Расчет производительности машин

Производительность машины определяет ее способность выполнять в единицу времени те или иные рабочие операции, связанные с изготовлением изделий, переработкой материалов, транспортированием грузов и т. п. Чем меньше времени затрачивает машина на выполнение таких операций, тем выше ее производительность. Производительность машины может совпадать с производительностью труда, но может и отличаться от нее. Последнее имеет место тогда, когда один оператор обслуживает несколько машин или на операции, выполняемой одной машиной, занято несколько рабочих. В первом случае производительность труда будет выше, а во втором случае—ниже производительности одной машины.

Различают теоретическую и фактическую производительность машины. Теоретическая производительность машины, зависящая от принципа выполнения ею рабочих операций, измеряется количеством выполненной за единицу времени работы при условии, что все факторы, связанные с потерей времени или материала в течение рабочего цикла, отсутствуют. Фактическая производительность машины измеряется количеством выполненной в единицу времени работы в условиях нормальной эксплуатации.

Максимально возможная фактическая производительность машины при непрерывной работе в течение 1 ч определяет техническую производительность машины

Пт=Птеорkqkv

где Птеор—теоретическая производительность машины; Кq—коэффициент, учитывающий неполное использование емкости рабочего органа или rpyзоподъемности машины из-за потери или разрыхления материала, поступающего в рабочий орган (например, в ковш) машины, либо из-за мало объемной массы перемещаемого материала (груза);

Кv—коэффициент учитывающий снижение скорости рабочего органа или машины по сравнению с расчетной.

Фактическая производительность машины, определенная с учетом потери времени из-за перерывов в работе, связанных с заправкой и смазкой машины с подготовкой ее к работе и т. п., характеризует эксплуатационную производительность машины

Пэ=Пт=ПтеорКqKvKв, (3)

где Кв - коэффициент использования машины по времени.

Одной из главных задач конструкторов и эксплуатационников является сокращение разрыва между теоретической и фактической производительностью машин. Эта задача решается путем совершенствования конструкций рабочих органов, позволяющих наиболее полно использовать грузовые или тяговые качества машин и добиться минимальной потери материала при его переработке; выбора оптимальных значений основных технических параметров машин (объема ковша, ширины захвата и т. д.), наилучшим образом соответствующих их назначению и условиям работы; рациональной эксплуатации машин, которая позволила бы свести к минимуму непроизводительные простои и потери рабочего времени.

Наиболее высокую теоретическую производительность имеют машины непрерывного действия, обеспечивающие непрерывность технологического процесса, в отличие от машин периодического действия, выполняющих рабочие операции циклично.

Теоретическую производительность машин непрерывного действия определяют по следуPющим зависимостям, записанным в наиболее общей форме:

Птеор= 3600Fv (м3/ч); (4)

Птеор= 3600 Fvp (кг/ч) =3,6 Fvp (Мг/ч); (5)

Птеор =3,6qv (Мг/ч),

где F—площадь.сечения потока материала на рабочем органе, м2; v- скорость рабочего органа, м/с; р — объемная масса материала, кг/м3; q- масса перемещаемого материала, отнесенная к 1 м рабочего органа, кг/м.

Если рабочий орган выполнен в виде связанных между собой отдельных ковшей или скребков, расположенных один от другого на расстоянии а (шаг рабочих органов), то

q=v_ip /a,

где Vi- объем каждого ковша или объем материала, перемещаемого одним скребком, м3.

Тогда

Птеор = 3,6(Vi/a) vр (Мг/ч).

При перемещении штучных грузов, расположенных один от другого на расстоянии а,

q=m_шт /a,

Где m_шт- масса каждой единицы груза, кг.

При этом

Птеор = 3,6(m_шт/а) (Мг/ч).

Теоретическая производительность машин периодического действия определяется по формулам:

Птеор = Vn_ц (м³/ч);

Птеор=Vn_цр (Мг/ч);

Птеор=z_штn_ц (шт/ч)

где V—объем груза (материала), перерабатываемого или перемещаемого за один рабочий цикл; n_ц —число рабочих циклов, выполняемых машиной за 1 ч; z_шт—число единиц груза, перемещаемых за 1 цикл.

Число рабочих циклов

n_ц= 3600/Тц,

где Тц—продолжительность одного рабочего цикла машины, с.

Продолжительность рабочего цикла дорожно-строительных машин складывается из времени, которое затрачивается на резание, копание или укатывание грунта, зачерпывание материала, его перемещение или выполнение других рабочих операций на управление рабочими органами (подъем и опускание стрелы или отвала, изменение их направления) на время движения порожней машины и ее маневрирование.

Раздел второй