ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО КОМПЛЕКТА МАШИН «ЭКСКАВАТОР-АВТОСАМОСВАЛЫ».
ЗАДАНИЕ:
1. Определить оптимальные параметры комплекта «Одноковшовый экскаватор-автосамосвалы» (рис. 1.12):
Совместимость ковша экскаватора qопт., м3;
- грузоподъемность автосамосвала g опт., т;
- число автосамосвалов N опт. шт., при работе в грунте заданной категории, дальности транспортировки грунта L км при значении нормативного коэффициента экономической эффективности Ен = 0,15; число смен работы за год Тг = 300 и продолжительности смены tсм= 6 ч.
2. Осуществить подбор машин комплекта.
Рис. 1.12. Схема размещения комплекта СМ в забое 1–1 ось перемещения ОЭ;
2–2 ось установки автосамосвалов; I, II – последовательно-разрабатываемые
элементы забоя при передвижке ОЭ на величину Lпер; a, α0, К – технологические
параметры рабочего места (ст – на уровне стоянки, в – при выгрузке);
Bз; Hз – размеры забоя; Hп.ч – высота пологой части
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Исходные данные для определения оптимальных параметров комплекта «Одноковшовый экскаватор–автосамосвалы» представлены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Исходные данные
№ вар. | Категория грунта | γпл., т/м3 | КР | α | Кн | Vcp, км/ч | L, км | Кг |
1 | I | 1,35 | 0,89 | 0,45 | 1,0 | 20 | 1...8 | 1,0 |
Продолжение табл. 1.1.
А, руб | А2 руб/т | А3 руб/км | А4 руб/ткм | А5 руб | А6 руб/т | Э1 руб | Э2 руб/м | Э3 руб | Э4 руб/м3 | Э5 мин | Э6 мин/м |
4,85 | 0,58 | 0,0219 | 0 | 1640 | 1140 | 21,1 | 16 | 11070 | 30450 | 14/60 | 3,8/60 |
|
|
где KP = γр.т./γпл.т. – коэффициент разрыхления грунта;
γпл.т – плотность грунта в плотном теле массива, т/м3;
γр.т –плотность грунта в разрыхленном состоянии, т/м3;
α – коэффициент рабочего цикла одноковшового экскаватора;
Кн – коэффициент наполнения ковша экскаватора грунтом;
Vcp – средняя скорость движения автосамосвала, км/ч;
Кг – коэффициент использования грузоподъемности втосамосвала;
Ai,Эi – 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 qi;
- нахождение оптимального значения параметров или характеристик из условия ∂ Yуд/∂ qi = 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: С1а – затрат не зависящих от дальности транспортирования грунта L и С11а – затрат зависящих от L.
|
|
Учитывая сказанное, представим критерий эффективности в виде:
Yуд = (Сэ + С1а·N + С11а·n·2L) / Псм + Ен · (Sэ + Sa·N) Т0 / (Псм Тгсм ), (1.18)
где Сэ – стоимость машино-смены экскаватора, руб.;
S = Sэ + Sa·N инвентарно-расчетная стоимость комплекта машин, состоящего из одного экскаватора и N автосамосвалов, руб.;
n – число рейсов всех автосамосвалов за одну машино-смену;
Псм – 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., Псм, 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 tп – 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);
tц – время цикла экскаватора, мин;
|
|
Z – число необходимых погрузок в автосамосвал.
Остальные параметры (tц, Сэ, С1а C11a, Sэ, Sa) принимаем в виде линейных статистических зависимостей от главных параметров машин комплекта:
tц = α·(Э5 + Э6·q), мин;
Сэ = Э1 + Э2·q, руб;
C1a= A1 + А2·q, руб;
C11a=A3 + A4·g, py6/км; (1.23)
Sэ = Э3 + Э4·q, py6;
Sa= A5 + A5·g, руб.
Коэффициенты Аi и Эi, 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.
∂ Yуд/∂ qi = 0; ∂ Yуд/∂ gi = 0.
В результате этого получим:
где m = Eн / Tг.
Решение системы полученных зависимостей представляет собой оптимальные параметры комплекта: qопт и gопт. Значение Noпт находим из (1.19) при подстановке оптимальных значений qопт и gопт
РАСЧЕТЫ
Представим расчетные выражения в виде, удобном для ручного счета:
где Д1 = Кн Кр γпл.т · 120·L · (A1 + A5·m) / Vcp + А3 ·tсм);
Д2 = Кг · Э5 · (А2 + А6·m);
Дз = Кг · 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 (qопт = 3,44 м3; gопт = 70,4 т).
Расчет Nопт проводим по выражению, полученному из (1.19) с учетом (1.22):
При L = 7 км; qопт = 3,44 м3; gопт = 70,4 т и заданных значениях остальных пара метров имеем:
Результаты расчета оптимальных параметров комплекта «Одноковшовый экскаватор-автосамосвалы» представлены ниже.
L, км | qопт, м3 | gопт, т | Nопт, шт |
1 | 2,36 | 23,9 | 5 |
2 | 2,66 | 35,0 | 7 |
3 | 2,88 | 43,9 | 9 |
4 | 3,05 | 51,5 | 10 |
5 | 3,20 | 58,3 | 11 |
6 | 3,33 | 64,6 | 12 |
7 | 3,44 | 70,4 | 13 |
8 | 3,55 | 75,8 | 14 |
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 754; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!