Таиров Ж.Л., Кайнарбеков А. К.
КУПС, г
Алматы, Республика Казахстан
ПОСТРОЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО
ОБЛИКА ЗЕМЛЕРОЙНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Матрица основных эксплуатационных параметров
математической модели перспективного облика ЗСМ на примере отвала бульдозера,
эксплуатируемого при разработке грунта (россыпи, торф), представлена в виде
наличия эксплуатационных параметров; обозначено "1", а отсутствие их
- "0" (Таблица 1).
Таблица
1 – Матрица системных взаимосвязей параметров когнитивной модели
|
|
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
X9 |
X10 |
|
X1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
X2 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
X3 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
X4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
X5 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
X6 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
X7 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
X8 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
X9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
X10 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
Решение задачи экономической оценки вариантов облика перспективного
бульдозера должно осуществляться методом двухуровневой оптимизации по схеме
многокритериального анализа альтернатив. В качестве частных показателей эффективности бульдозера
при его эксплуатации выступает экспертный анализ оценки вариантов решения по
результатам патентно-информационного поиска. На основе преобразования
результатов экспертного анализа предложено учитывать следующие показатели
оценки эффективности бульдозера: (Х1)
–адаптивность, т.е. свойство приспособляемости к условиям эксплуатации; (Х2) –ремонтопригодность,
т.е. качество, заключающееся в приспособленности к восстановлению исправности конструктивных
элементов бульдозера путем предупреждения, обнаружения и устранения
неисправностей и отказов их; (Х3)
– долговечность, т.е. свойство изделия длительно (с возможными перерывами на
ремонт) сохранять работоспособность в определенных условиях эксплуатации до
разрушения или другого предельного состояния; (Х4) – безотказность машин, т.е. свойство изделия
непрерывно сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях
эксплуатации; (Х5)
–экономичность, т.е. выполнение технологических операций с наименьшими
затратами; (Х6)–производительность,
т.е. скорость выполнения производственных
операций;(Х7) –сложность
системы управления, т.е. количество уровней управления; (Х8) –срок службы конструктивных элементов ходовой части
и механизмов передвижения бульдозера; (Х9)
–качество структурно-кинематических схем исполнительных механизмов бульдозера,
т.е. возможность точного воспроизведения запрограммированного движения
бульдозера и распределения усилий между звеньями его конструкции.
В данной
модели первые девять критериев (X1) – (X9)
составляют базовую часть. Для получения
более полного представления об эффективности строительных машин предложен
дополнительный параметр к базовой модели – (X10) - степень
восприятия конструктивного решения машины
инновационными изменениями, проводимыми в соответствии с требованиями ее
эффективного функционирования.
Таким образом, решение любой многокритериальной задачи оценки и выбора
основывается на одном из следующих методических принципах:
свертка системы
частных критериев в обобщенный критерий требующегося эффекта (эффективности); назначение
главного критерия и ограничений по остальным показателям.
Данные критерии
характеризуют структуру, надежность, адаптивность к условиям технологического
процесса, производительность, оснащенность сменными рабочими органами, систему
управления, инфраструктуру и всестороннее обеспечение запасными частями и др.
Они во многом определяют функциональные и экономические параметры ЗСМ на примере ИМ РО отвала бульдозера, которые связаны с
затратами, необходимыми для реализации мероприятий по достижению цели и
поддержанию функциональных показателей на необходимом уровне.
В процессе разработки и создании математической
модели построения перспективного облика ЗСМ на примере ИМ РО отвала бульдозера, функционально-структурная оценка его сведена к решению
задачи: свёрстка системы частных критериев в обобщенный критерий требующегося
эффекта (эффективности).
Задача решается в два этапа. На первом этапе
определяется потребность в денежных средствах и продолжительность периода
времени, необходимого для достижения цели. В условном примере они,
соответственно, составляют 144 единицы и 2,5 года. Норма начального состояния
облика бульдозера определяется в процентах. В условном примере она равняется
64%.
На втором этапе детализируется расчет, где
определяются достигнутые рассчитанные показатели относительно конечного,
целевого параметра состояния перспективного облика бульдозера. На рисунке 3
представлены отклонения каждого рассчитанного показателя относительно конечного
перспективного облика бульдозера. Структура достигнутого перспективного облика
бульдозера существенно изменилась, значения одного параметра (в условном
примере он имеет номер 8), составляющее
на начальное состояние 33%, достигло 100%.
Результаты расчета параметров
функционально-экономической модели оценки перспективного облика ЗСМ на примере
бульдозера в течение заданного периода времени, выполненный для условного
примера, приведены в таблице 2.
Таблица
2. Исходные данные и результаты расчета перспективного облика бульдозера для условного
примера.
|
Облик бульдозера |
||||||||
|
Выделенные финансовые средства, единица, 70 |
Потребные финансовые средства, единица, 144 |
Срок достижения цели, год, 2,5 |
Норма начального состояния %, 64, |
Норма достигнутого состояния, %, |
||||
|
Результаты расчета |
||||||||
|
Наименование параметра |
Исходное состояние |
Требуемый облик |
Цена за единицу |
Полученный облик, % |
Достижение цели, % |
|||
|
Безотказность бульдозера |
38 |
50 |
2 |
39 |
78 |
|||
|
Ремонтопригодность |
16 |
20 |
2 |
16 |
80 |
|||
|
Долговечность |
4 |
10 |
2 |
8 |
80 |
|||
|
Производительность |
16 |
20 |
5 |
16 |
80 |
|||
|
Адаптивность |
8 |
10 |
5 |
8 |
80 |
|||
|
Сложность управления |
7 |
15 |
5 |
12 |
80 |
|||
|
Структура конструкции бульдозера |
3 |
4 |
10 |
4 |
100 |
|||
|
Срок эксплуатации бульдозера |
1 |
3 |
10 |
3 |
100 |
|||
Лепестковая диаграмма результатов расчета показателей
перспективного облика бульдозера, произведенных для условного примера,
приведена на рисунке 3.
Рисунок
3. Лепестковая диаграмма результатов расчета показателей перспективного облика
бульдозера, проведенных для условного примера.
Общие выводы
и заключение:
Разработана и создана
математическая модель построения перспективного облика ЗСМ на примере
бульдозера и функционально-структурная
оценка его, сведенная к решению многокритериальной задачи, основывающейся на
одном из следующих методических принципов: свёрстка системы частных критериев в
обобщенный критерий требующегося эффекта (эффективности); назначение главного
критерия и ограничений по остальным показателям. Приведены результаты расчета
параметров функционально-экономической модели оценки перспективного облика ЗСМ
на примере бульдозера в течение заданного периода времени, выполненные для
условного примера.
Список использованных источников:
1. Т.Т.Кайым, Ж.Л. Таиров //Обоснование и выбор
параметров адаптирующихся подвески механизма навесного оборудования бульдозера.
Сборник материалов международной конференций «Посвященной 90-летию
академика О.Д. Алимова»- г. Бишкек,
2013г.,
с.31-35.
Т.Т.Кайым, С.М.Сейтбаталов, Е.И. Шокаев/Механизация
перегрузочных работе на транспорте. Монография. – Алматы, 2002. 323 с.
2. Т.Т. Кайым, С.У.Джолдасбеков, М.С.Джуматаев, В.Ф.
Грибанов, Ж.Л. Таиров и др. Положительное решение на выдачу инновационного
патента на изобретение по заявке №1361.
«Бульдозерное оборудование». РК. Астана. 2015г. 17 с.
3. С.А. Гусев, Р.О.Хайсаров. Основные характеристики
бульдозерного оборудования с полусферическим отвалом для различных классов
гусеничных тракторов. //Строительные и дорожные машины. 2015 № 9, с.2-7.
4. В.И.Баловнев, Р.Г.Данилов. Система регулирования
глубины резания грунтов. //Строительные и дорожные машины. 2015. № 9., с. 48-51.
5. Е.В.Курилов, Д.М. Трошин. Повышение эффективности
бульдозерных отвалов. //Строительные и дорожные машины. 2015. №9. С.19-22.