工程机械运用技术

工程机械运用技术第1页/共66页2第十章施工机械选择与机械化施工方案

施工机械的选型通则施工机械的选择方法施工机械的生产率施工机械的购置、租赁与更新第2页/共66页3§10－1施工机械的使用性能

一、牵引特性：反映施工机械牵引性能和燃料经济性最基本的指标。

二、动力特性：用来评价铲土运输机械的速度性能、加速性能和爬坡能力。三、机动性：反映施工机械在直线行驶时的稳定性和狭窄地点转向和通过能力四、稳定性：表明施工机械作业时，在坡道上行驶时抵抗纵向和横向倾翻和滑移的能力。五、经济性：表示施工机械在作业过程中燃料消耗是否经济合理。

第3页/共66页4§10－2施工机械的生产率一台施工机械一小时或一个台班（以八小时计）完成的工作量称为生产率。

Kn－运行效率；KB－作业时间利用率；

kq－作业效率；Vq

－机械工作装置的容量QB－机械一个台班的生产率，m3/d或m2/d；tr－机械每工作一个循环的时间，min。

第4页/共66页51、理论生产率QL

在设计的标准条件下，连续不断地进行工作的生产率。（使用说明书）2、技术生产率QJ

在具体施工条件下，机械连续工作的生产率。

（可以争取达到）3、实际生产率QS

在具体的施工条件下，考虑施工组织及施工现场的具体生产条件时，机械所能达到的生产率。（工程计划和估价的基础）第5页/共66页6§10-3施工机械的选择及考虑的问题

目的：挑选技术先进，经济合理，安全可靠的最好装备——提高机械化程度。依据：工程量、施工进度计划、施工质量要求、施工条件、现有设备的技术状况。第6页/共66页7一、施工机械选型通则

能作业——最起码的要求有较高的生产率作业质量能得到保证——最重要的方面花费少－使单位工程造价最低——施工机械化水平第7页/共66页8二、选择机械考虑的具体问题1、考虑气候条件的影响（1）工程机械在高原山区；（2）工程机械在寒冷季节和低温条件下；（3）工程机械在高温地区使用。2、考虑季节的影响（雨季、旱季）3、机械类型选定后，进行细致调研4、环境保护问题5、机械的合理组合第8页/共66页9第9页/共66页10第10页/共66页11第11页/共66页125、机械的合理组合主要机械与配套机械的组合

牵引车与配套机具的组合

配合作业机械组合数尽量少

尽量选用系列产品第12页/共66页13三、施工机械的选择方法1根据作业内容选择2根据土质条件选择①根据机械通行性决定②根据土质的工程特性选择3根据运距选择4根据气象条件选择5根据作业效率第13页/共66页14图10－1各种机械经济运距示意图

第14页/共66页15第十一章

路基工程施工机群配置与调度

施工机群:依据施工工序和各工序之间逻辑关系所形成的施工机械作业群。施工中路基土方工程量占工程总量相当的比重，路基的开挖、填筑、平整和压实等工序作业，几乎全由土方机械和压实机械完成。配置与调度：解决施工中施工机群的动态调整，以保持施工机群与工程项目之间在工期、质量、成本及环境保护等方面要求的统一和协调。第15页/共66页16§11-1路基土方机械化施工机群组成

一、施工机群工作能力（工程量和工期要求；机群的作业能力）1、土方机械作业能力确定2、土方机械所需台数确定

W一

工程项目总工程量，应折算成松方量，m3；Q—

机械的生产率，m3／h；D—

工程项目合同期限内实际可施工天数，d；n—

工程项目所需的土方机械台数（台）第16页/共66页17二、路基土方机械化施工机群以主导施工设备、主要施工设备、辅助施工设备组成的路基土方施工机械群，称为路基土方机械化施工机群（简称路基施工机群）。该施工机群的工作能力，取决于机群中主导施工设备的工作能力。

第17页/共66页18§11-2路基土方机械化施工机群运行状态解决路基施工机群运行状态的分析与判断，最有效的方法是利用随机服务理论。该理论通过建立数学模型来描述随机服务系统的概率特性，研究如顾客平均排队时间、排队顾客平均数、服务台接待顾客的平均数量等规律，从而估计系统服务质量，为确定系统参数提供定量分析依据，或为系统最优设计提供决策依据。第18页/共66页各个顾客由顾客源（总体）出发，到达服务机构（服务台、服务员）前排队等候接受服务，服务完后离开。排队结构：队列的数目和排队方式。排队规则和服务规则：说明顾客在排队系统中按怎样的规则、次序接受服务的。

排队论过程模型第19页/共66页排队模型表示通用表示形式：Ｘ／Ｙ／Ｚ。其中：X——表示顾客相继到达间隔时间的分布；

Y——表示服务台服务时间的分布；

Z——表示服务台的数目。解决排队问题

确定排队模型,根据原始资料做出顾客到达间隔和服务时间的经验分布，按统计学方法确定它合于那种理论分布，并估计它的参数值，列出系统状态概率表达式Ｐn（ｔ）；以Ｐn（ｔ）为基础求出用以判断系统运行优劣的数量指标的概率分布。第20页/共66页21§11－4施工机群的配置方法

一、路堤填方机械化施工系统运行的评价指标二、路堤填方机械化施工系统机群配置的方法1、以F0最小为原则：通过机械不同的组合，取其Cj最小的那一组组合为机群的配置数。2、以K6最高为原则：通过机械不同的组合，取其K6最高的那一组组合为机群的配置数。

第21页/共66页三、案例某公路工程总公司在成渝高速公路建设中，负责一路堤高填方施工段，填土土源距施工现场3km，填筑层每层层厚0.3m。该施工队拥有的机械为：1.6m3正铲挖掘机2台，其实际生产率约130m3/h；12

t自卸汽车21辆，车厢容积约6.4m3；T－120推土机2台，作业速度约在2.30km/h，T－54推土机2台，作业速度约在3.5km/h；Y2－6/8压路机与Y2－12/15压路机各2台。自卸汽车装一车土需4铲，约3min，卸一车土1.2min。有关的数据经计算见表1。由于工期紧迫，该施工拟决定分两施工组从施工段两端开始填筑，两个施工组的机械配置完全相同，均为1.6m3正铲挖掘机1台，12t自卸汽车10辆，T－120推土机1台，Y2－6/8压路机1台，Y2－12/15压路机1台。分析这样的机械配置是否合理。第22页/共66页23第十二章

路面工程施工机群配置与调度

为完成某一具体的路面过程项目，根据路面施工工艺，在施工生产中，将各单机通过系统的有机组织，组成有内在联系的机组和机群施工系统，形成合理规模的施工生产能力，实现最优资源配置，最优工作效率和最佳工作质量的全过程。第23页/共66页24§12-1搅拌设备的选型及选址一、选型：

工程量、工期、生产能力、移动方式进行选型，同时要求其生产能力和摊铺能力相匹配。二、选址：①沥青混合料的合理运距；第24页/共66页25X－供应基地与施工地点间的距离（km）；B－沥青混合料拌合设备搬迁费用(元)；e－每吨沥青混合料所能摊铺的面积（m2）；b－沥青路面铺筑层的宽度(m)；c－每吨混合料的运费(元)。通常情况：X=30~40km第25页/共66页26②考虑因素：基本因素、自然因素、经济因素、社会因素、其他因素。③场地布局和基础预制；④安装的组织与实施；⑤安装后的检查和调试。第26页/共66页27拌和场选址简图第27页/共66页28§12-2路面工程机械化施工机群组成

1路面基层机械化施工机群；2水泥混凝土路面机械化施工机群；3沥青混凝土路面机械化施工机群。第28页/共66页一、路面基层机械化施工机群组成第29页/共66页二.沥青混凝土路面机械化施工机群组成

第30页/共66页三.水泥混凝土路面机械化施工机群组成

第31页/共66页32§12-3沥青混凝土路面施工机群配置一、机群静态配置的基本原则

1、机群中各单机和所有工作过程都要满足主导机械—沥青混合料搅拌机的生产能力。2、后续机械的生产能力要略大于前导机械。3、在技术上可行的前提下寻求经济上的最优化。

第32页/共66页33二.施工机群静态技术经济评价指标

五大技术经济评价指标：系统运行状态指标、联合作业系数指标、施工质量指标、施工进度指标、费用成本指标。第33页/共66页34三、机群静态配置方法1、机群的初始配置：搅拌机、摊铺机和各种压实机械的性能与数量。2、运料汽车的初始配置。3、技术约束—沥青混凝土路面施工对混合料温度的要求。4、机群的最佳配置和各技术经济指标的求解。

第34页/共66页第35页/共66页第36页/共66页37四、机群动态技术经济评价指标

静态技术经济评价指标主要从宏观角度提出指标，它并不直接用来指导每日施工，但它是动态评价指标的基础。动态技术经济评价指标主要从微观角度来看机械的配置，它将眼光具体到了每天的施工而不再是整个工程。五大技术经济评价指标：系统运行状态指标、联合作业系数指标、施工质量指标、施工进度指标和费用成本指标。第37页/共66页381－1施工系统

1、当天系统运行状态指标2、当天施工机群施工机械联合作业系数指标3、当天机群施工质量指标4、当天机群施工台班进度指标

5、当天机群施工费用成本指标第38页/共66页39五、机群动态配置与调整方法1、影响机群施工系统运行状态的动态因素

资源条件的变化

工程技术条件的变化

工况的变化2、机群动态配置与调整的主要内容运距运料汽车。第39页/共66页40§12－4水泥混凝土路面

施工机群静态、动态配置与调度一、机群静态配置的基本原则二、水泥混凝土路面施工机群静态技术经济评价指标

三、机群静态配置方法四、水泥混凝土路面施工机群动态技术经济评价指标

五、机群动态配置与调整方法五、机群动态配置与调整方法

第40页/共66页第41页/共66页第42页/共66页43第十三章施工机械使用管理机械的运输方法和选择

施工机械合理使用与运行工况

使用管理原则

施工机械油料

第43页/共66页44§13-1施工机械运输安装与试运转

一、机械的运输方法

陆运、水运和空运

二、机械运输方法的选择机械本身的结构（体积大小、质量、固定式还是机动自行式等）要求、机械使用时间、运输路程长短、起迄地点的装卸设备以及运输费用等各方面去考虑。

第44页/共66页45参考：1、自驶－经济、简便。2、公路运输－运距<200km,货车、大平板车3、铁路、水路运输－运距>200km第45页/共66页46三、几种不合理的货物运输对流运输：相向运输迂回运输：不经最短路线，绕道而行重复运输：经过两个或两个以上倒流运输：货从销地－产地－回流到某地第46页/共66页47四、机械的试运转1、无负荷试运转2、有负荷试运转3、机械试运转后的检查和要求第47页/共66页48§13－2施工机械合理使用一、不合理使用的运行工况

1、低载、低负荷使用，即“大马拉小车”。

2、降低性能范围使用。3、超载、超负荷使用。即“小马拉大车”

4、超性能范围使用。二、技术服务措施1、严格执行磨合期规定，2、注意保养，3、注意供电质量。第48页/共66页49§13-3施工机械检查与使用管理原则

一、机械设备大检查

1、分类：日常检查、年度检查、定期检查2、技术状况标准：（1）一类机械：即完好机械。

（2）二类机械，即尚好机械。

（3）三类机械：即待修或在修机械。

（4）四类机械：既待报废机械。

二、使用管理原则—定机、定人、定岗位责任制第49页/共66页50§13－4施工机械油料一、燃料油重柴油主要用于中、低速柴油机，轻柴油一般用于高速柴油机→施工机械轻柴油按其凝点分为10号、0号、-10号、-20号、-35号和-50号六种。二、润滑油柴油机油按质量等级分为CA、CB、CC和CD四级。

第50页/共66页51二、润滑油1、内燃机油柴油机油按质量等级分为CA、CB、CC和CD四级。2、车辆齿轮油

CLC、CLD和CLE三个使用级。3、液压油普通液压油、专用液压油、抗磨液压油和高黏度指数液压油等。第51页/共66页52三、润滑脂润滑脂（俗称黄油）是在润滑油（基础油）中加入稠化剂、稳定剂等制成。按加入稠化剂（皂基）的不同分为钙基、钠基、钙钠基、锂基以及二硫化铝润滑脂等。

第52页/共66页53第十四章

施工机械维修管理

施工机械技术状况评价施工机械故障类型与维修

施工机械维护和修理制度第53页/共66页54§14-1施工机械技术状况评价

一、性能指标：动力性指标、经济性指标、可靠性指标。二、故障率指标：早期故障期、偶然故障期、晚期故障期

三、环境污染指标：机械排放指标、噪声污染指标第54页/共66页55图14-1机械故障的变化规律

第55页/共66页56§14-2施工机械故障类型与维修

一、故障类型1零件的磨损－最普遍、最基本。（摩擦磨损、磨料磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损）2零件的疲劳与断裂3热损伤－铸造、焊接时4零件的蚀损与老化

第56页/共66页57二、机械维护与修理机械维护是一种延缓或避免机械发生故障的技术措施，是以清洁、紧固、润滑、调整、故障诊断与排除为主要内容的作业形式。机械修理是一种恢复机械性能的技术措施，根据机件的工作特点及损坏情况和原因，按照一定的修理工艺，采取适当的修理方法，恢复到出厂时的技术标准。

第57页/共66页5814－3施工机械维护和修理制度

一、维护的作业内容清洁：（机油、电器设备、柴油滤清器）紧固：（漏油、漏气、漏水、漏电）调整：（间隙、行程、压力、角度、流量）润滑：（发动机、轴承、齿轮）防腐：（金属制品防护层脱落）二、维护制度1日常维护：2定期维护：3特殊维护：第58页/共66页59三、机械修理制度

计划预期检修制度：其实质是规定新机械或经过大修后的机械，使用到规定的大修间隔里程或工作时间后，通过技术鉴定确定机械送修或继续使用。计划预期检修制度包括机械大修、总成大修、零件修理。

第59页/共66页60§14－4施工机械维修经济分析

一、机械大修经济界限的确定（1）大修与役龄更新间的比较—大修留用，或用同型新设备替换。（2）大修与技术更新间的比较—大修留用，或用技术先进的新型设备替换。（3）大修与技术改造间的比较—大修留用，或结合大修进行技术改造，使原机获得新的性能。在以上三种比较中，只要有一种经济效益高于大修留用，那么大修在经济上就不能成立。第60页/共66页61二、最佳预防维修工作的确定与预防维修有关的费用组成：实际支出的用于预防维修活动的费用，图14-3中a线所示。用于排除故障的维修费用，b线所示。由于停机而造成的损失费用，c线所示。把这三种费用曲线叠加起来，就可求得预防维修总经济曲线，d线所示。第61页/共