Критерийоптимальности режима работы машины

При выполнении строительных работ в любой машине имеются возможности эффективного ее использования, т. е. можно получить при минимальном расходе средств с максимальной производительностью один какой-то вид работы, и менее эффективно или совсем невыгодно при тех же параметрах машины в других условиях. Каждый типоразмер машин характеризуется множеством признаков нагружения. В такой постановке вопроса можно составить модель оптимизации. В качестве критерия оптимальности режима работы землеройно-транспортной машины используем потребительские ее свойства − удельный расход топлива и удельные энергозатраты на выполнение работы по передачам. Отношение этих величин дает возможность выбора оптимального режима нагружения

, (3.24)

где энергозатраты на выполнение землеройной работы на -й передаче, кВт∙ч; объем обработанного грунта, м .Энергозатраты для преодоления сопротивлений грунта и передвижению самой машины выражены

, (3.25)

где число часов работы бульдозера за смену.

В результате решения будет выявлен при данной целевой функции режим нагружения машины без учета условий (системы ограничений). Если с учетом ограничений, то следует учитывать на каждой передаче:

− силу тяги на колесах (крюке) на i-й передаче больше, чем сила сопротивления движению при резании грунта > ;

− коэффициент сцепления движителя больше допустимого > ;

− тяговый коэффициент движителя на i-й передаче больше или равен

КПД гусеничного движителя > ;

− силу сопротивления резанию грунта меньше тяговой силы < ;

− коэффициент буксования меньше допустимого < ;

− коэффициент приспособляемости двигателя находится в пределах допустимого =1,4…2,0.

В качестве варьируемых параметров используем коэффициент сопротивления резанию, коэффициент буксования и разрыхляемость грунта. Решение оптимизационной задачи осуществляется с использованием математической теории оптимизации [1, 3]. Все ограничения должны быть представлены в математической форме, в правой части их используются нормативные данные, т. е. эти условия выражаются обычно неравенствами, установленными допустимыми областями существования параметров машины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При изучении машин для выполнения землеройно-транспортных работ возникает вопрос, как обеспечить эффективное использование машины в процессе эксплуатации. Прежде всего полученные знания должны быть достаточными для того, чтобы в будущей строительной практике правильно понимали технические возможности машин с целью совершенствования на этой основе технологических строительных процессов. При изучении одного из разделов этой дисциплины следует учитывать, что сейчас многие технологические операции (например, землеройно-транспортные) выполняются различными машинами, обладающими определенными тягово-скоростными и топливно-экономическим характеристиками. Использовать машину с минимальными затратами и максимальной производительности − оптимизационная задача. Поэтому при подготовке данного учебного пособия была предпринята попытка применения теории оптимизации для решения задач, связанных с выбором машины и ее оптимального использования на строительном объекте.

С дальнейшим развитием механизации и индустриализации строительства тенденции выбора оптимальной землеройно-транспортной машины будут первой необходимостью. В связи с этим в учебном пособии приведены конструктивные особенности землеройно-транспортных машин, основные механизмы и краткие технические характеристики.

С развитием машиностроения, а также в соответствии с возрастающими требованиями строительного производства землеройно-транспортные машины непрерывно совершенствуются, в ряде случаев создаются новые специальные машины, в других − в одной машине сочетаются несколько функциональных возможностей. Поэтому при более глубоком изучении землеройно-транспортных машин необходимо создавать математические модели оптимизации, включающие критерии оптимальности, ограничения, варьируемые параметры при заданных исходных данных. Для решения поставленной задачи можно использовать различные методы оптимизации и соответствующие программы, на основе которых можно обосновать режимы нагружения машины в сфере строительства.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература

1. Аттетков, А. В. Методы оптимизации /А. В. Аттетков, С. В. Галкин,В. С. Зарубин.− М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. − 432 с.

2. Баловнев, В. И. Многоцелевые дорожно-строительные и технологические машины: учебное пособие /В. И. Баловнев. − Омск – Москва : ОАО «Омский дом печати», 2006. − 320 с.

3. Гинзбург, Ю. В. Промышленные тракторы / Ю. Г. Гинзбург. − М. : Машиностроение, 1986.− 213 с.

4. Дьяков И. Ф. Строительные и дорожные машины и основы автоматизации

/ И. Ф. Дьяков.− Ульяновск: УлГТУ, 2007. − 498 с.

5. Справочник конструктора дорожных машин/ под ред. И.П. Бородачева.– Изд.2-е, перераб. и доп. − М. : Машиностроение, 1973.− 492 с.9

6. Сухарев, А. Г. Курс методов оптимизации / А. Г. Сухарев, А. В. Тимохов,

В. В. Федоров. – М. : Наука, 1986.− 230 с.

Дополнительная литература

7. Карнаухов, Н. Н. Эксплуатация машин в строительстве : учебное пособие /Н. Н. Карнаухов, Ш. М. Мерданов, В. В. Шеффер, А. А. Иванов. –Тюмень : Изд-во ТюмГНГУ, 2006. − 440 с.

8. Скундин, Г. И. Механическиетрансмиссии колесных и гусеничных тракторов /Г. И. Скундин. − М. : Машиностроение, 1969. − 220 с.

9. Тракторные дизели : справочник /Б. А. Взоров, А. В. Адамович, А. Г. Арабин и др. под ред. Б. А. Взорова. − М. : Машиностроение 1981. − 453 с.

10. Техническиехарактеристики российских тракторных и комбайновых двигателей и их модификации. − М. : Машиностроение, 1970. − 234 с.

11. Холодов, А. М. Землеройно-транспортные машины / М. А. Холодов, Л. В. Назаров.− Харьков : Вища школа. Изд-во Харьк. ун-та, 1982. −192 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………….
1. Варианты задания…………………………………………………………………...
1.1. Основные условия и требования к выполнению работы …….……………………..
1.2. Общая характеристика бульдозера …………………………………………………….
1.3. Характеристика силовой установки ……………….. …………………………………
1.4. Характеристика трансмиссии машины ……………………. ………………………..
1.5. Механизмы управления по характеристике бульдозера …………………………….
1.6. Общие выводы по характеристике бульдозера ..……………………………………...
2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА……………………………………………………………………
2.1. Построениехарактеристики двигателя ……………………………………...
2.2. Уточнение параметров трансмиссии ……………………………………………………
2.3. Построениекривой буксования ………………………………………………………….
3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКОНОМИЧНОСТИ……………………………………………
3.1. Построениетопливной экономичности машины ………………………………………
3.2. Расчет сопротивлений движению машины ……………………………………………..
3.3. Динамическая характеристика машины с гидравлической передачей ……………….
3.4. Силатяги и буксование скрепера при заполнении ковша ……………………………..
3.5. Методика расчета выброса отработавших газов в атмосферную среду ………………
3.6. Динамические и экономические качества машины …………………………………….
3.7. Критерийоптимальности режима работы машины ……………………………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Учебное издание

Дьяков Иван Федорович