MIARY i PARAMETRY w TECHNOL. ROBÓT KOL.

Transkrypt

1 Katedra Mostów i Kolei dr inż. Jacek Makuch ZAJĘCIA PROJEKTOWE 3 MIARY i PARAMETRY w TECHNOL. ROBÓT KOL. TECHNOLOGIA ROBÓT KOLEJOWYCH studia I stopnia, specjalność ILB / DK, semestr 7 rok akademicki 2018/19

2 WYDAJNOŚĆ parametr charakteryzujący pracę: maszyn (zestawów maszyn) pracowników (grup roboczych) liczona wartością przerobu pracy (szt., m, m 2, m 3 ) w jednostce czasu (h) rodzaje - ze względu na stopień uwzględnienia warunków pracy: 1) teoretyczna W teor (katalogowa W k ): maksymalna wartość przerobu, jaka może być osiągnięta w jednostce czasu nieprzerwanej pracy przy: pełnym wykorzystaniu narzędzia roboczego maksymalnych prędkościach ruchu roboczego pełnych kwalifikacjach operatorów wyznaczana dla idealnych warunków pracy dla danej maszyny jest wartością stałą określana według metod deterministycznych przyjmowana z katalogów albo na podstawie analiz statystycznych już wykonanych prac stosowana przy porównywaniu (doborze) maszyn 2) techniczna W tech tak jak teoretyczna, ale po uwzględnieniu: zmiennego poziomu kwalifikacjach operatorów zmiennych warunków pracy: poziomu wykorzystania narzędzia roboczego charakterystyk technicznych maszyny wpływu miejsca pracy nie jest wartością stałą (dla danej maszyny) (kolor niebieski według niektórych pozycji literaturowych)

3 3) eksploatacyjna W ekspl (praktyczna W p ) tak jak techniczna, a ponadto: uwzględnia wpływ czynników takich jak: sprawność techniczna maszyn (przerwy w wyniku awarii) organizacja robót (przerwy technologiczne) rodzaj robót wyrażana wzorem: gdzie: W ekspl = W teor k t k o k z W ekspl wydajność eksploatacyjna W teor wydajność teoretyczna k t współczynnik sprawności technicznej maszyny k o współczynnik charakteryzujący proces technologiczny i sprawność organizacyjną k z współczynnik zmianowości 4) rzeczywista W rzecz : osiągana w rzeczywistych warunkach pracy wartość zmienna, zależna od wielu czynników losowych - takich jak: warunki atmosferyczne niewłaściwa organizacja robót inne określana według metod probabilistycznych, na przykład: teorii masowej obsługi łańcuchów Markowa symulacji komputerowych metodą Monte Carlo stosowana w analizach planowania technologicznego procesów budowlanych

4 rodzaje - ze względu na liczbę zastosowanych maszyn: 1) jednostkowa W i - dla pojedynczych maszyn 2) zespołowa W z - dla zespołów (zestawów) maszyn: ich wydajność jest minimalną wartością wydajności poszczególnych pojedynczych maszyn W Z = min (W 1, W 2,... W i ) maszyna wiodąca: maszyna o najmniejszej wydajności najlepiej jeśli pracuje w sposób ciągły tworząc zespoły: należy dobierać pojedyncze maszyny o zbliżonej wydajności eksploatacyjnej (tzw. typoszeregi) należy określić maszynę wiodącą, a pozostałe dostosować do niej, tak aby przerwy w pracy były minimalne

5 do oszacowania wydajności zespołu maszyn pracujących równolegle W Z równ stosuje się wzór: Wekspl MW WZ równ = n 1+ λiα i i= 1 gdzie: W ekspl MW wydajność eksploatacyjna maszyny wiodącej α i stosunek wydajności eksploatacyjnej maszyny wiodącej do wydajności maszyny i λ i stosunek odległości technologicznej maszyny i ( l i ) do długości odcinka robót (L) przykład dwóch maszyn o wydajnościach W 1 i W 2 pracujących równolegle na odcinku toru o długości L: jako l i należy przyjmować odległość maszyny i od maszyny: następującej po niej - gdy maszyna ta pracuje przed maszyną wiodącą ją poprzedzającej gdy maszyna ta pracuje za maszyną wiodącą

6 częściowa jeśli obejmuje jedynie zasadnicze operacje technologiczne kompleksowa jeśli wszystkie operacje wykonuje się za pomocą: zespołów maszyn (dostosowanych do siebie pod względem wydajności) maszyn wieloczynnościowych stopień mechanizacji S M miernik zmechanizowania robót: określany za pomocą wzorów: 1) MECHANIZACJA S M = n i= 1 n i= 1 A t i B t i i i 100% gdzie: 2) A i liczba operacji technologicznych dla grupy robót i wykonywanych w sposób zmechanizowany B i łączna liczba operacji technologicznych dla grupy i t i norma czasu wykonywania operacji technologicznych n liczba grupy robót (procesów składowych) S M R 1 M 100% R = r R M robocizna zużyta na wykonanie robót z zastosowaniem maszyn R r robocizna zużyta na wykonanie tych samych robót w sposób ręczny

7 syntetyczny wskaźnik zmechanizowania robót: moc maszyn (w kw) przypadająca na jednego zatrudnionego albo na jeden kilometr toru wskaźnik zespołowości mechanizacji: S Z n i= = 1 S n wi gdzie: S wi stopień wykorzystania wydajności maszyn i urządzeń stanowiących zespół (stosunek wydajności teoretycznej do rzeczywistej) n liczba maszyn i urządzeń w zespole

8 NIEZAWODNOŚĆ EKSPLOATACYJNA rozumiana jako gotowość maszyny torowej do wykonywania robót zależna od czynników: technicznych (naprawy, konserwacja, przeglądy, tankowanie) technologiczno-organizacyjnych (zamknięcia torów, dojazdy i zjazdy, czas pracy operatora, współzależność z pracą innych maszyn) ma duże znaczenie ze względu na straty ekonomiczne wstrzymanie pracy jednej maszyny może zablokować pracę pozostałych określana na podstawie analiz statystycznych pracy maszyn torowych w warunkach rzeczywistych przykład analizy:

9 możliwe stany eksploatacji maszyny torowej: R praca efektywna A wykonywanie napraw spowodowanych uszkodzeniami P krótkie przerwy w pracy (oczekiwanie na wjazd albo zjazd ze szlaku) oraz dłuższe postoje (odwołanie zamknięcia toru albo niewłaściwa ocena zakresu robót) T przejazdy krótsze (do i z miejsca robót) i dłuższe (przy zmianie miejsca postoju) K usuwanie drobnych uszkodzeń, bieżące utrzymanie maszyny oraz rutynowe przeglądy przed i po pracy O czas postoju maszyny bez obsługi w ciągu doby: R + A + P + T + K + O = 24 h wskaźniki gotowości: technicznej ocena stanu technicznego maszyny oraz kwalifikacji obsługi: k1 = R / (R + A) technologicznej ocena efektywności wykorzystania maszyny w procesach technologicznych: k2 = (R + A) / (R + A + P + T + K) eksploatacyjnej ocena warunków eksploatacyjnych oraz organizacji robót (czasów zamknięć, liczby godzin dziennej zmiany roboczej, liczby dni roboczych w sezonie): k3 = (R + A + P + T + K) / 24 h wyniki badań przeprowadzonych na sieci PKP (w kilku dyrekcjach, w różnych war. ekspl., przy różnym stanie nawierzchni, w ciągu jednego sezonu robót): dla podbijarek (MD 07-32): k1 = 0,71 0,87; k2 = 0,34 0,37; k3 = 0,40 0,41 dla oczyszczarek (OT-400): k1 = 0,71 0,75; k2 = 0,20 0,22; k3 = 0,41

10 eksploatację maszyny można rozpatrywać jako strumień zdarzeń tworzących skończony w czasie strumień odnowy - efektywny czas pracy można wtedy wyrazić wzorem: R = 24 k1 k2 k3 znając wydajność maszyny W oraz liczbę dni roboczych (sezonu) w ciągu roku (d = ) można oszacować możliwą do wykonania przez maszynę ilość robót: P = W d R oszacowanie niezawodności eksploatacyjnej poszczególnych egzemplarzy maszyn torowych ma praktyczne znaczenie przy projektowaniu technologii i organizacji robót, gdyż umożliwia realistyczną ocenę: możliwości wykonania robót potrzebnych czasów wyłączenia toru z ruchu znając niezawodność eksploatacyjną poszczególnych maszyn można oszacować niezawodność określonego ich zespołu - według wzoru: gdzie: k N i = r i i= 1 N i niezawodność eksploatacyjna zespołu maszyn r i niezawodność eksploatacyjna poszczególnych maszyn w zespole na przykład dla zespołu złożonego z podbijarki, zagęszczarki i profilarki: N 3 = 0,72 0,80 0,78 = 0,45 w analizowanym przykładzie - decydujące znaczenie dla wydajności zespołu będzie miała efektywna praca podbijarki (minimalne r)

11 ROBOCIZNA praca włożona w wykonanie określonej czynności wyrażana w roboczogodzinach [r-g] - co umożliwia przeliczanie i kształtowanie w zależności od potrzeb: terminów wykonania robót wielkość niezbędnego zatrudnienia wielkość nakładów jednostkowych można: szacować samodzielnie korzystać z gotowych katalogów: kiedyś papierowych obecnie komputerowych - zawartych w programach do kosztorysowania (np. NORMA) bądź harmonogramowania grupy katalogów do kosztorysowania: KNR - katalogi nakładów rzeczowych KSNR - katalogi scalonych nakładów rzeczowych KNNR - kosztorysowe normy nakładów rzeczowych KNP - katalogi norm pracy KNCK - katalogi norm i cen kosztorysowych stawka robocizny również może być: szacowana samodzielnie przyjęta z odpowiednich publikacji podających dla poszczególnych branż stawki uśrednione dla określonego czasu (BISTYP albo SEKOCENBUD) stawka ta jest wyrażana w jednostce pieniężnej za roboczogodzinę [zł/r-g]

12 do obliczania robocizny wykorzystuje się również: wzory empiryczne wskaźniki pracochłonności powinny one uwzględniać różnice wynikające z odmiennych warunków: konstrukcyjnych: typ wiek eksploatacyjnych: wielkość i natężenie przewozów maksymalna prędkość i nacisk osi rodzaj trakcji wielkość i natężenie przewozów są zasadniczymi czynnikami uwzględnianymi w obliczeniach robocizny, ponieważ ponad 60 % nakładów na utrzymanie nawierzchni pochłania usuwanie odkształceń i zużycia nawierzchni będących skutkiem oddziaływań pojazdów w przypadku wykonywania robót w torze czynnym lub w torze z nim sąsiadującym przy obliczaniu robocizny uwzględniane są współczynniki zwiększające

13 CZAS duże natężenie ruchu pociągów ogranicza efektywny czas jaki można przeznaczyć na roboty na stratę czasu wywołaną ruchem pociągów składają się: czas potrzebny na przygotowanie toru do przejazdu pociągu czas przejazdu pociągu czas na powtórne rozpoczęcie prac należy również uwzględniać ewentualną konieczność przerywania robót podczas przejazdu pociągu po torze sąsiednim uważa się, że technologicznie uzasadniony efektywny czas ciągłego wykonywania robót nie powinien być krótszy niż 25 minut jako normatywny czas pracy maszyn w ciągu roku przyjmuje się zwykle 140 dni po 8 godzin pracy dziennie pracę maszyn charakteryzuje: duża nierównomierność i sezonowość znaczny czas przerw i przestojów najczęstsze przyczyny przestojów maszyn wynikające z błędów organizacyjnych to: nieprzygotowanie maszyn do pracy brak paliwa albo obsługi nieprzygotowanie frontu robót stopień wykorzystania maszyny - stosunek liczby godzin efektywnej pracy maszyny do liczby godzin zamknięcia toru

14 KOSZTY koszt pracy maszyn jest tym większy - im mniejsza jest liczba dni pracy maszyn w ciągu roku zwiększa się wówczas również obciążenie z tytułu rocznych odpisów amortyzacyjnych, które rozkładają się na mniejszą liczbę dni w skład kosztów bezpośrednich maszyny wchodzą: koszty stałe - wynikające z konieczności odtworzenia środka trwałego po jego zużyciu oraz z utrzymywania maszyny w stanie gotowości technicznej, czyli: odpisy amortyzacyjne koszty konserwacji, napraw bieżących i średnich koszty smarów, płynów eksploatacyjnych, czyściwa koszty zaplecza technicznego: przechowywanie sprzętu odbiory techniczne po naprawach sprzętu utrzymanie pomieszczeń zaplecza odpisy amortyzacyjne na odnowienie zaplecza koszty ruchu: koszty energii napędowej (olej napędowy, prąd) koszty obsługi maszyny koszty jednorazowe : transport maszyny do i z miejsca robót przygotowanie do pracy i do zjazdu z miejsca robót

15 koszty bezpośrednie można obliczyć ze wzoru: gdzie: M a m m m + Z m p + t r t K M = mo + me + m t t t M c b [ zł / h] M - koszt nowej maszyny [zł] a m - wskaźnik amortyzacji w okresie rocznym Z t - koszt zaplecza technicznego dla okresu cyklu naprawczego [zł] t M - normatywny czas pracy w ciągu roku [h] m r - koszty napraw bieżących i średnich [zł] t c - cykl naprawczy (czas miedzy naprawami) [h] m p - koszt przygotowania maszyny do pracy oraz do zjazdu z miejsca robót [zł] m t - koszt transportu maszyny [zł] t b - czas przebywania maszyny na miejscu robót [h] m o - koszt obsługi maszyny [zł/h] m e - koszt energii [zł/h] m s - koszt smarów i czyściwa [zł/h] s

16 koszty napraw bieżących i średnich można obliczyć ze wzoru: gdzie: m r = ( r n + r n ) s s t r s - koszt jednej naprawy średniej [zł] r b - koszt jednej naprawy bieżącej [zł] n s - liczba napraw średnich n b - liczna napraw bieżących t R - efektywna praca maszyny w ciągu roku [h] t c - długość cyklu między naprawami głównymi [h] koszty zaplecza technicznego - przyjmowane są w wysokości 5 % wartości maszyny zużycie smarów - przyjmowane jest w wysokości 28 % zużycia podstawowego paliwa c b b t R