Проходимость , маневренность и плавность хода

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Основные понятия об эффективности использования машин и методах ее оценки.

Под эффективностью использования машин следует понимать совокупность понятий производительности машин и затрат на их приобретение и эксплуатацию.

В условиях эксплуатации можно управлять только двумя показателями: производительностью и затратами на эксплуатацию. Эти показатели зависят от множества факторов, которые, по мнению многих исследователей, можно разделить на факторы, связанные с использованием машин и технической эксплуатацией.

Сервис в процессе эксплуатации машин при эффективном их использовании представляет собой многогранную деятельность специалистов, служб, организаций, заключающуюся в целенаправленном и полном использовании машин по времени и производительности.

При этом параметры, обеспечивающие максимальную производительность машин, принято называть рациональными, а параметры, обеспечивающие максимальную эффективность, – оптимальными. Вполне естественно, что только оптимальные условия использования машины позволят получить в производственных условиях наибольшую результативность и прибыль. Поэтому именно этим и обусловлено то, что в конечном итоге все организационные и управляющие действия сводятся к созданию условий для каждой машины (комплектов), при которых ее производительность может быть максимальной.

Немаловажное значение на эффективность машинного парка ПТСДМ оказывает техническое состояние машин и их работоспособность, что является областью применения технического сервиса.

Эффективность ПТСДМ различных типов одного и того же вида можно сравнивать между собой достаточно точно на этапе эксплуатации по эксплуатационным свойствам этих машин. При этом можно оценить, в какой степени основные параметры машин и их конструкции отвечают производственным условиям, выявить резервы и пути улучшения их использования по времени и производительности.

Эффективность использования ПТСДМ в условиях эксплуатации оценивается по техническим, экономическим и комплексным технико-экономическим критериям (показателям). В связи со сложностью выбора различных показателей эффективности использования ПТСДМ наиболее приемлем системный подход к их оценке. Данный системный подход к этой проблеме позволяет ранжировать основные показатели по использованию ПТСДМ и свести их в иерархическую систему. Система показателей оценки эффективности использования машин состоит из 5 уровней и представлена на рис.1.6. К показателям наиболее высокого уровня в этой системе относятся удельные приведённые затраты на единицу работ (продукции) С_уд.пр (руб/м³, руб/т, руб/п.м и т.д).

Удельные приведённые затраты на единицу продукции С_уд.пр_. содержат в своей структуре три несводимых друг с другом показателей, а именно эксплуатационную производительность П_э, капитальные удельные вложения К_уд и удельную себестоимость единицы продукции (работ) С_е ,т.е.

где Е_н – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений

(Е_н=0,15).

Графическая интерпретация функциональной зависимости параметров: К_уд, С_е, и С_уд.пр_. показана на рис.1.7.

В свою очередь удельная себестоимость работ С_е, руб/м³, может быть определена по формуле

С_е = С_м.ч./П_эч,

где С_м.ч – планово-расчётная стоимость маш-ч, руб/ч;

П_эч – эксплуатационная часовая производительность, м³/ч, т/ч.

Капитальные удельные вложения К_уд, руб/м³, определяют по формуле

где С_о – расчётная стоимость машины (оптово-отпускная цена, умножен-

ная на коэффициент 1.07…1.08, учитывающий расходы по достав-

ке машины), руб;

Т_р– число часов работы машины в году.

Планово-расчётную стоимость 1 маш-ч С_м-ч, руб/ч, можно определить по формуле

С_м-ч= С_оА /100 Т_р + (С_мд+С_пб)/ t _об + С_р+С_осн+С_эн+С_см+С_зпл,

где А – амортизационные отчисления на реновацию и капитальные ремон-

ты, %;

С_мд – расходы на монтаж и демонтаж машины при транспортировании,

руб ;

С_пб – расходы на перебазировку машины на данный объект или внутри

объекта, руб;

t _об – число часов работы машины на данном объекте;

С_р – затраты на замену и ремонт оснастки, руб/ч;

С_н – затраты на энергоматериалы (электроэнергия и др. виды топлива),

руб/ч;

С_см – затраты на смазочные материалы и рабочие жидкости, руб/ч;

С_зпл – заработная плата машинистов, руб/ч.

В условиях рыночных отношений возможна корректировка ряда затрат (стоимость машины, амортизационные отчисления и др.), которые могут принимать вид арендных (лизинговых) платежей и также должны учитываться при определении С_м-ч.

При дефиците трудовых ресурсов одним из определяющих показателей является трудоёмкость единицы продукции механизированного производства Н_тр, (чел-ч/м³; чел-ч/т и т.д.), которая используется при выборе вариантов механизации:

Н_тр = (Р_м+Р_р)/П_эч,

где Р_м – количество машинистов, обслуживающих машину, чел;

Р_р – количество вспомогательных рабочих, чел.

Аналогичным образом, при недостатке и высокой стоимости отдельных видов топлива определяющим показателем может служить удельный расход энергоресурсов g _т, ( и т.д)

g _т = S G _т /П_эч,

где S G _т – суммарный расход за 1 ч энергоресурсов (кВт ч, кг топлива).

Для решения таких задач, как формирование комплектов и комплексов машин, планирования и учёта использования машин, применяется обобщенный показатель–эксплуатационная производительность машин П_э(м³/ч; т/ч и т.д).

Производительность СДКМ цикличного и непрерывного действия учитывает в своей структуре различные параметры, а следовательно, показатели на 4-м и 5-м уровнях системы для этих машин будут разными. На указанной на рис.1.6 схеме производительность развернута применительно к ковшовым ЗТМ цикличного действия (экскаваторы, скреперы и т.п.).

Для этих машин показана продолжительность цикла Т_ц, коэффициент наполнения ковша К_н, которые зависят от скорости рабочих операций V_i, глубины копания h. В свою очередь указанные показатели связаны с тягово-сцепными свойствами машин и физико-механическими свойствами грунта. В качестве показателя топливной экономичности применяют часовой расход энергоресурсов G _т.

Таким образом, на 5-м уровне оцениваются эксплуатационные свойства машин, что необходимо для проверки соответствия показателей назначения условиям работы на объекте, подбора отдельных параметров и режимов работы машин. Для решения несложных, практических задач применяются показатели в натуральных единицах (км/ч; кН; м³/ч и т.п) как 4-го, так и 5-го уровней, особенно при выявлении эффекта по одному показателю при неизменных значениях других показателей.

Удельные показатели высших уровней системы С_уд.пр и С_е, определяющие эффективность использования машин с учётом основных параметров машин, режимов и условий их работы могут быть использованы в виде целевой функции оптимизации при решении ряда задач, указанных на рис 1.6

Т.О.Основное условие оптимальности использования машин следующее:

С_уд.пр(С_е) min .

Проходимость , маневренность и плавность хода

Проходимость машины зависит от многих факторов и характеризуется силой тяги, давлением на грунт, дорожным просветом (клиренсом), углами переднего и заднего съездов, а у машины с колесным ходом , кроме того, числом ведущих осей и колес, давлением в шинах и рисунком протектора, продольным и поперечным радиусами проходимости.

Среднее давление на грунт для машины на гусеничном ходу, Па, определяется по формуле

где G- вес машины; Ь- ширина гусеницы; L - длина опорной поверхности гусеницы.

Для колесных машин с пневматическими шинами среднее давление на грунт

где рв- давление воздуха в шинах , М П а;

k- коэффициент, учитывающий влияние жесткости покрышки пневматической шины (к= 0,12…0,145).

Чтобы обеспечить проходимость машины по бездорожью или слабым грунтам , давление на грунт должно быть не более 0,01 МПа.

Критерии геометрической проходимости показаны на рис.1. 3

Дорожный просвет(а) - расстояние от самой нижней точки машины (ось, картер) до поверхности проезжей части. Обычно а =280…450 мм.

Поперечный радиус проходимости (r1 и r2 )- это радиус окружности, проходящей через низшую точку шасси и касающуюся переднего и заднего колес.

Продольный радиус проходимости (r3 )- это радиус окружности , проходящей через низшую точку шасси и касающейся внутренней боковой поверхности колес.

Углы переднего ( f п )- и заднего съездов ( fз ).

Фактическая(эксплуатационная) проходимость зависит, кроме того , от условий эксплуатации: состояния дороги, влажности грунта , нагрузки (сцепного веса ), скорости движения и других факторов.

Маневренность характеризует возможность поворота машины или ее разворота на ограниченной площади.

Плавность хода обеспечивает постоянную глубину резания и чистоту планировки и имеет особо важное значение для бульдозеров , скреперов, автогрейдеров.

1.4.Топливная экономичность

Под топливной экономичностью понимают способность машины выполнять рабочий процесс с минимальным расходом топлива в час или на единицу объема вырабатываемой продукции , что достигается (при технически исправном состоянии машины ) путем оптимизации параметров рабочего процесса.

Топливная экономичность зависит от конструктивных особенностей и технического состояния машин , а также от квалификации машиниста и уровня организации технологического процесса производства работ.

Стоимость топлива составляет 10-15% всех эксплуатационных затрат на работу машин. В качестве измерителя топливной экономичности применяют часовой и удельный расходы топлива.

Часовой расход топлива ,кг/ч,

где - объемный расход топлива за рассматриваемый промежуток времени ; - плотность топлива.

Удельный расход топлива на один киловатт мощности при максимальной тяговой мощности определяют по формуле

где Рро -наибольшая тяговая мощность на рабочем органе на i-й передаче.

Минимальный удельный расход топлива ,на единицу эффективной мощности двигателя ,г/кВт*ч

Для тракторных дизелей на оптимальных режимах работы (125…150 г/(кВт* ч), а для карбюраторных двигателей (180…200 г/(кВт *ч).

Удельный расход топлива на единицу объёма выполненной продукции, г/м3

где Пк- конструктивно-расчётная производительность.

Одним из основных показателей качества машин является их надёжность- свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения ,технического обслуживания , ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность – это комплексное свойство , которое в зависимости от назначения машины и условий ее эксплуатации может включать такие свойства: безотказность ,долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость, которые подробно рассматриваются в курсе / Надёжность строительных машин/.

1.5 Использование рабочего оборудования землеройно-транспортных машин(параметры рабочего оборудования)

В подсистеме рабочее оборудование- грунт рассматривают свойства, которые влияют на процесс копания грунта и определяют степень использования рабочего оборудования машины. Задачей исследований являлось определение рациональных параметров рабочего процесса ,целью изучения подсистемы – повышение конструктивной производительности и снижение энергетических затрат на копание грунта.

Под сопротивлением грунта копанию понимают совокупность сопротивлений грунта резанию и заполнению отвала (перемещению грунта по отвалу и перед ним ), под косым копанием- копание грунта рабочим оборудованием, установленным под углом менее 90 град к продольной оси машины в плане.

Для машин цикличного действия , например бульдозера, объём призмы грунта перед отвалом(призмы волочения) определяет эффективность её функционирования: чем больше обьём, тем больше производительность. Исследования , проведённые А.А. Яркиным , показали , что процесс формирования призмы волочения определяется соответствием параметров профиля отвала грунтовым условиям, а также высоты отвала и глубины копания тяговому усилию бульдозера. Большое влияние на формирование

призмы оказывают физико-механические свойства грунта , обеспечивающие правильное деформирование вырезаемой стружки .В результате сочетания этих параметров обеспечивается выполнение такого эксплуатационного свойства , как приспособленность рабочего оборудования к выполнению технологического процесса.

При рациональных параметрах этого свойства копание грунта рис—1.4, а) характеризуется непрерывным формированием и движением стружки по отвальной поверхности, её обрушением вперёд, что обеспечивает наименьшую энергоёмкость процесса.

При отличии параметров эксплуатационных свойств от рациональных процесс копания протекает без формирования и движения стружки по отвалу (рис.1.4,б) или сопровождается движением её толчками и фонтанированием грунта в толще призмы волочения .Отвальная поверхность при этом залипает, а грунт переваливает через отвал , что значительно повышает энергоёмкость процесса.

Как показали инструментальные испытания бульдозеров на базе трактора Т-100(рис.1.5), усилие копания Т (горизонтальная составляющая сопротивления грунта копанию) повышается с увеличением площади вырезаемой стружки ,что подтверждают многочисленные экспериментальные исследования, проведённые ранее.

Поэтому с увеличением площади вырезаемой стружки рабочая скорость бульдозера снижается ,что вызвано увеличением усилия Т на рабочем оборудовании . При равных площадях вырезаемой стружки у бульдозера с выступающим ножом рабочая скорость больше на 10-25%, чем у бульдозера с традиционным ,так как снижение усилия копания при этом отвале высвобождает часть энергии, расходуемой на увеличение рабочей скорости.

Т.е бульдозер с выступающим средним ножом имеет рациональные параметры рабочего оборудования при копании(зарезании) грунта.

1.6.Эргономические свойства

Эргономические свойства определяют удобство и лёгкость управления машиной и влияют на функциональное состояние, работоспособность машиниста и, как следствие , на производительность и выработку машины. Длительная работа машины с полной производительностью обеспечивается только тогда ,когда не будут превышены возможности человека , управляющего этой машиной. Этому же способствует и техническая эстетика.

Оценить удобство и лёгкость управления машиной можно эргономическими показателями: физиологическими (силовые и скоростные возможности человека); психофизиологическими ( возможности слуха и зрения); антропометрическими (компоновка рабочего места машиниста) и гигиеническими(условия жизнедеятельности и работоспособности человека в кабине). Рассмотрим эти показатели .

Физиологический комплексный показатель Кф –состоит из единичных показателей соответствия машины силовым, скоростным и энергетическим возможностям человека. Усилия ,прикладываемые машинистом к рычагам и педалям, должны находиться в установленных пределах согласно единым требованиям безопасности строительно-дорожных машин. При этом усилия на рычагах не должны превышать 60 Н, а на педалях -120 Н, так как из-за перегрузки машиниста снижается производительность труда, повышается число ошибок и увеличивается процент заболеваний.

Считается , что если машинист затрачивает в среднем более 840 кДж на 1 ч чистой работы ,то работа приближается к категории выше средней трудности и потери производительности при этом составляют до 20%.

Психофизиологический комплексный показатель Кпф- эргономических свойств состоит из единичных показателей соответствия машины зрительным и слуховым возможностям человека.

Зрительные возможности человека оцениваются обзорностью рабочего органа и фронта работ с рабочего места машиниста в предположении, что он сидит неподвижно.

Степень обзорности места работы машины из кабины машиниста принято оценивать коэффициентом обзорности

Для ЗТМ и тягачей коэффициент обзорности для горизонтальной плоскости

где - площадь горизонтальной проекции машины; - площадь невидимого контура.

При оценке обзорности кранов и экскаваторов определяют , кроме того ,коэффициент обзорности в вертикальной плоскости

где - и – соответственно действительный и требуемый углы сектора вертикального обзора.

Значение коэффициента назначают отдельно для каждого типа машин в зависимости от их параметров.

Антропометрический показатель Ка- характеризует машину и элементы её конструкции, которые обеспечивают рациональную и удобную позу , правильную осанку , оптимальное расположение рук на рычагах управления с учётом массы и формы тела человека и его частей в статике и динамике.

Для учёта массы и формы тела человека сиденье машиниста современных машин делают , как правило , регулируемым.

Комплексный гигиенический показатель Кг- оценивают показателями вентилируемости, температуры влажности, загазованности, шума и вибрации.

Основные показатели шума , вибрации и загазованности на рабочем месте машиниста определяют по санитарным нормам и правилам ,утверждённым Министерством здравоохранения РФ, а методы и средства их определения регламентированы ГОСТ.

Комплексным показателем является коэффициент эргономических свойств, который выражается функцией

Кэрг=f(Кф, Кпф, Ка, Кг)

Таким образом , эргономика предполагает приспособленность не только машины к человеку , но и человека к машине , что определяется навыками, совокупность которых характеризует квалификацию машиниста, от которого зависит , в сущности , степень реализации эксплуатационных свойств машины и её эффективность в реальных условиях эксплуатации.