4 η ΕΝΟΤΗΤΑ Λειτουργική ανάλυση χωματουργικών εργασιών (Ταχύς υπολογισμός)

Transcript

1 ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΜΠ ΔΟΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ 4 η ΕΝΟΤΗΤΑ Λειτουργική ανάλυση χωματουργικών εργασιών (Ταχύς υπολογισμός) Διδάσκων: Σ. Λαμπρόπουλος

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες Χρήσης Creative Commons. για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 1. Εκτίμηση παραγωγής προωθητή Πρότυπη Καμπύλη μηχανήματος 3

4 Παραδοχές: 1. Εκτίμηση παραγωγής προωθητή Συντελεστής εκμετάλλευσης η =1 Μήκος φόρτωσης 15m Πυκνότητα σχηματισμού σε χαλαρή κατάσταση 1370 kg/m 3 Συντελεστής πρόσφυσης για ερπυστριοφόρο όχημα 0.5 ελαστικοφόρο όχημα 0.4 Υδραυλική λειτουργία λεπίδας 4

5 1. Εκτίμηση παραγωγής προωθητή Διορθωτικοί Συντελεστές (1/3) ΠΡΟΩΘΗΤΗΣ ΕΡΠΥΣΤΡΙΟΦΟΡΟΣ ΕΛΑΣΤΙΚΟΦΟΡΟΣ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ 50 / h 0,83 0,83 40 / h 0,67 0,67 ΧΕΙΡΙΣΤΗΣ Πολύ πεπειραμένος 1,00 1,00 Μέτρια πεπειραμένος 0,75 0,60 Λίγο πεπειραμένος 0,60 0,50 5

6 1. Εκτίμηση απόδοσης προωθητή Διορθωτικοί Συντελεστές (2/3) ΟΡΑΤΟΤΗΤΑ Σκόνη, βροχή, χιόνι, ομίχλη ή σκοτάδι ΥΛΙΚΟ ΕΡΠΥΣΤΡΙΟΦΟΡΟΣ ΠΡΟΩΘΗΤΗΣ ΕΛΑΣΤΙΚΟΦΟΡΟΣ 0,80 0,70 Χαλαρό σωρευμένο 1,20 1,20 Σκληρό / παγωμένο 0,80 0,75 Δύσκολα προωθούμενο 0,80 0,80 Βράχος σπασμένος 0,60-0,

7 1. Εκτίμηση παραγωγής προωθητή Διορθωτικοί Συντελεστές (3/3) ΚΛΙΣΗ 7

8 2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων Παράδειγμα: Ζητείται το κατάλληλο μοντέλο φορτωτή μεταξύ αυτών του πίνακα και η προκύπτουσα ωριαία παραγωγή σε τόνους και m 3. Μοντέλο Χωρητικότητα πτύου (m 3 ) Μέγιστο μεταφερόμενο βάρος (kg) 939C 1, C 1, C 2, C 3, 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 8

9 2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων Βήμα 1: Υπολογισμός πλήθους κύκλων φόρτωσης την ώρα Σε 60 λεπτά πραγματοποιούνται 0,83*60/0,5=100 κύκλοι φόρτωσης. Βήμα 2: Χρήση Νομογραφήματος 1 1. Γνωστά σημεία Α, Β C 2. Γνωστά σημεία C, D Ε 9

10 2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων Βήμα 3: Χρήση Νομογραφήματος 2 Γνωστά σημεία C, F G 10

11 2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων Βήμα 4: Επιλογή μηχανήματος Τα σημεία Ε, G αντιστοιχούν στα ελάχιστα απαιτούμενα χαρακτηριστικά Απαιτούμενη χωρητικότητα πτύου (m 3 ) 1,8 Βάρος υλικού / κύκλο (kg) Μοντέλο Χωρητικότητα πτύου (m 3 ) Μέγιστο μεταφερόμενο βάρος (kg) 939C 1, C 1, C 2, C 3,

12 2. Επιλογή Φορτωτή με χρήση διαγραμμάτων Βήμα 5: Υπολογισμός ωριαίας παραγωγής σε τόνους και m 3 Γνωστά σημεία G, Α Ι Σημείο Ι 315 tn/h = /1600 m 3 /h = m 3 /h 12

13 3. Επιλογή Εκσκαφέα Διακύμανση χρόνου κύκλου αναλόγως συνθηκών Σκληρότητα σχηματισμού Βάθος εκσκαφής Γωνία περιστροφής Μέγεθος επιφάνειας απόθεσης Ύπαρξη εμποδίων Εμπειρία χειριστή 13

14 3. Επιλογή Εκσκαφέα Παράδειγμα: Εκσκαφή μετρίως κερματισμένου βράχου Πυκνότητα χαλαρού υλικού: 1,6 tn/m 3 Ελάχιστη απαιτούμενη παραγωγή 500 tn/h Σχηματισμός Σκληρή άργιλος Κερματισμένος βράχος Μοντέλο 320C 322C 325C 330C 345B II 365B II 385 B Χωρητικότητα πτύου (m 3 ) 0,8 1,0 1,1 1,4 2,4 1,9 3,76 14

15 3. Επιλογή Εκσκαφέα Βήμα 1: Εκτίμηση συντελεστή πλήρωσης με βάση το υλικό Μετρίως κερματισμένος βράχος: φ = 0,75-0,90. φ = 0.85 Υλικό φ (%) Βράχος λίγο / μέτρια / πολύ κερματισμένος / / Αμμοχάλικα Άμμος Άργιλος Χέρσο έδαφος

16 3. Επιλογή Εκσκαφέα Βήμα 2: Χρόνος κύκλου κατάλληλων εκσκαφέων: 0,35-0,45 min. Θεωρείται μέση τιμή χρόνου κύκλου 0,40 min. Σχηματισμός Σκληρή άργιλος Κερματισμένος βράχος Μοντέλο 320C 322C 325C 330C 345B II 365B II 385 B 16

17 3. Επιλογή Εκσκαφέα Βήμα 3: Προσεγγιστικός υπολογισμός πραγματοποιούμενων κύκλων / ώρα στις συνθήκες του έργου Για μέτριες συνθήκες υποτίθενται: Συντελεστής εμπειρίας χειριστή: 0,9 Συντελεστής διαθεσιμότητας μηχανήματος: 0,95 Συντελεστής 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 17

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 m 3 /κύκλο Απαιτούμενη χωρητικότητα πτύου για φ= 0,85 Vπτ = 2,95 / 0,85 = 3,47 m 3. Βήμα 5: Καταλληλότερο διατιθέμενο πτύο: 3,76 m 3 (μοντέλο 385Β) Μοντέλο 320C 322C 325C 330C 345B II 365B II 385 B Όγκος πτύου (m 3 ) 0,8 1,0 1,1 1,4 2,4 2,9 3,76 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. 18

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 ταχυτήτων γ) η αναπτυσσόμενη δύναμη πρόσφυσης 19

20 4. Αποξεστικό Όχημα Μεγέθη Κίνησης Αποξεστικό όχημα τύπου CAT 631G Εκτιμώμενο φορτίο λειτουργίας : kg, Απόβαρο: kg Συνολική αντίσταση κίνησης: 10% Να προσδιοριστούν: 1.Αναπτυσσόμενη δύναμη πρόσφυσης 2.Απαιτούμενη βαθμίδα κιβωτίου 3.Μέγιστη ταχύτητα κίνησης 1. Μικτό βάρος μηχανήματος: 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. 20

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 21

22 4. Αποξεστικό Όχημα Χρόνος Κύκλου Παράδειγμα: Αποξεστικό όχημα τύπου CAT 631G Εκτιμώμενο φορτίο λειτουργίας: kg Απόβαρο: kg ΜΕΤΑΒΑΣΗ (με φορτίο) Μήκος: 610m Συνολική 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. 22

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. 23

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, ,3 = 3,7 min 24

25 5. Χωματουργικό Όχημα Διαδικασία ανάλογη των προηγούμενων 25

26 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα Πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.