Załącznik nr 3

Charakterystyki techniczne maszyn i ich obliczenia

Koparka produkcji krajowej typu KM-503 przedsiębierna

Dane techniczne:

- moc silnika 75KM;
- prędkość jazdy I bieg: V_j = 1,5 [$\frac{\text{km}}{\text{godz.}}$],
II bieg: V_j = 2,9 [$\frac{\text{km}}{\text{godz.}}$];
- prędkość obrotowa nadwozia I bieg: V_o = 2,9 [$\frac{\text{obr}}{\min}$],
II bieg: V_o = 3,6 [$\frac{\text{obr}}{\min}$];
- ciężar maszyny 40 [t];
- szerokość gąsienic 55 [cm];
- nacisk jednostkowy na grunt 0,70 $\lbrack\frac{\text{kG}}{\text{cm}^{3}}\rbrack$;

Dane robocze przy osprzęcie:

- pojemność naczynia q = 0,5 [m³];
- największy promień kopania R_k2 = 4,8 [m];
- największa wysokość lub głębokość kopania H_w przy α = 45^o H_k = 6,6 [m],
α = 60^o H_k = 7,9 [m];
- największa wysokość wyładunku H_w2 przy α = 45^o H_w2 = 6,6 [m],
α = 60^o H_w2 = 7,2 [m];
- największy promień wyładunku R_w2 przy α = 45^o R_w2 = 6,6 [m],
α = 60^o R_w2 = 7,2 [m];

Spycharka typu SH-100

Dane techniczne:
- szerokość lemiesza l = 4,1 [m];
- wysokość lemiesza h = 1,0 [m];
- największa wysokość podnoszenia lemiesza 1,2 [m];
- największa głębokość skrawania 0,46 [m];
- kąt obrotu lemiesza: w pionie 12^o
w poziomie 40^o;
- ciężar 14,0 [T];
- prędkość jazdy
I bieg 2,52 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$
II bieg 3,96 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$
III bieg 4,74 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$
IV bieg 6,55 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$
V bieg 10,8 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$;
wsteczny
I bieg 3,03 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$
II bieg 4,74 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$
III bieg 5,54 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$
IV bieg 7,90 $\lbrack\frac{\text{km}}{h}\rbrack$;
- silnik wysokoprężny: typ 150 Wola
moc 100 [KM];
- sterowanie hydrauliczne;

Wydajność eksploatacyjna Q_e koparki typu KU-1206 B przedsiębiernej

Korzystano ze wzoru:

Q_e = $\frac{3600}{T_{c}}$ ∙ q ∙ S_n ∙ S_t ∙ S_w1 ∙ S_w2 $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$

gdzie: Q_e – wydajność eksploatacyjna przy konkretnych warunkach organizacyjnych
wykonania robót z uwzględnieniem przerw w efektywnej pracy maszyny w okresie
zmiany roboczej $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$;
T_c – czas cyklu pracy koparki [s];
q – geometryczna pojemność naczynia roboczego [m³];
S_n – współczynnik napełnienia naczynia [-];
S_t – współczynnik trudności odspajania gruntu [-];
S_w1 – współczynnik wykorzystania czasu, wprowadzany dla uwzględnienia przerw związanych z technologią pracy maszyny, wywołanych przede wszystkim zmianą kolejnych stanowisk pracy koparki [-];
S_w2 – współczynnik wykorzystania czasu pracy maszyny w okresie zmiany roboczej [-];

T_c = 18 [s]
q = 0,5 [m³]
S_n = 0,65 [-]
S_t = 0,70 [-]
S_w1 = 0,96 [-]
S_w2 = 0,80 [-]

Q_e = $\frac{3600}{18}$ ∙ 0,5 ∙ 0,65 ∙ 0,70 ∙ 0,96 ∙ 0,80 = 34,94 $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$

Czas pracy T

Korzystano ze wzoru:

T = $\frac{V_{\text{kr}}}{Q_{e}}$

gdzie: V_kr – objętość gruntu do wykopu w stanie rodzimym [m³];
Q_e – wydajność eksploatacyjna przy konkretnych warunkach organizacyjnych
wykonania robót z uwzględnieniem przerw w efektywnej pracy maszyny w okresie
zmiany roboczej $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$;

przy niwelacji terenu:
T = $\frac{2368,78}{34,94}$ = 67,80 [h] ≈ 8,5 [dzień roboczy]

przy wykopie pod budynek:
T = $\frac{488,92}{34,94}$ = 13,99 [h] ≈ 2 [dzień roboczy]

Wydajność eksploatacyjna Q_e spycharki typu SH-100

Korzystano ze wzorów:

Q_e = $\frac{3600}{T_{c}}$ ∙ q ∙ S_s ∙ S_n ∙ S_w $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$

gdzie: Q_e – wydajność eksploatacyjna określana objętością gruntu rodzimego $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$;
T_c – czas cyklu pracy spycharki [s];
q – pojemność lemiesza mierzona objętością gruntu rodzimego [m³];
S_s – współczynnik spoistości gruntu [-];
S_n – współczynnik napełnienia lemiesza [-];
S_w – współczynnik wykorzystania czasu pracy średnio dla całej zmiany [-];

T_c = t_st + t_zm [s]

t_st = t_zb + t_zk + t_po [s]

t_zm = ($\frac{L_{\text{skr}}}{v_{\text{skr}}}$ + $\frac{L_{\text{prz}}}{V_{\text{prz}}}$ +$\frac{L_{\text{ip}}}{V_{\text{ip}}}$) ∙ 3,6 [s]

gdzie: t_st – czas wykonywania czynności niezależnych od kategorii gruntu i odległości przemieszczania [s];
t_zm – czas zmienny skrawania urobku, przemieszczania go oraz jazdy powrotnej [s];
t_zb – czas zmiany biegów [s];
t_zk – czas jednorazowej zmiany kierunku jazdy, t_zk = 10 [s];
t_po – czas podniesienia i opuszczania lemiesza, t_po = 10 [s];
L_skr – droga skrawania urobku do chwili napełniania lemiesza [m];
L_prz – droga przemieszczania urobku [m];
L_ip – droga jazdy powrotnej [m];
V_skr – prędkość jazdy podczas skrawania [$\frac{m}{s}$];
V_prz – prędkość jazdy podczas przemieszczania [$\frac{m}{s}$];
V_ip – prędkość jazdy powrotnej, bieg IV [$\frac{m}{s}$];

Dla lemiesza czołowego:
q = 0,807h²l [m³]

gdzie: h – wysokość lemiesza [m];
l – szerokość lemiesza [m];

S_s = 0,77
S_n = 1,00
S_w = 0,85

q = 0,807 ∙ 1,00² ∙ 4,1 = 3,31 [m³]

Podczas ściągania warstwy humusu

t_st = 0 + 2∙10 + 2∙10 = 40 [s]

L_skr = $\frac{q}{h_{\text{skr}} \bullet l}$ [m]

gdzie: q – pojemność lemiesza mierzona objętością gruntu rodzimego [m³];
h_skr – głębokość skrawania [h];
l – szerokość lemiesza [m];

L_skr = $\frac{3,31}{0,15 \bullet 4,1}$ = 5,38 [m]

t_zm = ($\frac{5}{2,52} + \ \frac{25}{4,74} + \ \frac{30}{6,55}$) ∙ 3,6 = 43 [s]

T_c = 40 + 43 = 83 [s]

I faza Q_e = $\frac{3600}{83}$ ∙ 3,31 ∙ 0,77 ∙ 1,00 ∙ 0,85 = 93,96 $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$

T_pr = $\frac{V_{H}}{Q_{e}}$ [dzień roboczy]

gdzie: V_H – objętość ściąganego humusu [m³];
Q_e – wydajność eksploatacyjna $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$;

T_pr = $\frac{450}{93,96}$ = 4,79 [h] ≈ 1 [dzień roboczy]

II faza Q_e = $\frac{3600}{83}$ ∙ 3,31 ∙ 0,77 ∙ 1,00 ∙ 0,85 = 65,77 $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$

T_pr = $\frac{V_{H}}{Q_{e}}$ [dzień roboczy]

gdzie: V_H – objętość ściąganego humusu [m³];
Q_e – wydajność eksploatacyjna $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$;

T_pr = $\frac{450}{65,77}$ = 6,84 [h] ≈ 1 [dzień roboczy]

Podczas niwelacji

t_st = 0 + 2∙10 + 2∙10 = 40 [s]

L_skr = $\frac{q}{h_{\text{skr}} \bullet l}$ [m]

gdzie: q – pojemność lemiesza mierzona objętością gruntu rodzimego [m³];
h_skr – głębokość skrawania [h];
l – szerokość lemiesza [m];

L_skr = $\frac{3,31}{0,2 \bullet 4,1}$ = 4,03 [m]

t_zm = ($\frac{4}{2,52} + \ \frac{26}{4,74} + \ \frac{30}{6,55}$) ∙ 3,6 = 42 [s]

T_c = 40 + 42 = 82 [s]

Q_e = $\frac{3600}{82}$ ∙ 3,31 ∙ 0,77 ∙ 1,00 ∙ 0,85 = 95,11 $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$

T_pr = $\frac{V_{w}}{Q_{e}}$ [dzień roboczy]

gdzie: V_H – objętość wykopu [m³];
Q_e – wydajność eksploatacyjna $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$;

T_pr = $\frac{2368,78}{95,11}$ = 24,91 [h] ≈ 3,5 [dzień roboczy]

Transport samochodowy samowyładowczy typu MAZ 5038

Dane techniczne:

- nośność N = 8 [t];
- masa własna 6,876 [t];
- pojemność skrzyni ładunkowej P = 4 [m³];
- moc silnika 132,5 [kW];
- minimalny promień sprzętu 14

Odległość transportu gruntu L = 4,00 [km];
Droga kategorii III;
Współczynnik spulchnienia S_sp = 1,30 [-];
Ciężar objętościowy gliny półzwartej γ = 1950 $\lbrack\frac{\text{kG}}{\text{cm}^{3}}\rbrack$;
Prędkość jazdy w pierwszą stronę v₁ = 15 [$\frac{\text{km}}{h}$];
Prędkość jazdy w drugą stronę v₂ = 20 [$\frac{\text{km}}{h}$];

Pojemność skrzyni q

Korzystano ze wzoru:

q = $\frac{P \bullet \ \gamma}{S_{\text{sp}}}$ [kg]

gdzie: P – pojemność skrzyni ładunkowej [m³];
γ – ciężar objętościowy gliny półzwartej $\lbrack\frac{\text{kG}}{\text{cm}^{3}}\rbrack$;
S_sp – współczynnik spulchnienia [-];

q = $\frac{4 \bullet 1950}{1,30}$ = 6000 [kg]

Współczynnik napełnienia S_n

Korzystano ze wzoru:

S_n = $\frac{N}{q}$ [-]

gdzie: N – nośność [kg];
q – pojemność skrzyni [kg];

S_n = $\frac{8000}{6000}$ = 1,33 [-]

Prędkość średnia V_śr

Korzystano ze wzoru:

V_śr = $\frac{2 \bullet \ v_{1} \bullet \ v_{2}}{v_{1} + \ v_{2}}$

gdzie: v₁ – prędkość jazdy w jedną stronę [$\frac{\text{km}}{h}$];
v₂ – prędkość jazdy w drugą stronę [$\frac{\text{km}}{h}$];

V_śr = $\frac{2 \bullet 15 \bullet 20}{15 + 20}$ = 17,14 [$\frac{\text{km}}{h}$]

Całkowity czas cyklu T_c

Korzystano ze wzoru:

T_c = t_zał + t₁ + t₂ + t_wył + t_manew [min]

gdzie: t_zał – czas załadunku [min];
t₁ – czas jazdy w pierwszą stronę [min];
t₂ – czas jazdy w drugą stronę [min];
t_wył – czas wyładunku, t_wył = 5 [min];
t_manew – czas poświęcony na manewrowanie, t_manew = 1-2 [min];

t_zał = $\frac{P \bullet \ S_{n}}{Q_{e} \bullet \ S_{\text{sp}}}$ [min]

gdzie: P – pojemność skrzyni ładunkowej [m³];
S_n – współczynnik napełnienia [-];
Q_e – wydajność eksploatacyjna koparki $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$;
S_sp – współczynnik spulchnienia [-];

t_zał = $\frac{4 \bullet 1,33}{34,94 \bullet 1,3}$ = 0,12 [h] = 7,2 [min]
t₁ = $\frac{4}{15}$ = 0,27 [h] = 16 [min]
t₂ = $\frac{4}{20}$ = 0,2 [h] = 12 [min]
t_manew = 1 [min]

T_c = 7,2 + 16 + 12 + 5 + 1 = 41,2 [min]

Ilość samochodów n

Korzystano ze wzoru:

n ≥ $\frac{T_{c}}{t_{zal}}$ ∙ 1,1 [-]

gdzie: T_c – całkowity czas cyklu [min];
t_zał – czas załadunku [min];

n ≥ $\frac{41,2}{2,82}$ ∙ 1,1[-]
n ≥ 16,07 [-]
n = 17 [-]