Выбор оптимального варианта рукояти экскаватора с позиции теории принятия решений
Методы принятия решения и статистическое моделирование параметров несущей способности и нагруженности. Тип грунта как внешнее условие эксплуатации экскаватора. Значения средневзвешенных напряжений в опасном сечении. Параметры масштаба, формы и сдвига.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.01.2018 |
| Размер файла | 39,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Донской государственный технический университет
Выбор оптимального варианта рукояти экскаватора с позиции теории принятия решений
Т.Н. Роговенко
М.М. Зайцева
Ф.С. Копылов
В.С. Крымский
Постановка задачи
С позиции теории принятия решений задача выбора оптимального варианта конструкции рукояти экскаватора является многокритериальной и принимаемой в условиях риска [1]. В данной работе осуществлена попытка найти оптимальный вариант, исходя из одного критерия - заданного минимального ресурса рукояти Tз, учитывая, что параметры несущей способности у-1д и нагруженности усв носят вероятностный характер и могут быть заданы соответствующими распределениями.
Множество альтернатив складывается из нескольких вариантов конструкций рукояти, для трех марок сталей (15ХСНД, 09Г2С, сталь 20), трех значений толщины стенки (12, 10 и 8 мм) и двух вариантов увеличения площади опасного сечения. Такой подход дал n=18 вариантов рукояти.
Элементы матрицы решений определяются как разница между ресурсом , полученным для генеральной совокупности в результате применения FISP-метода [2], и заданным ресурсом Tз:
,
где - тип грунта (j=1,…,4), i - номер альтернативы (i=1,…,n).
В предположении, что тип грунта как внешнее условие эксплуатации экскаватора оказывает решающее значение на напряжения, возникающие в опасном сечении, ресурс может быть определен по формуле Веллера-Серенсена-Когаева [3-5]:
,
где - предел выносливости детали, - средневзвешенные напряжения, соответствующих разным типам грунта , - базового числа циклов, f - частоты нагружения, m - показатель кривой Веллера, - поправочного коэффициента для несимметричных циклов нагружения. Для каждой альтернативы предел выносливости и средневзвешенные напряжения, заданы распределениями Вейбулла:
и Фишера-Типпета
где a, b, c - параметры масштаба, формы и сдвига соответственно [2,6].
В таблице 1 представлены значения средневзвешенных напряжений в опасном сечении, соответствующие разным типам грунтов [7] и полученные FISP-методом.
Таблица 1. Средневзвешенные напряжения для разных типов грунтов
|
№ варианта рукояти |
Тип грунта |
||||
|
Легкий |
Средний |
Тяжелый |
Сверхтяжелый |
||
|
1 |
89,7 |
103,7 |
108,2 |
121,5 |
|
|
2 |
90,4 |
104,4 |
103,5 |
110,1 |
|
|
3 |
68,8 |
79,3 |
82,8 |
83,7 |
|
|
4 |
96,1 |
103,6 |
108,2 |
112,5 |
|
|
5 |
67,8 |
78,4 |
81 |
91,7 |
|
|
6 |
68,8 |
71,5 |
74,5 |
83,7 |
|
|
7 |
96,1 |
96,3 |
100,4 |
112,8 |
|
|
8 |
90,4 |
104,4 |
109 |
110,1 |
|
|
9 |
68,8 |
79,3 |
82,8 |
83,7 |
|
|
10 |
76,2 |
76,2 |
91,8 |
103,2 |
|
|
11 |
72,6 |
83,8 |
87,4 |
88,3 |
|
|
12 |
74,5 |
85,9 |
89,5 |
96,9 |
|
|
13 |
76,3 |
88,2 |
91,8 |
103,1 |
|
|
14 |
72,6 |
83,8 |
87,4 |
88,3 |
|
|
15 |
74,5 |
85,9 |
89,5 |
96,9 |
|
|
16 |
76,2 |
82,1 |
85,6 |
92,8 |
|
|
17 |
72,6 |
83,8 |
87,4 |
88,3 |
|
|
18 |
74,5 |
75,6 |
78,76 |
88,8 |
В таблице 2 представлены значения ресурса рукояти, соответствующие разным типам грунтов и полученные FISP-методом, с указанием вероятности qj появления внешнего условия Gj.
Таблица 2. Значения ресурса рукояти экскаватора
|
№ варианта рукояти |
Тип грунта |
||||
|
Легкий |
Средний |
Тяжелый |
Сверхтяжелый |
||
|
qj |
0,25 |
0,35 |
0,25 |
0,15 |
|
|
1 |
429 |
168 |
127 |
60 |
|
|
2 |
565 |
142 |
155 |
86 |
|
|
3 |
25004 |
4021 |
2350 |
2028 |
|
|
4 |
234 |
145 |
111 |
86 |
|
|
5 |
4789 |
1273 |
953 |
308 |
|
|
6 |
10943 |
6808 |
4155 |
1007 |
|
|
7 |
325 |
321 |
242 |
112 |
|
|
8 |
686 |
168 |
111 |
101 |
|
|
9 |
25964 |
4158 |
2428 |
2094 |
|
|
10 |
4762 |
4715 |
879 |
304 |
|
|
11 |
16165 |
2705 |
1611 |
1410 |
|
|
12 |
28135 |
3187 |
1710 |
506 |
|
|
13 |
1935 |
580 |
417 |
157 |
|
|
14 |
8033 |
1455 |
887 |
781 |
|
|
15 |
32350 |
3608 |
1927 |
566 |
|
|
16 |
3463 |
1784 |
1231 |
605 |
|
|
17 |
26868 |
4252 |
2490 |
2171 |
|
|
18 |
28988 |
23092 |
12387 |
1961 |
Для поиска оптимального варианта использованы следующие критерии [1, 8-10]:
Минимаксный
.
Байеса-Лапласа
,
где qj - вероятность появления внешнего условия Gj.
Гурвица
,
где c - весовой множитель, .
Ходжа-Лемана
,
где - весовой множитель, .
Результаты поиска оптимального варианта рукояти по нескольким критериям представлены в таблице 3.
Таблица 3. Результаты применения критериев
|
№ п/п |
Критерий |
Весовой коэффициент критерия |
Оптимальный вариант |
|
|
1 |
ZMM |
- |
17 |
|
|
2 |
ZBL |
- |
17 |
|
|
3 |
ZH |
с 0,91 |
17 |
|
|
4 |
ZH |
0,706 < с < 0,91 |
18 |
|
|
5 |
ZH |
с < 0,706 |
15 |
|
|
6 |
ZHL |
0,021 |
17 |
|
|
7 |
ZHL |
> 0,021 |
18 |
Таким образом, применение нескольких критериев выбора оптимального варианта в сочетании со статистическим моделированием позволило принять обоснованное техническое решение о том, что наилучшей является рукоять, изготовленная из стали 15ХСНД с толщиной стенки 10 мм и увеличенным на 20% опасным сечением.
Литература
нагруженность экскаватор сдвиг
1. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений//Москва: Мир, 1990. C. 35-40.
2. Rogovenko T.N., Zaitseva M.M. Small-sample evaluation of dipper stick service life//Engineering Studies. 2017. Issue 3 (2). vol. 9. pp. 522-529.
3. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович Р.М. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность.// М.: Машиностроение, 1975. C. 52-60.
4. Когаев В.П., Петрова И.М. Расчет функции распределения ресурса деталей машин методом статистических испытаний // Вестник машиностроения. 1981. №1. С. 9-11.
5. Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Оценка оптимального значения вероятности безотказной работы деталей машин, на примере рукояти одноковшового экскаватора// Инженерный вестник Дона. 2016. № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3848.
6. The Weibull Distribution: A Handbook Horst Rinne// Chapman and Hall/CRC Reference. 2008. pp. 215-220.
7. Вернези Н.Л. Метод оценки прочности металла неразрушающим способом с использованием априорной информации// Инженерный вестник Дона. 2013. № 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2013/1898.
8. А.С. Антонова, К.А. Аксенов. Многокритериальное принятие решений в условиях риска на основе интеграции мультиагентного, имитационного, эволюционного моделирования и численных методов// Инженерный вестник Дона. 2012. № 4 часть 2.URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2012/1466.
9. Makhutov N.A. A criterion base for assessment of strength, lifetime, reliability, survivability, and security of machines and man-machine systems// Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2013 V. 42. № 5. pp. 364-373.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение размеров базовой части гусеничного экскаватора (объема ковша, глубины копания и высоты нагрузки), основных параметров ковша и насосно-силовой установки. Выбор типоразмеров гидроцилиндров и их привязка. Металлоконструкция рукояти и стрелы.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 09.02.2011Определение линейных размеров и масс узлов экскаватора. Силовая установка и выбор привода двигателя. Расчет гидромеханизмов обратной лопаты. Производительность и себестоимость разработки грунта. Устойчивость экскаватора при оборудовании обратной лопатой.
курсовая работа [334,5 K], добавлен 13.05.2015Предварительный выбор одноковшового экскаватора. Определение условий разгрузки ковша. Расчет забоев одноковшовых экскаваторов с рабочим оборудованием "Обратная лопата" Э0–3322Д. Выбор монтажного крана. Этапы расчета производительности экскаватора.
курсовая работа [90,5 K], добавлен 21.06.2011Машины циклического действия. Оборудование, предназначенное для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Схема работы экскаватора с обратной лопатой. Рабочее оборудование драглайн. Параметры гидравлических экскаваторов, их особенности.
реферат [1,1 M], добавлен 23.04.2015Расчет усилий резания грунта и перемещения грунта. Тяговый расчет гусеничной машины. Производительность экскаватора. Гидросистема управления навесным оборудованием. Управление тормозами механизма передвижения. Возможные неисправности гидроцилиндров.
курсовая работа [660,4 K], добавлен 25.02.2015Конструкция и принцип действия многоковшового экскаватора. Расчет его деталей, узлов, технико-экономических показателей, мощности и производительности. Нахождение минимума и максимума значений функции с помощью методов "золотого сечения" и Фибоначчи.
курсовая работа [6,0 M], добавлен 18.12.2010Общее устройство экскаватора ЭО-5123 и его назначение, техническая характеристика и особенности. Описание гидросистемы данного экскаватора, его составные части. Неисправности данной системы, оценка ее практической эффективности и надежности, ремонт.
реферат [1,9 M], добавлен 22.11.2010Описание привода, зубчатой и цепной передачи поворотного механизма экскаватора. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений для шестерни и колес. Расчет закрытой быстроходной цилиндрической косозубой передачи. Эскизная компоновка редуктора.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 06.08.2013Разработка выемок лобовым забоем экскаватором Э0-3322Б, оборудованным обратной лопатой. Технологическая схема разработки грунта экскаватором, его погрузка в автомобили-самосвалы. Схема работ экскаватора Э0-3322Б. Требования к качеству выполнения работ.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.11.2010Модернизация гидропривода одноковшового экскаватора четвертой размерной группы ЭО 4225. Влияние температуры рабочей жидкости на параметры и характеристики гидравлического привода. Тепловой и гидравлический расчеты гидропривода одноковшового экскаватора.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 12.09.2012Конструктивные особенности одноковшовых экскаваторов. Области применения экскаваторов. Определение линейных размеров рабочего оборудования. Расчет основных параметров механизма передвижения. Основные пути повышения производительности экскаватора.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 11.12.2014Состав машино-тракторного парка Могилёвского ДРСУ. Анализ использования машин. Пути повышения эффективности использования МТП в Могилевских ЦРМ. Назначение, устройство и техническая характеристика экскаватора. Подготовка нового экскаватора к работе.
отчет по практике [2,7 M], добавлен 22.11.2009Изучение процесса эксплуатации подъёмно-транспортных машин на предприятии на примере пневмоколесного экскаватора. Система технического обслуживания и ремонта машин. Выявление проблем, возникающих в процессе технической эксплуатации, пути их решения.
курсовая работа [39,1 K], добавлен 22.06.2015Изучение устройства полноповоротного, универсальныого строительного экскаватора на гусеничном ходу с гидравлическим объемным приводом. Описание проблемы в гидросистеме данной машины, создающей разрушающий эффект. Поиск путей устранений недостатков.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 01.07.2013Анализ видов навесного оборудования. Быстросъемное соединительное устройство замены рабочего оборудования. Гидравлическая система управления. Предложения по автоматизации рабочих процессов экскаватора–погрузчика. Конструирование виброуплотняюшей плиты.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 15.06.2014Характеристика груза, подлежащего к перевозке подвижным составом автомобильного транспорта: физико-химические и объёмно-массовые свойства, способы транспортировки, хранения, погрузки-разгрузки. Транспортно-технологическая схема перевозки экскаватора.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.07.2011Проведение исследования основного назначения экскаватора. Тяговый и кинематический расчет. Определение зубчатой передачи и шлицевого соединения. Анализ точности и шероховатости поверхностей. Подбор подшипников. Разработка технологического процесса.
отчет по практике [1,8 M], добавлен 16.12.2022Общие сведения о процессе создания новой техники. Основные этапы создания машин. Назначение и область применения одноковшового экскаватора, устройство и принцип действия. Описание проведения патентных исследований; оценка полученных результатов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 18.05.2015Экскаватор - выемочно-погрузочная машина цикличного действия, история его развития. Устройство и электрооборудование экскаватора ЭКГ 10. Производительность и технологические схемы работы одноковшовых экскаваторов, способы снижения динамических нагрузок.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.12.2011Назначение, общее устройство, принцип действия и техническая характеристика экскаватора ЭКГ-8И. Поворотная платформа с механизмами. Описание машины для замены канатов на экскаваторе. Расчет шпоночного соединения вала со ступицей сцепной кулачковой муфты.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 03.07.2015
