Введение. Понятие эффективности использования и качества дорожных машин

Под эксплуатацией дорожных машин принято понимать комплексную систему инженерно-технических и организационных мероприятий, обеспечивающих наиболее эффективное использование возможностей дорожных машин, высокую их надёжность и безопасность, минимальные простои при ТО и Р, а также высокий процент исправности и готовности к работе при минимальных затратах.

Эксплуатация включает: обеспечение технически грамотного с максимальной экономической эффективностью использование дорожных машин, их ТО и Р; НИР, направленные на совершенствование форм и методов ЭДМ.

Эксплуатация направлена на повышение эффективности использования машин, а это означает повышение надёжности машин в эксплуатации.

Уровень надёжности определяется:

C_O – стоимость машины, руб;

С_ПН – затраты на поддержание надёжности в эксплуатации.

Считается, что сейчас техника имеет n =1,2…1,5.

Для ДМ и МЗР n ≈0,75.

Для КАМАЗа n =2…2,5.

Таков уровень надёжности в действительности и отсюда значение снижения затрат на поддержание надёжности, на обслуживание и роль ТО и Р.

Примечание: высокая культура производства, передовой уровень технологий;

центры по обслуживанию КАМАЗов.

Пути повышения надёжности и снижения С_ПН:

1. Создавать центры обслуживания по типу КАМАЗ, продавая машины по ценам учитывающим и стоимость обслуживания.

2. Концентрация машин в крупных эксплуатационных предприятиях и централизованные ТО и Р.

3. Отказ от капитальных ремонтов.

Это противоречит существующей политике, но для двигателя КАМАЗа:

С_КР =0,9 С_НОВ, пробег Т_КР = 0,6 Т_НОВ

Отсюда, какой смысл в КР, если он убыточен уже первоначально.

Понятия эффективности использования и качества дорожных машин.

Эффективность использования машин есть совокупность двух понятий: производительности машины и затрат на их приобретение и эксплуатацию.

Параметры, которые обеспечивают максимальную производительность машин называются рациональными, а параметры, обеспечивающие максимальную эффективность – оптимальными.

Нахождение наилучшего решения, при котором достигается максимум производительности машины или минимум затрат средств называется оптимизацией использования машины.

В практической деятельности нельзя стремиться одновременно и к максимуму результата и минимуму затрат. Необходимо получить максимум результатов при условии, что затраты не превышают определённых значений, или получить минимум затрат при условии, что результаты не менее заданных.

Задача оптимизации использования машин является экстремальной (нахождение точек наибольшего и наименьшего значений), т. е. имеет единственное наиболее эффективное решение при данном стечении фактов и обстоятельств.

Эффективность машин оценивают при помощи критерия оптимальности.

Наиболее полным критерием оптимальности (эффективности) установлен критерий удельных приведённых затрат.

На этапе эксплуатации – эффективность использования машины определяют более полно путём проведения инструментальных испытаний серийно изготовленных машин в определённых условиях эксплуатации по большому числу (40…60) общих показателей, эксплуатационных свойств, а также по удельным показателям.

Под общими показателями эксплуатационных свойств понимают действительные основные параметры машины (тяговое усилие, рабочую скорость, производительность, расход топлива и др.) выявленные в определённых условиях эксплуатации проведением испытаний или расчётов.

Под удельными показателями понимают отношение тягового усилия, мощности и расхода топлива к единице производительности или мощности. Их минимумы будут свидетельствовать об оптимальности выбора данной машины по сравнению с другими.

Показатели эксплуатационных свойств машины позволяют:

- сравнивать эффективность машин различных типов одного и того же вида в одинаковых условиях эксплуатации;

- оценивать, в какой степени основные параметры машин и их конструкция отвечают различным условиям работы;

- выявлять резервы увеличения производительности и пути их использования.

Для оценки машины на этапе эксплуатации, в том числе для определения её качества, при аттестации требуется значительное число параметров. Они должны отражать конкретные условия эксплуатации машины (грунтовые, климатические и т. п.) и определять показатели эксплуатационной производительности машины и энергоёмкости.

Критерии определения эффективности машин и комплектов.

Критерий эффективности на этапе эксплуатации определяют для автономно работающих машин как удельные приведённые затраты:

где С_е – себестоимость единицы продукции;

Е_Н – нормативный коэффициент эффективности;

К_уд – удельные капитальные затраты, отнесённые к единице продукции.

Условие оптимальности Z_уд.пр → min.

(формула СоюздорНИИ для землеройных машин)

где См.см – сумма среднесменных затрат, т.е. себестоимость машино-смены, руб.;

Пэ.см – эксплуатационная производительность машины за смену, м3;

C1 – затраты первой группы, зависящие от годового режима работы и отнесённые к смене;

С2 – затраты второй группы, зависящие от внутрисменного режима работы;

C3 – затраты третьей группы, связанные с заработной платой машинистов, работающих на данной дорожной машине, и отнесённые к смене.

где S_рен – отчисления на реновацию;

S_{к.р .} – отчисления на капитальный ремонт;

(S_рен + S_{к.р .}) – амортизационные отчисления;

S_тр – расходы на транспортирование машины как внутри объекта, так и на перебазировку;

S_М.Д. – расходы на монтаж и демонтаж машины при транспортировании;

(S_тр + S_М.Д.) – единовременные затраты.

где S_изн – расходы, связанные с изнашиванием быстроизнашивающихся деталей, резины и сменной оснастки;

S_ТО – расходы на ТО и ТР машины;

S_топл – расходы на топливо, смазку и обтирочные материалы.

Удельные капитальные затраты(капиталовложения):

где Ц_О – оптово-отпускаемая цена машины;

α – коэффициент, учитывающий затраты по первоначальной доставке машины с завода-изготовителя, α = 1,07…1,08;

n_см – число смен работы машины в году.

Окончательно удельные приведённые затраты:

По величине разницы Z_уд.пр по базовой технике (БТ) и новой технике (НТ) оценивают эффективность новой техники (сравнительный экономический эффект).

Для комплексно-механизированного потока критерием эффективности будут являться общие приведённые затраты, которые включают затраты на собственное выполнение работ и затраты из-за простоя машин при их недогрузке в потоке (могут быть также учтены затраты на перебазирование машин и др.).

где Z_пр.и – приведённые затраты на исполнение работ;

Z_пр.б – приведённые затраты перебазирование машин;

Z_пр.п – приведённые затраты на простой из-за недогрузки.

Тенденции изменения функциональных зависимостей производительности комплекта машин П_ком от себестоимости единицы его продукции С_{е ком}, удельных капиталовложений К_уд.ком, необходимых для обеспечения соответствующей производительности путём увеличения мощности машин видна из графика. Сумма (С_{е ком}+ К_уд.ком) = Z_пр.ком даёт чётко выраженный экстремум-минимум, определяющий оптимальную производительность комплекта П_{опт.ком}, при котором его использование на данном объекте даёт наибольший экономический эффект.

Понятие качества машин и его показатели.

В ГОСТ 15467-70 под качеством машин понимают совокупность свойств, обуславливающих пригодность машины удовлетворять определённые потребности в соответствии с назначением.

Показатели качества – это отдельные свойства машины, определяемые числовыми параметрами.

Показатели качества бывают единичными (если относятся к одному свойству), комплексными (если относятся к нескольким свойствам) и интегральными (характеризующими качество машины в целом при отнесении эффекта от эксплуатации машины к затратам).

Сравнение интегрального показателя данной машины с эталонной даёт возможность относительно оценить, т.е. определить уровень качества сравниваемой машины.

Сложность оценки качества в том, что она является комплексной: технической, экономической и социальной. Количество показателей зависит от назначения машины, а величины показателей можно определять экспериментальным или расчётным путями.

По классификации ВНИИНМАШа все показатели качества объединены в 6 групп:

1. Технические

2. Технологические,

3. Экономические,

4. Показатели надёжности,

5. Уровня стандартизации,

6. Уровня технической эстетики.

По классификации Л. Я. Шухгальтера показатели качества объединены в 3 группы:

1. Производственно-технические – трудоёмкость и её структура, степень конструктивной преемственности и показатели технологичности конструкции

2. Эксплуатационные

3. Ценностные

Из ниже приведённой схемы видно, что эксплуатационные свойства машины можно рассматривать самостоятельно с учётом наличия остальных показателей.

Следовательно, показатели эксплуатационных свойств машин одновременно является единичными показателями их качества, а улучшение этих показателей (оптимизация) – является повышением их качества.

Поскольку процесс эксплуатации машин является одним из основных процессов, показатели эксплуатационных свойств оценивают наиболее существенные свойства этих машин. Но понятие качества все же шире.

Трудоёмкость

Степень конструктивной преемственности

Металлоёмкость

Скорость процесса

Технологичность конструкции

Долговечность(ресурс)

Технический уровень (степень автоматизации и непрерывность процесса, КПД)

Относительный удельный расход сырья

Эстетическая характеристика

Ремонтопригодность

Безотказность

Капитальные вложения

Себестоимость продукции

Эргономическая характеристика

Общая масса

Себестоимость единицы работы

Производительность

Производительность дорожных машин (выработка)

Производительность (выработка) дорожных машин является важным показателем для оценки эффективности их использования и занимает центральное место в формулах критерия эффективности.

Для уменьшения приведённых удельных затрат как целевой функции оптимизации производительность должна увеличиться, т.е. для уменьшения приведённых удельных затрат нужно повысить производительность.

Производительностью машины называется количество продукции, произведённой ею в единицу времени.

Производительность является комплексным показателем, т.к. зависит от нескольких эксплуатационных свойств одновременно: тяговых, скоростных, использование рабочего оборудования и эргономических свойств.

Дорожные машины в зависимости от периодичности выполняемых операций разделяют на машины циклического и непрерывного действия и производительность их определяется различно.

Виды производительности машин.

Различают 3 вида производительности:

1. Конструктивно-расчётная П_К

2. Техническая П_Т

3. Эксплуатационная П_Э

В П_К отражена максимально возможная выработка в час чистой работы при условно принятых стабильности и непрерывности производственного процесса.

В П_Т дополнительно учтены условия работы машины и оператора.

В П_Э дополнительно к П_Т учтено влияние длительных перерывов в работе машины по организационным, технологическим и техническим причинам.

Производительность машин цикличного действия

где V_K – объём ковша, м³;

n_K =60/t_Ц – теоретическое число циклов в минуту;

t_Ц – продолжительность цикла, с.

где к_Н – коэффициент наполнения ковша, 0< к_Н <1;

к_Р^/ = 1/к_Р – коэффициент, учитывающий разрыхление грунта;

к_Р – коэффициент разрыхления грунта;

к_Ц – коэффициент, учитывающий продолжительность цикла.

где к_уп – коэффициент, учитывающий трудность управления машиной;

к_В – коэффициент использования машины по времени в течение смены;

где t_см – продолжительность смены, ч;

t_тех, t_орг – продолжительность по техническим и организационным причинам, ч;

t_ТО, t_отк – продолжительность простоев на проведение ТО и устранении отказов –ТР, ч

Производительность машин непрерывного действия

где F= Т/К₁ – площадь сечения вырезаемой стружки, м² или см²;

Т – усилие копания;

К₁ – коэффициент удельного сопротивления копанию;

V_P – рабочая скорость машины с учётом потерь на буксование движителя, км/ч.

где к_НР – коэффициент непрерывности работы, учитывающий потери времени на повороты и развороты в конце захватки;

к_ЭР – коэффициент, учитывающий эргономические свойства машины.

К_пер –переходный коэффициент от П_Т к производственной норме.

и определяется энергетическими (мощностными) возможностями.