М. Колос, 1980, 351 с.

25. Ващенко И.И. Землеройные машиныДиев:Будтельник, 1982, 168 с.43 .Карловский В.Ф. Строительство осушитель но увлажнительной сета. Минск. Урожай, 1976.

26. Канторер С.Е. Методы обоснования эффективности применения машин в строительстве. М. Стройиздат, 1969.

27. Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно строительных машин. М. Высшая школа, 1981, 335 с.

28. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. М. Машиностроение, 1968, 376 с.

29. Федоров Д.И. Рабочие органы землеройных машин. М. Машиностроение, 1989 368 с.

30. Зеленин А.Н., Баловнев В.И., Керов И.П. Машины для земляных работ. М. Машиностроение, 1975, 424 с.

31. Атаев С.С., Канторер С.Е. Технология и механизация строительного производства, часть I. М. Высшая школа, 1983, 359 с.

32. Строительные и дорожные машины. №1, 1997 г. Технология разработки мёрзлых грунтов.

33. Справочник молодого машиниста экскаватора. Донской В.М., Корнеев В,П., Маркин В.А., Филатов А.И., М. Высшая школа, 1988, 320 с.

34. Николаенко A.B. Теория, конструкция и расчет автотранспортных двигателей. М. Колос, 1984, 335 с.

35. Болтинский В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. М.Издательство с/х литературы, 1962,390 с.

36. Экскаваторы одноковшовые, универсальные, гидравлические. /Технические условия. ГОСТ 22894 77 М.Издательство стандартов, 1986, 27 с.

37. Экскаваторы одноковшовые универсальные. / Правила приемки и методы периодических испытаний ГОСТ 12910 79. М. Издательство стандартов, 1980, 7 с.

38. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рошин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л. Колос, .1980, 168 с.

39. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта,М.Агропромиздат, 1985,351 с.

40. Лукомский Я.И. Теория корреляции и ее применение к анализу производства. М. Гоестатиздат, 1961, 375 с.

41. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М. Высшая школа, 1977,479 с.

42. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.Колос, 1973, 194 с.

43. Абдразаков Ф.К., Горюнов Д.Г. Формирование оптимального состава экскаваторного парка залог стабильности хозяйства. Механизация: строительства N8, 1998г.

44. Суриков В.В. Эксплуатация мелиоративных машин в зимних условиях. Справочник, -М, Агропромиздат, 240 с.

45. Дроздов Н.Е. и др. Строительные машины и оборудование. Курсовое и дипломное проектирование. -М. Стройиздат, 1988, 191 с.

46. Батеенков П.С. Методические указания. "Расчет экономической эффективности внедрения новой техники". Саратов. Саратовская с/х академия, 1997, 30 с.

47. Мелиоративные и строительные машины N9, 1998 г.66= Еабков В.Ф. Безрук В ,М, Основы грунтоведения и механики грунтов, — М.: Высшая школа, 1986. 239 с.

48. Мелиоративные машины, тракторы и автомобили./ Труды. Т. 54. М.: Гидромелиоративный ин-тут, 1977. - 183 с.

49. Бохен Н.И., Нагорекйй И.С. Автоматизация механизированных процессовв растениеводстве. -М. Колос, 1982. 175 с.

50. Николаенко A.B. Теория, констукция и расчет автотранспортных двигателей. М .Колос, 1984. - 335 с.

51. Селезнев Ф. С орошаемых земель полной мерой. - Степные просторы, 1988, № 12, с 2.5.

52. Полканов И.П. Теория и расчет МТА. М. Машиностроение, 1964. -255 с.

53. Развитие систем управления одноковшовых гидравлических экскаваторов. // Обзорная информация. Серия I. "Экскаваторы и стреловые краны". Акинфеев A.A., Корнешенко С.И., М.: ЦНИЙТЭ - Строймаш, 1986, вып. 3, 38 с.

54. Методика (Основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. -М.: ВНИИПИ, 1986, 51 с.

55. Горячкин В.П. Собрание сочз-юешш. Т. 17, -М.; Колос. 1965. -459 с.

56. Воронцов Вельяминов Н.П., Ряхин В,А.? Рейш А.К. Экскаваторы для сельскохозяйственного строительства. - М.: Высшая школа, 1971,- 440 с.

57. Кукла В А., Босак В.Д., Прентковский А.Г. Технология и организация производства земляных работ. Киев.: БУД. В ЕЛЬНИК., 1978. - 176 с.

58. Кононенко А.Ф., Каменский A.C. Системные методы обеспечения надежности и эффективности сельскохозяйственной техники. М.: ВНИЙТЭИ-агропом, 1986, 100 с.

59. Методы определения условий испытаний./ Сельскохозяйственная техника, ГОСТ 20915 -75. М.: Издательство стандартов, 1975. - 34 с.

60. Экскаваторы одноковшовые универсальные. / Методы определения емкости ковша. ГОСТ 17257 79. - М.: Издательство стандартов, 1980. - 6 с.

61. Бутенин Н.В., ЛунцЯ.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. / T.L -М.: Наука. 1985.-223 с.

62. Боловнев В.И. Дорожно строительные машины с рабочими органами интенсифицирующего действия. - М.: Машиностроение, 1981. - 223 с.

63. Крившин А.П. Эксплуатационные свойства и эффективность землеройно-транспортных машин. М.: Транспорт, 1975.-240 с.

64. Строительные нормы и правила. / СН иП IV- 5- 82. Часть IV, Глава 5. -М.: Стройиздат, 1982. 110 с.

65. Фелоров Д.И., Бондаревич Б.А. Надежность рабочего оборудования землеройных машин. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

66. Недорезов И.А. О прогнозировании эффективности землеройных машин. Строительные и дорожные машины, 1975, № 2, с. 26. 28.

67. Машины для земляных работ. / Под редакцией Ю.А. Ветрова, Киев: В ища школа, 1976. - 368 с.

68. Фомичев В ,П. Методика расчета оптимальных режимов работы траншейных экскаваторов. Ростов-на-Дону, Инженерно - строительный институт, 1970.- 118 с.

69. Недорезов И.А., Бондаревич Б.А., Федоров Д.И. Вероятностный анализ усилий в рабочем оборудовании землеройных машин. Строительные и дорожные машины, 1971 , № 8, с. 10-12.

70. Ребеко Л.В., Куршюв Г.В. Определения емкости ковша гидравлического экскаватора, с учетом устойчивости при копаний. Строительные и дорожные машины, 1977 , № 7, с. 23-24.

71. Домбровский Н.Г., Жуков П.А., Аверин Н.Д. Экскаваторы. М.: Машгиз, 1949.-663 с.

72. Гоберман A.A. Основы теории, расчета и проектирования строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1988. - 464 с.

73. Домбровский Н.Г. Экскаваторы. М.: Машиностроение, 1969.- 319с.

74. Рейш. А.К., Куртинов A.B., Дегтярев А.П., Руденский С .И., Лукьянченко А.Ф., Ушаков К.С. Земляные работы. М.: Стройиздат, 1984. - 320 с.136

75. Инструкция по определению экономической эффективности новых строительных, дорожных, мелиоративных машин, противопожарного оборудования, лифтов, изобретений и рацпредложений. М.: ЦНИИТЭстроймшп. - 1978.

76. Домбровский Н.Г., Гашшрин М.И. Строительные машины. Часть II. М.; Высшая школа, - 1985.

77. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. -- М,; Машиностроение, 1971.- 357 с.

78. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971,- 192 с.

79. Рекомендации по определению годовых режимов работы и зксгтуатшда-онной производительности новых строительных машин. М.: Сторйиздат, 1982.-41 с.

80. Ясинецкий В.Г., Ачкасов Г.Н., Иванов Е.С. Производство гидромелиоративных работ. -М.: Агропромиздат, 1987.-143с.

81. Ясинецкий В.Г., Фенин Н.К., Громов В.И. Производство гидромелиоративных работ. М.: Колос, 1972. - 264 с.

82. Кондоурова Н.М. Рациональная вместимость ковша гидравлических экскаваторов. Строительные и дорожные машины, 1986 , № 2, с. 9 -10.

83. Результаты расчета производительности одноковшовых экскаваторов в зависимости от категории грунтов.

84. Производительность экскаваторов определялась по формуле 2.1 (без учета Ко).

85. Производительность экскаватора ЭО 3323:

86. Пэ1 = 3600 * 0,63 * 0,95 * 0,97 ё 0,9 * 0,92 / (209 й 1,4) = 5,9 мг7ч

87. Пэ2 = 3600 * 0,63 * 0,95 * 0,97 * 0,9 * 0,92 / (229 * 1,4) = 5,4 м*/ч

88. Пэз = 3600 * 0,63 * 0,95 * 0,97 * 0,9 * 0,92 / (237 * 1,4) = 5,2 м*/ч

89. Пэ4 = 3600 * 0,63 * 0,95 * 0,97 * 0,9 * 0,92 / (252 * 1,4) = 4,9 м3/ч

90. ПЭ5 = 3600 * 0,63 * 0,95 * 0,97 * 0,9 * 0,92 / (281 * 1,4) = 4,4 м3/ч

91. Производительность экскаватора ЭО 3323М:

92. П'э1 = 3600 * 0,63 * 1 * 0,97 * 0,9 * 0,92 / (124 * 1,4) = 10,5 м3/ч

93. П'э* 3600 * 0,63 ё 1 й 0,97 * 0,9 й 0,92 / (135 й 1,4) - 9,6 т3/ч

94. П'ээ = 3600 * 0,63 * 1 * 0,97 * 0,9 й 0,92 / (141 * 1,4) = 9,2 м3/ч

95. П'Э4 = 3600 * 0,63 * 1 * 0,97 * 0,9 * 0,92 / (148 * 1,4) = 8,8 м3/ч

96. П'э5 = 3600 * 0,63 * 1 * 0,97 * 0,9 * 0,92 / (166 * 1,4) = 7,8 м3/ч

97. Результаты расчета производительности одноковшовых экскаваторов взависимости от глубины копания.