4η ΕΝΟΤΗΤΑ – Λειτουργική ανάλυση

χωματουργικών εργασιών

(Ταχύς υπολογισμός)

ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΜΠ

ΔΟΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ

Διδάσκων: Σ. Λαμπρόπουλος

Άδεια Χρήσης

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειεςΧρήσης Creative Commons.για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειταισε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει νααναφέρεται ρητώς.

3

1. Εκτίμηση παραγωγής προωθητή

Πρότυπη Καμπύλη μηχανήματος

4

1. Εκτίμηση παραγωγής προωθητή

Παραδοχές:

• Συντελεστής εκμετάλλευσης η =1

• Μήκος φόρτωσης 15m

• Πυκνότητα σχηματισμού σε χαλαρή κατάσταση 1370 kg/m3

• Συντελεστής πρόσφυσης για ερπυστριοφόρο όχημα 0.5ελαστικοφόρο όχημα 0.4

• Υδραυλική λειτουργία λεπίδας

5

ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ

50’ / h 0,83 0,83

40’ / h 0,67 0,67

1. Εκτίμηση παραγωγής προωθητή

Διορθωτικοί Συντελεστές (1/3)

ΠΡΟΩΘΗΤΗΣ

ΕΡΠΥΣΤΡΙΟΦΟΡΟΣ ΕΛΑΣΤΙΚΟΦΟΡΟΣ

ΧΕΙΡΙΣΤΗΣ

Πολύ πεπειραμένος 1,00 1,00

Μέτρια πεπειραμένος 0,75 0,60

Λίγο πεπειραμένος 0,60 0,50

6

ΥΛΙΚΟ

Χαλαρό σωρευμένο 1,20 1,20

Σκληρό / παγωμένο 0,80 0,75

Δύσκολα προωθούμενο 0,80 0,80

Βράχος σπασμένος 0,60-0,80 ---

1. Εκτίμηση απόδοσης προωθητή

Διορθωτικοί Συντελεστές (2/3)

ΟΡΑΤΟΤΗΤΑ

Σκόνη, βροχή, χιόνι,

ομίχλη ή σκοτάδι

0,80 0,70

ΠΡΟΩΘΗΤΗΣ

ΕΡΠΥΣΤΡΙΟΦΟΡΟΣ ΕΛΑΣΤΙΚΟΦΟΡΟΣ

7

1. Εκτίμηση παραγωγής προωθητή

Διορθωτικοί Συντελεστές (3/3)

ΚΛΙΣΗ

8

2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων

Παράδειγμα:

Ζητείται το κατάλληλο μοντέλο φορτωτή μεταξύ αυτών του πίνακακαι η προκύπτουσα ωριαία παραγωγή σε τόνους και m3.

Μοντέλο Χωρητικότητα πτύου (m3) Μέγιστο μεταφερόμενο βάρος

(kg)

939C 1,15 2040

953C 1,85 3340

963C 2,45 4550

973C 3,2 6750

Απαιτούμενη ωριαία παραγωγή ερπυστρ. φορτωτή: 200 m3 /h Χρόνος κύκλου φορτωτή: 0,5 λεπτά Συντελεστής εκμετάλλευσης: 0,83 Συντελεστής πλήρωσης πτύου φ: 1,1 Πυκνότητα χαλαρού υλικού: 1600 kg/m3

9

Βήμα 1: Υπολογισμός πλήθους κύκλων φόρτωσης την ώρα Σε 60 λεπτά πραγματοποιούνται 0,83*60/0,5=100 κύκλοι φόρτωσης.

Βήμα 2: Χρήση Νομογραφήματος 11. Γνωστά σημεία Α , Β C 2. Γνωστά σημεία C, D Ε

2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων

10

Βήμα 3: Χρήση Νομογραφήματος 2Γνωστά σημεία C, F G

2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων

11

Βήμα 4: Επιλογή μηχανήματος

Τα σημεία Ε, G αντιστοιχούν στα ελάχιστα απαιτούμενα χαρακτηριστικά

Απαιτούμενη χωρητικότητα

πτύου (m3)

1,8

Μοντέλο Χωρητικότητα πτύου (m3) Μέγιστο μεταφερόμενο βάρος(kg)

939C 1,15 2040

953C 1,85 3340

963C 2,45 4550

973C 3,2 6750

Βάρος υλικού

/ κύκλο (kg)

3.150

2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων

12

Βήμα 5: Υπολογισμός ωριαίας παραγωγής σε τόνους και m3

Γνωστά σημεία G, Α Ι

Σημείο Ι 315 tn/h

= 315000/1600

m3/h = 196.88 m3/h

2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων

13

3. Επιλογή Εκσκαφέα Διακύμανση χρόνου κύκλου αναλόγως συνθηκών

• Σκληρότητα σχηματισμού• Βάθος εκσκαφής• Γωνία περιστροφής• Μέγεθος επιφάνειας απόθεσης• Ύπαρξη εμποδίων • Εμπειρία χειριστή

14

3. Επιλογή Εκσκαφέα

Παράδειγμα:Εκσκαφή μετρίως κερματισμένου βράχου Πυκνότητα χαλαρού υλικού: 1,6 tn/m3

Ελάχιστη απαιτούμενη παραγωγή 500 tn/h

Σχηματισμός Σκληρή άργιλος Κερματισμένος βράχος

Μοντέλο 320C 322C 325C 330C 345B II 365B II 385 B

Χωρητικότητα

πτύου (m3)

0,8 1,0 1,1 1,4 2,4 1,9 3,76

15

Βήμα 1: Εκτίμηση συντελεστή πλήρωσης με βάση το υλικό

Μετρίως κερματισμένος βράχος: φ = 0,75 - 0,90. φ = 0.85

3. Επιλογή Εκσκαφέα

Υλικό φ (%)

Βράχος λίγο / μέτρια / πολύ κερματισμένος 0.60-0.75 / 0.75-0.90 / 0.90-0.95

Αμμοχάλικα 0.95 – 1.10

Άμμος 1.10 - 1.15

Άργιλος 1.10-1.20

Χέρσο έδαφος 0.90

16

Βήμα 2: Χρόνος κύκλου κατάλληλων εκσκαφέων: 0,35 - 0,45 min.Θεωρείται μέση τιμή χρόνου κύκλου 0,40 min.

3. Επιλογή Εκσκαφέα

Σχηματισμός Σκληρή άργιλος Κερματισμένος βράχος

Μοντέλο 320C 322C 325C 330C 345B II 365B II 385 B

17

3. Επιλογή Εκσκαφέα

Βήμα 3: Προσεγγιστικός υπολογισμός πραγματοποιούμενων κύκλων / ώρα στις συνθήκες του έργου

Για μέτριες συνθήκες υποτίθενται:Συντελεστής εμπειρίας χειριστή: 0,9Συντελεστής διαθεσιμότητας μηχανήματος: 0,95Συντελεστής εκμετάλλευσης: 0,83 (50 min/h)

Άρα στη διάρκεια μίας ώρας (60 λεπτά) πραγματοποιούνται

(60/0.40) * 0,9*0,95*0,83 = 106 κύκλοι

18

3. Επιλογή Εκσκαφέα

Βήμα 4: Απαιτούμενη παραγωγή : 500 tn/h, Απαιτούμενη παραγωγή/κύκλο: 500/106= 4,72 tn/κύκλο

ή 4,72 /1,6= 2,95 m3 /κύκλοΑπαιτούμενη χωρητικότητα πτύου για φ= 0,85 Vπτ = 2,95 / 0,85 = 3,47 m3.

Βήμα 5: Καταλληλότερο διατιθέμενο πτύο: 3,76 m3 (μοντέλο 385Β)

Βήμα 6: Μέσος χρόνος κύκλου 385Β για μέτριες συνθήκες: 0,40 min δηλ. όσο υποτέθηκε αρχικά

Δεν είναι απαραίτητη η επανάληψη των βημάτων 2 έως 5.

Μοντέλο 320C 322C 325C 330C 345B II 365B II 385 B

Όγκος πτύου (m3) 0,8 1,0 1,1 1,4 2,4 2,9 3,76

19

4. Αποξεστικό Όχημα – Μεγέθη κίνησης

Με τη βοήθεια κατάλληλων διαγραμμάτων και γνωστά

α) το βάρος του μηχανήματος β) τις αντιστάσεις κίνησης

Προσδιορίζονται:

α) η μέγιστη επιτυγχανόμενη ταχύτητα κίνησης β) η απαιτούμενη βαθμίδα κιβωτίου ταχυτήτωνγ) η αναπτυσσόμενη δύναμη πρόσφυσης

20

4. Αποξεστικό Όχημα – Μεγέθη Κίνησης

1. Μικτό βάρος μηχανήματος: 82.647 kg(Σημείο Α)

Κάθετος από το Α τομή με κεκλιμένη ευθεία για αντίσταση κίνησης 10%

σημείο Β. Η οριζόντια από το Β τέμνει τον κατακόρυφο άξονα στη ζητούμενη τιμή της δύναμης πρόσφυσης (σημείο D): 7800kg.

Να προσδιοριστούν:1.Αναπτυσσόμενη δύναμη πρόσφυσης2.Απαιτούμενη βαθμίδα κιβωτίου3.Μέγιστη ταχύτητα κίνησης

Αποξεστικό όχημα τύπου CAT 631GΕκτιμώμενο φορτίο λειτουργίας :37.285 kg, Απόβαρο: 45.362 kgΣυνολική αντίσταση κίνησης: 10%

21

4. Αποξεστικό Όχημα – Μεγέθη Κίνησης

2. Η ίδια οριζόντια ευθεία τέμνει επίσης ένα από τα καμπύλα τμήματα που αντιστοιχούν στις μηχανικές ταχύτητες. Σημείο C:τέταρτη βαθμίδα κιβωτίου ταχυτήτων.

3. Φέρνοντας κάθετο από το σημείο C, προκύπτει η ζητούμενη ταχύτητα κίνησης(σημείο Ε): 13km/h

22

4. Αποξεστικό Όχημα – Χρόνος Κύκλου

Παράδειγμα: Αποξεστικό όχημα τύπου CAT 631GΕκτιμώμενο φορτίο λειτουργίας: 37.285 kgΑπόβαρο: 45.362 kg

ΜΕΤΑΒΑΣΗ (με φορτίο) Μήκος: 610mΣυνολική αντίσταση κίνησης : 4%.

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ (χωρίς φορτίο) Μήκος: 760m

Συνολική αντίσταση κίνησης : 0%

Σταθεροί χρόνοι ελιγμών και απόθεσης: 1,3 min

Ζητείται ο χρόνος κύκλου του αποξεστικού οχήματος.

23

4. Αποξεστικό Όχημα – Χρόνος Κύκλου

Μετάβαση (με φορτίο):

Τομή ευθειών για γνωστή τιμή απόστασης (610m) και συνολικής αντίστασης (4%)

Προβολή σημείου τομής

Zητούμενη τιμή χρόνου μετάβασης : 1,4 min.

24

4. Αποξεστικό Όχημα – Χρόνος Κύκλου

Επιστροφή (χωρίς φορτίο):

Τομή ευθειών για γνωστή τιμή απόστασης (760m) και συνολικής αντίστασης (0%)

Προβολή σημείου τομής

Zητούμενη τιμή χρόνου επιστροφής: 1 min.

Χρόνος κύκλου αποξεστικού: tολ = tμετ + t επιστρ + t ελιγ =

= 1,4 + 1 + 1,3 = 3,7 min

25

5. Χωματουργικό Όχημα

Διαδικασία ανάλογη των προηγούμενων

Χρηματοδότηση

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί σταΠλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.Το έργο «Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχειχρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού.Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του ΕπιχειρησιακούΠρογράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» καισυγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.