Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-59801189810.12737/19694Машиностроение и машиноведениеMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМашиностроение и машиноведениеEstimation of stability of road machines in identifying the potential for improving productivity in the monitoring system efficiency management and technical auditОценка устойчивости дорожных машин в мониторинговой системе управления эффективностьюМандровскийКонстантин ПетровичMandrovskiyKonstantin Петрович18052016180520161626976https://zh-szf.ru/en/nauka/article/11898/view
Целью данного исследования является рассмотрение предпосылок к сокращению времени транспортных перемещений дорожно-строительных машин. На основе полученных сведений могут быть сформированы соответствующие рекомендации, используемые в мониторинговой системе управления эффективностью и техническом аудите. Отмечены недостатки существующих мониторинговых систем. Показано, что их применение для повышения технико-экономической эффективности дорожных машин не позволяет достичь контролируемых результатов. Технико-экономический эффект целесообразно оценивать по критерию себестоимости единицы продукции с учетом затрат на владение. Для расчета такого критерия необходима исходная информация, которую можно получить путем мониторинга. При минимуме критерия имеет место ограничение по времени выполнения и по качеству ра-боты. Рассмотрена возможность реализации ограничения по времени выполнения работы, которое во многом зависит от времени транспортных операций машин. Транспортные операции, в свою очередь, определяются уровнем устойчивости. Поэтому для разработки рекомендаций по сокращению времени транспортных операций необходима оценка устойчиво-сти с помощью специальных расчетов формул. Рассмотрены разные варианты расчета, выбран вариант составления дифференциальных уравнений раскачивания. Отмечено, что лучше всего рабочий процесс описывается грузовыми диаграммами, поэтому именно их необходимо строить на базе дифференциальных уравнений. Рассмотрен пример построения грузовых диаграмм для ковшевого фронтального погрузчика. Дано описание использования грузовых диаграмм для составления рекомендаций по сокращению времени транспортных перемещений.
The study objective is to review the prerequisites for reducing the time of transport movements of the road-building machinery. On the basis of the information received, the corresponding recommendations used in the performance control system and technical audit can be elaborated. Shortcomings of the existing monitoring systems are marked. It is shown that their application to improve the technical-and-economic efficiency of the road vehicles does not allow achieving the controlled results. The technical-and-economic effect should be assessed by the unit cost criterion taking into account the cost for ownership. To calculate such a criterion, it is necessary to have the source information that can be obtained by monitoring. At a minimum criterion, there are work perfor-mance and operating quality time limits. The possibility of imple-menting restrictions on the time performance which largely de-pends on the machine transportation operations time is considered. Transport operations, in turn, are determined by the stability level, so to elaborate recommendations on reducing the transport operations time it is necessary to evaluate the stability by special calculating formulas. Various options for calculating are considered, the option of differential rocking equations is selected. It is noted that the working process is better described by the loading workflow diagrams, so they should be built on the basis of differential equa-tions. An example of the loading diagram construction for a front loader is given. The application of loading diagrams to elaborate recommendations on reducing the transport operations time is shown.
система мониторингаэффективностьустойчивостьвремя транспортного перемещениятехниче-ский аудиткритерий эффективности.monitoring systemefficiencysustainabilitymoving timetechnical auditefficiency criterion.
Анализ существующих систем мониторинга эффективности дорожных машин выявил факт реги-страции технических показателей без учета экономических данных [1]. Нет сведений о наличии аналитического цен-тра, в котором могли бы производиться расчеты по специализированным методикам. Таким образом, существующие мониторинговые системы не обладают функционалом количественной оценки технико-экономической эффективно-сти, что препятствует оценке вводимых мероприятий. В частности, невозможно оценить чувствительность систем машин по показателям экономии денежных средств к вводимым управляющим воздействиям.Для заданных условий эксплуатации наилучшей будет машина, при помощи которой можно выполнить зада-чу с наименьшими затратами (показатель 1) за приемлемые сроки (показатель 2) при приемлемом качестве (показа-тель 3). Каждый из трех перечисленных показателей можно использовать в качестве критерия. Однако недостаточ-ность исходной информации создает известные проблемы при использовании этого критерия. Поэтому величину за-трат целесообразно оценивать в соизмерении с работой при помощи удельной величины — себестоимости единицы продукции с учетом затрат на владение (СЕПВ). Такой подход позволяет использовать результаты оценки при выпол-нении технического аудита в качестве инструмента для выявления направлений развития эксплуатационного пред-приятия или производства (см., например, [2–5]).Все три показателя не могут одновременно достичь экстремума, поэтому часть из них целесообразно ограни-чить. Из перечисленных трех показателей только один (СЕПВ) позволяет оценивать прибыль — наиболее значимый фактор при определении эффективности. Соответственно, в качестве целевой функции целесообразно выбрать мини-мизацию СЕПВ.Итак, при мониторинге технико-экономической эффективности дорожных машин будут учитываться в каче-стве основных:— целевая функция — минимум СЕПВ,— ограничение — показатель (параметр) времени выполнения работы,— ограничение — показатель (параметр) качества работы.
Мандровский, К. П. Системы мониторинга дорожно-строительных, транспортных машин и дорожных по-крытий / К. П. Мандровский // Интерстроймех-2015 : мат-лы междунар. науч.-техн. конф. - Казань, 2015. - С. 310-315.Mandrovskiy, K.P. Sistemy monitoringa dorozhno-stroitel´nykh, transportnykh mashin i dorozhnykh pokrytiy. [Monitoring systems of road-building, transport vehicles and road surfaces.] Interstroymekh-2015: mat-ly mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. [Interstroymekh-2015: Proc. Int. Sci.-Eng. Conf.] Kazan, 2015, pp. 310-315 (in Russian).Hiwase, P.-D. The Role of Technical Audit in Environmental Impact Assessment / P.-D. Hiwase, N.-S. Raman, H.-V. Hajare // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. - 2013. - Vol. 2 (3). - P. 664-669.Hiwase, P.-D., Raman, N.-S., Hajare, H.-V. The Role of Technical Audit in Environmental Impact Assess-ment. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2013, vol. 2 (3), pp. 664-669.Srivastava S. B. Technical Audit - A Throughfare of System Perfection / S. B. Srivastava // International Journal of Scientific & Engineering Research. - 2012. - Vol. 3 (1). - P. 98-110.Srivastava S. B. Technical Audit - A Throughfare of System Perfection. International Journal of Scientific & Engineering Research, 2012, vol. 3 (1), pp. 98-110.Вокина, Е. Б. Основы промышленного и технического аудита / Е. Б. Вокина // Вестник транспорта Повол-жья. - 2011. - № 5 (29). - С. 21-27.Vokina, Е.B. Osnovy promyshlennogo i tekhnicheskogo audita. [Basic principles of industrial and technical audit.] Vestnik transporta Povolzhya, 2011, no. 5 (29), pp. 21-27 (in Russian).Палкин, С. В. Технический аудит в системе менеджмента / С. В. Палкин // Железнодорожный транспорт. - 2009. - № 4. - С. 38-42.Palkin, S.V. Tekhnicheskiy audit v sisteme menedzhmenta. [Technical audit in management system.] Railway Transport, 2009, no. 4, pp. 38-42 (in Russian).EULER. Программный комплекс автоматизированного динамического анализа многокомпонентных меха-нических систем [Электронный ресурс] / ЗАО «Автомеханика». - Режим доступа: http://www.euler.ru/ (дата обраще-ния: 28.07.15).EULER. Programmnyy kompleks avtomatizirovannogo dinamicheskogo analiza mnogokomponentnykh mek-hanicheskikh sistem. [EULER. Software for automated dynamic analysis of multi-component mechanical systems.] Avtomek-hanika CJSC. Available at: http://www.euler.ru/ (accessed: 28.07.15) (in Russian).Simulink. Графическая среда имитационного моделирования [Электронный ресурс] / Softline. - Режим до-ступа: http://matlab.ru/products/simulink (дата обращения: 28.07.15).Simulink. Graficheskaya sreda imitatsionnogo modelirovaniya. [Simulink. Graphical simulation environment.] Softline. Available at: http://matlab.ru/products/simulink (accessed: 28.07.15) (in Russian).Алексеева, Т. А. Математическое моделирование случайных дорожных возмущений при исследовании ди-намики мобильных машин / Т. А. Алексеева // Науч.-техн. ведомости Санкт-Петербург гос. политехн. ун-та. Физ.-мат. науки. - 2015. - № 2 (218). - С. 118-122.Alexeeva, Т.А. Matematicheskoe modelirovanie sluchaynykh dorozhnykh vozmushcheniy pri issledovanii dina-miki mobil´nykh mashin. [Simulation of occasional road disturbances for mobile vehicles dynamic studies.] St. Petersburg Pol-ytechnic University Journal: Physics and Mathematics, 2015, no. 2 (218), pp. 118-122 (in Russian).Жулай, В. А. Динамика дефектных карданных передач строительных и дорожных машин / В. А. Жулай, В. А. Козлов, А. Н. Щиенко // Изв. высш. учеб. заведений. Строительство. - 2008. - № 1. - С. 72-78.Zhulay, V.А., Kozlov, V.A., Shchienko, A.N. Dinamika defektnykh kardannykh peredach stroitel´nykh i dorozh-nykh mashin. [The Dynamics of Defective Cardan Drives of Building and Road Machines.] News of higher educational insti-tutions. Construction, 2008, no. 1, pp. 72-78 (in Russian).Ли, С. В. Динамика многороторных рабочих органов строительно-дорожных машин / С. В. Ли, Г. М. Ахметов, М. Н. Есенгалиев // Труды университета / Карагандинский гос. техн. ун-т. - 2007. - № 3. - С. 67-68.Li, S.V., Akhmetov, G.M., Yesengaliev, M.N. Dinamika mnogorotornykh rabochikh organov stroitel´no-dorozhnykh mashin. [Dynamics of multiple-rotor working bodies of road construction machinery.] Karaganda State Technical University. University Proc., 2007, no. 3, pp. 67-68 (in Russian).Плиев, С. Х. Расчет двухосной колесной машины на устойчивость против опрокидывания / С. Х. Плиев // Изв. Горского гос. аграрн. ун-та. - 2015. -Т. 52, № 1. - С. 124-127.Pliev, S.Kh. Raschet dvukhosnoy kolesnoy mashiny na ustoychivost´ protiv oprokidyvaniya. [Calculation for biax-ial wheeled vehicle to rollover stability.] Journal of Proceedings of the Gorsky SAU, 2015, vol. 52, no. 1, pp. 124-127 (in Russian).Прохорова, Е. В. Методика оценки устойчивости экскаватора, оборудованного быстросоединительным устройством / Е. В. Прохорова // Инновационные материалы, технологии и оборудование для строительства совре-менных транспортных сооружений : междунар. науч.-практ. конф. / Белгородский гос. техн. ун-т им. В. Г. Шухова. - Белгород, 2013. - Т. II. -С. 180-185.Prokhorova, Е.V. Metodika otsenki ustoychivosti ekskavatora, oborudovannogo bystrosoedinitel´nym ustroystvom. [Valuation technique for stability of the excavator equipped with a quick coupling device.] Innovatsionnye mate-rialy, tekhnologii i oborudovanie dlya stroitel´stva sovremennykh transportnykh sooruzheniy : mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [Innovative materials, technologies and equipment for the construction of modern transport facilities: Int. Sc.-Pract. Conf.] Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, 2013, vol. II, pp. 180-185 (in Russian).Плиев, С. Х. Расчет статической и динамической устойчивости трициклов / С. Х. Плиев, Т. Т. Агузаров // Изв. Горского гос. аграрн. ун-та. - 2014. - Т. 51, № 4. - С. 216-225.Pliev, S.Kh., Aguzarov, T.T. Raschet staticheskoy i dinamicheskoy ustoychivosti tritsiklov. [Calculation of static and dynamic stability of tricycles.] Journal of Proceedings of the Gorsky SAU, 2014, vol. 51, no. 4, pp. 216-225 (in Russian).Мандровский, К. П. Динамика и математическое моделирование движений машин при оценке устойчиво-сти / К. П. Мандровский. - Москва : МАДИ, 2012. - 72 с.Mandrovskiy, K.P. Dinamika i matematicheskoe modelirovanie dvizheniy mashin pri otsenke ustoychivosti. [Dy-namics and mathematical modeling of the machine movement when assessing sustainability.] Moscow: MADI, 2012, 72 p. (in Russian).Мандровский, К. П. Моделирование и оценка устойчивости самоходных машин / К. П. Мандровский. - Saarbrucken : LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. - 85 c.Mandrovskiy, K.P. Modelirovanie i otsenka ustoychivosti samokhodnykh mashin. [Simulation and stability rating of self-propelled vehicles.] Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012, 85 p. (in Russian).