Обоснование критериев оценки эффективности и формирование сбалансированной системы эксплуатационных показателей МТА МТЗ-920+УКПА-2,4

Автор: Федькин Денис Сергеевич

Журнал: Молочнохозяйственный вестник @vestnik-molochnoe

Статья в выпуске: 4 (8), 2012 года.

Бесплатный доступ

В статье представлена методика выбора основного критерия. Построены графики зависимости основного критерия от дополнительных критериев более низкого порядка. После анализа графиков была составлена сбалансированная система эксплуатационных показателей МТА МТЗ 920 + УКПА-2,4 по основному критерию.

Критерий, эффективность, сбалансированная система, эксплуатационные показатели

Короткий адрес: https://sciup.org/14998669

IDR: 14998669

Текст научной статьи Обоснование критериев оценки эффективности и формирование сбалансированной системы эксплуатационных показателей МТА МТЗ-920+УКПА-2,4

Максимальная эффективность использования МТА достигается в случае его функционирования в оптимальном режиме. Анализ литературы показывает [1-4], что при эксплуатации агрегатов и обосновании рациональных режимов их работы, из-за большого количества показателей, которые используются в качестве критериев оптимальности, большинство авторов принимает тот или иной критерий, без должного научного обоснования его выбора. Критерии необходимо выбирать в зависимости от поставленной цели.

Наличие множества энергетических и агротехнических параметров и техникоэкономических показателей с вероятностным характером их изменения вынуждает на научно обоснованный выбор и оптимизацию количества наиболее значимых критериев и управляемых факторов с целью формирования сбалансированной их системы для достижения конечной желаемой цели.

Критерий должен быть универсальным, чтобы его можно было применить для оценки большого числа параметров. При выборе критериев должен быть системный подход.

Факторами, определяющими выбор критерия, являются условия выполнения производственных процессов, наличие рабочей силы, качество технического обслуживания, значимость производственного процесса или операции в получении продукции, погодные условия, агротехнически допустимая продолжительность работы и прочие условия.

Выбор критериев и сбалансированную систему эксплуатационных показателей для оценки эффективности МТА рассмотрим на примере универсального комбинированного почвообрабатывающего агрегата УКПА-2,4 с трактором тягового класса 1,4.

Первый этап обоснования критериев включает в себя выбор основного критерия эффективности. Исходя из анализа производственных условий, согласно схеме 1, за основной критерий оптимизации принимаем максимум годового энергетического эффекта. Ожидаемый годовой энергетический эффект, как глобальный критерий [3], позволяет оценить эффективность и надежность функционирования МТА при выполнении технологических процессов.

На следующем этапе анализировалась чувствительность выбранного основного критерия к другим критериям более низкого порядка и эксплуатационным параметрам МТА. Степень чувствительности основного критерия к дополнительным критериям и эксплуатационным параметрам МТА оценивалась по значению тангенса угла наклона (tgo). Значение тангенса угла наклона tgo определяется по графикам, отражающих зависимости: основного критерия от дополнительных; дополнительных критериев от исследуемых параметров. В качестве примера на рис. 2-6 представлены графические зависимости годового энергетического эффекта Эг от производительности W4, производительности W4 от коэффициента использования времени смены т, годового энергетического эффекта Эг от энергоемкости технологического процесса Э*, производительности МТА W4 от тяговой мощности Nkp и тяговой мощности Nkp от тягового усилия Ркр трактора.

Анализ графических зависимостей позволил установить степень чувствительности основного критерия к изменению каждого отдельно взятого дополнительного критерия и входного параметра. После ранжирования входных воздействий были отсеяны неуправляемые, а также те, на изменение которых накладываются технические, конструктивные, организационные или иные ограничения.

Рисунок 1. Схема выбора критериев эффективности и формирования сбалансированной системы эксплуатационных показателей МТА

Рисунок 2 - Зависимость годового энергетического эффекта Э, от производительности Щ МТ А

производительности Я^МТА от коэффициента использования

Рисунок 4 - Зависимость годового

Рисунок 5 - Зависимость производительности ^ МТА от тяговой мощности -V?трактора

В результате предпринятых действий была сформирована итоговая таблица 1, представляющая собой сбалансированную систему эксплуатационных показателей МТА МТЗ-920+УКПА-2,4 по критерию максимум годового энергетического эффекта (таблица 1).

Данная система представляет собой рациональное количество критериев и управляемых параметров, подлежащих оптимизации на предмет достижения максимального годового энергетического эффекта от использования МТА МТЗ-920+УКПА-2,4 и высокого качества выполняемых технологических процессов. Оптимизация показателей и параметров сбалансированной системы позволяет непрерывный контроль режимов работы МТА МТЗ 920 + УКПА-2,4 и достоверную оценку эффективности и надежности его функционирования при выполнении полевых механизированных работ.

энергетического эффекта Э7 от энергоемкости техно логически го

Рисунок 6 - Зависимость тяговой МОЩНОСТИ от тягового усилил ^ трактора

Таблица 1. Сбалансированная система эксплуатационных показателей МТА МТЗ 920 + УКПА-2,4 по крите-

Эг ^ max

рию максимум годового энергетического эффекта

Параметр	Единица измерения	Расчетная формула	Значения tgα
1	2	3	4
. ^г - ожидаемый годовой энергетический эффект	МДж/агр.	Э г тах = ( Э н - Э * ) • t г • W,' . [4]
W ^ч - производительность МТА	га/ч	- по ширине захвата: W • = 0,1 . В р ■ V p Т . - по эффективной мощности двигателя: №* = 036-77 -т-к;¹-N* - по тяговой мощности трактора: C=WM<_w .[]	6420,13
Э * ⁱ - энергоемкость технологического процесса	МДж/га	Э = Е + Е + —--------— ^{2 и} ° ил или У Чв^-м+яА -hl)+g$s+;;> ■ -w"'+ g w""'-g . [4]	195,60
N™ - тяговая мощность трактора	кВт	■^ =$m^*^v+i^ . [4]	0,0695
N ^e - эффективная мощность двигателя	кВт	N е = 0,5( а * + в * М к ) + ( а * + в * М _к )Ф ( t _н ) + ⁺ ⁽ а * + ^в * М к ^)Ф ⁽ t п ) ^-v м М к ^[ ^f t н ) + ^в *^(t t п ] . _[4]	0,0452
V p - скорость движения МТА	м/с	v;* = 05^ +bXV -v< + btP^W^b'CqCW>. . [1]	14,00
η ^T - кпд трактора	-	. [1]	3,564
- тяговое усилие трактора	кН	-	1,50

Параметр	Единица измерения	Расчетная формула	Значения tgα
1	2	3	4
M ^к - крутящий момент на коленчатом валу двигателя	Нм	-	0,2307
ⁿ g - частота вращения коленчатого вала двигателя	мин-1	n * = 0,5( а * + в М ) — дк * ЧЖ-1ЛХ.\ * * ^— ^[ ^а 1 ⁺ ^в 1 ^М к ^] Ф ⁽ t н ) ⁺ ^в 1 ^ ⁽ t н ) ^М V м .[1,4]	0,0273
t„ — К_я — Ен — ^г годовая загрузка агрегата, ч; ^а удельное сопротивление агрегата, кН/м; ^П прямые Е - топливно-энергетические затраты, выраженные расходом топлива, МДж/га; ^о затраты энергии, выраженные в технологических материалах (семена, удобрения, ядохимикаты и т.д.), МДж/га; затраты энергии на 1 час работы соответственно трактора, маши- a , fr — ны, живого труда и сцепки, МДж/ч; ^Т ^Т энергосодержание и энергетический эквивалент дизельного топлива, МДж/кг; условная и условно постоянная часть энергозатрат, ****** * * а , a , а. , в , в_л , а , в_л , в. — МДж/ч; ^{1 2 1 1 1 2} постоянные величины и угловые коэффициенты, определяемые по типовым характеристикам двигателей и тяговым испытаниям тракторов.

Список литературы Обоснование критериев оценки эффективности и формирование сбалансированной системы эксплуатационных показателей МТА МТЗ-920+УКПА-2,4

Агеев, Л. Е. Основы расчета оптимальных и допускаемых режимов работы машинно-тракторных агрегатов/Л. Е. Агеев. -Л.: Колос, 1978. -296 с.
Научные принципы прогнозирования эксплуатационных показателей и расчет конструктивных параметров почвообрабатывающе-посевных агрегатов на стадиях проектирования и эксплуатации/А.В. Добринов, Н.И. Джабборов, А.М. Дементьев, //Экология и сельскохозяйственная техника. Т. 1. Общие экологические аспекты при разработке технологий и технических средств, используемых в сельскохозяйственном производстве: Мат-лы 6-й науч.-практ. конф. -СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2009, С. 72-79.
Джабборов, Н. И. Классификация критериев эффективности и их использование при оптимизации эксплуатационных показателей тяговых МТА/Н. И. Джабборов, А. В. Добринов, А. М. -СПб.; Пушкин: ГНУ СЗНИИЭМЭСХ Россельхозакадемии, 2010. -104 с.
Джабборов, Н. И. научные основы энерго-технологической оценки и прогнозирования эффективности использования мобильных сельскохозяйственных агрегатов/Н. И. Джабборов. -Душанбе: Дониш, 1995. -286 с.

Статья научная