Совершенствование конструкции экскаватора с целью расширения технических возможностей

Т3 - время на установку глубины подачи, Т3 - 0,1мин.

Тв = 0,2 + 0,1 + 0,1 = 1,4мин;

Переход 9

Фрезерование паза

Инструмент: Фреза концевая для обработки паза; d = 32

S = 12,5мм; t = 3мм; n = 140об/мин;

То = L / n * S; (57)

где L - длина паза, L = 9мм;

То = 9 / 140 * 12,5 = 0,05мин;

Вспомогательное время складывается из:

Т1 - время на установку детали, Т1 - 0,2мин.

Т2 - время на закрепление детали, Т2 - 0,1мин.

Т3 - время перемещения инструментов станка, Т3 - 0,02мин.

Т4 - время контроля, Т4 - 0,07мин.

Т5 - время на установку глубины фрезерования, Т5 - 0,03мин.

Т6 - время на снятие детали, Т6 - 0,01мин.

Тв = Т1 + Т2 + Т3 + Т4 + Т5 + Т6 ; (58)

Тв = 0,2 + 0,1 + 0,02 + 0,07 + 0,03 + 0,01 = 0,34мин;

Переход 10

Сверление отверстия 19, Инструмент: Сверла d = 18 с нормальной заточкой

t = 0,25мм; n = 1800об/мин,

То = L / t * n; (59)

где L - глубина отверстия, L = 26мм;

То = 26 / 0,25 * 1800 = 0,05мин;

Вспомогательное время:

Т1 - время на установку детали, Т1 - 0,20мин.

Т2 - время на закрепление детали, Т2 - 0,1мин.

Т3- время контроля, Т3- 0,07мин.

Т4- время перемещения инструмента, Т4- 0,01мин.

Т5- время на снятие детали, Т5 - 0,02мин.

Тв = 0,15мин;

Тв = 1,04мин;

Переход 11.

Нарезаем резьбу в отверстия.

Инструменты: Метчих d = 22.

t = 3мм; S = мм; n = 60об/мин

То = 22 / 60 * 1 = 0,36мин

Вспомогательное время

Т1 - время на закрепление детали, Т1 - 0,01мин.

Т2 - время контроля, Т2 - 0,07мин.

Т3- снять деталь, Т3- 0,01мин.

Время, затрачиваемое на отверстия

Тв = Т1 (Т2 * 1) + Т3; (60)

Тв = 00,1 + (0,07 * 1) + 0,1 = 0,09мин;

3. Экономическая часть

3.1 Определение капитальных затрат

В основу расчета принимают иевентарно-расчетную стоимость машины, которая состоит из оптово-отпускной цены и расходов, связанных с доставкой машины. Расходы по доставке с включением заготовительно-складских и снабженских расходов учитывает коэффициент перехода от оптовой цены к расчетно-балансовой стоимости.

Стоимость базовой машины Сбаз, руб. определяем по формуле:

С баз = Ц опт * Кб; (61)

где Ц опт- оптово-отпускная цена машины, руб;

Кб - коэффициент перехода от оптовой цены к расчетно-балансовой стоимости, Кб = 1,09;

С баз. = 2300275 * 1,09 = 2540000руб.

Балансовая стоимость машины после модернизации Сб.мод. руб., определяется по формуле:

С б.мод. = С баз + С мод; (62)

где С мод - стоимость модернизации, руб.

С мод = Смодпак + Смодизг ; (63)

где Смодпак - сумма затрат, связанных с приобретением и монтажом покупных, стандартных изделий, руб.

Смодизг - сумма затрат, связанных с изготовлением модернизированных узлов, руб.

Смодпак = ? (П * Ц опт) * К тр * К м; (64)

где П - число комплектующих изделий, используемых для модернизации одной машины.

Ц опт - оптовая цена соответствующей единицы комплектующих элементов, руб.

К тр - коэффициент, учитывающий расходы по транспортировке комплектующих элементов с завода изготовителя, К тр = 1,09.

К м - коэффициент, учитывающий расходы по монтажу модернизированных узлов, К м = 1,12.

На комплектующие изделия составляем ведомость, указанная в таблице №3

Таблица №3 - Ведомость

Смодпак = (1 * 12800 + 2 * 15800 + 3 * 1500 + 2 * 1200 + 1 * 8100 + 1 * 145000) * 1,09 * 1,12 = 249365руб.

Затраты, связанные с изготовлением модернизированных узлов Смодизг, руб. определяются по формуле:

Смодизг = М + З + Ц + О; (65)

где М - стоимость основных материалов и полуфабрикатов, расходуемых на модернизацию машины, руб.

З - основная и дополнительная заработная плата с отчислением на социальные нужды основных рабочих, связанных с изготовлением и монтажом модернизированных узлов, руб.

Ц - цеховые расходы, руб.

О - общезаводские расходы, руб.

Составляем таблицу №4, куда будут занесены данные о норме расходов материалов на модернизацию одной машины.

Таблица №4 - Отображение расходов материалов на модернизацию одной машины

Стоимость основных материалов и полуфабрикатов, расходуемых на модернизацию машин М, руб. определяем по формуле:

М = ? (Нм * Ц м); (66)

где Нм - норма расходов материалов на модернизацию машин, кг.

Ц м - цена принятой единицы материалов, руб.

М = 2 * 250 * 20 * + 1 * 25 * 20 + 2 * 8 * 20 + 1 * 37 * 20 + 1 * 27 * 20 + 1 * 20 * 20 + 1 * 15 * 20 = 7640руб.

Основную и дополнительную заработную плату с отчислениями на социальные нужды основных рабочих, связанную с изготовлением и монтажом модернизированных узлов З, руб. определяем по формуле:

З = ? ti * Tn * K1 * K2 * K3; (67)

где ti = трудоемкость на изготовление и монтаж детали, чег-г.

Tn = средняя часовая тарифная ставка, руб; Tn = 25руб.

K1 = коэффициент, учитывающий доплаты до часового фонда заработной платы, K1 = 1,4.

K2 = коэффициент, учитывающий доплаты до дневного и месячного фондов заработной платы, K2 =1,1.

K3 = коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды, K3 =1,356.

Трудоемкость находим на основании нормативов трудоемкости в чел-г, затраченной на изготовление и монтаж единицы массы продукции.

tn = B *tб; ; (68)

где tn - трудоемкость одной тонны новой конструкции;

B - масса новой конструкции;

tб - трудоемкость одной тонны механоизделий однотипной конструкции.

Если при изготовлении и монтаже изделия используется кузнечнопрессовое оборудование, то на 1 кг. конструкции затрачивается трудоемкость 0,5 чел-г; если используются металлорежущие станки, то трудоемкость на 1 кг. конструкции составляет 0,7 чел-г. Если же используется то и другое оборудование при изготовлении и монтаже изделия, то трудоемкости на 1 кг. конструкции, складываются.

t = (0,5 + 0,7) * 2 * 250 + 0,7 + 25 + 0,7 * 8 * 2 + 0,7 *37 + 0,7 * 27 + 0,7 * 20 + 0,7 * 15 = 71,76 чел-г.

З = 71,76 * 25 * 1,4 * 1,1 * 1,356 = 3757,35руб.

Цеховые расходы Ц, руб. принимаются в размере 200% от прямой заработной платы основных рабочих.

Ц = 71,76 * 25 * 2 = 3588руб.

Общезаводские расходы О, руб. принимаются в размере 85% от прямой заработной платы основных рабочих.

О = 71,76 * 25 * 0,85 = 1524,9руб.

Определяем затраты, связанные с изготовлением модернизированных узлов:

Смодизг = 7640 + 3757,35 + 3588 + 1524,9 = 16510,25руб.

Определяем стоимость модернизации машины:

Смод = 249365 + 16510,25 = 265875,25руб.

Определяем балансовую стоимость машины, после модернизации:

Сб.мод = 2540000 + 265875,25 = 2805875,25руб.

3.2 Определение годовой эксплуатационной производительности машины

В экономической части дипломного проекта расчитывается эксплутационная производительность машины до модернизации и после нее.

Годовая эксплутационная производительность машины Пэгод, м3/год расчитывается по формуле:

Пэгод = Пэч * Тгод * Кв; (69)

где Тгод - годовой действительный фонд рабочего времени работы машины, ч; Тгод = 3104ч.

Пэч - часовая эксплутационная производительность, м3/2.

Кв - коэффициент использования внутреннего времени. Кв = 0,5.

1. Для базовой машины

Пэгод.б. = 128 * 3104 * 0,5 = 198656м3/год.

2. Для модернизированной машины

Пэгод.м. = 160 * 3104 * 0,5 = 248320м3/год.

Продолжительность работы на объекте на модернизированной машине Тоб.м., машинно-ч, определяем по формуле:

Тоб.м. = Тоб.б. * Пэг.б. / Пэг.м.; (70)

где Тоб.б.- продолжительность работы на объекте базовой машины, машинно-ч; Тоб.б. = 2650 машинно-ч.

Тоб.м. = 2650 * 128 / 160 = 2120 машинно-ч.

3.3 Определение себестоимости машино-смены

Себестоимость машино-смены С, руб/машинно-ч определяем следующей формуле:

Смаш = А + Р + Б + З + О + Э + С + Г + П, (71)

где А - амортизационное отчисление на полное восстановление, руб/ машинно-ч.

Р - затраты на выполнение всех видов ремонта, диагностирование и всех видов технического обслуживания, руб/ машинно-ч.

Б - затраты на замену быстроизнашивающихся частей, руб/ машинно-ч.

З - оплата труда рабочих, управляющих машиной, руб/ машинно-ч. руб/ машинно-ч.

О - отчисления на социальные нужды, руб/ машинно-ч.

Э - затраты на энергоносители, руб/ машинно-ч.

С - затраты на смазочные материалы, руб/ машинно-ч.

Г - затраты на гидравлическую и охлаждающую жидкость, руб/ машинно-ч.

П - затраты на перебазировку машин с одной строительной площадки на другую, руб/ машинно-ч.

Амортизационные отчисления А, руб/ машинно-ч на полное восстановление машины определяем по следующей формуле.

А = С б. мод * На / Т * 100, (72)

где С б. мод - балансовая стоимость машины после модернизации, руб С б. мод = 2805875,25руб.

На - норма амортизационных отчислений, %.; На = 14,29%.

В связи с тем, что экскаватор используется в условиях повышенной интенсивности, а именно разработка грунтов мерзлой прочности, то норма амортизационных отчислений умножается на 2.

Т - среднегодовой режим эксплуатации машины, руб/ машинно-ч/год; Т = 2120 руб/ машинно-ч/год.

А = 2805875 * 14,29 * 2 / 2120 * 100 = 378,26 руб/ машинно-ч.

Затраты на выполнение всех видов ремонта, диагностирование и техническое обслуживание Р, руб/ машинно-ч определяем по формуле:

Р = С б. мод * Нр / Т * 100; (73)

где Нр - годовая норма затрат и техническое обслуживание, %.

Нр = ? (Р + ТО) / С б. мод; (74)

где ? (Р + ТО) - сумма среднегодовых затрат на ремонт и техническое обслуживание машины, руб/машинно-ч.

Сумма среднегодовых затрат на ремонт и техническое обслуживание ? (Р + ТО), руб/машинно-ч включает в себя следующие затраты:

1. Затраты на приобретение запасных частей, узлов и агрегатов с учетом затраты на их доставку (Р + ТО)I руб.

Эти затраты составляют:

а) На эксплуатацию, которые составляют 9% от балансовой стоимости машины (Р + ТО)I экс. = 2805875,25 * 0,09 * 1,09 = 275256,35 руб.

б) На капитальный ремонт, который составляет 12% от базовой стоимости машины (Р + ТО)I кр. = 2805875,25 * 0,12 * 1,09 = 367008,48руб.

Затраты на приобретение запасных частей, узлов и агрегатов с учетом затраты на их доставку (Р + ТО)I руб. в расчете на год определяем по следующей формуле:

(Р + ТО)I = (Р + ТО)I экс + ((Р + ТО)I к. * р. / Т к. р. * Т); (75)

где Т к. р. - периодичность проведения капитального ремонта, машинно-ч; Т к. р. = 6000 машинно-ч.

(Р + ТО)I = 275256,35 + (367008,48 / 6000 * 2120) = 404915,55руб.

2. Затраты на приобретение ремонтных материалов с учетом затрат на их доставку по фактическим данным (Р + ТО)II, руб. Они составляют 10% от стоимости основных частей.

(Р + ТО)II= 404915,55 * 0,1 = 40491,55руб.

3. Затраты, связанные с оплатой труда ремонтных рабочих (Р + ТО)II, руб.

(Р + ТО)II = ? ti * Tч, (76)

где ? ti - трудоемкость выполнения ремонтов, чег-г.

Тч - средняя часовая тарифная ставка, руб. Tч = 25руб.

? ti = t то + t тр + t кр; (77)

где t то - трудоемкость выполнения ТО-1 и ТО-2, чет -ч.

t тр - трудоемкость выполнения текущих ремонтов, чел-ч.

t то = Т / Т то-1 * tто-1 + Т / Тто-2 * tто-2 ; (78)

где Тто-1, Тто-2 - периодичность проведения соответственно То-1 и То-2, машинно-ч;

Тот-1 = 50 машинно-ч.

Тот-2 = 250 машинно-ч.

tто-1, tто-2 - трудоемкость проведения соответственно, То-1 и То-2 чел-ч.

tто-1= 5 чел-ч.

tто-2 = 15 сел-ч.

t то = 2120 / 50 + 2120 / 250 * 15 = 339,2 чел-ч.

Трудоемкость выполнения текущих ремонтов t тр, чел-ч определяем по формуле: t то

t тр = Т / Ттр * t тр; (79)

где Ттр - периодичность проведения текущего ремонта, машинно-ч; Ттр = 1000 машинно-ч.

t тр - трудоемкость выполнения одного текущего ремонта, чел - ч; t тр = 420 чел-ч.

t тр = 2120 / 1000 * 420 = 890 чел-ч.

Трудоемкость выполнения капитальных ремонтов t кр, чел-ч определяем по формуле:

t кр = Т / Т кр * t кр; (80)

где Т кр - периодичность проведения капитального ремонта, машинно-ч; Т кр = 6000 машинно-ч.

t кр - трудоемкость проведения одного капитального ремонта, чел-ч; t кр = 730 чел-ч.

t кр = 2120 / 6000 * 730 = 255,5 ЧЕЛ-Ч.

3.4 Определяем затраты, связанные с оплатой труда ремонтных работ за год

(Р + ТО)III = (339,2 + 890 + 255,5) 25 = 37117,5руб.

4. Затраты на эксплуатацию ремонтных баз и технологического ремонта оборудования (Р + ТО)IV , руб.

Эти затраты составляют 50% от оплаты ремонтных рабочих.

(Р + ТО)IV = 37117,5 * 0,4 = 14847руб;

5. Накладные расходы на организации, осуществлению технического обслуживания и ремонта машин, (Р + То)V , руб.

Эти расходы принимаются в размере 70% от оплаты труда ремонтных рабочих (Р + То)V, руб.

(Р + То)V= 37117,5 * 0,7 = 25982,25 руб.

6. Прибыль организации в собственности которой находится машина (Р + То)VI, руб.

Прибыль составляет 30% от оплаты труда ремонтных рабочих.

(Р + То)VI= 37117,5 * 0,3 = 11135,25 руб.

3.5 Определяем сумму среднегодовых затрат на ремонт и техническое обслуживание

? (Р + ТО) = 40491,55 + 40491,55 + 37117,5 + 14847 + 25982,25 + 11135,25 = 170065руб.

Определяем годовую норму затрат на ремонт и техническое обслуживание.

Нр = 170065 / 2805875,25 * 100 = 6%

3.6 Определяем затраты на выполнение всех видов ремонта, диагностирования и технического обслуживания

Р = 2805875,25 * 6 / 2120 * 100 = 79,41руб. машинно-ч.

Затраты на замену быстроизнашивающихся частей Б, руб/машинно-ч определяем по формуле:

Б = Ц бч * К д бч * К бч / Тр; (81)

где Ц бч - цена быстроизнашивающейся части данного вида детали, руб.

К д К бч - коэффициент, учитывающий затраты на доставку быстроизнашивающихся частей, К д К бч = 1,09.

Кбч - количество быстроизнашивающихся частей данного вида, одновременно заменяемых на машине.

Тр - нормальный ресурс быстроизнашивающихся частей данного вида, машинно-ч; Тр = 80 машинно-ч.

На проектируемом экскаваторе с рыхлительным оборудованием одновременно производили замену клина и наконечников.

Цена клина - Ц бчклин = 4800руб.

Цена наконечника - Ц бчнак = 350руб.

Б = (4800 * 1 + 350 * 5) * 1,09 / 80 = 89,24руб/машинно-ч.

Затраты связанные с оплатой труда рабочих, управляющих машиной определяем по формуле:

З = Зр * t; (82)

где Зр - оплата труда рабочего 6-го разряда, руб/чел-ч; Зр = 40руб/чел-ч.

t - затраты труда рабочего, чел-ч/машинно-ч; t = 1 чел-ч/машинно-ч.

З = 40 * 1 = 40руб/машинно-ч.

Затраты связанные с отчислением на социальные нужды О, руб/машинно-ч принимаются в размере 35,6% от заработной платы.

О = 0,356 * 40 = 14,24руб/ машинно-ч.

Затраты на энергоносители Э, руб/машинно-ч, а именно, на дизельное топливо определяем по формуле:

Эд = Нд * Цд * Кдд; (83)

где Нд - норма расхода дизельного топлива при работе машины в технологическом режиме, кг/машинно-ч; Нд = 10,4кг/машинно-ч.

Кдд - коэффициент, учитывающий затраты на доставку дизельного топлива до заправляемой машины; Кдд = 1,09

Цд - цена приобретения дизельного топлива, руб/кг; Цд = 15руб/кг.

Эд = 10,4 * 15 * 1,09 = 170руб/машинно-ч.

Затраты на смазочные материалы С, руб/машинно-ч определяются по формуле:

С = 0,63 * Ц с м * Н д; (84)

где 0,63 - коэффициент, учитывающий расход смазочных материалов.

Ц с м - средневзвешенная региональная рыночная цена на смазочные материалы с учетом затрат, связанных с доставкой до обслуживаемой машины, руб/кг Ц с м = 30руб.

Нд - норма расхода дизельного топлива при расходе машины в технологическом режиме, кг/машинно-ч.

Нд = 10,4 кг/машинно-ч.

С = 0,063 * 30 * 10,4 = 19,66руб/машинно-ч.

Затраты на гидравлическую и охлаждающую жидкость Г, руб/машинно-ч определяем по формуле:

Г = О * Д г * К д * П г * Ц г * К д г / Т; (85)

где О - средневзвешенный показатель вместимости гидравлической системы, л; О = 120л.

Д г - плотность гидравлической жидкости, кг/л; Д г = 0,87кг/л.

К д - коэффициент доливок гидравлической жидкости, восполняющие ее систематические утечки при работе экскаватора, К д = 1,5.

П г - периодичность полной замены гидравлической жидкости, П г = 2.

Ц г - цена приобретения гидравлической жидкости, руб/кг; Ц г = 35руб/кг.

К д г - коэффициент затрат на доставку гидравлической жидкости до обслуживаемой машины, К д г = 1,09.

Т - среднегодовой режим эксплуатации машины, машинно-ч/год; Т = 2120машинно-ч.

Г = 120 * 0,87 * 1,5 * 2 * 35 * 1,09 / 2120 = 5,63руб/машинно-ч.

Затраты на перебазировку машины с одной строительной площадки на другую П, руб/машинно-ч определяем по следующей формуле:

П = [Р т + Р м с + Р п р + З * (1 + Н + П)] * В / Т п; (86)

где Р т - сметная расценка на эксплуатацию тягача, руб/машинно-ч; Р т =400 руб/машинно-ч.

Р м с - сметная расценка на эксплуатацию машины сопровождения, руб/машинно-ч; Р м с = 300 руб/машинно-ч.

Р п р - сметная расценка на эксплуатацию прицепа, руб/машинно-ч; Р п р = 90 руб/машинно-ч.

З - оплата труда машиниста экскаватора, руб/машинно-ч; З = 40 руб/машинно-ч.

В - время перебазировки машины по средней продолжительности, машинно-ч; В = 6 машинно-ч;

Н - индивидуальные нормы соответственно накладных расходов и сметной прибыли в долях от оплаты труда машиниста, Н = 0,98.

П = 0,5.

Т п - время работы машины на одной строительной площадке, машинно-ч.

Т п = Т / К п е р; (87)

где К п е р - количество перебазировок экскаватора в год, К е р =24.

Т п = 2120 / 24 = 88,3машинно-ч.

П = [400 + 300 + 90 + 40 * (1 + 0,98 + 0,5)] * 6 / 88,3 = 60,43 руб/машинно-ч.

3.7 Определяем общие затраты на эксплуатацию машины

С Маш = 378,26 + 79,41 + 89,24 + 40 + 14,24 + 170 + 19,66 + 5,63 + 60,43 = 856,87 руб/машинно-ч.

Все рассчитанные статьи затрат заносим в таблицу №5. Значения для базовой машины принимаем по нормативам.

Таблица №5 - Статьи затрат на эксплуатацию машины

3.8 Определение основных показателей и определение экономической эффективности капитальных вложений

Удельные капитальные вложения на 1000м3 разработанного грунта К у, руб.год/м3 определяем по формуле:

К у = 1000 * Ц / Пэ год; (88)

где Ц - цена машины, руб.

1. Для базовой машины

К уб = 1000 * 2540000 / 198656 = 12780руб.год/м3 .

2. Для модернизированной машины

К ум = 1000 * 2805875,25 / 248320 = 11290руб.год/м3 .

Удельные текущие затраты на 1000м3 разработанного грунта S у, руб.год/м3 определяем по формуле:

S у = 1000 * S / Пэ год; (89)

где S - годовые текущие затраты, руб.

S = C Маш * Т; (90)

где Т - среднегодовой режим эксплуатации машины, машинно-ч/год.

1. Для базовой машины

S = 818,24 * 2120 = 1734668руб.

2. Для модернизированной машины

S = 856,87 * 2120 = 1816564руб.

1. Для базовой машины

S цб = 1000 * 1734668 / 198656 = 8730руб.год/м3 .

2. Для модернизированной машины

S цм = 1000 * 1816564 / 248320 = 7310руб.год/м3 .

Удельные приведенные затраты на 1000м3 разработанного грунта З п р , руб.год/м3 определяем по формуле:

З п р = S ц + Е н * К у; (91)

где Е н - нормативный коэффициент экономической эффективности, Е н = 0,12.

1. Для базовой машины

З пб = 8730 + 0,12 * 12780 = 10263,6 руб.год/м3 .

2. Для модернизированной машины

З пм = 7310 + 0,12 * 11290 = 8664,8руб.год/м3 .

Годовой экономический эффект на одну машину Эг, руб определяем по формуле:

Эг = (З прб - З прм) * Пэгод / 1000; (92)

где Пэгод. м. - годовая эксплутационная производительность модернизированной машины, м3/год; Пэгод. м. = 248320 м3/год;

Эг = (10263,6 - 8664,8) * 248320/1000 = 397014руб.

Срок окупаемости дополнительных, капитальных вложений считать не будем, так как Кум < Куб.

3.9 Расчет трудоемкости разработки 1000м3 грунта и экономия по затратам труда

Годовые затраты труда слагаются из затрат труда на доставку машины на площадку, затрат труда обслуживающего персонала и на ремонт.

Затраты труда на доставку З дост. чел-ч определяются по формуле:

З дост = t * B * hr / h пл; (93)

где t - трудоемкость транспортирования 1 тонны массы машины, чел-ч; t = 0,39чел-ч.

B - масса экскаватора, тонн.

hr - число смен в году, hr = 396.

h пл - число смен работы на площадке, h пл = 20.

1. Для базовой машины

З достб = 0,39 * 21 * 396 / 20 = 162чел-ч.

2. Для модернизированной машины

З достм = 0,39 * 23,36 * 396 / 20 = 180чел-ч.

Затраты труда обслуживающего персонала З обсл, чел-ч определяем по формуле:

З обсл = h * hr * g; (94)

где h - режим работы сменность рабочих, h = 2.

g - продолжительность рабочего дня, ч. g = 8 ч.

Для базовой и модернизированной машин

З обсл = 2 * 396 * 8 = 6336чел-ч.

Затраты труда на ремонт в смену З рем, чел-ч определяем по формуле.

З рем = t рем * hr; (95)

где t рем - затраты на ремонт в смену, чел-ч; t = 4,08чл-ч.

Для базовой и модернизированной машин

З рем = 4,08 * 396 = 1615,68чел-ч.

Общегодовые затраты труда по машине Зо год, чел-ч определяем по формуле:

Зо год = З дост + Зо бал + З рем; (96)

1. Для базовой машины

Зобгод = 162 + 6336 + 1615,68 = 8113чел-ч.

1. Для модернизированной машины

Зомгод = 180 + 6336 + 1615,68 = 8131чел-ч.

Трудоемкость разработки 1000м3 грунта Т разраб, чел-ч, год/м3 определим по формуле:

Т разраб = Зо год / Пэгод; (97)

1. Для базовой машины

Т разраб = 8113 / 198656 * 10-3 = 40,84 чел-ч.

1. Для модернизированной машины

Т разраб = 8113 / 1248320 * 10-3 = 32,74 чел-ч.

Годовая экономия по затратам труда Т год, чел-ч определяется по формуле:

Т год = (Т разрабб - Т разрабм ) * Пэ год м / 1000 * F эфф; (98)

где F эфф - действительный годовой фонд рабочего времени одного рабочего, F эфф = 1584ч.

Т год = (40,84 - 32,74) * 248320 / 1000 * 1584 = 1,25 чел-ч.

Расчет металлоемкости по сравниваемым вариантам

Удельная металлоемкость G уд, кг/м3год определяется по формуле:

G уд = G / Пэгод; (99)

где G - масса экскаватора, кг

1. Для базовой машины

G удб = 21000 / 198656 = 0,1 кг/м3год.

2. Для модернизированной машины

G удм = 23650 / 248320 = 0,09 кг/м3год.

Годовую экономию металла на одну машину ? G год, кг определяется по формуле:

? G год = (G удб - G удм ) * Пэгод. м. (100)

? G год = (0,1 - 0,09) * 248320 = 2483,2 кг.

Все данные по расчету модернизированной машины сводим в таблицу, на основании которой оформляем лист график, как иллюстрированный материал.

Таблица №6 - Данные по расчету модернизированной машины

4. Безопасность и экологичность проекта

Охрана труда - это системе законодательных актов и норм, направленных на обеспечение безопасности труда. Условия труда формируются из следующих основных элементов: санитарно - гигиенических, определяющих внешнюю среду в рабочей зоне; психофизиологических - рабочая поза в процессе труда, нагрузка, напряжение; эстетических элементов процесса производства и труда; социально - психологических, социально - экономические отношения в обществе, психологический климат, отношение к труду.

В целом, по строительству, уровень травматизма и профессиональных заболеваний снижается. Однако по отдельным видам работ этот уровень сохраняется.

По статистическим данным из общего количества несчастных случаев в строительстве, 18% приходится на электротравматизм, который вызвал наибольшее количество тяжелых травм.

Из числа профессиональных заболеваний особо следует выделить вибрационную болезнь, связанную с применением электрических и пневматических машин.

В среде строителей чаще всего подвержены травмам - монтажники, шоферы, строповщики - грузчики, разнорабочие, мотористы - операторы и машинисты автокранов. По частоте случаев травматизма особо опасными являются профессии связанные с обслуживанием дорожно-строительных машин.

Проведенные исследования в ряде случаев показали не удовлетворительное состояние условий труда в кабинах машинистов строительных машин и водителей транспортных средств. Так, например, машинисты экскаваторов 40% рабочего времени работают стоя или в полусогнутом состоянии. Параметры шума и вибрации допускают предельно допустимые: в экскаваторах Э-505, Э-801 и Э-10011 они составляют 100 ДБ; амплитуда колебаний в экскаваторе Э-602 достигает 3,1 мм при частоте 17Гц. В летнее время в кабинах экскаватора Э-505 и Э-602 температура превышает 400С. В этих же экскаваторах содержание оксида углерода и углеводородов (50мг/м3) выше предельно допустимых концентраций. У машинистов экскаваторов Э-505, Э-602, ЭР-4 и ЭР-7 отмечается повышенная общая заболеваемость, в том числе простудными болезнями и болезнями нервной периферической системы.

4.1 Промсанитария

Производственная санитария - система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействия на работающих вредных производственных факторов.

4.1.2 Микроклимат на проекционном объекте. Температура. Скорость. Ветер

Для обеспечения в кабинах экскаваторов предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе в соответствии с нормами ГОСТ 12.1.005-76 устраивают естественную вентиляцию люки, форточки, опускающиеся стекла, а также пылеулавливатели, воздухоохладители, кондиционеры и отопители.

На некоторых экскаваторах, на базе тракторов, обогрев и вентиляцию кабины устраивают раздельно. Тепло поступает в кабину через рукав от растриба-заборника. Нагретый вентилятором от радиатора воздух подается в раструб заборника. Принудительная вентиляция осуществляется вентилятором установленном на крыше кабины. Вентилятор, приводимый в движение электродвигателем, засасывает наружный воздух под колпак. Поступивший воздух подвергается центробежной очистке от пыли на лопастях вентилятора. Далее чистый воздух через патрубок поступает в кабину, а пыль, отделенная от воздуха выбрасывается наружу через отверстия в корпусе вентилятора. Вентилятор- пылеотделитель, создавая в кабине избыточное давление 40…50 Па, препятствует проникновению пыли через неплотности в кабине. Отопитель начинает эффективно работать, если жидкость, цилькулирующая в системе охлаждения двигателя, имеет температуру 75…800С. Температура воздуха поступающего от отопления должна быть не более 800С.

4.1.3 Запыленность и загазованность

В условиях запыленности наружного воздуха, например, при земляных работах, в кабинах устанавливается фильтровентиляционные установки или кондиционеры.

Фильтровентиляционная установка для кабин экскаваторов состоит из вентилятора, двухступенчатого фильтра, климатизера, воздухораспределительного устройства и напорного воздуха с нагревательными элементами и увлажнителем воздуха.

С помощью установки можно вентилировать кабину по рециркулярционной или прямоточной системе. Поступающий воздух очищается от пыли в две ступени. Холодный воздух подогревается электрокалорифером, а теплый охлаждается и увлажняется водой.

4.1.4 Освещение

Источником естественного освещения является лучистая энергия солнца. Под естественным освещение понимают освещение кабины экскаватора солнечным светом через световые проемы.

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации механизмов и приборов внутри кабин экскаваторов освещенность должна быть не менее 50лк. Во избежание ослепления применяют светильники рассеянного света.

Освещение приборов и указателей не должно давать бликов на стекле, не действовать раздражающе на глаза машиниста и исключать необходимость менять позу при обзоре прибора. Величина освещенности приборов и указателей должна быть в пределах 0,3…1,1лк.

Индивидуальное освещение предусматривают для каждого прибора путем размещения малогабаритного светильника за его панелью. Освещенность шкалы приборов должна плавно регулироваться до полного выключения.

4.1.5 Шум и вибрация

В экскаваторах источником шума является двигатель внутреннего сгорания. Уровень шума от рабочего и ходового оборудования, а также вентилятор системы охлаждения, система впуска, система выпуска, двигатель, механизм газораспределения, процесс сгорания, кривошипно-шатунный механизм, силовая передача. Глушители предназначены для глушения шума, возникающего при перемещении воздуха и газов, при работе двигателей внутреннего сгорания.

По способу передачи на человека вибрацию делят на общую, передающиеся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека.

Сиденья в самоходных строительно-дорожных машинах, должны обеспечивать санитарно-гигиенические условия для длительной работы водителей. Сиденье должно смягчать толчки, удары и часть вибрации, превращающую гигиенические характеристики и нормы вибрации по ГОСТ 12.1.012-78.

4.2 Охрана труда и техника безопасности

На каждый экскаватор, а также на оборудование составляют паспорта и инструкции по технике безопасности. К управлению экскаватором или оборудования допускаются рабочие, имеющие удостоверение на право управления ими.

За безопасной эксплуатацией экскаватора и съемных приспособлений на каждом строительном участке должно следить специально назначенное лицо из инженерно-технического персонала.

Перед пуском в эксплуатацию экскаватора и съемные приспособления, на которые распространяются правила Гостехнадзора, подвергают техническому освидетельствованию. Оно включает осмотр, статическое и динамическое испытания. При статическом испытании проверяют прочность экскаватора и устойчивость.

Опасной зоной считается пространство в габаритах фронта работы при отсутствии ограждения или других предохранительных средств. Опасная зона в течение рабочего дня может перемещаться в зависимости от ведения строительного процесса. К опасным зонам относят участки разработки траншей и котлованов, мерзлого грунта, грунта экскаватора в забое, которые ограждают щитами, сборно-разборными инвентарными ограждениями или вокруг них устанавливают предупреждающие надписи, а в темное время суток зажигают красный свет.

Охранной зоной считается территория, на которой запрещено выполнять строительные работы и перемещать экскаватор, в частности пространство, пересекаемое высоковольтными линиями электропередачи. Размеры охранной зоны высоковольтной линии определены СНлП ||| - 4-80. “Техника безопасности в строительстве”.

Для безопасного перемещения экскаватора стрелу устанавливают вдоль пути его передвижения.

Предельные углы наклона дороги при спуске или подъеме экскаватора принимают по данным его паспорта. Если эти углы превышают указанные в паспорте, для работы следует применять тракторы или лебедки. Во время работы экскаватор должен стоять на ровной площадке с заторможенным ходовым оборудованием; кроме того, включают стопор, а под колеса подкладывают башмаки.

4.2.1 Опасности с движущимся и работающим агрегатом

Во избежание потери экскаватором устойчивости следует соблюдать следующие условия безопасности: встречающиеся в разрабатываемом грунте валуны и прочие включения нужно предварительно обкатывать грунтом. Заполнять ковш грунтом следует равномерно и без излишних врезаний в забой. Поворачивать стрелу экскаватора можно лишь после окончания резания и вывода ковша из грунта. Не допускается резко тормозить в конце поворота и передвигать экскаватор с загруженным ковшом.

При погрузке грунта экскаватором в автомобиль, последний подают под погрузку задним ходом.

Во время разработки экскаватором грунта с откосами, наибольшая опасность возникает от обрушения грунтовых масс.

При разработке мерзлого грунта ударным способом клин-молотом, подвешиваемым к стреле экскаватора, опасную зону определяют с учетом дальности и высоты разлета кусков разрушенного грунта.

4.2.2 Электробезопасность

Электропривод экскаватора подключают к сети через подключательный пункт. Заземляющий болт подключающего пункта присоединяют к нулевому проводу и повторному заземляющему устройству. Кабель, питающий экскаватор, должен иметь четыре жилы, в том числе одну нулевую. Один конец кабеля присоединяют к пункту, причем заземляющую жилу прикрепляют к заземляющему болту. Другой конец кабеля присоединяют к вводной коробке закрепленной на нижней раме экскаватора. Фазные жилы кабеля присоединяют к клеймам, а жилу к заземленному болту вводной коробки. Через этот болт и заземляют экскаватор, так как коробка прикреплена к металлическому корпусу, также имеющую металлическую связь с электроприводом.

4.2.3 Работа под давлением

Экскаватор снабжен гидравлическим приводом рабочего органа, проверяют состояние всех органов, шлаков, трубопроводов. Агрегаты должны быть надежно закреплены, рычаги включения элементов гидропривода должны включаться и надежно удерживаться в рабочих положениях. Запустив двигатель, дают поработать гидроприводу в холостую при малом числе оборотов в течение 3-5 минут. При этом необходимо следить за тем, чтобы не перегревались агрегаты. Температуру рабочей жидкости определяют на ощупь, прикладывая руку к баку или к всасывающему трубопроводу насосу. После прогрева при температуре рабочей жидкости около 20-300 С проверяют работу гидропривода.

Рабочий орган должен плавно, без рывков подниматься сразу после перевода рычага распределителя в положение подъем. По окончании рабочего хода при снятии руки с рычага распределителя, рычаг должен автоматически возвращаться в нейтральное положение.

4.3 Пожаробезопасность

Противопожарные мероприятия подразделяют на предупредительные и на мероприятия по тушению загоревшихся материалов. На экскаваторах нужно выполнять следующие требования:

а) На машине должен находиться огнетушитель.

б) Топливо и смазочные материалы необходимо хранить с соблюдением всех противопожарных правил.

в) Открытые склады с горючим должны находиться на расстоянии не менее 20 метров от места работы экскаватора.

г) При подогреве двигателя внутреннего сгорания в зимнее время не в коем случае нельзя пользоваться непосредственно огнем. Разогревать двигатель нужно, заливая в радиатор горячую воду, а в картер подогретое масло;

д) Запрещается хранить в кабине экскаватора бензин, керосин и другие легковоспламеняющиеся вещества.

е) Масляные тряпки и обтирочные концы следует складывать в специальные ящики с крышками и по мере наполнения ящиков, удалять.

ж) Воспрещается курить при заправке горючими и смазочными маслами и при контрольном осмотре топливных баков и двигателя.

з) Категорически воспрещается открывать бочку с бензином, ударяя по пробкам металлическими предметами;

и) В случае воспламенения горючего следует тушить пламя с помощью огнетушителя или забрасывать землей, песком, покрывать войлоком, брезентом. Тушить горючее водой нельзя.

к) Нельзя допускать каких-либо подтеканий топлива или масел.

л) Выхлопную трубу двигателя следует содержать всегда чистой, очищая, ее от нагара.

н) В кабине экскаватора запрещается разжигать какие-либо приборы, паяльные лампы, переносные горны, фонари, имеющие открытое или закрытое пламя, и пользоваться ими.

о) Паяльные, сварочные и другие работы, связанные с образованием искр или пламени, производят непосредственно на экскаваторе только в исключительных случаях, когда не возможно удалить деталь и выполнить операцию вне машины. При этом принимают специальные меры, предотвращая возможность возникновения пожара.

п) Приборы пожаротушения должны находиться в исправном состоянии и к ним должен быть свободный доступ.

4.4 Спецчасть

4.4.1 Мероприятия при эксплуатации экскаватора

Повреждение экскаватора и травмирование людей происходят в результате нарушений правил эксплуатации экскаваторов. Правила работы на экскаваторах должны знать не только машинист, но и другие работники, работающие на объекте.

Существует правило, согласно которому рабочие органы должны быть опущены на землю при остановке машин в связи с прекращением работы. Существует также запрет кому бы то ни было находиться под поднятым рабочим органом или в непосредственной к нему близости.

Для обеспечения безопасной работы людей и экскаваторов разработана и непрерывно совершенствуется специальная отрасль - техника безопасности.

Техника безопасности предусматривает 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 экскаваторов.

Неукоснительное соблюдение правил и запретов техники безопасности является основой для полной ликвидации производственного травматизма и аварий экскаваторов.

а) Выполнять работы разрешается только на исправных экскаваторах. Запрещается работать на экскаваторах, у которых неисправны даже отдельные узлы и механизмы.

б) Запрещается направлять на работу экскаватор с неисправными тормозами гусениц, а также с неисправными стояночными тормозами.

в) Для работы в темное время суток экскаватор должен быть оснащен достаточным числом внутренних и внешних приборов освещения. Работать в темное время суток без включенных приборов внешнего освещения запрещается.

г) Экскаваторы, имеющие топливные баки или отопительные устройства, в том числе для обогрева кабин, должны быть снабжены огнетушителями.

д) На экскаваторах с работающим двигателем запрещается осматривать агрегаты, узлы и выполнять сборочно-демонтажные, наладочные, регулировочные, ремонтные и любые другие работы.

е) При работающих двигателях запрещается менять масло в агрегатах и редукторах, а также смазывать узлы и детали машин.

ж) На экскаваторах, имеющих подвижные рабочие органы обратная лопата, гидромолот, запрещается производить осмотры, наладочные, регулировочные, ремонтные и любые другие работы, находясь под рабочими органами. В случае необходимости производства таких работ, поднятые рабочие органы устанавливают на предусмотренные в конструкции запоры или при отсутствии последних - надежно укрепляют козлами или бревнами, опертыми о землю.

з) В кабинах базовых экскаваторов может находиться столько людей, сколько предусмотрено инструкцией. Нарушать это правило строго запрещается.

и) Машинист должен работать на экскаваторе в крепкой одежде и в целых перчатках, чтобы не зацепиться за движущие части экскаватора рваными частями одежды или перчаток.

к) Заправлять экскаватор горючим разрешается только при выключенном двигателе.

л) При снятии заливной пробки с радиатора горючего двигателя следует соблюдать осторожность; во избежание Ожегов рук пробку снимают, прикрыв ее плотной тряпкой. Доливать жидкость в радиатор следует при включенном на малых оборотах или остановленном двигателе. Если двигатель перегрет, заливать жидкость в радиатор запрещается.

м) Запускать двигатель экскаватора без подключенного воздухоочистителя запрещается, так как это приводит к повышенному износу двигателя.

н) Машинист никогда не должен включать любой из механизмов, если его не возможно немедленно выключить, так как в противном случае может создаться аварийная обстановка или его рабочего оборудования.

о) Машинист не должен сходить с экскаватора до ее полной остановки.

4.5 Вибрация рабочего места

При скоростях n = 2000об/мин оборудование устанавливают на пружинные виброизоляторы.

Частота колебаний возмущающей силы.

1 = n / 60; (101)

1 = 2000 / 60 = 33Гц;

= v 1 / х + 1; (102)

следует, что х = 1 - 0,01 * И;

где И -эффективность виброизоляции; И = 87,5%

= v 1 / 1 - 0,01 * 87,5 + 1 = v 1 / 1 - 0,875 + 1 = 3

Собственную частоту системы определяем по формуле:

0 = 1 / 2; (103)

0 = 33 / 3 = 11 Гц

Необходимая жесткая жесткость системы виброизоляции

С0 = 4 * Р * 02 ; где (104)

Р - общий вес изолируемой установки, Н

С0 = 4 * 980 * 112 = 4,74 * 105 Н/м

Если система виброизоляции состоит из 10 пружин, расположенных симметрично относительно вертикальной оси, проведенной через центр масс, то жесткость одной пружины составляет

С1 = С0 / 10; (105)

С1 = 4,74 * 105 / 10 = 4,74 * 104 Н/м

Статическая нагрузка на одну пружину

Р ст1 = Р / 6; (106)

Р ст1 = 2256 / 6 = 376 Н

Амплитуда вертикальных колебаний агрегата Z0, согласно формуле:

Z0 = g / 4 П2 (12 - 02); (107)

Z0 = 1 / 4 * (332 - 112) = 1 / 4 * (1089 - 121) = 2,58 * 10-4м.

Максимальная нагрузка на одну пружину.

Р1 = Р ст + 1,5 * Z0 * С1; (108)

Р1 = 376 + 1,5 * 123 = 560 Н

Индекс пружины для Р1 < 725 Н равен 9, коэффициент ожидаемости К = 1,18 для = 9. Режим работы средней, для расчета берем g для стали 70:

g = 3,73 * 108 Н / м2.

Рассчитываем диаметр проволоки по формуле:

d ? 1,6 v Р ст1 * * К / g; (109)

Принимаем d = 5 * 10-3.

d = 1,6 v 376 * 9 * 1,18 / 3,73 * 108. = 5,23 * 10-3м.

Тогда средний диаметр пружины составляет:

D = * d; (110)

D = 6,0 * 10-3м.

Число рабочих витков пружины определяем по формуле:

р = G * d / 8 * 3Со; (111)

где G = 7,83 * 1010 для стали 70.

р = 7,83 * 1010 * 6 * 10-3 / 8 * 103 * 4,74 * 104 = 2

Полное число витков пружины рассчитываем по формуле:

= р + м; (112)

= 2 + 1,5 = 3,5

Параметры виброизоляторов: материл - сталь 70; режим работы - средний; d = 6 * 10-3; = 3,5.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ___________________

“____”___________________200___г.

ЗАДАНИЕ №

на проведение патентных исследований

Наименование темы __________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Шифр темы ___________________

Целью патентных исследований является получение исходных данных для обеспечения высокого технического уровня проектируемого объекта техники и использования современных научно-технических достижений при выполнении дипломного проекта.

Задачи патентных исследований:

выбор и обоснование проектируемого объекта;

определение возможных путей достижения поставленной технико-

экономической задачи проекта;

определение тенденции развития данного вида техники.

Исполнитель _________________________________________

Регламент поиска:

начало ______________

окончание ____________

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица 1

Руководитель проекта_________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Перечень

изобретений, использованных при анализе

технического уровня проектируемого объекта

Таблица 2

Патентная документация, отобранная для последующего анализа

Справка о поиске

Задание на проведение патентных исследований Совершенствование конструкции экскаватора с целью расширения технических возможностей.

Шифр темы 38.

Выводы:

В результате проведенных патентных исследований, установлены основные тенденции развития конструкции экскаватора, что предопределила выбор известных технических решений для использования их в данном проекте.

Изучение патентных документов отбор для последующего анализа, показало, что наиболее эффективным техническим решением является предложение по авторскому свидетельству под номером № 846671. Многие технические решения, рассмотренные мной, требуют дополнительной исследовательской работы для выявления и обоснования их эффективности. Поэтому не представляется возможным использования их в данном проекте.

Заключение

Цель дипломного проекта - совершенствование конструкции экскаватора с целью расширения технических возможностей выполнена.

В конструкторской части было приведено рыхлительное оборудование (гидромолот) гидравлическая схема модернизированного экскаватора. Произведен тяговый расчет экскаватора, расчет мощности двигателя, расчет на прочность тяги, расчет устойчивости экскаватора.

В технологической части произведен расчет обработки детали, называемой пальцем.

В экономической части определили капитальные затраты, определили годовую производительность машины, рассчитали себестоимость машино-смены, определили основные показатели экономической эффективности капитальных вложений, расчет трудоемкости разработки 1000м3 грунта и экономия по затратам труда, расчет металлоемкости по сравниваемым вариантам.

В разделе охрана труда и техника безопасности разработали мероприятия по охране труда и защите человека при работе на экскаваторе.

Список используемой литературы

1. Костин М.И., Шиманович С.В. “Экскаваторы” - справочник. М., 1959.

2. Домбровский Н.Г. “Экскаваторы”. М., 1969.

3. Шмаков А.Т. “Эксплуатация дорожных машин”. М., 1987.

4. Гринкевич П.С. “Строительные машины”. М., 1975.

5. Журба В.А., Тараканов Г.П., Хаикис М.Л. “Машины для транспортного строительства”. М., 1984.

6. Хархута Н.Я. “Дорожные машины теория, конструкция и расчет”. Ленинград, 1976.

7. Волков Д.П. “Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов”. М., 1965.

8. Беркшан И.Л., Раннев А.В., Рейм А.К. “Одноковшовые гидравлические экскаваторы”. М., 1973.

9. Баумана В.А., Лапира Ф.А. “Строительные машины”. Справочник. М., 1976.

10. Беляков Ю.И., Левлнзон А.Л., Галимуллин В.А. “Земляные работы”. М., 1990.

11. Полосин-Никитин С.М. “Основные технологии дорожных работ”. М., 1972.

12. Броневич Г.А. “Курсовое дипломное проектирование по специальности строительные машины и оборудования”. М., 1972.

13. Крутякова В.С. “Охрана труда в транспортном строительстве”. М., 1993.

14. Филиппов Б.И. “Охрана труда при эксплуатации строительных машин”. М., 1984

Страницы: 1, 2