Приклад розрахунку комплексного показника якості кар’єрних екскаваторів

Відповідно до приведеного алгоритму (рисунок 3) розрахунок показників якості ведеться в наступному порядку [2].

1 Знаходження одиничних показників , для чого застосовано диференціальний метод.

2 Визначення базових питомих показників. За базові показники приймають окремі техніко-економічні показники екскаваторів, або їх сукупність (вага машини, зусилля на блоці або продуктивність, енергоємність).

3 Базове значення j-го питомого показника еталонного (базового) екскаватора повинно визначатися за умови:

. (2.7)

4 Порядок визначення значень величин одиничних показників .

При порівнянні екскаваторів різних типів, типорозмірів екскаваторів і їх основних техніко-економічних параметрів j-тий показник якості i-того екскаватора визначається за формулою:

, (2.8)

де P_ij - абсолютне значення j-того показника якості i-того порівнюваного екскаватора (наприклад, зусилля на блоці);

- функціональний критерій i-го порівнюваного екскаватора, повинен визначатися залежно від типу екскаваторів.

Прийнята формула є такою, якій надається перевага, оскільки вона універсальна.

5 Розрахунок функціонального критерію .

Для механічних лопат, драглайнів і гідравлічних екскаваторів функціональний критерій якості, як правило, визначають у залежності від продуктивності:

- для механічних лопат:

; (2.9)

- для драглайнів:

,

де Q – теоретична продуктивність екскаватора, м³/ч;

– питомий опір копанню, МПа;

ρ – питома вага грунту, кг/м³;

L_тр – шлях транспортування ковша, м.

6 Рівень якості за j-м одиничним показником повинен визначатися за формулою:

, (2.10)

де x_aj – значення еталонного показника якості, який визначається по техніко-економічними та іншими даними фірм – виробників екскаваторів (додаток А).

7 Розрахунок рівня якості за узагальненим (комплексним) показником проведений за формулоюі [1]:

(2.11)

де n – кількість показників, прийнятих для оцінки якості, наприклад в таблиці 2 наведено вісім показників якості, які взяті з додатку А.

Рівень якості за узагальненим показником є безрозмірною величиною меншою за одиницю.

Примітка. В тому випадку, якщо по одному з порівнюваних екскаваторів за всіма показниками = , то він є реальною базовою моделлю екскаватора, і рівень якості такого екскаватора за узагальненим показником дорівнює одиниці.

Для розрахунку приймаємо:

= 0,2 МПа – це коефіцієнт опору різання грунтів, який в даному випадку приймається однаковим для всіх екскаваторів.

Для даного приклада візьмемо екскаватори виробництва ІЗВМ (Росія), велика кількість яких працює на земляних та гірничих роботах в Україні (Полтавський ГЗК, Інгулецький ГЗК та ін.).

Розрахунок проводимо за показниками призначення (додаток А).

Таблиця 2 – Показники призначення екскаваторів

Показники призначення	ЕКГ-3,2	ЕКГ-4У	ЕКГ-6,3	ЕКГ-8	ЕКГ-12,5
Місткість ковша, м3	3,2	4	6,3	8	12,5
Найбільша висота копання, м	9,8	10,2	17,1	13	16,9
Найбільший радіус копання, м	13,5	14,6	19,8	17,7	22,5
Зусилля на блоці ковша, кН	380	450	700	750	1300
Середній питомий тиск на грунт, кН	0,178	0,215	0,205	0,203	0,195
Теоретична тривалість циклу, с	23,3	24	30	26	32
Конструктивна вага, т	131	185	380	363	658,2
Теоретична продуктивність, , м3/г	494,421	600	756	1107,692	1406,25
Функціональний критерій,	98,884	120	151,2	221,538	281,25

Наприклад, для екскаватора ЕКГ-3,2 (ІЗВМ) назначаємо показники якості (таблиця 2) згідно з якими визначаємо за формулою (2.9) функціональний критерій:

(м³/год·МПа).

Значення розмірностей у цьому випадку в подальших розрахунках можна не враховувати.

Значення питомих показників якості для екскаватора ЕКГ-3,2 визначаємо за залежністю (2.8), наприклад значення першого з таблиці показника:

.

Таким чином визначаємо всі питомі показники для обраних (або призначених) типів одноківшевих екскаваторів і дані заносимо до таблиці .3, яка за сутністю є таблицею – матрицею (формула 2.2), у якій останній стовпець є еталонною моделлю екскаватора з багатьох обраних (або призначених).

Після того, як заповнена таблиця 3 переходимо до визначення рівня якості екскаваторів за одиничними показниками для чого скористаємося формулою (2.10) для першого одиничного показника екскаватора ЕКГ-3,2:

.

Результати розрахунків якості за одиничними показниками заносимо до таблиці 3. Сюди також заносимо і значення комплексного показника якості, який розрахуємо за формулою (2.11).

Таблиця 3 – Питомі значення показників призначення і вибір базової моделі

Питомий показник	ЕКГ-3,2	ЕКГ-4У	ЕКГ-6,3	ЕКГ-8	ЕКГ-12,5	Базова модель
	3,24·	3,33·	4,17·	3,61·	4,44·	3,24·
	9,91·	8,5·	1,13·	5,87·	6,01·	5,87·
	1,36·	1,22·	1,31·	7,99·	8·	7,99·
	8,43·	7,5·	6,3·	3,85·	6,22·	3,85·
	1,8·	1,79·	1,36·	9,16·	6,93·	6,93·
	2,36·	2·	1,98·	1,17·	1,14·	1,14·
	3,25·	5,42·	5,13·	6,38·	3,4·	3,25·

Базова модель складена з найменших значень питомих показників, які є базовими значеннями.

6 Результати розрахунку рівня якості за одиничними показниками і за узагальненим показником наведені в таблиці 4.

Таблиця 4 – Рівень якості за одиничними і по комплексному показниках

Одиничний показник	ЕКГ-3,2	ЕКГ-4У	ЕКГ-6,3	ЕКГ-8	ЕКГ-12,5
	1	0,97	0,78	0,9	0,73
	0,59	0,69	0,52	1	0,98
	0,59	0,66	0,61	1	1
	0,88	0,9	0,73	1	0,73
	0,39	0,39	0,51	0,76	1
	0,48	0,57	0,57	0,97	1
	1	0,86	0,53	0,81	0,57
	4,93	5,04	4,25	6,44	6,01
	0,83	0,84	0,78	0,96	0,92

У результаті розрахунків отримаємо еталонну модель екскаватора:

.

З наведеної моделі видно, що достатньо високі показники має цілий ряд екскаваторів, але в жодного з них немає оптимального співвідношення вбраних показників, хоча найвищий технічний рівень серед розглянутих машин має екскаватор ЕКГ-8, що видно з веденого графіка (рисунок 3).

Результати розрахунку дозволяють зробити висновок про те, що найбільш високий рівень якості серед розглянутих екскаваторів за показниками призначення досягнутий у екскаваторів ЕКГ-8 і ЕКГ-12,5.

Аналіз діаграм дозволяє знайти основні напрямки підвищення технічного рівня таких екскаваторів, як ЕКГ-6,3.

Рисунок 3 –- Порівняльний аналіз технічного рівня екскаваторів за одиничними показниками