Оценка эффективности рабочих процессов землеройно-транспортных машин | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 6 июня.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Шукуров, Н. Р. Оценка эффективности рабочих процессов землеройно-транспортных машин / Н. Р. Шукуров, Г. М. Мухамадиев, З. Х. Абиджанов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 15 (305). — С. 154-157. — URL: https://moluch.ru/archive/305/68782/ (дата обращения: 25.05.2020).



В статье приводится критерий оценки эффективности новых рабочих органов бульдозера, предназначенных для выполнения отдельных технологических операций в различных климатических условиях.

Ключевые слова: бульдозерное оборудование, нормативный коэффициент, производительность, критерий эффективности.

Широкое применение землеройно-транспортных машин, в частности бульдозеров, при выполнении земляных работ объясняется простотой их конструкций, высокой производительностью, возможностью универсального использования в разнообразных грунтовых и климатических условиях и относительно низкой стоимостью производства работ [1].

Однако, потенциальные возможности данного типа инженерной техники используются далеко не полностью из-за неприспособленности конструкции машины к работе в различных природно-климатических и производственных условиях.

Важнейшим этапом проектирования машины является выбор целевой функции оптимизации, позволяющий оценить степень приспособленности конкретной конструкции машины к выполнению поставленных технологических задач в заданных природно-климатических условиях и рассчитываемой по теоретическим зависимостям.

В настоящее время для оценки эффективности рабочего оборудования бульдозера с максимально возможной полнотой и достоверностью применяется показатель удельных приведенных затрат Zуд [2].

Zуд = Се + Ен Куд, (1)

где Се себестоимость единицы продукции;

Е — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, характеризующий средний размер экономии от снижения себестоимости продукции, приходящейся на 1 руб. дополнительных капиталовложений;

Куд — удельные капитальные затраты, т. е. сумма производственных основных фондов на единицу годового выпуска продукции.

Однако, применение этого критерия на этапе проектирования машины затруднено из-за отсутствия достоверной информации эксплуатационного характера.

Обобщение оценки технического уровня машины на этапе проектирования Кэ может быть осуществлено на основе ряда показателей вида:

Кэ = F / П(2)

где F — показатель, характеризующий конструкцию машины;

П — производительность машины.

При модернизации рабочего органа землеройно-транспортных машин отвального типа, не связанной со значительным увеличением массы машины, основную роль играет показатель удельной энергоемкости Nуд [3].

где P01к — горизонтальная составляющая усилия копания;

lк — длина пути копания до установившегося режима;

mпр.к масса призмы волочения в конце копания.

Однако, применение данного показателя для оценки эффективности рабочего органа, выполняющего различные технологические операции в различных природно-климатических условиях, затруднено, так как не учитываются вероятность выполнения отдельных операций и накопительная, удерживающая способности отвала. С учетом этого, для оценки эффективности рабочего органа бульдозера на этапе проектирования Кэф, нами предложен показатель вида

Кэф = Nуд.к Kпк Pк + Nуд.т Kпт Pт, (4)

где Nуд.к и Nуд.тудельная энергоемкость, соответственно при копании и транспортировании грунта;

Кпк — коэффициент, учитывающий накопительную способность отвала;

Кпт — коэффициент, учитывающий удерживающую способность отвала;

Рк и Рт- вероятность выполнения операции копания и транспортирования грунта. Принимая, что

Кпк = тк / тпр.к и Кпт = тн пр.т / тк пр.т, (5)

где тпр.к = тн пр.т и тк пр.тмасса призмы волочения в начале и в конце процесса транспортирования;

ткмасса вырезанного грунта и проведя элементарные преобразования, получим:

Кэф = (P01к lк тк / (mпр.к)2) Pк +(P01m lm тнпр.т / (ткпр.т)2) Pm, (6)

где P01к и P01m — соответственно горизонтальная составляющая усилия при копании и транспортировании грунта;

lmдлина пути транспортирования.

Применение этого критерия при оценке технических решений на этапе проведения экспериментальных исследований физических моделей позволяет более обосновано производить выбор основных параметров рабочего оборудования. При этом величина вероятности выполнения операции в первом приближении может быть принята как удельный вес этой операции, который определяется как отношение времени работы при выполнении этой операции к общему времени, затрачиваемому на процессы копания и транспортирования.

Результаты расчета эффективности машин по показателю приведенных удельных затрат и предлагаемому критерию приведены на рисунке. Анализ полученных результатов показывает, что характер изменения полученных кривых аналогичен, с близко расположенными областями оптимальности (разброс не более 12 %).

Таким образом, предложенный критерий эффективности учитывает вероятности выполнения отдельных операций, а также накопительную и удерживающую способности отвала, прост в применении и удобен при лабораторных исследованиях бульдозерного оборудования. При этом на величину критерия эффективности оказывают влияние горизонтальные составляющие условия копания и транспортирования грунта.

Рис. 1. Зависимости приведенных удельных затрат (1) и предлагаемая критерия эффективности (2) от мощности двигателя базовых машин

Оснащение неповоротного бульдозерного отвала с крайними дисковыми секциями вносит ряд специфических особенностей в процесс взаимодействия рабочего оборудования с грунтом. В частности, грунт отделяется от массива не только ножом отвала, но и косоустановленными дисками, наличие свободно вращающихся дисков интенсифицирует процесс перемещения грунта и меняет характер призмообразования. В связи с этим существующие аналитические зависимости, описывающие процесс копания и транспортирования грунта бульдозерными отвалами, не могут быть распространены на отвал предлагаемой конструкции и необходима разработка математической модели процесса копания грунта подобным рабочим оборудованием [4].

Следует отметить также, что теоретическое определение массы призмы волочения в начале и конце процесса транспортирования затруднено из-за значительного количества влияющих факторов [5], и ее величина определялась по регрессионным зависимостям, полученным в результате выполненных экспериментальных исследований.

Применение показателя (6) наиболее целесообразно на этапе выбора и обоснования основных параметров рабочего оборудования. Использование его для определения областей применения модернизируемой машины затруднено, из-за того, что показатель (6) учитывает параметры только рабочего оборудования и не учитывает параметров машины в целом.

При оснащении неповоротного отвала предлагаемым дополнительным оборудованием, масса машины меняется незначительно, стоимость изготовления и установки дисков составляет меньше, чем стоимость машины, а уровень надежности машины практически не меняется. В этом случае основным оценочным параметром машины при сравнении ее с машиной с обычным отвалом становится производительность и показатель (6) может быть преобразован к виду

Кэф = (Пк.бт / Пк.нт) Pк + (Птр.бт / Птр.нт) Pm, (7)

где Пк.бт и Пк.нт производительность при копании базовой и новой техники соответственно;

Птр.бт и Птр.нт производительность при транспортировании базовой и новой техники, соответственно.

Из-за ряда оговоренных выше специфических особенностей отвала предлагаемой конструкции применение существующих зависимостей для определения производительности затруднено. В связи с этим возникает необходимость разработки аналитических зависимостей для случаев копания и транспортирования грунта бульдозерным отвалом с крайними дисковыми секциями.

Таким образом, эффективность бульдозера, оснащенного отвалом с крайними дисковыми секциями на этапе проектирования, может быть оценена по показателю (6), учитывающему эффективность процесса копания и процесса транспортирования, а также вероятности выполнения этих операций в полном рабочем цикле.

Литература:

  1. Назначение, область применения и классификация бульдозеров. https://megaobuchalka.ru/2/35849.html. (дата обращения 12.02.2019).
  2. Зеленин А. Н., Баловнев В. И., Керов И. А. Машины для земляных работ. — М.:Машиностроение, 1971. — 357 с.
  3. Баловнев В. И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин. — М.:Высшая школа, 1991. — 335 с.
  4. Дисковое дополнительное оборудование к неповоротному отвалу бульдозера / Сост. Абдуразаков А. А., Шукуров Н. Р. –Ташкент, 1992. -4 с. (Информ.-листок о ППО / УзНИИНТИ, № 125/92).
  5. Шукуров Н. Р. Обзор и анализ исследований процессов взаимодействия рабочих органов землеройно-транспортных машин с грунтом. //Вестник Академии Вооруженных Сил Республики Узбекистан. –Ташкент, 2018. –№ 3(28). — С.122–128.
Основные термины (генерируются автоматически): транспортирование грунта, показатель, этап проектирования, оценка эффективности, масса призмы волочения, вероятность выполнения, бульдозерное оборудование, рабочее оборудование, рабочий орган, удельная энергоемкость.


Похожие статьи

Основные направления интенсификации рабочих процессов...

бульдозерное оборудование, рабочий процесс, рабочий орган, отвал, рабочий процесс бульдозеров, форма отвала, отвальная поверхность, интенсификация рабочих процессов, гибкая лобовая поверхность, США.

Основное рабочее оборудование бульдозера | Статья в журнале...

Основным рабочим органом бульдозера является отвал. Отвал — навесное оборудование для бульдозеров, автогрейдеров, погрузчиков и малотоннажных автомобилей, используемое для разработки грунтов, снегоуборочных работ и для других операций.

Методика определения энерготехнологических параметров...

Рабочими органами в конструкциях известных твердомеров являются шток с плунжером.

При планировании и прогнозировании показателей оценки применяемых, а также

Джабборов Н. И.Основы топливно-энергетической оценки и прогнозирования эффективности технологий и...

Направление развития рабочего оборудование экскаватора

Основные направления развития рабочего оборудования экскаваторов следующие: расширение их универсальности путем

Фирмы-производители экскаваторов постоянно ведут работы по усовершенствованию основного рабочего оборудования машин массой до 50 т...

Кротование грунтов пассивными рабочими органами

Основным типом рабочего оборудования для нарезки дрен является плоский нож с

Характер разрушения грунта ножевыми рабочими органами определяется изменением параметров зоны

Снижение энергоемкости возможно достичь при образовании боковых борозд на 0,3 м...

Экономико-математическая модель технологического процесса...

где ∆Кf — необходимое снижение энергоемкости копания грунта скрепером с помощью

Для эффективности работы скрепера на разрыхленных грунтах необходимо, чтобы глубина

Для повышения надежности работы скреперного оборудования на мерзлых грунтах в модели...

Математические модели процесса взаимодействия контактного...

где время работы рабочего органа, ч; скорость движения рабочего органа в составе почвообрабатывающей машины, км/ч; твердость почвы, кг/см2; плотность (удельная масса) основного материала рабочего органа, г/см3; коэффициент трения почвы о сталь...

Оценка технико-экономических показателей изготовления...

Фактические относительные показатели вычисляются по абсолютным. При прогнозе показателей предпочтительнее исходить из относительных величин. При применении методов оптимального проектирования технико-экономические показатели используются в качестве...

Оценка эффективности основных элементов оборудования...

В статье выполнена оценка эффективности основного оборудования паросиловой электростанции эксергетическим методом, использующим анализ работоспособности потоков теплоты и рабочего тела.

Расширение технологических возможностей экскаватора...

Рыхлитель необходим для разработки мерзлого грунта и располагается на оборудовании обратная лопата.

имеет не большую массу по сравнению с другими конструкциями ковшей-рыхлителей; приводится в действие с помощью гидроаппаратуры экскаватора

Похожие статьи

Основные направления интенсификации рабочих процессов...

бульдозерное оборудование, рабочий процесс, рабочий орган, отвал, рабочий процесс бульдозеров, форма отвала, отвальная поверхность, интенсификация рабочих процессов, гибкая лобовая поверхность, США.

Основное рабочее оборудование бульдозера | Статья в журнале...

Основным рабочим органом бульдозера является отвал. Отвал — навесное оборудование для бульдозеров, автогрейдеров, погрузчиков и малотоннажных автомобилей, используемое для разработки грунтов, снегоуборочных работ и для других операций.

Методика определения энерготехнологических параметров...

Рабочими органами в конструкциях известных твердомеров являются шток с плунжером.

При планировании и прогнозировании показателей оценки применяемых, а также

Джабборов Н. И.Основы топливно-энергетической оценки и прогнозирования эффективности технологий и...

Направление развития рабочего оборудование экскаватора

Основные направления развития рабочего оборудования экскаваторов следующие: расширение их универсальности путем

Фирмы-производители экскаваторов постоянно ведут работы по усовершенствованию основного рабочего оборудования машин массой до 50 т...

Кротование грунтов пассивными рабочими органами

Основным типом рабочего оборудования для нарезки дрен является плоский нож с

Характер разрушения грунта ножевыми рабочими органами определяется изменением параметров зоны

Снижение энергоемкости возможно достичь при образовании боковых борозд на 0,3 м...

Экономико-математическая модель технологического процесса...

где ∆Кf — необходимое снижение энергоемкости копания грунта скрепером с помощью

Для эффективности работы скрепера на разрыхленных грунтах необходимо, чтобы глубина

Для повышения надежности работы скреперного оборудования на мерзлых грунтах в модели...

Математические модели процесса взаимодействия контактного...

где время работы рабочего органа, ч; скорость движения рабочего органа в составе почвообрабатывающей машины, км/ч; твердость почвы, кг/см2; плотность (удельная масса) основного материала рабочего органа, г/см3; коэффициент трения почвы о сталь...

Оценка технико-экономических показателей изготовления...

Фактические относительные показатели вычисляются по абсолютным. При прогнозе показателей предпочтительнее исходить из относительных величин. При применении методов оптимального проектирования технико-экономические показатели используются в качестве...

Оценка эффективности основных элементов оборудования...

В статье выполнена оценка эффективности основного оборудования паросиловой электростанции эксергетическим методом, использующим анализ работоспособности потоков теплоты и рабочего тела.

Расширение технологических возможностей экскаватора...

Рыхлитель необходим для разработки мерзлого грунта и располагается на оборудовании обратная лопата.

имеет не большую массу по сравнению с другими конструкциями ковшей-рыхлителей; приводится в действие с помощью гидроаппаратуры экскаватора

Задать вопрос