Обоснование предельного снижения мощности лесотранспортной машины Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Обоснование предельного снижения мощности лесотранспортной машины

В. Н. Шиловский Петрозаводский государственный университет

АННОТАЦИЯ

Приводятся методические положения по обоснованию параметрического отказа лесотранспортной машины.

Ключевые слова: параметрический отказ, экономический критерий, диагностика.

SUMMARY

Happen to methodical position on motivation parametric refusal the timber machines.

Keywords: parametric refusal, economic criterion, diagnostic.

Сопряжения лесозаготовительных машин требуют восстановления, ремонтных воздействий после достижения предельного снижения фактической грузоподъемности, производительности технологического оборудования и в целом машины [1, 2, 3].

Рассмотрим влияние снижения эффективной мощности на экономическую эффективность работы лесотранспортной машины. С этой целью проследим изменение себестоимости 1 м3 км или 1 т км от снижения фактической грузоподъемности лесозаготовительной машины.

Расчетную себестоимость перевозки \СР) представим в виде выражения, включающего прогнозируемые или дискретные эмпирические параметры [1]:

1 I С

C ________________________I с + пост

p _ Q ■ kд ■ kj пер

■ (Г ■ Vr ■ At■kи)

Аґ - время простоя машины при погрузке и разгрузке за одну ездку, ч.

Изменение грузоподъемности машины (манипулятора) происходит из-за снижения мощности (производительности) двигателя (гидронасоса).

На производительность лесотранспортной машины влияет ряд факторов, с учетом которых выражение расчета производительности лесотранспортной машины может быть представлено в виде выражения, включающего расчетные или эмпирические параметры:

Vч _

Q ■ kД ■ 1^Г ■ kИ ■ VT

(2)

(1)

где УЧ - часовая производительность машины 1 ткм (1 м3км/ч);

Располагая показателями работы лесотранспортной машины, можно рассчитать себестоимость 1 т.км (1 м3км) при различной ее грузоподъемности, снижающейся в эксплуатации по причине потери мощности двигателя от износа деталей.

На основе теоретического эксперимента произведен расчет себестоимости 1 ткм в зависимости от снижения фактической грузоподъемности лесотранспортной машины. Примем исходные данные для расчета эксперимента: Q = 8т; УТ = 21 км/ч; кд = 1,0; кИ =

0,5; Спер = 3,574руб/км; Спост = 30руб/км; А =

0,7ч; ЬГ = 15км.

Для 10 различных значений фактической грузоподъемности лесотранспортной машины себестоимость 1ткм представлена в таблице 1.

Данные расчета-эксперимента показывают, что себестоимость перевозки 1 т груза возрастает со снижением фактической грузоподъемности транспортного средства, т. е. массы перевозимого груза.

где Спер и Спост - сумма соответственно переменных и постоянных расходов, приходящихся на 1 км пробега лесотранспортной машины, руб/км;

Q - фактическая грузоподъемность машины (масса перевозимого груза), т(м3);

кд - коэффициент динамического использования грузоподъемности;

кИ - коэффициент использования пробега;

ЬГ - средняя длина ездки с грузом, км;

¥Т - техническая скорость, км/ч;

1 Автор - профессор кафедры технологии металлов

и ремонта

© Шиловский В. Н., 2012

Аппроксимируем полученную расчетно-

экспериментальную дискретную зависимость непрерывной аналитической функцией Ср = /(<2). Для

чего данные таблицы 1 выразим графически (рис. 1). Полученную кривую можно представить как симметричную гиперболу, отнесенную к асимптотам, аналитическое выражение которой (Сан) выглядит следующим образом:

С_

ан

2Q

откуда значение параметра a будет равно:

Lг + K и ■ VT ■ At

L

Г

2

a

66

Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ

' =42' Сан 'б

(4)

По данной формуле определим частные значения а, а затем их средние значения. Для лесотранспортной машины грузоподъемностью 8 т (лесовоз типа МАЗ-509) параметр аср = 9,435.

Масса перевсзишго груза (фактинескаягрузопсдъемность транспортнсго средства), т

Рис. 1. Зависимость себестоимости единицы перевозимого груза от величины его массы (объема)

На рисунке 1 представлена качественная зависимость перевозки 1 т груза от снижения фактической грузоподъемности транспортного средства, т. е. величины фактически перевозимого им груза. Горизонтальная линия - уровень доходной ставки, точка пересечения графика и горизонтальной линии соответствует критической грузоподъемности - Qкр .

Проверим достоверность аналитической зависимости Сан от Q . С этой целью определим значения аналитической себестоимости 1 ткм для десяти значений грузоподъемности транспортного средства и представим их в таблице 2.

Добиваясь рентабельности работы лесотранспортной машины, нельзя допускать, чтобы себестоимость 1 т. км была бы выше доходной ставки. При превышении доходной ставки возникает состояние параметрического (ресурсного) отказа, требующего замены или ремонта сопряжения (детали).

Для предупреждения аварийных и параметрических отказов при ТО и ремонте контролируют износ и изменение параметров сопряжений. Существующие методы использования нормативов при ТО и ремонте характеризуются применением одного допустимого значения при заданной периодичности проверки или диагностики. В то же время износы и изменения параметров элементов в процессе эксплуатации как одной, так и разных, хотя и однотипных, машин не одинаковы. Их рассеивание характеризуется определенным законом. В этой связи один норматив износа оказывается целесообразным только для элементов с близким рассеиванием скорости изнашивания. Постоянный норматив проявляется отрицательно -увеличивается число аварийных отказов при большой скорости изнашивания, а при малой необоснованно выбраковываются детали при ТО и ремонте.

В связи с этим целесообразно устанавливать не одно, а несколько допустимых значений износа с учетом индивидуальной скорости изнашивания конкретного сопряжения. Решение задачи обеспе-

чивается применением метода определения остаточного ресурса.

Вероятность (Рт) числа восстановлений (т) при функциональных отказах за пробег или наработку Ь равна сумме вероятностей отказов с интенсивностью Ш :

-2

(У' ь)т

т!

-уь

(5)

Для определения числа ремонтов (восстановлений) достаточно определить произведение У' Ь , то есть среднее число отказов на пробеге Ь, при фиксированном значении доверительной вероятности Рт .

ВЫВОДЫ

1. Разработана методика определения предельного снижения мощности двигателя лесотранспортной машины через величину предельного снижения ее грузоподъемности.

2. Представленная методика может быть использована при решении вопроса о годности объекта после замера величины компрессии (мощности) при ТО-2 конкретной обслуживаемой машины.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кутырев Е. В. Обоснование стратегий и параметров объектов технического сервиса лесозаготовительных машин: автореф. дис. канд. техн. наук. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2007. -19 с.

2. Шиловский В. Н. К вопросу о разработке системы эксплуатации лесозаготовительных машин /

B. Н. Шиловский, Е. В. Кутырев // Изв. высш. учеб. заведений: Лесной журнал. - 2007. - № 6. -

C. 57-64.

3. Питухин А. В. Повышение эксплуатационной технологичности лесозаготовительных машин/

A. В. Питухин, В. Н. Шиловский, И. Г. Скобцов,

B. А. Кяльвияйнен. - Петрозаводск: Петропресс, 2012, - 240 с.

о

Таблица 1

Значения расчетной себестоимости грузоперевозки в зависимости от снижения массы фактически перевозимого груза

Фактическая масса перевозимого груза (грузоподъемность, 0), кг

8000 7200 б400 5б00 4800 4000 3200 | 2400 1б00 800

Соответствующая грузоподъемности себестоимость 1 ткм (ср ) , руб/ткм

5,70 б,38 7,18 8,22 9,24 11,00 13,3б | 18,24 27,52 55,04

Таблица 2

Сравнительные величины расчетно-экспериментальной и аналитической себестоимостей 1ткм.

Параметры Значения параметров

Грузоподъемность лесотранспортной машины (б), кг 8000 7200 б400 5б00 4800 4000 3200 2400 1б00 800

Расчетно-экспериментальной себестоимость 1ткм (СР ), руб/ткм 5,7 б,38 7,18 8,22 9,24 11,00 13,3б 18,24 27,52 55,04

Аналитическая себестоимость 1ткм (С ан ), руб/т км 5,5б б,18 б,95 7,95 9,27 11,12 13,9 18,55 27,82 55,б4

Величина погрешности Е |С,| - Сан |) Е — J ! Сан *100% 2,5 3,2 3,3 3,4 0,3 1,0 3,8 1,б 1,1 1,1