Исходные данные. № вар. Категориягрунта γпл., т/м3 КР α Кн Vcp,км/ч L

№ вар.	Категориягрунта	γпл., т/м^3	КР	α	Кн	Vcp,км/ч	L, км	Кг
	I	1,35	0,89	0,45	1,0		1...8	1,0

Продолжение табл. 1.1.

А, руб	А2руб/т	А3руб/км	А4руб/ткм	А5 руб	А6 руб/т	Э1руб	Э2руб/м	Э3руб	Э4руб/м^3	Э5мин	Э6мин/м
4,85	0,58	0,0219				21,1				14/60	3,8/60

где K_P = γ_р.т./γ_пл.т. – коэффициент разрыхления грунта;

γ_пл.т – плотность грунта в плотном теле массива, т/м³;

γ_р.т –плотность грунта в разрыхленном состоянии, т/м³;

α – коэффициент рабочего цикла одноковшового экскаватора;

К_н – коэффициент наполнения ковша экскаватора грунтом;

V_cp – средняя скорость движения автосамосвала, км/ч;

К_г – коэффициент использования грузоподъемности втосамосвала;

A_i,Э_i – статистические коэффициенты.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Методика выявления эффективных решений общая и включает следующие основные положения:

- выбор критерия эффективности и его конкретной структуры для решаемой задачи;

- представление его в виде функции искомых параметров машин q_i;

- нахождение оптимального значения параметров или характеристик из условия ∂ Y_уд/∂ q_i = 0;

- анализ полученных результатов и выбор эффективных машин.

Для определения оптимального решения принимаем критерий эффективности в виде удельных приведенных затрат.

Особенностью настоящей задачи является присутствие в ней транспортных средств – автосамосвалов, стоимость машино-смены которых состоит из двух частей: С¹_а – затрат не зависящих от дальности транспортирования грунта L и С¹¹_а – затрат зависящих от L.

Учитывая сказанное, представим критерий эффективности в виде:

Yуд = (Сэ + С^1а·N + С^11а·n·2L) / Псм +   + Ен · (Sэ + Sa·N) Т0 / (Псм Тгсм),

(1.18)

где С_э – стоимость машино-смены экскаватора, руб.;

S = S_э + S_a·N инвентарно-расчетная стоимость комплекта машин, состоящего из одного экскаватора и N автосамосвалов, руб.;

n – число рейсов всех автосамосвалов за одну машино-смену;

П_см – сменная эксплуатационная производительность комплекта машин, т/смен;

T₀ – время работы комплекта на объекте в течение года.

Анализируя правую часть выражения (1.18), констатируем, что параметры N, шт., П_см, т/см, n могут быть выражены аналитическими выражениями, отражающими их физический смысл через главные параметры машин комплекта q и g:

N = 1 + 120·L/ (Vcp·tп),

(1.19)

Псм = n·g·Кг,

(1.20)

Число рейсов всех автосамосвалов за одну машино-смену составит:

n = 60·tсм/tп;

(1.21)

где t_п – время, необходимое для погрузки автосамосвала экскаватором, мин:

tп = tц Z + t1 = tц · (g·Кг/(q·Kн·Kp·γпл.т)) + t1;

(1.22)

где t₁ – время простоя, необходимое для смены автосамосвала (принимаем равным 0);

t_ц – время цикла экскаватора, мин;

Z – число необходимых погрузок в автосамосвал.

Остальные параметры (t_ц, С_э, С¹_а C¹¹_a, S_э, S_a) принимаем в виде линейных статистических зависимостей от главных параметров машин комплекта:

t_ц = α·(Э₅ + Э₆·q), мин;

С_э = Э₁ + Э₂·q, руб;

C¹_a= A₁ + А₂·q, руб;

C^11a=A3 + A4·g, py6/км;

(1.23)

S_э = Э₃ + Э₄·q, py6;

S_a= A₅ + A₅·g, руб.

Коэффициенты А_i и Э_i, а также параметр α приведены в исходных данных на ос­новании имеющихся статистических данных.

Подставив выражения (1.19- l.23) в правую часть критерия эффективности (1.18) получим развернутое выражение критерия оптимизации в функции главных искомых параметров машин комплекта: q (вместимость ковша экскаватора) и g (грузоподъемность автосамосвала).

Далее возьмем частные производные по искомым параметрам.

∂ Y_уд/∂ q_i = 0; ∂ Y_уд/∂ g_i = 0.

В результате этого получим:

(1.24)

где m = E_н / T_г.

Решение системы полученных зависимостей представляет собой оптимальные параметры комплекта: q_опт и g_опт. Значение N_oптнаходим из (1.19) при подстановке оптимальных значений q_опт и g_опт

РАСЧЕТЫ

Представим расчетные выражения в виде, удобном для ручного счета:

где Д₁ = К_н К_р γ_пл.т · 120·L · (A₁ + A₅·m) / V_cp + А₃ ·t_см);

Д₂ = К_г · Э₅ · (А₂ + А₆·m);

Д_з = К_г · Э₆ · (А₂ + А₆·m);

Проведя расчет коэффициентов Д по заданным исходным данным (m = 0,15/300 = 5·10^-4), получим:

Решение системы осуществляем графически последовательно для L = 1...8 км. На рис. 1.12 показан метод графического решения.системы при L = 7 км (q_опт = 3,44 м³; g_опт = 70,4 т).

Расчет N_опт проводим по выражению, полученному из (1.19) с учетом (1.22):

(1.25)

При L = 7 км; q_опт = 3,44 м³; g_опт = 70,4 т и заданных значениях остальных пара метров имеем:

Результаты расчета оптимальных параметров комплекта «Одноковшовый экскаватор-автосамосвалы» представлены ниже.

L, км	qопт, м^3	gопт, т	Nопт, шт
	2,36	23,9
	2,66	35,0
	2,88	43,9
	3,05	51,5
	3,20	58,3
	3,33	64,6
	3,44	70,4
	3,55	75,8

Дата добавления: 2015-05-06