26. Применение системного подхода при оптимизации.

Основным условием оптимального использования машины является сбережение общественно необходимого труда для выполнения данного вида работ с учетом затрат труда, овеществленного в машине.

Выбранный критерий оптимальности – удельные приведенные затраты соответствуют этому условию, обеспечивая максимальную производительность машины при минимальных затратах средств и труда.

В результате исследования производительности ЗТМ непрерывного действия графоаналитическим методом были обоснованы значения рациональных параметров рабочего процесса машины.

Для обоснования оптимальных значений указанных параметров необходимо дополнительно определить влияние годовых и сменных затрат, в значительной степени зависящих от надежности машин и себестоимости единицы продукции, а также удельных капиталовложений, определяемых стоимостью машины.

Обоснование значений оптимальных параметров рабочего процесса машины в настоящее время широко используется математическое моделирование. Такие модели широко используются при проектировании и исследовании рабочих процессов машин.

В модели разработанной в МАДИ для ЗТМ представлены все три системы и семь подсистем, их взаимные связи, как между собой, так и с показателями эксплуатационных свойств, а также целевая функция – удельные приведенные затраты.

При разработке математической модели было учтено, что исследуемый объект имеет четко выраженное функциональное значение, и все конструктивные и эксплуатационные факторы в итоге направлены на обеспечение лучшего использования источника энергии (двигателя) и высокой производительности при уменьшении затрат на содержание.

27. Основные направления использования резервов энергетических параметров и производительности

На примере автогрейдера, проанализируем удельные приведенные затраты, соответствующие применению различных способов улучшения показателей эксплуатационных свойств и сравним их с затратами машины-эталона при работе ее на среднеэксплуатационных режимах:

1) улучшение скоростных свойств повышением v_р до 6 –7 км/ч путем увеличения мощности двигателя;

2) улучшение тяговых свойств, увеличением сцепной и общей массы машины;

3) улучшение тягово-скоростных свойств изменением (корректированием) передаточных чисел в трансмиссии;

4) улучшение тягово-скоростных свойств и топливной экономичности правильным подбором двигателя по регуляторной характеристике;

5) повышение проходимости выравниванием тягового усилия на отдельных колесах многоколесного движителя;

6) интенсификация процесса копания грунта активизацией рабочего оборудования;

7) повышение производительности улучшением эргономических свойств машины.

Удельные капиталовложения будут изменяться при применении каждого из этих способов в результате увеличения оптовой отпускной цены машины.

Себестоимость единицы продукции также будет изменяться при применении каждого из перечисленных способов.

28. Критерий эффективности использования бульдозеров и факторы влияющие на его количественное значение.

Бульдозеры занимают ведущее место по удельному весу при проведении земляных работ и объему их производства.

Удельный вес бульдозеров в общем объеме земляных работ в дорожном строительстве на протяжении последних лет составляет 37– 50%.

Бульдозеры широко применяют для:

• послойного копания и перемещения грунта на расстояние до 150 м,

• при возведении насыпей автомобильных дорог,

• планировании площадок,

• удалении растительного слоя в основаниях земляных сооружений,

• производстве вскрышных работ в карьерах и др.

Ведущее место в приводе рабочего обору-дования бульдозеров занимает гидропривод.

Одной из тенденций механизации дорожного строительства является применение бульдозеров на базе колесных тягачей.

Метод определения областей рационального применения бульдозеров в зависимости от дальности l_тр транспортирования грунта и объема Q₀ работ на объекте предложен С. Е. Канторером.

Удельные приведенные затраты:

где S_тр – единовременные затраты на перебазирование и переоборудование машины;

С_г – текущие годовые затраты или себестоимость всей годовой продукции;

Е_н – нормативный коэффициент эффективности;

K – капитальные затраты на приобретение машины;

t_n – продолжительность перебазирования машины в днях;

Д_г – годовой фонд рабочего времени в днях;

t_м – суммарная продолжительность затрат времени на маневрирование и переключение передач;

v_ср – средняя скорость передвижения бульдозера в процессе цикла;

V_np – объем грунта в призме волочения;

K_ук – коэффициент влияния уклона местности на производительность;

а – коэффициент, отражающий время чистой работы машины, отнесенный к 1 ч времени смены,

а = 1/(t_смK_в)

где t_см – время продолжительности смены;

b – ремонтный коэффициент, отражающий время нахождения машины в ТО и ремонте, в долях дня, приходящихся на 1 час работы машины;

K_р – коэффициент разрыхления грунта;

K_пер — переходный коэффициент от технической производительности к производственной норме.

29. Производительность бульдозеров.

Эксплуатационную часовую производительность бульдозеров (в м3/ч) определяют как

П_э.ч. = П_т.ч. К_в К_упр,

где П_{т. ч} – техническая часовая производительность бульдозера, м3/ч;

К_упр – коэффициент, учитывающий квалификацию оператора:

• высокая квалификация К_упр= 1,

• средняя К_упр = 0,6 – 0,75,

• низкая К_упр = 0,5 – 0,6.

В свою очередь техническая производительность

где V_np – объем призмы волочения;

t_ц – время цикла,

t_ц = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅ ,

где t₁ – время набора призмы волочения;

t₂ – время транспортирования грунта;

t₃ – время опускания и подъема отвала;

t₄ – время обратного хода;

t₅ – время переключения передач и разворотов.

Время цикла

где v_н – рабочая скорость бульдозера в процессе набора призмы волочения;

v_тр – рабочая скорость бульдозера в процессе транспортирования призмы волочения;

v_о.х – скорость обратного хода.

30. Способы набора призмы волочения.

Призма волочения бульдозером набирается одним из трех способов:

заглубление отвала до максимально возможной глубины, ограниченной тяговым усилием и постепенным выглублением отвала по мере набора призмы волочения

гребенчатым зарезанием, применяемым при неровной поверхности грунта, при котором длина стружки сокращается, а средняя глубина ее увеличивается

• с постоянной глубиной стружки, возможно при работе бульдозера под уклон.

1 – 8 – порядок врезания в слои грунта

Рациональными параметрами отвала бульдозера следует считать угол резания 45°, угол наклона отвала 75°.

Наибольшая производительность достигается при зарезании под уклон, а там, где это не удается сделать, выгодно гребенчатое зарезание, за исключением несвязных грунтов.

Техническая производительность прямо пропорциональна тяговой мощности N_отв, развиваемой на рабочем органе бульдозера.

Укрупнение машин и агрегатов, повышение их мощности является четко выраженной тенденцией современного развития дорожно-строительной техники.

С увеличением типоразмера машины уменьшаются удельные эксплуатационные затраты, удельные капиталовложения, повышается эффективность рабочего процесса.

Однако повышение средней единичной мощности машин (вместимости, ширины захвата) на каждом этапе развития имеет пределы целесообразности.

Строительные нормы и правила не рекомендуют разрабатывать грунт свыше III группы прочности без предварительного разрыхления.

Поэтому современные бульдозеры с гидравлическим управлением оборудованы навесными рыхлителями, что повышает коэффициент загрузки машин на площадке и расширяет область их применения.