Технологический процесс перевозок грузов в сельском хозяйстве и его показатели Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Литература

1. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В.Е. Гмурман. - М.: Высш. шк., 1967.

2. Ефимова, М.Р. Общая теория статистики: учеб. / М.Р. Ефимова, В.М. Рябцев. - М.: Финансы и статистика, 1991. - 304 с.

3. Сова, Н.Д. О рационально использовании времени смены машинно-тракторными агрегатами / Н.Д. Сова; ЧИМЭСХ. - Челябинск, 1974. - Вып. 93.

--------♦-----------

УДК 656.027.4 А.С. Пехутов

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЕГО ПОКАЗАТЕЛИ

В работе приведены элементы технологии перевозок грузов в условиях производства сельскохозяйственной продукции. Разработана новая система показателей для оценки перевозочных процессов, основанная на показателях грузовой и транспортной мощности. Приведены выражения для определения величин потерь работы транспорта на различных этапах и операциях технологического процесса перевозок грузов.

Перевозки в сельском хозяйстве обладают специфическими особенностями в технологии, а составляющие элементы перевозки грузов характеризуются определенными закономерностями.

Под технологией процесса перевозки грузов понимается способ реализации перевозочного процесса путем расчленения его на систему последовательных взаимосвязанных операций и этапов. Операция - это однородная, логически неделимая часть процесса перевозки, направленная на достижение конечной цели, выполняемая одним или несколькими исполнителями. Этапом является набор операций, с помощью которых осуществляется тот или иной процесс.

Операции, из которых складывается процесс перевозки, неоднородны и отличаются своей продолжительностью. Некоторые операции, объединяясь, создают определенные этапы этого процесса, каждый из которых выполняет свои задачи. На рисунке 1 показана графическая модель технологического процесса перевозок. Сам технологический процесс является связующим звеном грузообразующих и грузопоглощающих машин или пунктов. Отдельные операции: погрузка (О„), движение с грузом (Ог), разгрузка (Ор), движение без груза (Ох), - проводятся в определенной последовательности, т.е. находятся в определенной зависимости друг от друга. Кроме того, процесс имеет циклический характер. Это значит, что последовательно совершаемые операции Оп, Ог, Ор, Ох совершаются повторяющимися производственными циклами, следующими один за другим. Ритм этих циклов определяется их частотой, которая, в свою очередь, зависит от средней продолжительности одного цикла.

Грузообразующие

сельхозмашины,

пункты

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕСС ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ

ЦИКЛ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА

Ог

Ор

Ох

Грузопоглоща -ющие устр-ва, сельхозмашины, пункты

Рис. 1. Графическая модель технологического процесса перевозок грузов

в сельском хозяйстве

Все составляющие перевозочного процесса характеризуются временем их выполнения (Т). На рисунке 2 показана графическая модель технологического процесса перевозки грузов во временном аспекте.

В упрощенном варианте время цикла (Тц) состоит из времени операций: погрузки (ТП), движения с грузом (Тг), разгрузки (Тр) и движения автомобиля без груза (Тх).

Грузообразующие машины, пункты

Время технологического процесса перевозок грузов Т.п.

Время цикла транспортного процесса Т

Т

1 П

Тр

Тх

Рис. 2. Графическая модель технологического процесса перевозки грузов во временном аспекте

Циклы отдельных процессов перевозки колеблются во времени. Каждый повторяющийся цикл перевозки слагается из многих отдельных этапов, которые находятся в тесной взаимосвязи и одинаково направлены. Их конечная цель - достичь пространственной смены положения грузов. Комплекс этих циклов создает перевозочный процесс. На рисунке 3 показана графическая модель технологического процесса перевозок грузов в разрезе суточного времени (Тс). За время суток транспортное средство в течение смены отрабатывает Тсм часов. За это время транспортное средство совершает определенное количество циклов Цп, каждое из которых завершается за Тц часов.

Рис. 3. Графическая модель технологического процесса перевозок в разрезе суточного времени

Задачи рационального проектирования технологического процесса перевозок грузов при производстве сельскохозяйственной продукции предполагает необходимость разработки системы показателей, характеризующих эффективность использования транспортных средств в конкретных технологических условиях перевозок. Они позволят выявить, в каких местах происходят наибольшие потери на транспортных операциях, и определить резервы повышения эффективности использования подвижного состава.

Предлагаемая система показателей базируется на понятии грузовой и транспортной мощности.

Грузовая мощность N) - это грузовая работа или объем груза в тоннах А), переработанный в единицу времени (I) путем погрузочно-разгрузочных (п-р) операций

N = А-. (1)

Грузовую работу за определенный период времени можно определить из следующего выражения:

4 = 0 • ппр. (2)

где о - грузоподъемность транспортной машины;

ппр - число погрузочно-разгрузочных (п-р) операций.

Умножим и разделим правую часть этого выражения на время выполнения погрузочно-разгрузочной операции:

п

А = о •—• V (3)

г

пр

В этом выражении отношение числа погрузочно-разгрузочных операций к времени их проведения является ни чем иным как частотой п-р операций:

п 1

у пр = пр = х

Тпр гпр'

(4)

Этот показатель характеризует количество погрузочно-разгрузочных операций за определенный промежуток времени, то есть скорость п-р операций. Если его умножить на массу груза, переработанного за это время, то это будет скорость погрузки-разгрузки в т/ч.

С учетом выражения (4) выражение (3) запишется как

А = 0 'У"' • г„.

Согласно формуле (1) грузовая мощность определится по формуле

N = ^ = 0 •У ^ • гпр = 0 у пр .

г гпр

Номинальная величина грузовой мощности

Nн = Он Ун,

где он - номинальная грузоподъемность транспортной машины;

Ун - номинальная скорость п-р операций.

Фактическая грузовая мощность

N = 0 Упр

°Ф уф •

На рисунке 4 показано графическое изображение грузовой мощности.

(5)

(6)

(7)

(8)

УФпр

ф

0

о

0Ф °н

Рис. 4. Графическое изображение фактической и номинальной грузовой мощности

Площадь затемненного прямоугольника N,1, равна произведению оФ на Уфпр, что составляет фактическую грузовую мощность (8). Площадь большего прямоугольника равная произведению он и Ун11р,

составляет номинальную грузовую мощность (7).

Номинальная величина грузовой работы, которая может быть выполнена за сутки,

А0н = Он Ун"' Т = N. Тс, (9)

где Тс - время суток.

Фактическая величина грузовой работы

4ф = Оф Уф* т„,

(10)

где Тсм - время смены.

Коэффициент использования номинальной грузовой работы определится из выражения

А

С

Он характеризует приспособленность конструкции транспортных средств к условиям переработки грузов на п-р операциях при производстве сельскохозяйственной продукции и показывает, насколько полно используется номинальная величина грузовой работы, которая может быть выполнена в течение суток.

Раскрыв числитель и знаменатель выражения (11), получим

а Vпр -Т

к = ^-----------см . (12)

Q ан-Кпр-Тс 1 ;

Так как Тс =24 ч является const, то коэффициент Kq характеризует также и использование грузовой мощности:

= Лен-Кв = Nh-Тс-кв, (13)

а Vпр -Т

KQ “ = К- КПр- К, (14)

Q а Vпр -Т р V

У н н с

где Кр - коэффициент использования номинальной грузоподъемности;

К пр

у - коэффициент использования номинальной скорости погрузок-разгрузок;

К, - коэффициент использования суточного времени.

а Vпр Т

Кп=-^, К"р =-^~, К, = . (15)

р а V vпp ' -

!н н с

С учетом последних выражений фактическая грузовая работа определится из следующего соотношения:

Аф = А0н- Кр- к;'. Ксм. (16)

Графическое изображение объемов грузовой работы Ав в координатах q, Vпр и ґ показано на рисунке 5. Возможная (номинальная) грузовая работа за сутки Аен заключена в объеме параллелепипеда,

определяемого произведением величин qн, Унпр, Тс, то есть Айн = qн • Унпр -Тс (см. формулу (9)). За время работы транспортного средства за смену Тсм грузовая работа определяется из выражения

Ав = qн •Ун11р Тсм, за время одного цикла - Ав = qн • Уд11' -¿ц и за время нескольких циклов за смену -

А = ^Кпр.Тц.

Фактическая грузовая работа Аеф меньше возможной из-за потерь недоиспользования номинальной

грузоподъемности qн и цикловых потерь грузовой скорости упр. На рисунке 5 фактическая грузовая работа за один цикл показана в виде затемненного параллелепипеда.

Транспортная мощность (Р) - это величина транспортной работы (Ар), выполняемой в единицу времени:

Р = А. (17)

с I

д дн

Рис. 5. Графическое изображение объемов грузовой работы

Транспортная работа

Ар = д- 1г = д- V-íг, (18)

где 1г - пробег транспортной машины с грузом, км;

V - скорость движения машины, км/ч; гг - время движения с грузом, ч.

Согласно выражению (19) транспортная мощность определится как

Р = Ар = 11^ = д-V. (19)

г г

г г

Номинальная величина транспортной мощности

Р, = д. - V,. (20)

где К - номинальная скорость движения машины, км/ч.

Фактическая величина транспортной мощности

Рф = ?ф'Уф. (21)

где ^ - фактическая скорость движения машины, км/ч.

На рисунке 6 показано графическое изображение транспортной мощности. Площадь затемненного прямоугольника Рф равна произведению дф на Vф , что составляет фактическую транспортную мощность.

Площадь большего прямоугольника Рн, равную произведению дн и V. , составляет номинальную транс-

портную мощность.

Номинальная величина транспортной работы за сутки

Арн = д. -V, -г;. (22)

Фактическая величина транспортной работы за то же время

Арф = Чф -Уф -Тс. (23)

где дф - фактическая или действительная масса груза перевозимая транспортной машиной;

V,!, - фактическая скорость машины;

Тсм - время работы смены.

V

V,

V*

Рис. 6. Графическое изображение транспортной мощности

Технологический коэффициент использования номинальной транспортной работы

ТТЛ Vф ТСМ

К р =--------------.

р а -V -Т

н с

(24)

Фактическая величина транспортной работы с учетом коэффициента использования номинальной транспортной работы

А = Арн-Кр = Рн -тс -Кр,

*

а* V т

к =^ф-_и.= к •К -К

■2\.р IV р 1 Vv

р а V Т р v 1

^н н с

(25)

(26)

С учетом этого выражения фактическая транспортная работа определится по формуле

4. = Арн-Кр-К,-к, .

(27)

На рисунке 7 показано графическое изображение объемов транспортной работы, соответствующих значениям коэффициентов использования. Возможная (номинальная) транспортная работа за сутки Арн

заключена в объеме параллелепипеда, определяемого произведением величин ан, VЫ , Тс, то есть

Арн = ан - VЫ -Тс (согласно выражению (22)). За время работы транспортного средства за смену Тсм

транспортная работа определится из выражения Арн = дн - VЫ -Тсм, за время одного цикла -

Ар = а -V -и за несколько циклов за смену - АРн = а -V -Т .

н ц ц

Фактическая транспортная работа Ар меньше возможной из-за потерь недоиспользования номи-

ф

нальной грузоподъемности ан и цикловых потерь скорости движения У . На рисунке 7 фактическая транспортная работа за один цикл показана в виде затемненного параллелепипеда.

Зная коэффициенты использования (эффективности), можно определить общие потери, как по грузовой работе (объему перевозок), так и по транспортной. Они рассчитываются следующим образом:

Адпот = А3н -(1 - Кр-К--К, ).

Ар = Арн-(1-Кр-^-к,).

(28)

а

о

V

t

Рис. 7. Графическое изображение объемов транспортной работы

Предложенная система показателей позволяет не только определять общие потери производительности транспортных машин, но и дает возможность разработать на ее основе формулы для расчета потерь по конкретным факторам технологии производства сельскохозяйственной продукции.

Выводы

1. Разработаны элементы и система показателей для оценки эффективности технологического процесса перевозок грузов в сельском хозяйстве.

2. С помощью этих показателей можно определить потери выходных показателей работы транспорта из-за несоответствия их параметров условиям технологического процесса производства сельскохозяйственной продукции.

---------♦'-----------

УДК 621.431.73.0047.67 А.А. Махутов, Д.А. Антонец

О ВЛИЯНИИ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ФАКТОРЫ, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЕ ИЗНОС ДИЗЕЛЕЙ

В статье раскрывается физическая природа повышения интенсивности изнашивания дизелей, приводятся результаты исследования влияния условий эксплуатации на основные факторы, обуславливающие износ дизелей.

Одним из основных показателей надежности автотракторных дизелей является ресурс. Как показывает многолетний опыт, ресурс дизелей в значительной степени зависит от условий эксплуатации [1].

В соответствии с современной теорией трения и изнашивания [1] скорость изнашивания деталей в общем случае определяется по следующей формуле:

Vu = f(P,V,C), (1)

где P - нормальное давление на сопрягаемые поверхности;

V - скорость относительного перемещения трущихся поверхностей;

С - условия трения.

Применительно к автотракторным дизелям можно сказать, что основными параметрами, характеризующими условия эксплуатации, являются нормальное давление на сопрягаемые поверхности деталей, частота вращения коленчатого вала (n), условия смазывания трущихся поверхностей и природноклиматические условия. В Сибири одним из основных природно-климатических факторов являются низкие температуры окружающего воздуха.

Принято считать, что на интенсивность износа и ресурс дизеля в целом влияет скорость нарастания давления в процессе сгорания. Процесс влияния жесткости работы дизеля на изнашивание деталей дизеля