Файл: Когут, А. Е. Выбор экономичных параметров машин при конструировании.pdf

будет использована только одна пара шпинделей или резец, то станок даст продукции гораздо в меньшем объеме, чем он мог бы дать при соответствующей его загрузке по назначению. Анало­ гично перевозка малых грузов автомобилями большой грузо­ подъемности уменьшает объем перевозок.

Для машин, работающих на открытом воздухе, одним из факторов, оказывающим влияние на величину объема Rn, яв­ ляются метеорологические условия, которые зависят от клима­ тического пояса и времени года (табл. 9, 10).

годового объема работ, производимых экскаваторами в различных климатических поясах, достигают 28,4%.

Для достоверного прогнозирования объема продукции Rn необходимо учитывать указанные факторы при расчете полезного фонда рабочего времени машин, продолжительности цикла и штучного времени.

Показатели объема продукции Rn в принципе могут опреде­ ляться для любого промежутка времени использования машины (час, смена, сутки, год и т. д.), однако для правильного выбора экономичных параметров машин и измерения их экономической эффективности объем Rn целесообразно устанавливать за весь предполагаемый срок службы машин. Объясняется это тем, что производительность машин не является одинаковой во все годы их эксплуатации. Под влиянием материального износа машин их производительность с течением времени уменьшается и только после капитального ремонта несколько возрастает, но затем опять падает.

Так, например, по данным ВНИИземмаш, проводившим обследование работы 45 экскаваторов ЭТЦ-202 установлено, что

их годовой объем работ уже на втором году использования по­ низился на 12%, на третьем году на 27% по отношению к выра­ ботке первого года применения машин. А на пятом году эксплуа­ тации экскаваторов объем работы составил только 74% объема работ первого года их функционирования. Изменение годовой выработки экскаваторов в зависимости от их возраста:

Подобная картина наблюдается не только по экскаваторам но и другим видам машин производственного назначения. Итак, устанавливать величину объема продукции Rn на основании данных только одного какого-либо года применения машины, как это иногда рекомендуется в некоторых методических мате­ риалах (по второму году эксплуатации), и предполагать, что она сохраняется на том же уровне в последующие годы, было бы не­ правильно. При таком подходе в расчете общей эксплуатационной

по годам функционирования машины. Прямая ВС показывает неизменную величину объема продукции машины, принятого на уровне второго года ее использования,

50

Из рис. 10 видно, что геометрически действительная вели­ чина Rn за весь период ее функционирования равняется площади криволинейной трапеции ABED, ограниченной кривой ВІЕ, осью абсцисс и ординатами AB и ED. Численное же значение объема продукции Rn за тот же период, принимаемой обычно на уровне второго года ее использования, равняется площади пря­ моугольника А BCD. Тогда величина погрешности расчета объема продукции определится как разность площадей прямоугольника ABCD и криволинейной трапеции ABED.

Площадь прямоугольника -ABCD определить нетрудно, если известны численные значения периода функционирования ма­ шины и уровень ее Rr в год полного освоения ее потребителем. По условиям рассматриваемого примера она равна произведению годового объема R r на срок службы машины. Что касается на­ хождения площади криволинейной трапеции ABED, то она выражается определенным интегралом в промежутке значений t от Л до D, т. е.

А

Заметим, что в тех случаях, когда кривая Ф (<), показыва­ ющая зависимость объема продукции от возраста машины, носит сложный характер и имеет разный вид в промежутке рассматри­ ваемого значения t, то площадь криволинейной трапеции можно найти по частям как сумму площадей двух криволинейных трапе­ ций ABIL и LIED, т. е.

где <2^ (I) и Ф2 (0 — функции, характеризующие изменение объема продукции в соответствующих пределах.

Рассмотрим численный пример определения погрешности рас­ чета объема продукции Rn. По условию примера площадь прямоугрльника ABCD равняется 400 х 6 = 2400 ед.

'Так как кривая ВІЕ имеет сложный характер, то площадь криволинейной трапеции ABED целесообразно определять по частям. Кривая ВІ в период функционирования машины до капи­ тального ремонта (пятый год) изменяется по следующей зависи­

После капитального ремонта аналитическая зависимость объема продукции машины от ее возраста принимает другой характер, а именно

Интегрируя выражения (34) и (35) в соответствующих пределах [1; 5] и [5; 7], а затем суммируя их, получим площадь криво­ линейной трапеции

Тогда абсолютная величина погрешности расчета полного объема продукции R„ машины t-го вида составит As = 2400 —

— 2194 = 206 ед. или в процентах

рассчитывать его за весь предполагаемый период функциониро­ вания данной машины1.

димых с помощью машин, имеющих разные сроки службы. Величина полного объема продукции Rn может быть опреде­

применения машины.

Подчеркивая необходимость определения полного объема про­ дукции за весь период функционирования машины следует одно­ временно отметить, что на стадии конструирования точное про­ гнозирование изменений выработки каждого последующего года функционирования машины весьма затруднительно. Поэтому при нахождении полного объема Rn с определенной степенью услов­ ности могут быть использованы приближенные методы, основан­ ные на конкретных расчетах первоначального годового объема продукции (работ), определение которого, кстати сказать, даже на ранних стадиях проектирования не представляется особо слож­ ным и на средних темпах изменения ежегодной выработки машин.

1 В основу расчета экономической эффективности можно принимать и годовой объем R r , однако устанавливать его необходимо как частное от деления объема за весь период функционирования машины на число лет ее функционирования, т. е.

JD <P(l)dt

А

Rr AD

52