Оптимальное комплектование одноковшового экскаватора транспортом.

Постановка задачи и вывод критерия оптимизации

Пусть известны условия работы комплекта машин экскаватор-автосамосвал: дальность и скорость транспортировки груза, масса грунта в ковше экскаватора, время рабочего цикла экскаватора, себестоимость основных элементов машино-смены и инвентарно-расчётная стоимость автосамосвала.

Требуется определить оптимальную грузоподъёмность автосамосвалов для заданного экскаватора и их количество, чтобы минимизировать удельные приведённые затраты на выполнение земляных работ комплектом машин.

Выявление основных особенностей, взаимосвязей и количественных закономерностей

Используя логико-аналитический анализ, критерий оптимизации — удельные приведенные затраты можно представить в таком виде:

где: С_Э – стоимость маш.-см. экскаватора, руб.; С_А – часть стоимости 1 маш.-см. автосамосвала, не зависящая от пробега, руб.; С_l – затраты, приходящиеся на 1 км пробега автосамосвала, руб.; N –число автосамосвалов, необходимых для обслуживания экскаватора, шт.; n – число рейсов всех автосамосвалов в течение 1 маш.-см.; – дальность транспортировки грунта от экскаватора к месту выгрузки, км; Е_Н = 0,15 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,; S_A, S_Э – инвентарно-расчетная стоимость соответственно автосамосвала и экскаватора, руб.; П_СМ– сменная производительность комплекта машин, т/см.; Т_ГСМ– число смен работы транспортных средств в течение года.

Сменная производительность комплекта машин в начальном виде может быть представлена так:

где: g — грузоподъемность автосамосвала, т; К_Г — коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала;

Число рейсов всех автосамосвалов в течение 1 маш.-см. :

где: t_СМ – число часов работы комплекта машин в смену, ч; t_П – время погрузки одного автосамосвала, мин.

Время, потребное на загрузку автосамосвала t_П, складывается из чистого времени, необходимого для погрузки автосамосвала t'_П, и времени перерыва в режиме работы экскаватора, необходимого для смены автосамосвала t₁- Это можно выразить так:

где: t_Ц – время рабочего цикла экскаватора, мин.; n_К– число ковшей, погружаемых экскаватором в кузов автосамосвала; t₁ – время простоя экскаватора из-за смены автосамосвала, мин.

Число ковшей, погружаемых экскаватором в кузов автосамосвала,

где: g_Э — масса грунта в ковше экскаватора, т.

тогда время, потребное на загрузку автосамосвала t_П, будет равно

Сменная производительность комплекта машин может быть представлена в таком виде

Если t₁ = 0, то сменная производительность комплекта машин будет выглядеть так

Число автосамосвалов, необходимых для обслуживания одноковшового экскаватора:

где: t_ТГ – время транспортировки грунта автосамосвалом, мин; t_TX – время холостого хода автосамосвала, мин; t_p – время на разгрузку автосамосвала, мин. V_T – скорость транспортировки грунта, км/ч; V_хх – скорость холостого хода автосамосвала, км/ч

Кроме того, некоторые стоимостные составляющие зависят от грузоподъемности автосамосвала.

С_А=А₁+А₂∙g; С_l=А₃+А₄∙g; S_А=А₅+А₆∙g