Сборник практических работ по технологии машиностроения

Порядок выполнения работы

1.Определить в соответствии с заданием коэффициенты а, Ь.

2.По значениям а, Ь из диаграммы (рис. 1.6.1) определить 8.

3.Определить ожидаемую часовую экономию (перерасход)

электроэнергии ДЭ.

Контрольные вопросы

1.Из каких составляющих состоит мощность х.х.?

2.В каком случае целесообразно применять автоматические ог­ раничители х.х. на станках?

3.Как определить часовую экономию электроэнергии?

4.Как определяется показатель эффективности е?

5.В зависимости от каких параметров определяются коэффици­ енты «а» и «Ь»?

60

1.6.4. Снижение потерь электроэнергии за счет увеличения загрузки оборудования

Эс —Рм ■Тм,

где Рм - мощность, потребляемая оборудованием, кВт; Тм - машинное время или время полезной работы, ч.

Удельный расход энергии

^м.н Рм.н - номинальная мощность электродвигателя^ кВт;

Т ------ коэффициент использования станка; Тх - время холостой работы, ч;

61

а - коэффициент, зависящий от конструкции и типа станка, рав­ ный 0,7 - 0,9.

При отсутствии холостого хода Кщ = 1 удельный расход энергии

АЭ' = К„ +а(1-т1,,„)

Пм.„К„ При максимальном использовании станка, то есть при отсутст­

вии холостого хода Кщ = 1 и полной нагрузке станка, удельный рас­ ход энергии будет минимальным:

АЭ, _ 1 + а(1-Пмн)

П „ .„

Отношение Э = АЭ определяет коэффициент увеличения АЭ.

удельного расхода энергии в зависимости от нагрузки и продолжи­ тельности работы в режиме холостого хода:

К Д ,+ а (1 - Т 1 „ „ ) [1-на(1-г1„.„)]КД„

На рис. 1.6.3 приведены кривые Р = 1^(К„), по которым можно определить экономию энергии, получаемую в результате повыше­ ния загрузки станка.

Пример. Токарный станок постоянно работает с нагрузкой 25% номинальной мощности (Кн = 25 %) и с продолжительностью пе­ риода холостого вращения, равному 50 % (Кх = 0,5). В этом случае удельный расход энергии по сравнению с минимально возможным расходом при полном использовании станка по графику (рис. 1.6.2) составит 250 %. При увеличении нагрузки станка, когда К„ = 80 %, и сокращении периода холостого вращения, когда Кт = 0,9, увели­ чение удельного расхода энергии составит только 106 %.

62

от коэффициента загрузки станка

63

Порядок выполнения работы

1.Для установленного электродвигателя определить: а) машинное время Т„, мин; б) время холостых ходов Тхх:, мин;

в) коэффициент загрузки станка по мощности К„; г) коэффициент использования станка Кт; д) по графику (рис. 1-6.3) коэффициент Рт.

2.При замененном электродвигателе определить:

а) время холостых ходов с учетом измененных режимов холосто­ го хода (Тхх., мин);

64

б) коэффициент загрузки станка по мощности (Кн) с учетом мощности замененного двигателя;

в) коэффициент использования станка К^; г) по графику (рис. 1.6.3) коэффициент Рг-

3.Определить удельный расход энергии ДЭо.

4.Определить часовую экономию электроэнергии ДЭ —(Рг - Рг) х X ДЭо.

Контрольные вопросы

1.Как определяется машинное время?

2.Как определяется коэффициент К„?

3.Как определяется удельный расход электроэнергии ДЭ,1?

4.Как определяется часовая экономия электроэнергий ДЭ?

Р а 6 6 т а 1 .7

АНАЛИЗ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Анализ станочной системы с однозахватньш манипулятором на основе теории массового обслуживания

Цель работы: на основе теории массового обслуживания опре­ делить средний простой станков й манипулятора, коэффициент простоя из-за многостаночного обслуживания.

Работа рассчитана на 2 часа.

Варианты заданий

Основные положения

Анализ систем на основе теории массового обслуживания

Обслуживание нескольких станков одним манипулирующим уст­ ройством снижает затраты и дает возможность этим устройствам час­ тично выполнить функции транспортирования. При этом возникают потери во время ожидания станком обслуживания, если одновременно на нескольких позициях возникает потребность в новых заготовках.

Время ожидания обслуживания манипулирующим устройством приводит к потерям, которые определяют приближенно на основе теории массового обслуживания.

Для исследования этого процесса с помощью теории массового обслуживания необходимо использовать диаграмму распределения времени для автоматических станков.

Распределение времени для станков-автоматов и станочных систем

Тн - непродукционное время; Т - текущее время;

Тк- штучно-калькуляционное время; Топорганизационные простои; Тщ - штучное время; Трпотери на плановый ремонт;

То - операционное время; Тппотери времени; Тммашинное время;

Тв - вспомогательное время; Т1цикловое время; Тг - внецикловые потери; Тцвремя цикла;

Тп.з. - подготовительно-заключительное время.

66

Вспомогательное время Тв можно разделить на время контроля, смены инструмента, позицирования и смены обрабатываемой детали.

Операционное время То - время, необходимое для полной авто­ матической обработки:

Т о = Т ц = Т м + Т к - » - Т с „ + Т р

состоит из основного времени Т„, времени контроля Тк, времени смены инструмента Теи и позицирования Тр.

Среднее время цикла и среднее время обслуживания связано с тем, что заказы на обслуживание носят случайный характер. Интенсив­ ность поступления заказов на обслуживание в единицу времени равна:

Т

^ А

где Тд - среднее значение случайного периода Тд времени между

двумя последовательными непринятыми заказами на обслуживание и время ожидания.

Для станочных систем Тд = Тц и

1

Тц

Тц —среднее время цикла для т деталей, обрабатываемых в

станочной системе:

Распределение заказов близко к закону распределения Пуассона. Функция вероятности заказов на обслуживание станков, контро­

лируемых и вспомогательных втанций

67

Вероятность Ро при К = О означает отсутствие заказов на обслу­ живание, ?! - вероятность однозначного заказа.

Рщ - одновременное требование на обслуживание от всех т объ­ ектов станочной системы.

Интенсивность обслуживания станков определяется

1

V =

об.

Величина V определяет среднее число выполненных в единицу времени заказов.

Вилы станочных систем

СтЪночная система с однозахватным манипулятором

НЦ

Рис. 1.7.1. Сь Сг, С3- станки; НЦ - накопитель центральный

Станочная система представляет собой замкнутую систему ожида­ ния формы М/М/1 с внутренней организацией ИБО (йгз! т , йгз! ои!)-

Каждая заявка на обслуживание удовлетворяется, когда манипу­ лятор обслуживает другой станок. Заявка ставится на очередь, и станокюжидает, пока освободится манипулятор [25].

Обозначение М/М/1 указывает, что характер заявок и процесс обслуживания соответствуют марковскому процессу, а число об­ служивающих устройств равно единице.

68

Марковский процесс означает, что случайная выдача заявок на обслуживание не зависит от предыдущих заявок.

Всистеме число заявок на обслуживание может быть равно

к= О, 1, 2 , т; т - общее число станков.

Возможны состояния (Е) системы:

Ео(к = 0) - все станки работают, манипулятор стоит.

Е)(к = 1) - все станки, кроме одного, работают, манипулятор об­ служивает станок, от которого поступила заявка.

Ет(К = т ) - все станки стоят, один станок обслуживается мани­ пулятором, остальные ожидают очереди исполнения заказа.

В соответствии с теорией массового обслуживания вероятность перехода в состояние Ек [35]

Число станков, ожидающих очереди на обслуживание:

ш = |(к -1 )> ,.

к=2

Коэффициент простоя одцрго станка из-за ожидания при много­ станочном обслуживании

69