（机械工程专业论文）土石方施工设备的管理.pdf

大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 随着我国社会主义经济建设规模的目益扩大和工程机械制造能力的不断提高，施工 企业都在不断扩大所拥有的现代化旖工机械设备的规模，以满足大型工程项目中对土石 方施工的要求。而企业内部的设备管理工作仍存在许多问题。 本文的目的就是为适应现代发展的需要，引进现代设各管理方法，将企业内部的设 备管理工作有针对性的改进。对已有设备的投资方案重新运用现在的科学方法进行评 价，找出当初设备投资选型中的问题，总结好的方法，为企业的设备投资决策提供准确 的依据；将现代的设备管理办法与本企业的实际情况相结合，对原有的设备管理工作进 行改革，从人员的管理制度到每个岗位的责任制等一系列措旎的制定，都围绕现代企业 的发展需要；结合实际施工需要，合理确定设备的拥有量，通过科学管理提高设备的完 好率、设备出勤保证率；改进过去的配件管理模式和方法，利用a b c 分类法对设备配 件分类管理，从而减少资金的占用，避免频繁采购而加大成本，有效保证设备的维修需 要。通过一系列的改进，在合理的确定公司设备数量，提高设备完好率，降低设备运行 成本，保障生产需要方面取得了很大的效果。 关键词：施工设备：管理；投资选型 阂亚军：土石方施工设备的管理 m a n a g e m e n to fe a r t h w o r ke q u i p m e n t s a b s t r a c t w i t ht h ee v e r 。e x p a n d i n gs c a l eo fs o c i a l i s te c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dt h ei n c r e a s i n g i m p r o v e m e mi nm a n u f a c t u r i n gc a p a c i t yo fe n g i n e e r i n gm a c h i n e r y ，c o n s t r u c t i o ne n t e r p r i s e s h a v eb e e ne x p a n d i n gt h es c a l eo ft h e i rm o d e mc o n s t r u c t i o ne q u i p m e m ss oa st os a r i s 母t h e n e e do fe a r t h w o r kc o n s t r u c t i o ni nt h el a r g e - s c a l ep r o j e c t h o w e v e r ，t h e r ea r es t i l lm a n y p r o b l e m so f c o n s t r u c t i o ne q u i p m e n tm a n a g e m e n tw i t h i ne n t e r p r i s e s t h ep u r p o s e so ft h i st h e s i s a r ea sf o l l o w s ，f i r s t l y ，t oi n t r o d u c em o d e mm a n a g e m e n t m e t h o d sa n dm a k ep e r t i n e n ti m p m v e m e mi nt h ee q u i p m e n tm a n a g e m e n tw i t h i ne n t e r p r i s e s f o rt h es a k eo fa d a p t a t i o nt ot h em o d e m d e v e l o p m e n t ；s e c o n d l y ，t os 1 l r nu pg o o dm e t h o d sa n d p r o v i d ee n t e r p r i s e s w i t he x a c tb a s e sf o r e q m p m e mi n v e s t m e n t w h i l er e e v a l u m i n gt h e i n v e s t m e n tp r o g r a n ao fe x i s t i n ge q u i p m e n t sb ym e a n so fs c i e n t i f i cm e t h o d sa n df i n d i n go u t t h ed r a w b a c k si nt h ei n v e s t m e n ta n dt y p e s e l e c t i o no fe q u i p m e m s ；t h i r d l y ，t oc o m b i n e m o d e mm e t h o d so f e q u i p m e n tm a n a g e m e n tw i t ht h ea c t u a ls i t u a t i o no ft h ee n t e r p r i s e ，i nt h e m e a n t i m e ，t h er e f o r mo fo m d a t e dm e t h o d so fe q u i p m e n tm a n a g e m e ma n da l lt h em e a s u r e s f r o mm a n a g e m e n tr e g u l a t i o n so f p e r s o n n e lt ot h es y s t e mo fr e s p o n s i b i l i t yi ne a c hp o s ts h o u l d b et a k e na r o u n dt h ed e m a n do f t h ed e v e l o p m e n to f m o d e me n t e r p r i s e sa n da c t u a lc o n s t r u c t i o n b e s i d e s ，t h ef o l l o w i n ga s p e c t ss h o u l db ed o n ew e l li n c l u d i n gd e t e r m i n i n gt h en u m b e ro f e q u i p m e m sr e a s o n a b l y ，i m p r o v i n gs e r v i c e a b i l i t yr a t et h r o u g hs c i e n t i f i cm a n a g e m e n tm e t h o d s ， e n s u r i n ga t t e n d a n c er a t eo fe q u i p m e m s ，r e f o r m i n g t h eo l dm e t h o d sa n dm a k i n ga b c c l a s s i f i c a t i o ni nt h em a n a g e m e n to fs p a r ep a r t s ，t h u s ，r e d u c i n gt h ef u n d s ，a v o i d i n gi n c r e a s i n g c o s tb e c a u s eo f r e p e a t e dp u r c h a s ea n de n s u r i n gt h em a i n t e n a n c ee f f e c t i v e l y k e yw o r d s ：c o n s t r u c t i o ne q u i p m e n t ：m a n a g e m e n t ；i n v e s t m e n t a n dt y p e - s e l e c t i o n 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名： 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名 1 1 ：赳鱼笙 导师签名：盏导师签名：芏移1 立 一 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 绪论 设备是现代施工企业主要的生产工具，是企业生产力的重要组成要素，是企业固定 资产的重要组成部分。在人类社会经济的发展中，生产工其始终是代表人类改造自然的 能力的物质体现。施工企业的生产工具越先进，标志着运输生产力越高。在社会主义市 场经济条件下，加强设备经营的管理工作，对于企业保证正常生产秩序，实现创新，提 高经济效益，促进技术进步具有十分重要的意义。 1 1 设备管理的任务和内容 1 1 1 设备及其管理的涵义“1 设备是为了组织生产，对投入的劳动力和原材料所提供的必需的各种相关劳动手段 的总称，它是人们在生产或生活上所必需的机械、装置和设施等可供长期使用，并且使 用中基本保持原有实物形态的物质资料，是固定资产的主要组成部分。首先，设备是企 业生产的物质技术基础的必要条件。其次，设备反映了企业现代化程度和科学水平。 设备管理是以企业生产经营目标为依据，以设备为研究对象，追求设备寿命周期费 用最为经济和设备效能最高为目标，应用一系列理论、方法，如系统工程学、价值工程 学及设备磨损、补偿理论、设备可靠性和维修性理论、设备监溯和诊断方法、综合管理 的方法等，通过一系列技术、经济组织措施，对设备的物质运动和价值运动进行从规划、 设计、制造、选型、购置、安装、使用、维护、修理、改造、更新直至报废的全过程的 科学管理。正确理解这一概念，必须把握以下几点： 1 从系统工程的概念出发，设备管理是企业管理的子系统，是企业管理的重要组成 部分。因此设备管理要为实现企业的生产经营目标服务，努力提高生产率，使企业取得 最佳的经济效益和社会效益。 2 设备管理的目的是取得最佳的设备投资效果，就是要充分发挥设备效率，谋求寿 命周期费用最为经济、设备综合效能最高。 3 ，设备管理应当依靠技术进步，促进生产发展，坚持啦预防为主；坚持设计、制造 与使用相结合，维护与计划相结合，修理、改造与更新相结合，企业管理与群众管理相 结合，技术管理与经济管理相结合的原则。 4 设备管理的职责是：采取一系列措施对设备进行综合管理，保持设备完好，利用 修理、改造和更新等手段，恢复设备的精度性能，改善原有的设备构成，发挥设备效能。 5 设备管理的范畴不仅包括技术管理，而且包括经济管理。设备的价值运动是指设 备在制造产品过程中的资金转化，即使设备原有的价值和维持费用通过提取折旧和记入 闵亚军；土石方施工设备的管理 生产费用，逐步转移到产品成本中去，从而导致设备净值的不断下降。 1 1 2 设备的分类“。 设备的分类方法很多，一般有下述四种： ( 一) 按设备的使用情况分类 1 在用设备：这是指正在使用的各种设备。 2 未使用设备：这是指未投入使用的新设备，和存放在仓库准备安装投产或正在安 装尚未检验投产的设备等。 3 不需要的设备：这是指不适合本单位需要，已报请上级等待调出处理的各种设备。 ( 二) 按设备的所属关系分类 1 自有设备：这是指本单位自己拥有的各种设备，构成本单位固定资产的实有设备， 包括租出的设备。 2 租入设备：这是指为本单位临时需用或其他原因租入的设备。 ( 三) 按设各在使用中所起作用的程度分类 1 关键设备：这类设备一旦发生故障，就会严重影响生产工作和安全，造成重大的 经济损失。 2 主要设备：这是指在生产工作中起主要作用的设备，这类设备对生产工作与安全 的威胁要比关键设备要小一些。 3 一般设备：这是指数量众多、结构简单、维护方便、价格较便宜或者备用的设备。 生产工作中若发生故障，对生产工作影响不大。 ( j r ) 按设备的技术特性分类 1 高精度设备：这是按设备加工到的精度划分的。 2 大型设备：这是按设备技术特性中工作对象的几何尺寸大小、负载能力、容量等 来划分的。 3 重型稀有设备：重型稀有设备包括重型、特重型设备。 1 1 3 现代设备管理主要内容 1 系统理论的应用：以设备的一生为研究对象，是从设备计划、研究、设计、制造、 安装、调试、使用、维修、改造直至报废的一生出发，运用运筹学以及其他方法，对系 统进行分析、评价和综合，追求寿命周期费用最为经济为目标的全系统管理。 2 设备管理进入了全系统、全效率、全员参加的三全阶段，以提高设备的综合效率 为目标。 3 设备管理计算机化：随着电子技术的发展及其应用推广，维护记录、故障状况、 大连理工大学专业学位硕士学位论文 停机占时、修机工时、修机费用、备件库存等，均可用代码收集在数据库内，需要时随 时调出使用。 4 设备维修中的监测和诊断技术的飞跃发展：监测和诊断技术运用了对振动、温度、 声、光、油品分析等方法，可以准确判断故障部位和原因，以减少维修时间和费用。 5 运筹学在设各管理中的应用：2 0 世纪6 0 年代中期，我国著名数学家华罗庚教授 运用数学方法，对人力、物力的运用如何得出最优方案问题进行了研究和推广，取名为 统筹法。网络技术方法是其中之一，网络技术方法一般分三步：首先按照规划画出从开 始到完成每一任务的流程图。再计算完成每一次任务的作业时间。最后分析计算任务的 安排以及可能回旋余地。网络技术是研究一项工程如何节约人力、物力和缩短整个工程 进度的方法，在设备维修作业的调度上用于缩短设备修理停机时间和降低修理费用。 6 维修的专业化：大型企业修理的集中，备件制造和储存的集中，技术资料的集中 管理已势在必行，机修专业化已成为现代设备管理的主要特点之一。 7 对设备更新改造的经营决策：设备更新与改造是提高生产技术水平的重要途径， 也是挖潜、革新、改造的一个重要环节。有计划地进行设备更新改造，对充分发挥老企 业的作用，提高劳动生产率，具有十分重要的意义。 8 运用行为科学，重视全员培训：合理的奖金制度，搞好各种福利设施和对职工进 行全员培训都属于行为科学研究的范畴。随着企业规模的发展，管理更加复杂的情况下， 国外对设各管理与维修人员的技术培训越来超重视。 9 节约能源成为设备管理中的主要环节：能源的消耗主要是设备，因此在现代设备 管理中，节约能源这一特点越来越重要了，是设备管理中的重大课题。 1 2 我国设备管理的发展 我国的设备管理工作大体上经历了以下几个阶段： ( 一) 起步阶段 这个阶段在大体是从建国到五十年代末。1 9 5 3 年开始执行第一个五年计划，重点工 程和大型现代企业相继建立，企业管理水平也随之得到了提高。开始在设备管理方面引 进前苏联的计划预修制。 ( 二) 发展阶段 这个阶段是从1 9 5 8 年到1 9 7 8 年。在这个期间，在实行前苏联计划预修制的基础上， 结合我国的具体情况，逐步创造出一套我国自己的设备管理方法，主要内容是； 1 在设备管理维修制度方面的方针和原则是：“以预防为主，维护保养与计划检修 并重”的方针，“先维修、后生产”的原则：“专业管理与群众管理相结合”的方法。 闵亚军：土石方施工设备的管理 2 创立了“三级保养大修制”，以及“三好四会”，“润滑五定”对事故“三不放 过”等一系列规章制度。 3 在设备管理的组织形式上，除了健全专业管理系统外，还设立了群专结合管理的 组织，开展经常性的设备维修评比检查活动。 4 开展了地区性的设备管理活动，建立了设备专业修理和维修站，成立了备件制造 定点厂和设备站( 总站) ，地区性的互助协作组普遍建立，并经常交流经验。 十年内乱使设备管理与维修工作遭受了空前的破坏，设备瘫痪，质量下降。 ( 三) 恢复和发展阶段 自改革开放以来，企业经过整顿，设备管理与维修工作又得到恢复和发展。 1 在企业中已建立了设备管理的专管机构，经过修订，恢复并建立了设备管理制度， 加强了设备管理的基础工作。 2 改变了旧的设备管理概念，开始树立新的设备综合管理概念。在一大批大、中型 企业中，克服了过去由于实、用、修、改、造等各个环节互相脱节造成的严重浪费现象， 树立了修理与技术改造、设备更新相结合的做法。 1 3 当前施工设备的管理问题 现在许多施工企业的设备管理制度不完善，沿用过去的管理老办法，致使设备管理 工作不能与现代的企业发展相适应。科学技术的飞跃发展，促进了设备的现代化水平日 益提高。但企业对利用先进技术来改造，更新原有设备，提高设备的精度、性能和生产 效率，没有引起高度的重视，存在着墨守成规，片面的一贯采取修理手段来维持老旧设 备的现象。 1 3 1 设备管理工作中存在的问题 ( 1 ) 对设备管理认识的片面性，局限性 由于对设备管理在认识上、工作上的片面性，形成了在设备管理上各管一段，缺乏 系统的有机联系，把设备的购买、使用、更新、改造、制造分割开来，只注意购买、使 用，忽略了选型、择优选购、设备更新和改造。同时也无法进行设备寿命周期费用的管 理，设备管理工作严重与经济管理相脱节，设备管理工作没有生命力，企业的经济效益 也不高。 ( 2 ) 设备管理缺乏经济观点，不进行综合经济分析 企业内部经济责任制的加强和维修制度的改革等等，已取得了不少成功的经验，但 是就设备管理工作的综合性，设备价值形态管理与实物形态管理的结合，还缺乏必要的 章法，还没有认真开展起来。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 ( 3 ) 重修理，轻改造 企业片面的追求成本降低，不惜拼设备，抓产量的现象普遍存在，对保管维护采取 敷衍态度，使设备带病运行，等待大修。这样造成设备状态不良，致使运输质量低劣， 同时也危及设备的安全运行。另一方面还存在着维修费用再高也可以报销，而更新和改 造费用则困难重重，如此反复的结果使设备越来越旧，性能、精度下降，能源消耗增多， 经济效果越来越差。 ( 4 ) 修理组织结构不合理 目前，我国设备维修力量多数是“大而全”、“小而全”的落后结构，与专业化修 理结构相比，占用设备多，利用率低：占用人员多，劳动生产率低。这不但使维修工作 的经济效益差，而且严重阻碍企业的技术进步。 ( 5 ) 设备维修制度有待改革，监测技术，故障诊断技术尚待进一步发展 设备的保养修理基本上还是多年习惯的周期和周期结构，事实上这种“强制保养， 计划修理”与设备的实际情况有很大出入，存在着过剩维修，不按照使用环境和作业条 件硬性规定保养的间隔时间、大修的间隔时间。这种不合理的规定也完全忽略了设备本 身的质量情况、维修保养情况和上次修理情况等。这种维修制度本身的片面性，限制了 监测技术及诊断技术的应用。 ( 6 ) 设备管理与维修技术力量薄弱，技术业务培训跟不上 设备管理、维修和操作水平与企业的生产发展有直接关系，是技术性较强的工作。 国民经济的迅速发展对设备管理、维修和操作的要求越来越高，而目前实际水平却远远 跟不上这个要求。设备管理与维修工作的现代化理论的学习和实践还只是开始，操作人 员对日益发展的现代化设备技术要求还不适应，同时技术与业务培训工作也还跟不上需 要。 1 3 2 本论文题目的提出 根据单位施工设备管理中所遇到的问题，提出该题目。本文目的就是要把本企业的 设备管理工作提高到一个新的阶段，以适应现代企业发展的需要，有针对性对原有的设 备管理制度进行改造，引进现代设备管理方法。具体工作主要从以下几个方面着手； ( 1 ) 要加强设备的投资决策工作。做好设备购入的投资选型分析工作，对已有的和 将要购进的设备进行合理的经济方案评价，找出已购设备投资选型中存在的问题，为以 后的设备投资工作提供更好的决策依据。另外，通过理论研究总结出适合本企业施工特 点的投资选型方法，避免以前施工设备管理工作中的弯路。 ( 2 ) 要提高设备的使用管理工作，认真研究设备拥有量和设备完好率之间的关系。 闵亚军：土石方施工设备的管理 设备管理要运用行为科学的理论，提高企业从领导到第一线生产工人对设备管理的积极 性与热情，建立全员参加的生产维修体系。在制度健全的基础上，合理的确定设备的拥 有量，通过先进的管理手段提高设备的完好率，降低设备的储备系数。 ( 3 ) 加强设备维护用材料的管理工作。配件管理要通过合理的采购，足够的经济库 存来保证设备维修对配件使用的要求。减少设备的停机修理时间，最大限度地提高设备 的完好率，为生产提供有力的保证。做好设备运行成本的管理工作，通过有效的考核制 度，提高全员参与管理的积极性。 6 大连理工大学专业学位硕士学位论文 2 土石方施工设备的特点 2 1 施工企业和施工机械化 现代的建筑行业是指以建筑物( 主要指房屋建筑) 和构筑物( 如闸门大坝、桥梁) 为最 终产品的工业生产领域。它分为房屋建筑行业和大型工程建筑行业两大类。前者指一般 的工业及民用房屋和公共设施，它由建筑施工企业承建完成。后者包括的范围广泛，如 大坝、水电站、火电站、输变电工程、桥梁、道路、机场、港口、地下建筑物和油气输 送管道等。这些工程由于规模宏大，结构复杂，技术性强，常由专业化的施工企业来承 建。 随着我国社会主义经济建设的规模日益扩大和工程机械的制造能力不断提高，施 工企业都拥有大量现代化的施工机械设备，主要的生产方式是实现机械化施工，机械化 施工方法的优点是： ( 1 ) 以工程机械设备来代替人力施工可以改善劳动条件，大量节省劳动力和提高劳 动生产率。 ( 2 ) 机械化施工能加快施工速度，节约开支，可缩短工期，使工程早日得益。 ( 3 ) 机械化施工能完成人力难以完成的施工任务。如在大流量河道上的截流工程， 常常依靠大吨位自卸汽车载运大量土石方，以提高抛投速度时才能奏效，克服人力施工 遇到的困难。 工程机械包括挖掘机、铲土运输机、起重机、压路机、加工机械、钢筋混凝土机械、 路面机械、凿岩和风动工具等八大类机械设备。 施工机械一般分为：土石方机械、起重机械、运输机械、石料加工及混凝土机械、 动力机械、油、水、气系统的机械以及加工机械七大类机械设备。作为施工企业生产性 设备管理的对象，并不受名称和机种的限制。凡是够得上固定资产条件，又为施工企业 生产所需的机械设备和动力装置等统称为施工机械，或称为工程机械( 简称机械) 。 近年来由于快速发展港口及临港工业区等大型项目，增添、补充的机械和进口的机 械数量很多。因而，形成企业资产的重要组成部分，占固定资产的8 0 一9 0 ，如何发挥 这一巨额资产的效率，对于工业企业的经营与发展，对国家的港口建设都是至关重要的。 在大型的工程建设中，施工机械的费用在工程总费用中所占比重是随工程的规模和 施工机械化程度的提高而增加的。据日本对混凝土坝合理化施工的研究指出，混凝土体 积在1 0 万m 3 以内时，机械的租金占工程总费用的2 6 9 ，材料费占2 6 2 ，工资占2 8 1 。 又据调查，在施工机械化程度高和技术单一的混凝土坝工程中，工程量为1 0 一5 0 万m 3 的工程，机械费用6 3 ，5 0 万m 3 以上的工程约占4 7 。对于机械化施工的大型土方工程， 闵亚军：土石方旌工设备的管理 机械费用比例可高达5 5 ，而且是指正常情况下的机械费用，不包括因管理不善导致的 技术和装备不合理、大量设备闲置、机械的运行效率低、维修和能源等的浪费在内。由 此可见，加强机械管理，节约机械费用就成为降低施工费用和提高施工企业经济效益的 主要途径。 企业中工程机械设各管理饿好坏也直接影响到施工进度和工期，从而影响到基本建 设投资能否及时发挥作用。 2 2 土石方机械介绍删 土石方机械是土石方工程施工机械的总称，主要包括推土机、装载机、挖掘机、铲 运机、平地机、凿岩机及石料破碎、筛分机械等几个重要机种，用于完成士石方的铲装、 运输、填挖、整平等作业，是现代建筑施工中不可缺少的机械。 国外土石方机械发展较早，已有1 0 0 多年历史。生产这类机械最多，技术水平较高 的国家有美国、日本、德国等。其共同的特点是：产品规格多、数量大、质量高、性能 好，整机技术和性能都达到了较高的水平。在这些机械上，广泛采用了新结构、新技术。 这些新结构、新技术的应用，大大提高了这些机械的自动化、智能化程度。而且具有如 下发展趋势： 1 继续向大型化和小型化方向发展。由于现代建设工程的大型化，土石方机械继续 向大型化方向发展；同时为满足市政建设、环保和窄小场地以及小型土石方工程的要求， 小型、多功能、机动性好的机种也将得到进一步发展。 2 继续采用新结构、新技术。提高机械的自动化、智能化程度，计算机、电子和激 光等高新技术的发以及这些技术在土石方机械上的应用，土石方机械的自动控制和智能 化程度得以提高。 3 继续注重人机工程学的研究，努力提高机械的安全性、可行性和舒适性，提高机 械的使用安全性，增加驾驶员的舒适性，提高整机可靠性是提高机械生产效能的重要环 节。 下面对主要的土石方旌工机械及其发展，作简单的介绍： 一、推土机 推土机是以工业拖拉机或专用牵引车为主机、前端装有推土装置，依靠主机的顶推 力对土石方或散状物料进行切削或搬运的铲土运输机械。主要承担如下作业： 1 切削、推运一般运距为2 0 1 0 0 m ，可铲运土与松散物料，还能整修场地、路 基等。 2 开挖、堆积开挖基槽、河床，堆积沙丘、粮山，堆筑路堤、水坝。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 3 回填、平整回填基坑、沟壕，平整道路、广场。 4 ，疏松、压实疏松荒地，压实地面，房基与各类场地。 5 其它用途诸如清除路障与积雪、铲除树根或作为助铲机用，还可牵引拖式铲 运机、羊足碾，也可改装为装载机、吊管机和除雪机，加装松土器进行松土或劈裂岩石 等。 国外履带式推土机起步于本世纪3 0 年代初，轮胎式推土机约晚1 0 年。由于履带式 推土机具有良好的越野性及牵引性而一直保持着优势地位。近年来，推土机的发展特点 和趋势可归纳为： 1 发展大型、专用、一机多用的推土机目前美国最大型的推土机为d 9 g 型并列 式推土机，其功率为5 6 7 w ( 7 7 0 马力) ，推土量为每铲2 8 3 5 m 3 。日本小松公司已研制 出功率达7 3 5 k w ( 1 0 0 0 马力) 的推土机。推土机的大型化适应了大规模施工作业的需要， 其旌工速度快，生产效率亦高。国外有的推土机在更换不同工作装置后可有十余种用途， 这种一机多用是提高推土机作业性能和经济性能的良好途径，已为各国所重视。 2 液压化目前，推土机的工作装置已几乎全部采用液压操纵方式。主离合器、 变速箱、转向离合器、转向制动器等操纵系统也从传统的机械杠杆式发展为液压操纵式， 在传动系统中，液力机械传动推土机特别适应在恶劣工作条件下作业。 3 轮胎式推土机发展迅速轮胎式推土机因其所固有的特点而在近年来得到了迅 速的发展，如美国的轮胎式推土机已占其国内推土机生产总的1 3 。 4 采用新技术、新结构为了改善推土机的性能，扩大推土机使用范围，近年来 新技术、新结构在推土机上继续得到了广泛的应用，如无线电遥控推土机的出现，使在 有毒环境下作业和处理灼热矿渣、火山熔岩和放射性物料等成为可能。 5 使用新材料、新工艺随着科学技术的进步和发展，新材料、新工艺越来越多 地被应用在推土机上，如履带推土机的选材，除了一些重要的零部件继续采用高强度合 金钢外，其它零部件已从昂贵的合金钢转移到廉价的合金元素极少的合金钢及普通碳 钢。 二、装载机 装载机主要用来铲、装、运、卸土及砂石类散装物料。由于它具有作业速度快、效 率高、操作轻便等优点，因而在国内外得到迅速发展，广泛用于公路、铁路、矿山、建 筑、水电、港口等工程，成为一种重要的土石方机械。 装载机问世于本世纪2 0 年代，经历了4 0 年代的四轮驱动阶段、5 0 年代的液力机械 传动阶段、6 0 年代的铰接是车架阶段和8 0 年代的机电液一体化新阶段。国外装载机的 发展可归纳为如下几个方面： 闵亚军：土石方施工设备的管理 1 大型化与小型化为适应大型工程建设发展的需要，如美国卡特彼勒公司开发 了斗容量为1 7 5 3 0 4 m 3 的大型装载机。同时，为适应市政建设、城市环境和小型工地 施工的需要，日本东洋运搬株式会社生产的“3 1 0 ”型小型轮胎式装载机，斗容量仅为 0 1m 3 ，功率为l o k w ，特别是全液压传动的小型装载机，在美国已占装机总数的4 0 ，履 带式装载机与轮胎式装载机相比向大型化方向发展的趋势比较缓慢。 2 采用新技术、新结构在装载机动力上普遍采用了废气涡轮增压柴油机，在传 动系统上，采用双泵轮液力变矩器，使发动机功率和装载机的牵引力随作业工况获得比 较理想的匹配：有的装载机( 例如日本神户制钢所的l k l 5 0 0 型装载机) 在发动机和变 矩器之间安装了一个“奥米伽”离合器，离合器传递扭矩可在0 9 6 1 0 0 范围内变化；也 有的装载机上采用了新型差速器，如扭矩比例式差速器，防滑差速器、限制滑动差速器； 在变速箱上采用了涡轮变速器( 如美国克拉克4 7 5 c 装载机) 。 3 向机电液一体化、电子化方向发展进入8 0 年代以来，国外已将一些电子技术、 智能技术应用到装载机等工程机械上，以提高机械的各种性能和作业质量。如日本己将 h s t 计算机控制用在履带式装载机上，开发了h s t 电子液压控制系统。 4 轮胎化轮胎式装载机因具有质量轻、速度快、机动灵活、效率高、维修方便 等一系列优点而在国外发展较快。在品种规格、数量上轮胎式装载机都远比履带式装载 机多。例如日本在1 9 8 5 年共生产了装载机2 2 0 0 0 余台，其中轮胎式装载机2 0 0 0 0 台， 而履带式装载机只有2 0 0 0 多台。 三、挖掘机 在土石方工程量中，约6 0 以上的工程量是靠挖掘机械来完成的，因此挖掘机械是 土石方机械中的一种主要机械。使用挖掘机械可以完成：开挖建筑物或厂房基础；挖掘 土料，剥离采矿场覆盖层；采石场、隧道、地下厂房和堆料场中的装载作业；开挖沟渠、 运河和疏浚水道；更换工作装置后可进行浇筑、起重、安装、打桩、夯土、破碎等企事 业。因此，挖掘机械被广泛用于工业与民用建筑、交通运输、水利水电工程、农田改造、 矿山采掘以及现代化军事工程等行业的机械化施工中。 国外挖掘机的生产继续正向大型化、微型化、多能化和专用化方向发展，在美国、 日本、德国、法国、俄罗斯等挖掘机生产大国，主要生产斗容量3 5 4 0 m 3 的机械式或 液压式单斗挖掘机。特大型挖掘机也已于8 0 年代开始生产，如美国马利昂公司生产的 斗容量5 0 1 5 0 m 3 的剥离用挖掘机、斗容量1 3 2m 3 的步行式拉铲；布比赛路斯一伊利公司 生产的斗容量1 6 8 2m 3 的步行式拉铲，斗容量1 0 7 一的剥离用挖掘机是目前世界上最大 的挖掘机。此外，国外还发展了斗容量在0 2 5m 3 以下的微型挖掘机，最小的斗容量仅 o 0 1m 3 。另外，数量最多的中型机和小型机趋向于一机多用，配备了多种工作装置，除 大连理工大学专业学位硕士学位论文 正铲、反铲外，还发展了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁 吸盘、振捣器、推土板、冲击工具、集装叉、高空作业架、绞盘、拉铲等几十个品种， 以满足各种施工情况的需求。发展专门用途的特种挖掘机，如步履式、低比压履带式及 低噪声，水下专用、水陆两用等品种。 控制方式的不断改进和革新，挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、 液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制，实现了对挖掘机工 作状态的自动监控。7 0 年代以来，国外挖掘机的发展特点可以概括为以下几点：继续向 多品种、高质量、多功能、高效率方向发展；全液压挖掘机发展迅猛：重视采用新技术、 新工艺、新结构和新材料，加快标准化、系列化、通用化发展步伐；专业化生产程度不 断提高，严格质量管理，提高产品质量；提高生产及管理队伍中科技人员的比例，加强 和重视试验和研究工作。 我国挖掘机生产起步较晚，到8 0 年代末，挖掘机生产厂家已有3 0 多家，生产品种 达4 0 多种。中型、小型液压挖掘机已形成。机械传动的矿用单斗挖掘机的斗容量最大 己达1 2m 3 ，还开发了许多新产品，如船式液压挖掘机、水陆两用挖掘机等。改革开放 的深入和国家基础设施的大力兴建，为我国挖掘机的振兴提供了良好的机遇，引进技术、 消化吸收、发展创新、自主开发，使国产挖掘机上了一个新的台阶，技术水平和使用性 能有了较大的提高。 四、平地机 平地机是一种以铲刀为主、辅以多种作业装置，用以上的切削、刮送、整平等作业 的机械。在公路工程中，使用平地机可进行砂石路面、路基的整形和维修，表层上或草 皮的剥离、挖沟、修刮边坡等作业。还可完成材料的混合、回填、推移、摊平等作业。 换装上辅助工作装置，可进一步提高平地机的工作能力，扩大其使用范围。 五、破碎及筛分机械 破碎与筛分机械是破碎机械与筛分机械的总称。破碎是把大块石料从初始粒度相继 减小到所需粒度尺寸的加工过程，所用机械即称为破碎机，俗称碎石机。经过碎石机破 碎的石料，还要按不同粒度分级，去掉夹杂在其中的水分和污物等，并单独存放才能被 使用，所用机械即称为筛分机械。在成品石料的生产中，碎石机械和筛分机械常配套使 用，组成联合机组，广泛用于公路、铁路、建筑、水利水电和矿业等工程施工中。 国外破碎及筛分机械的发展已有1 0 0 多年的历史。产品水平较高的国家有美国、日 本、德国和意大利等。其中，颚式碎石机的规格已发展到3 0 0 0 锄2 0 0 0 衄( 简摆式) 和2 4 0 0 衄x1 8 0 0m i l l ( 复摆式) 的水平，功率在4 0 0 k w 以上，生产能力可达2 0 0 0 t h 。 旋回式碎石机的最大生产能力已达到6 0 0 0 t h ，最大规格为1 8 0 01 i l m 2 8 0 0f i l m ，并采用 闵亚军；土石方施工设各的管理 了自动控制装置，圆锥式碎石机的最大规格为3 0 5 0i i l ，进料宽度为6 6 0m ，台时处理 能力最大为4 0 0 0 t ，其多数产品中每种规格均有3 4 种形式的破碎腔，且偏心距可通过 改变偏心套来产生3 6 种尺寸，并配有自动控制系统，从而保证用户在最佳状态下使 用，反击式碎石机的最大规格，单轴型为巾2 5 0 0m m x 2 0 0 0m m ，双轴型为士2 0 0 0i i m l 3 0 0 0 m i t l ，并可具有多种破碎功能，以及一次完成破碎硬岩石的作业能力。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 3 设备的投资与选型决策 3 1 设备的投资计划h 1 设备投资计划是企业长期经营计划的组成部分。因此，设备投资决策、规划是否正 确，对企业的生产发展具有重要的影响。 一、按投资项目进行划分，设备投资可分为： 1 更新投资( 或替换投资) 。这是指同类设备的更新，即以先进的高效率、高性能、 高精度的新设备，替换落后的设备。目的是通过提高效率，降低消耗，提高质量，最终 保证企业成本降低，企业利润增加。 2 扩张投资。这类投资用于扩大再生产规模，其目的是：使同类性质的设备能以更 大的规模进行生产，用扩大生产规模的办法来增加企业的利润。 3 开发投资。这是指用来开展新货种的运输设备投资。 4 综合性投资( 或战略性投资) 。这种设备的投资收益往往不限于一方面的利益，而 涉及整个企业各个方面或较长时期。 以上这种分类法，是从投资性质上加以区分。在实际上作中很难截然分开。 二、按投资方案之间的相互关系区分，可分为： 1 相关性投资。这是指两个投资方案之间具有相互影响的关系。这种投资又可分： ( 1 ) 增加关系的投资。即甲投资方案实施以后，可使乙投资方案增加收益，则甲方 案对乙方案具有增补关系。 ( 2 ) 替代关系的投资。即甲、乙两个投资方案可以相互代替。 ( 3 ) 排斥关系的投资。即甲、乙两个投资方案，取甲则不能取乙；反之亦然。 2 独立性投资。某一个投资方案实现以后，所得利益并不受另一个方案是否实现的 影响。这一方案具有独立性投资。 这种分类研究的目的是便于综合地计算经济效果，或者分别评价投资方案的经济 性、以利选择最优方案。 三、设备投资计划的编制步骤： 1 由各有关部门提出设备投资方案。这个阶段是由需要设备投资的各部门提出具体 的投资计划。一般仅对投资金额作概略计算，但需要说明投资的理由，以及可以获得的 利润额。 2 研究、审查各部门提出的设备投资方案。根据确实可靠的资料，如对现有设备的 更新替换，则须将新设备与现有设备两者在效率、质量、可靠性、能源消耗等方面，加 以比较判断两者的优劣。如果是几个方案，则要选择最优方案。 闵亚军：土石方施工设备的管理 3 投资方案的确定。经过投资方案的评比、审查，最后判断是否可以实施。这时， 要考虑所需资金来源，进行筹措，以及确定在何时进行投资在经济上最合理。同时，设 备投资收益要同整个企业利益结合起来。 3 2 设备的选择与投资评价 3 2 1 设备的选择 选择设备的目的，是为生产选择最优的技术装备，也就是选择技术上先进，经济上 合理的最优设备。 一般，技术先进和经济合理是统一的，这是因为技术上先进总是有具体表现的。这 两者有时也会有一定矛盾。因此，在选择设备时，必须全面考虑技术和经济的要求。下 面列举一些在选择设备时应注意的主要因素和条件： 1 生产性：要注意到设备的大型化、高速化、自动化、专业化等方面的问题。 2 可靠性：指设备的精度，准确度的保持性，零件的耐用性，故障停机等安全可靠 的因素。 3 节能性：是指能源的利用性能，节能性好的设备，表现为热效率，能源利用率高， 能源消耗少。 4 维修性，或叫可修性、易修性：维修性好的设备，一般是指设备结构简单，零部 件组合合理；维修的零部件容易接近，可迅速拆卸，易于检查。 5 环保性：这是指设备的噪声和排放的有害物质对环境的污染。 6 耐用性：这是使设备在使用过程中，所经历的自然寿命期要长。 7 成套性：这是指设备要配套，单台机械属具要配套，使其性能充分发挥。 8 灵活性：包括几个内容：一是在工作对象固定的条件下，设备能够适应不同的工 作环境和条件，操作、使用比较灵活方便。二是对于工作对象可变的加工设备，要求能 够适应多种加工性能，通用性强。三是结构紧凑，重量轻、体积小。这类设备的优点是 价格便宜，占用场地面积少，搬动方便等。 3 2 2 设备投资的经济评价”1 经济方案涉及到长期决策问题时，就要考虑资金利用的时间因素，既考虑到资金的 时间价值。时间价值问题是对设备投资经济评价的一个重要内容。研究时间价值的主要 目的，一是解决不同时间发生的资金可比性问题：二是评价由于时间因素而引起的经济 效益，通过时间因素的分析可了解资金和时间的动态关系。对设备的经济分析、评价时 间要统一在同一个基础上来进行比较。一般评价资金的时间因素可采用现值，n 年后的 终值和每一年的年金值。具体方法有： 大连理工大学专业学位硕士学位论文 ( 一) 投资回收期法 投资回收期法是以设备的收益回收设备投资的时间，来评价其经济性的一种方法， 也称为资金还清期间法。具体地说，就是用设备全部净增收益一次或分期偿还( 或回收) 设备投资的本金，并逐年支付尚未还清( 或未收回) 投资的利息，计算还清( 或回收完) 投 资的时间，即回收期，以评价投资的经济性或投资后的经营水平。回收期越短越好。 1 回收期的计算 资金全部回收年限叫回收期，并记为n 。 为了讨论问题方便，先以新置设备为对象，并且暂不考虑有追加投资和新设备使用 最终年份实际残值等情况。设新设备原值的现值为p ，资金年利率为r ，使用年限为i 3 _ ， 从第一年到第n 年的年度净收益分别为r 1 ，及r 2 ，r n ，在分期复利计息条件下， 当到第n 年，若设备的年度净收益现值总和正好等于新设备的原值时，则可认为资金己 全部由收益偿还或回收。于是可得式： p = 南+ 击斗南 c 。d 为了计算方便，以a 年间每年平均的净收益页代替各年度净收益r 。，r ：，b ，即 瓦= 吉私 ( 3 z ) 利用等比级数求和公式，得出式 尸= 页! ! 1 2 ：二! r ( 1 + ，) 。 易知 页：尸：( ! 坐 ( 3 3 ) ( 3 4 ) ( 3 5 ) 卅瓦两 一o y 4 吖 + i 玎叶 一0 力 + + 一力缸 瓦而页丽 i = 一0 则 尸 = 闵亚军：土石方施工设备的管理 尼一r ! ! ! 1 2 ： pf l + r 1 ”一1 称为资金( 回额) 回收系数：记 k ；一p ! ! 型二12 r ，( 1 + ，) ” 称为同额支付现价系数 为与使用年限n 相区别，可用n ( 回收期) 置换上式中的1 3 ， 耻参= 器为 则由 k - 2 _ 午 丽 可得： 1 一 !：二 ( 1 + ，) “k l 移项整理可得： ! ：1 一二 ( 1 + r ) ”蜀 ( 1 + = 忐 两边对数： 心+ ，) = l g 熹 ：l g k j k - - l _ r ：生 ( 3 6 ) ( 3 7 ) ( 3 8 ) ( 3 9 ) ( 3 t o ) ( 3 1 1 ) ( 3 1 2 ) ( 3 1 3 ) ( 3 1 4 ) 大连理工大学专业学位硕士学位论文 从公式( 3 1 4 ) 中可看出：当k l r 时，投资不可能回收；另外，因为k 。= r p ， 故从k ，p ：瓦可看出：若在n 年内将投资收回，则应有k t p 页；当不考虑利息，即r = o 时，并以n 代替n ，由此可得：n = p r 。顺便指出，不计利息回收期倒数的百分数称 为设备投资回收期，即回收率：r p x l 0 0 。 例我们公司