Обоснование предельного снижения мощности лесотранспортной машины

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 ( C p ) представим в виде выражения, включающего прогнозируемые или дискретные эмпирические параметры [1]:

_Г _       ¹      \_г      С пост •( L r • VT '^A t • ^k И ) I _m

^CP            t I ^Сп^{ер +}              I                I , ⁽¹⁾

Q • ^kД • ^kИ <                 L r           )

где С_пер и С_пост – сумма соответственно переменных и постоянных расходов, приходящихся на 1 км пробега лесотранспортной машины, руб/км;

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

k _Д – коэффициент динамического использования грузоподъемности;

k_И – коэффициент использования пробега;

L_Г – средняя длина ездки с грузом, км;

V_T – техническая скорость, км/ч;

A t - 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:

Q • к п • Lp • кы • Vp

V = v Д Г И T , (2) Ч Lr + KИ • VT •Nt где VЧ – часовая производительность машины 1 т.км (1 м3.км/ч);

Располагая показателями работы лесотранспортной машины, можно рассчитать себестоимость 1 т.км (1 м3.км) при различной ее грузоподъемности, снижающейся в эксплуатации по причине потери мощности двигателя от износа деталей.

На основе теоретического эксперимента произведен расчет себестоимости 1 т^.км в зависимости от снижения фактической грузоподъемности лесотранспортной машины. Примем исходные данные для расчета эксперимента: Q = 8т; V_T = 21км/ч; k_Д = 1,0; k_И = 0,5; С_пер = 3,574руб/км; С_пост = 30руб/км; A t = 0,7ч; L_Г = 15км.

Для 10 различных значений фактической грузоподъемности лесотранспортной машины себестоимость 1т.км 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.

Аппроксимируем полученную расчетноэкспериментальную дискретную зависимость непрерывной аналитической функцией C_p = f ( Q ) . Для чего данные таблицы 1 выразим графически (рис. 1). Полученную кривую можно представить как симметричную гиперболу, отнесенную к асимптотам, аналитическое выражение которой ( C_aH ) выглядит следующим образом:

С ан = , (3)

откуда значение параметра a будет равно:

a = 4 2 • С ан • Q .               (4)

По данной формуле определим частные значения а , а затем их средние значения. Для лесотранспортной машины грузоподъемностью 8 т (лесовоз типа МАЗ509) параметр а_ср = 9,435.

чивается применением метода определения остаточного ресурса.

Вероятность ( P m ) числа восстановлений ( m ) при функциональных отказах за пробег или наработку L равна сумме вероятностей отказов с интенсивностью W :

Масса перевозимого груза (фактическая грузоподъемность транспортного средства), т

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

р

m

m

= 2

( W • L ) m m !

e - WL

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 – Q_кр .

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

Для определения числа ремонтов (восстановлений) достаточно определить произведение W • L , то есть среднее число отказов на пробеге L , при фиксированном значении доверительной вероятности P_m .

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.

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-