Курсовая работа по машиностроению на тему Траншейные роторные экскаваторы (пункт 52)

Современное строительство и инфраструктурное развитие немыслимы без применения высокопроизводительной специализированной техники, способной выполнять масштабные земляные работы с высокой точностью и минимальными временными затратами. В ряду таких машин особое место занимают траншейные роторные экскаваторы – уникальные по своей конструкции и функциональности агрегаты, предназначенные для быстрой и эффективной прокладки траншей различного назначения. Эти машины являются технологическим стержнем при строительстве и ремонте линейных объектов: магистральных трубопроводов (водоснабжения, канализации, газо- и нефтепроводов), кабельных линий связи и электропередачи, дренажных и мелиоративных систем, фундаментов ленточного типа. Их использование позволяет кардинально сократить сроки производства работ, снизить долю тяжелого ручного труда, повысить точность соблюдения проектных параметров (глубины, ширины, прямолинейности траншеи) и, в конечном итоге, существенно повысить общую экономическую эффективность строительных проектов.
Однако высокий технологический потенциал и сложность конструкции траншейных роторных экскаваторов предъявляют исключительно строгие требования к организации их технической эксплуатации. Эти машины представляют собой комплексную систему, объединяющую тяжелое гусеничное или колесное шасси, мощную силовую установку, сложный гидравлический привод рабочего оборудования (ротор с ковшами или резцами, конвейер для отвала грунта) и систему электронного управления. Интенсивные нагрузки, вибрации, абразивное воздействие грунта и работа в часто меняющихся погодных условиях приводят к постепенному износу деталей, старению материалов, накоплению усталостных напряжений в металлоконструкциях. Без грамотно выстроенной, научно обоснованной системы технического обслуживания (ТО) и ремонта неизбежны частые отказы, внеплановые простои, падение производительности и, как следствие, срывы сроков строительства и рост эксплуатационных расходов. Более того, неисправная машина становится источником повышенной опасности для персонала.
Актуальность темы настоящей работы обусловлена именно необходимостью разработки и оптимизации такой системы применительно к конкретному типу техники – траншейным роторным экскаваторам с глубиной копания до 1,6 метра. Подобные машины широко распространены в коммунальном и дорожном строительстве средней мощности. В современных экономических условиях, характеризующихся жесткой конкуренцией и требованиями к рентабельности, каждое предприятие-эксплуатационник заинтересовано в максимальном продлении ресурса дорогостоящей техники при минимизации совокупных затрат на ее содержание. Это сложная инженерно-экономическая задача, решение которой лежит в плоскости внедрения планово-предупредительной системы ремонтов (ППР), основанной не на реакции на уже случившуюся поломку, а на научном прогнозировании и профилактике потенциальных отказов.
Основополагающим принципом системы ППР является ее профилактическая направленность. Все технические воздействия разделяются на две ключевые группы. Первая группа – это техническое обслуживание, комплекс плановых операций, направленных на поддержание работоспособности машины, предупреждение отказов и замедление процессов износа. Сюда входят контрольно-диагностические, крепежные, регулировочные, смазочные и очистные работы, выполняемые с заданной периодичностью (ежесменное ТО – ЕО, номерные ТО-1, ТО-2, сезонное ТО – СО). Вторая группа – это ремонты (текущий – Т и капитальный – К), представляющие собой комплекс работ по восстановлению исправности или полного ресурса машины путем замены или восстановления изношенных сборочных единиц и деталей. Эффективность системы ППР напрямую зависит от точности расчетов: определения оптимальных периодичностей воздействий, планирования их объема и сроков, рационального распределения трудовых и материальных ресурсов.
Целью данной курсовой работы является разработка комплексной системы организации технического обслуживания и ремонта для парка траншейных роторных экскаваторов заданной модели на основе действующих нормативных документов и методик расчета. Достижение поставленной цели требует последовательного решения ряда взаимосвязанных задач:
Анализ основных технико-эксплуатационных характеристик заданного парка машин и условий их работы.
Расчет годового режима работы (полезного фонда времени) каждой машины с учетом всех видов планируемых простоев (выходные, метеоусловия, перебазировка, время на ТО и ремонт).
Разработка годового плана-графика проведения всех видов плановых технических обслуживаний и ремонтов для каждой единицы техники на основе фактической наработки и нормативной периодичности.
Разработка детализированного месячного плана-графика ТО и ремонта, позволяющего оперативно управлять производственным процессом в ремонтной службе.
Определение суммарного годового объема работ по ТО и ремонту парка в трудовом выражении (человеко-часы).
Расчет необходимой численности производственного персонала различных категорий (ремонтные рабочие, вспомогательные рабочие, ИТР, МОП) для выполнения утвержденной производственной программы.
Проектирование организационной структуры проведения ТО и ремонта, включая расчет необходимого количества стационарных постов и передвижных средств технической помощи.
Определение потребности в логистической инфраструктуре: средствах транспортирования машин, обеспечении топливно-смазочными материалами, электроэнергией, а также формирование оптимального оборотного фонда быстроизнашивающихся сборочных единиц для сокращения времени простоя.
Теоретической и методической основой работы послужили действующие отраслевые рекомендации по организации ТО и ремонта строительных машин, нормативная документация заводов-изготовителей, справочная литература по строительным машинам и их эксплуатации, а также фундаментальные принципы теории надежности технических систем.
Практическая значимость выполненной работы заключается в том, что ее результаты – годовые и месячные графики, расчеты потребности в ресурсах – представляют собой готовый управленческий инструмент для руководителей и инженерно-технических служб эксплуатационных предприятий. Внедрение разработанных мероприятий на практике позволит перевести процесс эксплуатации дорогостоящей техники из режима «латания дыр» и реактивного реагирования на аварии в режим планового, прогнозируемого и экономически эффективного управления техническим состоянием парка машин, что является залогом успешной и конкурентоспособной деятельности любой современной строительной или сервисной организации.
 
4. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДАННОГО ПАРКА МАШИН
4.1. Общая характеристика парка машин
В соответствии с заданием для курсовой работы, объектом исследования является парк строительных машин, состоящий из четырех однотипных траншейных роторных экскаваторов с глубиной копания до 1,6 метров. Данные машины относятся к специализированному землеройному оборудованию непрерывного действия и предназначены для эффективной прокладки узких траншей при строительстве инженерных сетей (кабельных линий, трубопроводов малого диаметра), дренажных систем и других линейных объектов.
Эксплуатация таких машин характеризуется высокой интенсивностью циклических нагрузок на ходовую часть, роторное рабочее оборудование, гидравлическую систему и силовую установку. Это обусловливает необходимость строгого соблюдения регламентов технического обслуживания и ремонта для поддержания их работоспособности и обеспечения требуемой производительности.
Исходные нормативные данные для планирования технической эксплуатации взяты из таблицы общеотраслевых норм (позиция 52: «Траншейные роторные с глубиной копания до 1,6 м»). На основе этих данных выполняется определение всех необходимых для дальнейших расчетов параметров.
4.2. Определение нормативных показателей системы планово-предупредительного ремонта (ППР)
Система ППР для данного типа машин устанавливает четкую периодичность, трудоемкость и продолжительность всех видов технических воздействий. Эти показатели являются фундаментом для последующего расчета режима работы, планов ТО и ремонта, а также потребности в ресурсах.
Периодичность выполнения видов ТО и ремонта (T), мото-часы:
Наработка между последовательными одноименными воздействиями устанавливается следующим образом:
Капитальный ремонт (К): Tк = 5760 мото-ч.
Текущий ремонт, совмещенный с техническим обслуживанием №3 (Т и ТО-3): Tт = 960 мото-ч.
Техническое обслуживание №2 (ТО-2): Tто2 = 240 мото-ч.
Техническое обслуживание №1 (ТО-1): Tто1 = 60 мото-ч.
Сезонное обслуживание (СО): проводится дважды в год (перед началом весенне-летнего и осенне-зимнего сезонов) независимо от наработки машины.
Структура ремонтного цикла:
Ремонтный цикл – это последовательность всех видов ТО и ремонтов от начала эксплуатации (или от одного капитального ремонта) до следующего капитального ремонта.
Для данной машины структура цикла характеризуется количеством каждого вида воздействий:
Число текущих ремонтов за один цикл: nт = 5.
Число ТО-2 за один цикл: nто2 = 18.
Число ТО-1 за один цикл: nто1 = 72.
Число сезонных обслуживаний (СО) за цикл для машин круглогодичного использования: nсо = 2.
Проверка правильности структуры ремонтного цикла:
Общая наработка за цикл должна равняться периодичности капитального ремонта. Проверка выполняется по формуле:
Tк = Nк * Tк + Nт * Tт + Nто2 * Tто2 + Nто1 * Tто1, где N – количество воздействий в цикле.
Подставляем значения: 5760 = 1 * 5760 + 5 * 960 + 18 * 240 + 72 * 60.
Выполняем расчет: 5760 = 5760 + 4800 + 4320 + 4320? Очевидно, здесь допущена ошибка в арифметике или в исходных данных. Пересчитываем сумму ремонтных воздействий: 5 * 960 = 4800; 18 * 240 = 4320; 72 * 60 = 4320.
Сумма наработок на ТО и текущий ремонт: 4800 + 4320 + 4320 = 13440 мото-ч, что больше, чем Tк (5760). Это означает, что в структуре цикла nто1, nто2 и nт указаны как общее количество за цикл, а не как количество между смежными ремонтами более высокого ранга. Следовательно, указанные числа (5, 18, 72) – это количество соответствующих воздействий, выполняемых за весь срок службы до капитального ремонта. Расчет периодичности через них напрямую по указанной формуле некорректен. Периодичности Tт, Tто2, Tто1 заданы исходной таблицей как первичные данные.