CC BY
16
Optimum of transverse profile front surface ripper working bodies by digging frozen soil
V.N. Kuznetsova
The article presents the process of interaction ripper working bodies with frozen soil in the three-dimensional space. Derive mathematical model of interaction ripper working bodies with frozen soil in the space and analytical dependence of distribution pressure on ripper working bodies for the first time is presented. It is devoted methods of search optimum of transverse profile
front surface ripper working bodies. It also is presented results of account optimum of transverse profile with regard limitations.
Кузнецова Виктория Николаевна- канд. техн. наук, докторант Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - исследования в области разработки мерзлых грунтов землеройными и землеройно-транспортными машинами. Имеет 56 опубликованных работ.
E-mail: kuznetsova_vn@sibadi. org
Статья поступила 11.11.2008
УДК 656.1
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПРОСТОЯ ПОД ПОГРУЗКОЙ (ВЫГРУЗКОЙ) НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МИКРО И ОСОБО МАЛЫХ СИСТЕМ
Хохлова Н.В., Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Аннотация. Среднее время простоя при выполнении погрузочных и разгрузочных работ используется для оперативного, текущего и перспективного планирования. Время простоя автомобилей при проведении грузовых работ зависит от множества факторов случайного характера как объективных, так и субъективных. Даже при работе в одной и той же системе (микро, особо малых) средняя величина простоя одного и того же автомобиля в различные дни имеет разные значения. Для описания такого явления необходимо провести исследование времени простоя при выполнении грузовых работ.
Ключевые слова: автомобильный транспорт, время простоя под погрузкой выгрузкой, микро и особо малые системы.
Введение
Время на выполнение погрузочных и разгрузочных работ - это общая средняя величина времени на погрузку и разгрузку в микро системе за ездку и в особо малой системе за оборот [1].
Среднее время простоя при выполнении погрузочных и разгрузочных работ используется для оперативного, текущего и перспективного планирования, анализа работы и расчета выработки, как для одного автомобиля (микро и особо малых систем), так и парка подвижного состава. Из практической работы автомобилей и научных исследований [2] известно, что время простоя автомобилей при проведении грузовых работ зависит от множества факторов случайного характера как объективных, так и субъективных.
Даже при работе в одной и той же системе (мик-
ро, особо малых) средняя величина простоя одного и того же автомобиля в различные дни имеет разные значения. Случайные отклонения неизбежно сопутствуют каждому закономерному явлению. Необходимо провести исследование времени простоя при выполнении грузовых работ и предложить инструмент который бы регулировал и учитывал вероятностные изменения в управлении транспортным производством.
Постановка и решение задачи
В научной литературе время простоя при
выполнении грузовых работ tпв предполагается определять как средневзвешенную арифметическую величину [3].
Николин В.И., д-р техн. наук, проф.
£
' ПВІ
t
ПВ
п
(1)
В формуле 1 в явном виде не указано, каким образом должен быть выполнен расчет за продолжительный промежуток времени работы даже для одного автомобиля.
Средняя величина простоя одного и того же автомобиля в различные дни имеет разные значения. Для описания такого явления были проведены натурные наблюдения (пассивный эксперимент) за изменением времени
простоя tпв применительно к одному автомобилю (микро и особо малых систем) за несколько дней месяцев. По полученным данным наблюдения были построены графики.
На графике (рисунок 1) показано, что tпв
по дням имеет разные значения, поэтому если, как это принято на практике, планировать
работу по їпв, то это ежедневно будет приводить к ошибкам, т.к. среднее время простоя при выполнении погрузочных (разгрузочных) работ за один день не равно среднему времени простоя за п-дней, даже в том случае если работает один и тот же автомобиль в одной и той же системе нижнего уровня. Установить
закономерность колебаний tПв с помощью
известных законов не представилось возможным, но полученные результаты тем ни менее
подтверждают, что значение величины tПв является случайным вероятностным, а математическое описание tПВ (ф-ла 1) требует
уточнения.
при определении возможного числа ездок (оборотов) использовать значение tпв, рассчитанного исходя из реальных затрат времени на выполнение грузовых операций, т.к. время простоя зависит от технических возможностей грузовых механизмов, а также от количества груза, которое подлежит погрузки и выгрузки. Тогда время простоя за ездку должно рассчитывать для автомобиля в микросистеме
tпв = тпв ■ ЯУ, ч
(2)
Рис. 1. Изменение среднего времени простоя автомобиля при выполнении грузовых работ применительно к одному автомобилю (микро системе)
Величину ошибки при планировании можно уменьшить, если ежедневно (ежесменно)
где: Тпв - величина реальных затрат времени на погрузку-выгрузку одной тонны груза, ч; ЯУ - фактическое количество груза, т.
В особо малых системах за оборот выполняется несколько ездок. Тогда среднее время простоя за оборот в особо малой системе
п к
П = £ Тпві ■ ЯГ і + £ Тпв] ■ ЯГ], (3) 1 1
где п - число ездок за оборот
і = 1, п ;
Тпв - время на погрузку-выгрузку одной
тонны груза на і-й ездки;
к - число ездок за остаток времени;
] = 1, к;
Яїі; ЯУ] - количество груза перевозимое соответственно за і-ю или j-ю ездку;
Тпв] - время на погрузку-выгрузку одной
тонны груза при выполнении j-й ездки за остаток времени, ч.
Проведенные натурные наблюдения показали, что расчетные величины tпв по модели
(ф-лы 2 и 3) значительно точнее соответствуют реальным затратам времени, но однако в силу случайного характера самого показателя и вероятностного характера протекания операций транспортного процесса все равно имеются отклонения расчетных величин от практических.
Закономерность влияния изменения времени простоя под погрузкой выгрузкой в микро системе можно проследить на следующем примере: ТМ = 10 ,ч; Я = 5т; у = 1; 1ГЕ = 15 км; VT = 23 км/ч.
1
Натурные исследования работы автомобилей при доставке грузов в микро системах показали, что автомобили работая при разных
значениях tпв , но при равных остальных
условиях, имеют одинаковую выработку. Таблица 1 - Пример влияния изменения
tпв в микро-системе
^■пв , ч Число ездок О, т Р, ткм
0,3 6 30 450
0,4 6 30 450
0,5 5 25 375
0,6 5 25 375
0,7 5 25 375
0,8 5 25 375
0,9 4 20 300
1,0 4 20 300
Получено, что сама величина tпв является случайной и зависит от множества факторов вероятностного характера. Однако дискретный характер изменения выработки сохраняется и наблюдается значительные интервалы изменения tПв, которые не вызывают изменения состояния микросистемы. Следовательно, в каждой микросистеме существуют рациональные значения. tПв
Рациональными значениями являются такие, которым соответствует целое число ездок, т.к. промежуточные величины сокращения tпв не сопровождаются ростом выработки, что подтверждает высказанные положения. Полученные результаты объясняют почему от улучшения организации и механизации проведения грузовых работ не всегда достигается эффект.
Для рассмотрения влияния времени простоя в погрузочных и разгрузочных пунктах особо малой системы в качестве примера возьмем следующую схему (рисунок 2)
Рис. 2. Схема особо малой системы
Исходные данные для расчета: АВ=7 км; ВС=3 км; СА=4 км; q = 5 т; у = 1; VT = 20 км/ч; тм = 10 ч.
Из результатов расчета (таблица 2) видно, что как и в микро системах, выработка транспортных средств соответствует целому числу ездок, т.е. согласуется с дискретной теорией протекания транспортного процесса.
Таблица 2 - Влияние изменения tПв в
особо малой системе
tПВ , ч О, т Р, ткм
0,2 9 18 90 495
0,25 8 16 80 440
0,3 7 15 75 420
0,35 7 14 70 385
0,4 6 13 65 365
0,45 6 12 60 330
0,5 5 12 60 330
Выполненные исследования позволяют утверждать, что влияние изменения величины простоя при выполнении погрузочноразгрузочных работ в особо малых системах может быть описано разрывными линейными зависимостями.
Всегда наблюдаются промежутки изменения tПв, которые не оказывают влияния на состояние систем нижнего уровня.
Сама величина tпв, как показали наблюдения, принимает различные значения под воздействием множества причин, а потому является случайной (вероятностной). Поэтому возникают величины неиспользуемого времени.
Для выявления закономерности появления неиспользуемого времени проводились дополнительные исследования. В качестве примера приведены результаты полученные в одной их типичных особо малых систем.
Первоначально tпв = 0,5 ч за ездку,
УТ = 25 км/ч; q = 5 т; у = 1; 1М = 25 км; 1ГЕ = 12,5 км; 1ГЕ = 6 км. В системе за десять часов нужно доставить 50 т груза (25 т в пункт В и 25 т в пункт С). Как показывает расчет по дискретной модели для особо малой системы эту работу за 10 часов выполняет один автомобиль.
При этом на последнем обороте нет необходимости выполнять холостой пробег. Поэтому получается остаток времени М = 0,26 ч. По мере сокращения затрат времени на выполнение грузовых операций остаток времени возрастает (таблица 2).
Однако в данной рассматриваемой системе использовать появляющиеся резерв времени (остаток) невозможно, т.к. плановый не-
обходимый объем осваивается за 10 ездок, а другого груза нет, да он и не требуется. Как следует из расчетов величина остатка времени может быть столь велика, что вероятность выполнения грузовых работ не может повлиять на состояние системы.
10-'
50 ^------------------------------------- л
1 пв
Рис. 3. Гистограмма распределения tпв и выравнивающая ее теоретическая кривая.
По мере сокращения (роста) tпв доля времени простоя под погрузкой-разгрузкой изменяется, а основную долю составляет время затрачиваемое на движение. Так, при сокращении tПВ в транспортном процессе в 2 раза (таблица
3), его доля составляет от (0,5 ^0,3), а доля времени на движение увеличивается от 0,5 ^0,67 ч за оборот.
Таблица 3 - Изменение остатка времени в результате сокращения tпв
ч э О, т const Ze , const to , ч At, ч
0,5 2 0,26
0,45 1,9 0,66
0,4 50 10 1,8 1,26
0,35 1,7 1,76
0,3 1,6 2,26
0,25 1,5 2,76
В исследованных системах при использовании автомобилей средней грузоподъемности
время tпв колеблется в пределах ±7,5 мин.
Обработка статистических данных показала, что распределение времени обслуживания на постах погрузки-выгрузки не согласуются с показательными законом распределения случайных величин. Дальнейшая обработка позволила утверждать, что выравнивания экспе-
риментальных данных необходимо выполнить с использованием нормального закона (Гаус-са)[4], плотность вероятности которого записывается следующим образом:
1 -^
/ (х) = —■е 2у , (4)
<Ул12п
где X - математическое ожидание случайной величины;
У - среднее квадратичное отклонение; е - основание натуральных логарифмов;
п = 3,14.
Проверка гипотезы была выполнена с помощью критерия согласия Пирсона ( х 2). При
Х2 = 21 р 2 = 01 >0,05. Следовательно гипотеза
(Х ) ’
подтверждается. Имеющиеся расхождения теоретических и экспериментальных данных случайны, а предположения о распределении времени обслуживания по закону Гаусса достаточно хорошо согласуются с наблюдениями.
Заключение
При исследовании получено, что сама величина tпв является случайной и зависит от
множества факторов вероятностного характера. Однако дискретный характер изменения выработки сохраняется и наблюдается значительные интервалы изменения tпв, которые
не вызывают изменения состояния микросистемы. Следовательно, в каждой микро и особо-малой системе существуют рациональные
значения tпв. Сама величина tпв, как показали
наблюдения, принимает различные значения под воздействием множества причин, а потому является случайной (вероятностной). Поэтому возникают величины неиспользуемого времени.
Обработка статистических исследований показала, что распределение времени обслуживания на постах погрузки-выгрузки не ПЗ-гласуется с показательным законом распределения случайных величин, а соответствует закону Гаусса. При улучшении показателей скорости и времени простоя в грузовых пунктах систем нижнего уровня всегда образуются резервы времени, которые в замкнутых системах невозможно использовать.
Библиографический список
1. В.И. Николин. Автотранспортный процесс и оптимизация его элементов М.: Транспорт, 1990. - 191 с.
2. М.Г.Рихтер. Методика анализа эффективности функционирования автотранспортных систем. Дис... .канд. техн. наук. - Омск, 1993. - 163 с.
3. В.И. Николин., Проектирование автотранспортных систем доставки грузов. / В.И. Николин, С.М. Мочалин, Е.Е. Витвицкий , И.В. Николин -Омск: Изд-во СибАДИ, 2001.-184 с.
4. Е.С. Вентцель. Теория вероятностей:Учеб. Для вузов. -5-е изд. - М.: Высш.шк., 1998. - 576 с.
Research of influence of change of the idle time under loading (unloading) on functioning micro and especially small systems
Khohlova N.V., Nikolin V.I.
The average idle time at performance loading and discharging is used for operative, current and
forward planning. The idle time of automobiles at carrying out of cargo works depends on set of factors of casual character both objective, and subjective. Even at work in the same system (micro, especially small) the average size of idle time of the same automobile in various days has different values. For the description of such phenomenon it is necessary to carry out research of an idle time at performance of cargo works.
Хохлова Надежда Васильевна - преподаватель кафедры «Организация перевозок и управление на транспорте» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - функционирование микро и особо малых систем.
E-mail: nadiahohlova@yandex.ru
Статья поступила 24.06.2008 г.
УДК 621.87
СНИЖЕНИЕ ВИБРОАКТИВНОСТИ РАБОЧЕГО МЕСТА ОПЕРАТОРА ЗТМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИНАМИЧЕСКОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ
И.А. Чакурин, канд. техн. наук., П.А. Корчагин, канд. техн. наук., доцент Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Аннотация. В статье приведены основные зависимости виброактивности рабочего места оператора автогрейдера от параметров системы при использовании рабочего оборудования в качестве динамического гасителя колебаний.
Ключевые слова: динамический гаситель колебаний, виброускорение, среднеквадратическое значение виброускорения, микрорельеф, рабочее место оператора.
Введение
В процессе работы землеройнотранспортной машины (ЗТМ) оператор подвергается вибрационным воздействиям. Наиболее вредное влияние оказывают низкочастотные вибрации, источником которых является ходовое оборудование машины. Зачастую штатная подвеска кабины и кресла не может полностью устранить вибрации на рабочем месте оператора. Поэтому необходимо изыскание новых устройств снижения виброактивности рабочего места оператора ЗТМ.
Постановка задачи
Из теории колебаний известен способ изменения вибрационного состояния объекта путем присоединения к нему дополнительных устройств, формирующих силовые воздействия. Выбором упругоинерциальных свойств системы добиваются того, чтобы присоединяемое устройство входи-
ло в резонанс, тем самым уменьшая колебания объекта виброзащиты. Такие устройства называют динамическими гасителями [1, 2].
Авторами статьи была выдвинута гипотеза о возможности уменьшения динамического воздействия на рабочее место оператора автогрейдера посредством использования рабочего органа (фронтального бульдозерного и (или) универсального отвала) в качестве динамического гасителя колебаний [3]. Для подтверждения данной гипотезы необходимо исследовать влияние изменения: жесткости и вязкости системы подвески бульдозерного отвала; тяговой рамы и универсального отвала на величину виброактивности рабочего места оператора.
Основные результаты исследования
Исследование влияния жесткости, приведенной к штокам гидроцилиндров подъема и опускания фронтального бульдозерного и универсаль-
