Технико-экономические свойства

Основными технико-экономическими свойствами машин являются: тягово-скоростнные свойства, топливная экономичность, надежность, безотказность, долговечность, ремонтопригодность.

Тягово-скоростные свойства относятся к наиболее важным, поскольку определяют производительность оборудования и экономические показатели его работы. Под тягово-скоростными свойствами понимают совокупность параметров, определяемых совместной работой трансмиссии и двигателя с учетом сил, действующих на рабочем оборудовании (при копании грунта, разрушении пород, транспортировании горной массы и т. д.). Показателями тягово-скоростных свойств являются динамические или тяговые характеристики машин, их рабочие и транспортные скорости. Динамические характеристики показывают способность оборудования развивать при оптимальных регулировках двигателя наибольшую в данных условиях силу тяги. Для различного горного и транспортного оборудования она определяется различными параметрами: для экскаваторов – это сила резания на зубьях или режущей кромки ковша, для бульдозеров – усилие копания на отвале, для ленточных конвейеров – окружное усилие на ведущем барабане, для дробилок – величина дробящего усилия и т. д. К динамическим характеристикам самоходного оборудования относят максимальную силу тяги на разных передачах, скорость поступательного движения на них, величину силы тяги при максимальной тяговой мощности и скорость холостого хода на разных передачах. Тяговые показатели самоходного оборудования изображают в виде графической тяговой характеристики, показывающей зависимость скорости поступательного движения и других параметров от нагрузки на крюке.

Топливная экономичность позволяет судить о приспособленности машины к выполнению определенной работы с минимальным расходом топлива. Она зависит от конструктивных особенностей машины, ее технического состояния, квалификации машиниста, организации производства горных работ. Основным измерителем топливной экономичности являются часовой и удельный расход топлива на единицу выполненной работы.

Надежность – свойство машины выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей (производительности, скорости, расхода топлива и электроэнергии и др.) в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность – это комплексное свойство, которое может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Количественной характеристикой этих свойств являются единичные показатели надежности. Для характеристики нескольких свойств могут быть использованы комплексные показатели надежности: коэффициенты готовности и технического использования, средняя и удельная суммарная трудоемкость технического обслуживания или ремонтов и т.д.

Коэффициент готовности К _г – это вероятность того, что машина будет работоспособна в произвольно выбранный момент времени в промежутках между плановыми ремонтами.

,

где Т – наработка на отказ (см. ниже в этом разделе);

Т _в – среднее время восстановления.

Коэффициент технического использования К_Т – отношение наработки машины t _сум в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме этой наработки и времени всех простоев, вызванных плановыми и неплановыми техническими обслуживаниями t _обс и ремонтами t _рем за тот же период эксплуатации:

,

Средняя суммарная трудоемкость технического обслуживания – математическое ожидание суммарных трудозатрат на проведение технического обслуживания машины за определенный период эксплуатации.

Удельная суммарная трудоемкость технического обслуживания – отношение средней суммарной трудоемкости технического обслуживания к математическому ожиданию суммарной наработки машины за один и тот же период эксплуатации.

Работоспособность – состояние машины, при котором она способна выполнять заданные функции, сохраняя значение заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Если хотя бы один из заданных параметров не соответствует предъявляемым требованиям, машина находится в неработоспособном состоянии.

Более полными понятиями, характеризующими состояние машины, являются понятия “ исправное состояние” или “ неисправное состояние”. Если машина в работоспособном состоянии должна удовлетворять только тем требованиям, которые обеспечивают ее нормальное функционирование, то в исправном состоянии машина должна соответствовать всем требованиям нормативно технической документации. Так, при нарушении внешней покраски машина считается неисправной, так как она не удовлетворяет требованиям к внешнему виду. Вместе с тем эта машина она находится в работоспособном состоянии, так как эта неисправность не нарушает нормального функционирования машины.

Событие, заключающееся в нарушении работоспособности машины, называется отказом.

Горные машины подвергаются совместному действию внезапных отказов, которые возникают в результате резкого изменения концентрации нагрузок в элементах машин, и постепенных отказов, возникающих в результате износа, накопления усталостных повреждений или старения. Предсказать появление внезапных отказов очень трудно. Постепенные отказы зависят от продолжительности эксплуатации и их можно предупредить своевременным проведением технического обслуживания.

Безотказность – это свойство машины непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Показателями безотказной работы являются вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, интенсивность отказов, параметр потока отказов, наработка на отказ.

Под долговечностью понимают свойство машины сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимыми перерывами для проведения технического обслуживания и ремонтов.

Различают физическую, экономическую и моральную долговечность.

Физическая долговечность – это продолжительность работы машины в заданных условиях работы от начала эксплуатации до капитального ремонта или списания (если капитальный ремонт не предусмотрен). Начало эксплуатации оборудования в соответствии с действующими положениями может исчисляться с момента отгрузки потребителю, получения потребителем, установки у потребителя, окончания его монтажа и наладки у потребителя. Для горных машин физическая долговечность определяется несколькими межремонтными циклами (сроками между капитальными ремонтами) и восстанавливается столько раз, сколько производится капитальных ремонтов.

Часто количество ремонтных циклов определяется техническим состоянием базовых деталей.

Когда эксплуатация оборудования становится опасной, технически невозможной или экономически нецелесообразной, производят его списание. В качестве крайней физической долговечности для горных машин может быть принят срок службы основных корпусных деталей, определяется по формуле:

,

где S_max, S_нач - соответственно максимальный и начальный износ в месте наибольшего изнашивания;

- величина, характеризующая интенсивность изнашивания;

- коэффициент показывающий, во сколько раз быстрее изнашивается деталь, сопряженная с базовой.

Физическая долговечность машин зависит от прочности и износостойкости деталей, качества их материала, технологии их изготовления, соблюдения правил технической эксплуатации.

Заменяя и ремонтируя детали, используя различные методы повышения их износостойкости, можно добиться того, чтобы физическая долговечность машин стала равной их моральной долговечности или даже превысила ее.

Однако затраты на продление физической долговечности порой в несколько раз превышают их первоначальную стоимость (порой в 4-5 раз) [2].

Экономическая долговечность - продолжительность работы машины, исчисляемая несколькими межремонтными циклами, после которых производительность ее настолько снижается, а затраты средств на восстановление так возрастают, что ее восстановление и дальнейшая эксплуатация становятся нецелесообразными.

Количество межремонтных циклов и капитальных ремонтов определяется соотношением между стоимостью новой машины и стоимостью ее восстановления капитальными ремонтами и техническими обслуживаниями. При этом учитывается изменение качества машины и сокращения продолжительности межремонтных циклов после каждого ремонта. Расходы на ремонты и техническое обслуживание после каждого капитального ремонта возрастает.

Горные машины - дорогие и рассчитаны на большой срок службы. Поэтому их списание не всегда целесообразно после отработки срока согласно инструкции.

Необходим анализ, позволяющий установить, что выгоднее – ремонт или списание.

Экономическая долговечность Т_Т.Э. машины определяется по формуле

,

где А_Н – стоимость новой машины;

А_Э – удельное эксплуатационные затраты на поддержание машины в работоспособном состоянии;

С_Т – коэффициент, учитывающий ухудшение эксплуатационных характеристик машины в процессе работы;

Т – период времени со дня установки машины до ее замены;

К – среднегодовой прирост производительности труда на участке работы машины.

Повышение экономической долговечности машины может быть достигнуто за счет снижения их первоначальной стоимости, уменьшения эксплуатационных расходов, улучшения качества ремонтов.

Моральная долговечность – это срок службы машины, после которого ее конструкция становится технически и экономически не эффективной по сравнению с новыми моделями машин.

Моральная долговечность определяется техническим прогрессом в производстве новых машин, экономической страны и другими требованиями хозяйства (автоматизация производственных процессов, комплексная механизация, внедрение энергосберегающих технологий и др.).

Показатель моральной долговечности:

,

где – коэффициент, учитывающий снижение качества продукции, производительности труда при работе морально устаревшей машины;

Р_Н – производительность машины новой модели (проектируемой) м³/час;

Р_О – производительность машины на момент проектирования аналогичных машин, выполняя туже работу;

– коэффициент учитывающий повышение квалификации, совершенствование организации производства, повышение производительности труда при выполнении смежных операций.

Моральную долговечность можно продлить модернизацией оборудования и его агрегатов, в результате которой повышается производительность труда, улучшается качество работы, повышается надежность и долговечность, расширяются технические возможности и область применения, улучшаются условия эксплуатации, повышается безопасность работы. Для многих типов карьерного оборудования моральная долговечность более 10 лет, физическая – всего несколько лет. Такой разрыв свидетельствует о необходимости повышения физической долговечности.

Ремонтопригодность – свойство машины, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения ее отказов, повреждений и и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Сохраняемость – свойство машины непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и транспортирования.

5.4. Эргономические свойства.

Эргономические свойства оборудования определяются факторами, влияющими на удобство управления этим оборудованием, снижение утомляемости и обеспечение безопасности машиниста (оператора).

В большинстве случаев управление горными машинами связано с постоянным нервным напряжением и значительными нагрузками на органы слуха, зрения, обоняния и осязания. Поэтому современные машины должны иметь такие конструктивные решения, которые обеспечили бы работоспособность машиниста, его безопасность, малую утомляемость. Эти решения вытекают из знания эргономических свойств машин, которые определяются комплексными и единичными показателями, оказывающими на функциональное состояние человека. К комплексным эргономическим показателям относятся: гигиенические, антропометрические, физиологические, психофизиологические, а также психологические. Каждый комплексный показатель включает в себя ряд единичных.

Так, к единичным гигиеническим показателям относятся освещенность, вентилируемость, температура, влажность, давление, запыленность, радиация, токсичность, шум, вибрация, напряженность электрического и магнитного полей, гравитационная перегрузка и ускорение.

Антропометрическими показателями являются соответствие машины и ее элементов размерам и форме человека, распределению его массы. Они должны обеспечивать рациональную и удобную позу машиниста, оптимальное расположение его рук на рычагах и ног на педалях управления.

Физиологические и психофизиологические показатели – сответствие машины энергетическим, силовым, зрительным, слуховым психофизиологическим, а также обонятельным и осязательным способностям человека.

К психологическим относят соответствие машины закрепленным и вновь формируемым навыкам человека, а также возможностям восприятия и переработки информации.

Особое место имеют показатели, которые обеспечивают безопасность, санитарно-гигиенические условия работы на машине и удобство их использования.

Безопасность и санитарно-гигиенические условия работы должны предусматриваться при конструировании машин и соблюдаться при их эксплуатации. Безопасность машин определяют прочность вращающихся и движущихся частей, их ограждение, устойчивость при работе, поворотах и транспортировании, свободным доступом к механизмам при монтаже, демонтаже, ремотах и обслуживании.

Использование машин в различных климатических условиях требует соблюдения специальных санитарно-гигиенических условий работы: герметизации и термоизоляции кабин, установки в них кондиционеров и нагревательных устройств.

Температура в кабинах на уровне пола должна быть не ниже 15°C. Шум в кабине машиниста не должен превышать 75 Дб при частоте свыше 800 Гц. Для уменьшения шума устанавливают глушители у двигателей, используют звукоизоляционные материалы.

В настоящее время ведутся работы по изысканию эффективных средств борьбы с вибрацией.

Удобство использования горных машин характеризуется их мобильностью, транспортабельностью, простотой управления, обзорностью места работы из кабины, запасом времени работы.

Простота управления зависит от количества и расположения органов управления, величины физических усилий, прилагаемых к ним, числа включений в единицу времени, хода рычагов и педалей.

Трудоемкость управления А (Дж) определяется по формуле

,

где P - усилие, Н;

l - длина хода, м;

n - число рычагов;

m - число включенный в 1 час.

Наиболее трудоемкими являются рычажно-механические системы управления (скреперы, бульдозеры). При механической системе управления одноковшовыми экскаваторами за 1 час чистой работы затрачивается около

40 000 Дж. Машины с электрическим, пневматическим, гидравлическим управлением требуют меньших физических затрат.

По нормам усилие на рычагах управления не должно превышать 30 Н, на педалях – 60 Н. Машины с рулевым управлением снабжают пневматическими и гидравлическими усилителями.

Обзорность рабочего места (зоны работы исполнительного органа) оценивается по размеру и очертанию невидимой машинисту из кабины площади. Чем они меньше, тем лучше обзорность. Для горных машин обзорность оценивается коэффициентом обзорности К _обз:

,

где F_K - площадь контура машины в плане, м²;

F_C - площадь невидимой зоны, м²;

При хорошей обзорности К_обз.= 0,25 – 0,35. Для одноковшового экскаватора площадь обзора в горизонтальной плоскости равна половине площади круга, описываемого стрелой.

Под запасом времени понимают время, в течение которого полностью заправленная топливом машина может работать с полной нагрузкой в течение смены.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: