Оценка эффективности ручных строительных машин ударного действия

РАЗДЕЛ I

ТРАНСПОРТ.

ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

УДК 621.96/97

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РУЧНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

А. Д. Абрамов

Аннотация. Рассматривается методика оценки эффективности ручных строительных машин ударного действия при производстве строительномонтажных работ. Приведен общий подход к оценке их эффективности и результаты расчета стоимости технологической операции при применении различного оборудования.

Ключевые слова: ручные низкочастотные машины, стоимость технологической операции, критерии эффективности ручных машин ударного действия.

Введение

В подавляющем большинстве отраслей народного хозяйства находят применение технологии, связанные с пластическим деформированием, резанием или разрушением материалов. Особенно широко они используются в строительстве при выполнении строительно-монтажные работ.

В последнее время при производстве монтажных и специальных строительных работ все большее распространение находят ручные низкочастотные машины (РНМ) ударного действия с электромагнитным приводом. При питании от сети промышленной частоты 50 Гц и напряжением 220 В они имеют частоту ударов 1-2 Гц, т.е. 50-100 уд/мин. Снижение частоты позволяет увеличить энергию единичного импульса синусоидального тока при неизменной мощности, потребляемой из сети ана-

Рис. 1. Схематизированная нагрузочная характеристика деформируемого твердого тела

логичными машинами, работающими с частотой 50 Гц. Это позволяет существенно повысить удельную энергию единичного удара, которая в РНМ при массе 4,5 кг достигает 40Дж, что повышает КПД РНМ.

Основная часть

Обратимся к нагрузочной характеристике деформируемого твердого упругопластического тела, представленной на рис. 1. Она имеет 2 участка - упругий ОА и пластический АС, на котором совершается полезная работа по деформированию тела. При относительно невысокой энергии удара, например Т , пластическая деформация может вообще не наступить. С увеличением энергии единичного удара доля пластической деформации увеличивается, причем степень ее увеличения может служить критерием полезной работы, как показателя эффективности машины.

В строительном производстве применяется большое разнообразие машин и механизмов. С точки зрения рассмотренного критерия для реализации ряда технологии целесообразно использование только пиротехнического инструмента, а именно монтажных пистолетов. К их недостаткам относится нестабильность выстрела, зависящая от износа пороховой камеры. В тоже время в РНМ суммарная энергия, передаваемая деформируемому материалу, формируется за несколько повторяющихся ударов. Каждый удар приводит к пластической деформации, поэтому при их относительно малой частоте оператор имеет возможность осуществлять визуальный контроль выполняемой операции после каждого удара. Таким образом, с точки зрения качества выполнения операции, РНМ обладают эффективностью, но расчет экономического эффекта выполнить весьма затрудни-

тельно из-за сложности расчета износа пороховой камеры. Поэтому при сопоставлении РНМ с другими ручными строительными машинами рассмотренный критерий теряет смысл, необходимо выбирать другие критерии. Например, отверстия в строительных материалах могут выполняться не только пробивкой, но и сверлением, что вызывает необходимость сравнения РНМ с ручными сверлильными машинами. Кроме того, для пробивки отверстий и крепления конструкций с помощью забиваемых дюбель-гвоздей используется пиротехнический инструмент -монтажные пистолеты, с энергией выстрела до 200 Дж. Поэтому при оценке эффективности сравниваемых инструментов должны учитываться особенности выполнения технологических операций. В качестве примера в таблице приведены некоторые из них.

Таблица 1 - Технологические операции с применением РНМ и другого оборудования

№ п/п Операция Оборудование Критерий эффективности

1 Выполнение отверстий в строительных материалах Сверлильные машины Стоимость технологической операции

Пробивка РНМ

2 Установка монтажных элементов (забивка дюбель-гвоздей) Сверлильные машины Стоимость технологической операции, безопасность

Монтажный пистолет

РНМ

3 Соединение арматуры Сварочный аппарат Стоимость и масса оборудования, квалификация

РНМ

4 Выполнение отверстий в тонколистовых сэндвич-панелях РНМ Оказанная услуга

Нет альтернативы

Сегодня большинство строительных организаций столкнулись с проблемой нехватки высококвалифицированных кадров, что во многом связано не только с сезонностью работ, но и не возможностью формирования длительных заказов с однотипным видом работ. Эти обстоятельства обусловили необходимость создания новых технологий соединения строительной арматуры, замещающих сварку и не требующих высокой квалификации персонала. За короткий отрезок времени зарубежные строители освоили технологии соединения арматуры при помощи специальных муфт: обжимных, болтовых, винтовых и

др.

При соединении арматуры сваркой используется сварочный трансформатор, стоимость которого значительно выше стоимости РНМ. Сопоставление прототипа с новой техникой (трансформатора с РНМ) может характеризоваться коэффициентом К1 >1. Для времени выполнения подготовительно-

заключительных операций, связанных с пере-

становкой трансформатора и переключениями, может быть рассчитан коэффициент К2 >1. Но с точки зрения долговечности сварочный трансформатор, как статическая электрическая машина, будет иметь третий коэффициент К3<1.

Очевидно, что эффективность технологической операции соединения арматуры с использованием РНМ можно оценить обобщенным коэффициентом, представляющим собой среднегеометрическую величину частных коэффициентов

где п - число частных коэффициентов.

К частным коэффициентам могут быть отнесены «вес» технологической операции, безопасность выполнения работ, квалификация персонала и др.

В том случае, если Кэ >1 можно говорить об эффективности новой техники. Но уровень этой эффективности следует уточнить оценкой экономического эффекта. Если же Кэ >>1,

то необходимость внедрения новой техники становится очевидной.

Рассмотрим теперь другие операции приведенные в таблице. Массовой операцией является заготовка отверстий, гнезд и штраб в строительных конструкциях, а также крепление к ним распределительных щитов, шкафов, пультов и других поддерживающих конструкций с помощью забиваемых дюбелей. Учитывая постоянно растущий объем монтажных работ, что связано, в первую очередь с применением в строительстве современных теплоизоляционных, отделочных и декоративных элементов, производители промышленного крепежа прогнозируют ежегодное увеличение его спроса на 4,8%, а в 2012 году объем рынка крепежа составит около 66 млрд. долларов США. Необходимость постоянного увеличения объема строительно-монтажных работ заставляет строителей искать технологии способные сократить стоимость монтажных работ. Одна из таких возможностей - это применение технологии прямого монтажа конструкций: монтаж профилей и реек, крепление подвесных систем и инженерных коммуникаций и т.д. [1]. В России применение таких технологий ограничено возможностями оборудования и отсутствием выбора крепежных элементов различного назначения. Напротив, за рубежом рассматриваемые технологии являются стандартными методами монтажа в различных областях строительной индустрии. Это говорит о колоссальном потенциале роста производства и актуальности разработки оборудования способного выполнять операцию деформирования или управляемого разрушения материала за несколько ударных воздействий.

Как видно из таблицы, ввиду сопоставимости массогабаритных параметров применяемого инструмента и источников питания, основным становится показатель стоимости технологической операции и безопасность работ. Стоимость технологической операции рассмотрим на примере установки гипсокартонных профилей при выравнивании строительных оснований (в ценах 2008 года). Монтажник, например, за месяц (160 часов) работы производит около 10 тыс. циклов: сверление и установка дюбеля, что при средней заработной плате 25 тыс. руб. составит 2,5 руб. за монтажную точку. Применение технологии, исключающей сверление, повышает производительность труда в 3-5 раз, что снижает расходы на оплату до 0,5-0,8 руб. за монтажную точку. Теперь рассмотрим стоимость собственно крепежных элементов. При сверлении -

стоимость дюбеля 0,6-1,0 руб., плюс амортизация бура 0,3-0,8 руб; при применении монтажного пистолета стоимость дюбеля и патрона - от 2,0 руб [2].

Итоговая стоимость узла крепления - при сверлении 3,5-4,0 руб., а при применении технологии прямого монтажа с использованием монтажного пистолета около 2,8 руб. Применение электромагнитного ручного ударного инструмента исключает применение патрона, имеющего стоимость 1,0-1,5 руб. Таким образом, итоговая стоимость узла крепления составит 1,3-1,8 руб, что в 3 раза меньше, чем при применении обычного электрического перфоратора, и в 2 раза меньше установки креплений с применением монтажного пистолета.

Не менее важный показатель - безопасность проводимых работ. Все пиротехнические устройства являются разновидностью огнестрельного оружия. И с этой точки зрения они представляют собой средство повышенной опасности. Например, при работе строительно-монтажных пистолетов в патроннике поршневого инструмента давление пороховых газов достигает 200-350 МПа, сила удара поршня около 100-200 кН. Начальная скорость дюбеля достигает 90 м/с, что создает возможность рикошета дюбеля или сквозного прострела строительного основания с малой механической прочностью.

Таким образом, для рассматриваемой технологии очевидны преимущества ручных форсированных электромагнитных машин, как по стоимости работ и безопасности, так и по времени их выполнения, а также возможности дозирования ударного воздействия. Не требуется в этом случае и специальная подготовка оператора.

Выполнение отверстий в тонколистовых строительных сэндвич-панелях существующими в настоящее время методами выполнить невозможно. Но с использованием РНМ технология пробивки может быть реализована [3]. Расчет экономического эффекта для этой операции также является проблематичным, так как такая операция в настоящее время вообще не выполняется. В этом случае эффективность использования РНМ может быть установлена также по величине Кэ , определяемого на основе экспертных оценок, показателем которых может служить «полезность оказанной услуги».

Заключение

Таким образом, для эффективности РНМ, а в общем случае и другой техники, может служить безразмерный коэффициент эффектив-

ности, позволяющий сравнить между собой технологические операции, принципиально отличающиеся между собой по нескольким показателям, имеющим существенные качественные отличия.

Библиографический список

1. Красотина Л. В., Краснощеков Ю. В., Мосенкис Ю. М. Использование арочного профнастила при реконструкции зданий // Вестник СибАДИ. 2009. >4. С.41-46.

2. Маслов А.В., Донсков Р. Е. Технология прямого монтажа - решение многих задач // Крепеж, клеи, инструмент и о 2008. >4. С.14-20.

3. Каргин В. А., Абрамов А. Д., Тюнюкова Т. К. Способ создания отверстий в тонколистовых металлах и пакетах собранных из тонколистовых материалов и устройство для его реализации // Патент на полезную модель 2008129980/22 от 15.09.08 > 79484

EVALUATING THE EFFECTIVENESS OF HAND IMPACT CONSTRUCTION MACHINES

A. D. Abramov

The methods of evaluating the effectiveness of hand construction machinery percussion during the construction and installation works. A general approach to the evaluation of their effectiveness and the results of calculating the cost of manufacturing operation in the application of various equipment.

Абрамов Андрей Дмитриевич - кандидат технических наук, доцент, декан факультета «Строительные и дорожные машины» Сибирского государственного университета путей сообщения. Направление исследований - ручные низкочастотные электромагнитные машины. Опубликовано 51 работа. abramov@stu.ru

УДК 656.13

ОЦЕНКА ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ СТРУКТУР НА ТРАНСПОРТЕ

В. Н. Басков, С. А. Гусев

Аннотация. Обсуждаются вопросы оценки организационно-технических возможностей управленческих структур на предприятиях автомобильного транспорта с использованием аппарата теории массового обслуживания. На основе проведенных исследований интенсивности потоков заявок и времени обслуживания построена модель расчета стохастической сети транспортного комплекса. Определены коэффициенты функционирования сети. Произведен расчет входного потока заявок, при котором сеть имеет возможность обслуживать его без изменения числа обслуживающих элементов сети.

Ключевые слова: транспорт, управление, процесс, система, сеть, перевозка.

Выведение

Анализ организационных структур управления проводится в процессе проектирования и функционирования предприятия. Организационная структура управления обычно представляется в виде совокупности взаимосвязанных элементов - отделов, подразделений предприятия. Каждый из этих элементов решает ту или иную задачу и состоит из одного или нескольких преобразователей информации - специалистов - работников предприятия.

Основная часть

Для исследования функциональных возможностей структуры управления и поиска моделей организационно-технического проектирования мы провели замеры времени обслуживания специалистами отделов МУ «Транспортное управление» г. Саратова, а также зафиксировали распределение посетителей рассматриваемого предприятия по каждому отделу, начиная с директора и заканчивая специалистами. Среднее время обслуживания по каждому отделу и конкретно специалистам приведено в таблице 1. Для некоторых строк данные отсутствуют в силу обстоятельств от нас не зависящих.