Роль машины в строительстве
Строительство является древнейшей областью разумной деятельности человека. В нашей стране капитальное строительство — основа развития всех отраслей народного хозяйства, на которую ежегодно расходуется до 25% ассигнований государственного бюджета. Перевозка строительных грузов составляет до 25% грузооборота железных и до 30% автомобильных дорог. От эффективности строительства зависит успешность развития других отраслей материального производства и уровень благосостояния населения. В сфере строительства занято свыше 10 млн. чел., из них более 1 млн. чел. инженерно-технического персонала. На строительстве используется свыше 1 млн. различных машин, не считая примерно такого же количества автомобилей; стоимость парка машин составляет сейчас более 8 млрд. руб.
Строительные машины и оборудование для механизации строительства позволяют в десятки, сотни и тысячи раз повысить производительность труда по сравнению с производительностью при ручных работах, сократить сроки и во много раз снизить стоимость строительства.
Основными показателями общего процесса механизированных строительных работ являются производительность труда на одного человека в смену, занятого на всем комплексе работ, стоимость единицы продукции, а также доля ручных процессов по объему работ и по численности занятых на них рабочих. Косвенными показателями являются механовооруженность рабочего (в киловаттах) и количество основных машин (с указанием их мощности), приходящихся на 100 рабочих, степень использования машин (показатель Кк) *, масса и мощность машин и оборудования на 1 млн. руб. годовой программы строительства и расход энергии на единицу продукции.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Как показано в табл. 1, механизация с применением машин малой мощности позволяет увеличить производительность труда в несколько раз, причем больше для работ повышенной трудоемкости и тяжелых работ со сложным технологическим процессом. При этом стоимость снижается не более чем в 2— 2,5 раза, и только для менее трудоемких, деревообделочных работ она снижается в 4—6 раз.
Эффективность использования машин средней мощности по сравнению с применением машин малой мощности выше по производительности труда в 2,5—8 раз, а по стоимости в 1,5 — 3 раза.
При массовых работах с применением машин большой мощности, производительность труда в 15—30 раз выше, а стоимость в 2—4 раза ниже, чем на работах с использованием машин средней мощности. Применение машин очень большой мощности (при массовых земляных и открытых горных работах) по сравнению с использованием машин малой мощности повышает производительность труда до 2000 раз и снижает стоимость работ до 12 раз.
Рис. 1. Сооружение канала вручную (1928 г.)
Если столь велико значение мощности применяемого оборудования, то технология вида строительных работ и отвечающей ей механизации может обусловить разницу технико-экономических показателей в десятки и даже сотни раз.
При использовании машин большой мощности стоимость работ может быть снижена в 1,3—1,5 раза, производительность труда увеличена в 2—4 раза, расход энергии и масса оборудования снижены в 1,2—1,4 раза. На рис. 1 показано сооружение вручную Каракумского канала, а на рис. 2 — сооружение перевальной выемки Волго-Донского канала с помощью шагающего драглайна.
Механовооруженностью называется отношение (в процентах) стоимости парка машин к общей стоимости годовой программы строительства. Показатель этот весьма условный, так как при неудачной структуре парка высокому значению механовооруженности может сопутствовать низкая производительность труда.
Рис. 2. Сооружение перевальной выемки Волго-Дона шагающим драглайном с ковшом емкостью 14 м3 и стрелой длиной 65 м (1951 г.)
Использование машин определяется обычно выполнением директивных норм, но лучше его выражать через степень использования по времени машин и их технической производительности, так как директивные нормы обычно не превышают трех-, четырехмесячной выработки при хорошем использовании машин.
Роль строительных машин в механизации и автоматизации технологических процессов в промышленном и гражданском строительстве.
Развитие строительных машин, механизации и автоматизации строительстве. Характеристика современного технического уровня строительных машин, механизация и автоматизация строительства и управления дальнейшего развития.
Современное строительство является одной из наиболее механизированных сфер человеческой деятельности. Строительные машины используются на всех этапах строительного производства, а именно:
1- в карьерной добыче строительных материалов (песка, гравия, глины, мела и т.д.);
2- в изготовлении железобетонных, металлических, деревянных и других строительных конструкций заводским способом;
3- на погрузке, разгрузке и транспортировке строительных материалов, изделий и конструкций;
4- в технологических процессах возведения зданий и сооружений, строительстве дорог, подземных коммуникаций, объектов гидротехнического, энергетического и других видов строительства;
5- на работах по освоению стройплощадок, от нулевого цикла до завершающих стадий отделочных, кровельных и других работ;
6- это средства механизации ремонтных и восстановительных работ (большой набор ручных машин).
В прошлом решалась задача замены трудоемких ручных строительных процессов машинными, вытеснения ручного труда широким внедрением средств малой механизации.
В настоящее время решаются проблемы более высокого уровня, к которым относятся:
1- создание комплексов машин с высокой выработкой строительной продукции при минимальных затратах на ее создание;
2- обеспечение комфортности обслуживающему машины персоналу, широкое внедрение автоматических систем управления для облегчения труда человека-оператора и повышения качества строительства.
Для специалиста-строителя в отношении строительных машин (СМ) необходима способность – ориентироваться в технологических возможностях различных моделей машин определенного назначения для оптимального комплектования ими (по номенклатуре и количеству) технологических процессов в заданных производственных условиях.
Машина требует постоянной заботы и ухода.
Нужны нормальные взаимоотношения строителя и машины, обеспечение их работоспособности.
Данная дисциплина (изучение СМ) базируется на общетехнических знаниях, полученных студентами на 1 и 2 курсах. Она является залогом успешного освоения других дисциплин специальности (ТСП, ТВЗС, Организация строительства).
Строительные процессы выполняют преимущественно с помощью машин. А это:
— высокая производительность труда;
— низкая стоимость стройпродукции;
— сокращение сроков строительства;
— снижение общих затрат.
Некоторые операции (процессы) ведут вручную, из-за нецелесообразности их механизации.
Строительные процессы, в которых заняты машины, называют механизированными, а их обеспеченность машинами – механизацией строительства.
Механизация может быть полной и частичной:
1- при полной механизации все работы выполняются машинами;
2- при частичной механизации на отдельных операциях используется ручной труд.
В механизации строительства также существует понятие малой механизации. Это когда используются ручные машины, механизмы, приспособления и оснастка, упрощающих и облегчающих ручной труд и повышающих его производительность.
Строительные работы могут быть выполнены различными типами и моделями машин.
Как выбрать оптимальные средства механизации? Здесь используют показатели механизации, а именно:
1- производительность труда на одного рабочего – это отношение объема работ к числу рабочих.
, (1)
где 
— общий объем работ, выполненный в течение смены;
– общее число рабочих, занятых на этих работах.
1- стоимость единицы продукции, равная сумме всех затрат в денежном эквиваленте, связанных с ее производством.
2- доля ручного труда – это отношение объема (стоимости) работ вручную к общему объему (стоимости) работ, или отношение количества рабочих ручных к общему их количеству.
; (2)
; (3)
Эффект механизации строительства выше, чем больше 1 показатель и ниже 2 и 3 показатели.
Эти показатели зависят также от основных параметров машин (массы, мощности и т.д.)
Наиболее полно уровень механизации можно оценить стоимостью единицы продукции, комплексно учитывающей все издержки строительного производства.
Удельные приведенные затраты определяются (для одной машины):
, (4)
где 
— годовая эксплуатационная производительность машины; Z=C+EK – годовые приведенные затраты; C – текущие затраты, равные себестоимости годового объема продукции машины; E – коэффициент эффективности капиталовложений. Зависит от срока службы машины: 1. Е=0,1-0,15 – для крупных машин; 2. Е=0,4-0,5 – для машин с малой мощностью; K – единовременные капиталовложения на создание или покупку машины.
Более высокой эффективности применения машин соответствуют меньшие удельные затраты.
Если в строительном процессе занято несколько машин, то под Z понимают их суммарные затраты, а под QUOTE — их суммарную годовую производительность.
Нужно стремиться к:
1- высокой производительности;
2- минимальному расходу энергии и топлива;
3- минимальным затратам эксплуатируемых материалов и инструментов при их работе;
4- минимальным затратам времени и других ресурсов на ремонт, техническое обслуживание и перебазирование машин;
5- минимальному числу обслуживающего персонала.
Строительные работы делятся на технологические процессы, последние на операции (цикличные, выполняются последовательно, и непрерывные, выполняются одновременно).
Рыхление прочного грунта гидромолотом перед его экскаваторной разработкой образует комплекс (комплекс машин – экскаватор + гидромолот).
Наиболее высокой формой механизации строительных работ является комплексная механизация (К.М.). Здесь все основные и вспомогательные тяжелые и трудоемкие операции и процессы выполняются комплексно с помощью машин, механизмов и оборудования.
В составе комплексов машин различают ведущие, вспомогательные и резервные машины.
Показатели комплексной механизации работ:
1. Уровень К.М. – отношение объема работ комплексно-механизированным способом к общему объему работ.
2. Механовооруженность труда – стоимость занятых в процессе машин, приходящаяся на одного рабочего.
3. Энерговооруженность труда – количество энергии, потребляемое в процессе выполнения строительных работ, приходящееся на один отработанный человеко-час или на одного рабочего.
Автоматизированными называют технологические процессы, в которых заняты машины, оснащенные устройствами, обеспечивающими выполнение строительных работ без оперативного вмешательства человека.
Автоматизация одна из наиболее эффективных форм системы управления (полностью или частично освобождает человека от управления машиной).
Автоматизацию называют полной или комплексной.
Здесь все основные и вспомогательные процессы управления автоматизированы, заданная производительность и качество продукции обеспечивается без человека (он только наблюдает за работой специальных устройств).
Важным является автоматический учет и контроль за работой машин, связь между отдельными агрегатами и пунктами управления.
Это позволяет получать информацию о:
1- производительности труда;
2- количестве занятых в технологических процессах рабочих;
3- фактическом времени чистой работы машин;
4- состоянии их основных агрегатов и узлов;
5- простоях машин с указанием причин;
7- расходе энергии, горючих и смазочных материалов.
Результатом обработки этой информации является – эффективное оперативное руководство ходом строительства и работой парка строительных машин.
Общие сведения. Тема 1. Строительные машины
Тема 1. Строительные машины
При создании строительной продукции строители используют технические средства, которые принято подразделять на основные, вспомогательные и транспортные.
Основные технические средства участвуют в непосредственном возведении строительных конструкций (сооружений), обработке их поверхностей, устройстве отделочных и защитных покрытий и др. К ним относятся строительные машины, механизмы, подручные технические средства и различные приспособления. Важнейшей задачей технологии строительного производства является определение оптимальных составов и эффективных параметров строительных машин, механизмов и других технических средств. При этом главная роль отводится эффективным строительным машинам, определяющим в конечном итоге повышение производительности труда при одновременном обеспечении требуемых качественных показателей строительной продукции.
Строительные машины – это передвижные или стационарные технические средства с рабочим орагном, приводимым в действие двигателем. Рабочий орган непосредственно воздействует на материальные элементы строительных процессов, придавая им новые качества.
Классификация строительных машин – это система, основанная на распределении машин по совокупности признаков их сходства и различия, а также взаимосвязей. Согласно общему классификатору промышленной продукции строительные машины отнесены к классу «Строительные и дорожные машины», который делится на подклассы, группы, подгруппы, виды, подвиды и индексы. Пример классификации приведен в таблице 1.1.
По производственному (технологическому) признаку все строительные машины и механизмы могут быть разделены на следующие основные группы:
для подготовительных и вспомогательных работ;
для земляных работ;
машины для транспортирования бетонной смеси и растворов;
машины для укладки и уплотнения бетонной смеси;
Пример классификации строительных машин
Каждая из названных групп машин может быть разделена по способу выполнения работ и виду рабочего органа на несколько подгрупп, например машины для производства земляных работ могут быть разделены на следующие подгруппы:
а) землеройно-транспортные машины: бульдозеры, скреперы, автогрейдеры и др.;
б) одноковшовые и многоковшовые экскаваторы; землеройно-фрезерные машины, планировщики с телескопической стрелой и т.д.;
в) оборудование для гидромеханического способа разработки грунтов: гидромониторы, землесосные снаряды;
г) грунтоуплотняющие машины: катки, трамбовки и пр.
Машины в подгруппе, в свою очередь различаются по данным, составляющим производственную характеристку (мощность, емкость ковша, грузоподъемность, тяговое усилие, проивзодительность и т.д.), по периодичности работы (цикличного и непрерывного действия).
Отдельные виды строительных машин различаются по ходовому устройству (гусеничный ход или колесный), по типу базовой машины (автомобиль, трактор, пневомколесный тягач), по конструктивным особенностям (краны с поворотной башней и с неповоротной башней) и видам двигателя.
Все строительные машины по источнику энергии могут быть разделены на две группы: машины, работающие от собственной энергетической установки, и машины, использующие энергию подведенную извне.
К первой группе относятся машины с двигателями внутреннего сгорания, ко второй – машины с электрическими двигателями, питаемыми током от внешенй сети, и машины с пневматическим приводом.
К строительным машинам предъявляют ряд требований. Они должны обеспечивать необходимую производительность при любых погодных условиях, перемещаться по грунтовым дорогам и по бездорожью, в стесненных условиях строительной площадки.
Каждая машина должна быть надежна в работе, долговечна и приспособлена к изменению условий работы; должна быть удобной в управлении, простой в обслуживании, ремонте, монтаже, демонтаже и транспортировании, экономична в эксплуатации. Также машина должна обеспечивать безопасность труда и удобство работы обслуживающего персонала.
Часто перебазируемые несамоходные строитльные машины должны иметь минимальный вес, быть удобны для монтажа, демонтажа и транспортирования. К самоходным машинам, часто меняющим место работы предъявляют требования по маневренности, проходимости машины и устойчивости.