工程机械效益数学模型分析与建立

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1、工程机械效益数学模型分析与建立摘要：为了更好的研究及确定工程机械效益的评价指标，从机器的最大牵引功率、最大牵引力以及单位机重功率等指标出发，将经济技术综合效益评价指标作为评价经济水平的指标。在此基础上，根据不同工程机械的生产率的计算特点，建立一套由机器主要结构性能参数确定的生产率计算效益数学模型。结果表明：该方法建立的数学模型能够合理、客观的反映出工程机械的经济技术品质。关键字：工程机械；生产率；装载机；评价指标；效益数学模型分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：机器效益指标能够比较客观的反映出机械生产过程中的各项技术参数如机器使用条

2、件以及社会经济条件、机器的制造成本以及其它影响因素。机器效益指标在一定程度上包含了可靠性水平的成分，但是可靠性比较难统计，以至于在实际操作中很难对可靠性的运算模式进行引用及研究。本文所介绍的工程机械效益数学模型能够很好的反应机器使用的可靠性水平模式，为评价现有机器经济技术水平以及新设计机器的经济技术水平提供了参考依据。1机器效益评价指标一种机器的使用性能以及效益能够用多种指标进行评价，但是有的指标只能从某一个或某几个侧面来反映，这是因为这些评价指标没有很好的与机器的总体效益联系在一起。这类指标有机器最大牵引功率以及机器最大牵引力等。以至于在工

3、程中经常使用单位机重功率来反应机器的性能。在分析机器的单位金属消耗指标(G/Q)以及机器生产率能量消耗指标(P/Q)时，会发现，这两个指标的比值越小，说明机器的性能越好。为了便于分析，我们将上述两式改写成以下形式：上式中，P代表机器的功率、Q代表机器的生产率，单位为m3/h，G表示机器的质量。从上式中可以看出，当我们已经确定了P/Q时，P/G比值的大小受机器本身技术水平的影响，机器本身技术水平的提高，其比值相应增大；相反的，当确定了G/Q时，P/G值也受机器技术水平影响，机器技术水平越高，比值越低；当该值增大时，会导致G/Q值也增大，机器的性

4、能降低，这和前面讨论的情况是相悖的，所以将P/G值作为评价机器的性能是有一定条件的。由上面的讨论我们知道，当要研制一台机器时，我们除了需要采用先进的技术，还要考虑机器的制造成本是否合理。经济与技术这两面是紧密联系在一起的。在这我们就必须介绍技术经济效益这一概念，它指的是将先进的技术与合理的经济以最佳的方式组合在一起。在实际生产中，通常采用技术经济效益指标作为评价机器技术经济水平的优化指标，它的表迗式如下:上式中，Ps和Gs分别代表为比功率比质量。上式的含义是指机器完成单位产量所消耗的金属以及能量越低的话，机器的技术经济效益越高。如果讨论的是同

5、一类型的机器，那么QPG能够比较全面的反应机器的技术经济指标性能。2机器生产率计算数学模型2.1生产率一台机器的生产率指的是在单位时间内所完成工作的量，作为机器效益的重要评价指标，可以借助机器的生产率来大致确定机器的金属材料消耗、功率消耗以及机器的单位生产成本。作为机器生产率的一种常见形式，理论生产率指的是在给定的条件下，机器完全发挥其技术性能，忽略机器生产过程中的动力、材料以及时间损失，有机器的工作介质以及结构参数确定的一种生产率，循环式工程机器的理论生产率表不为：上式中，t为机器的循环时间，q为一个工作循环中的移动物料或装置体积。2.2可

6、靠性指标统计模式一定时间内的效应能够反映机器的可靠性指标，可以通过使用机器生产厂家所列出的产品“首次故障前平均工作时间（MTTFF）”以及“平均无故障时间（MTBF）”作为评价机器的可靠性。针对不同场合的产品，下面筒单三种可靠性指标统计模式。(1)故障率：指整个保质期内所发生故障的比率大小，表达式为：作为一种定量的指标体系，故障率能够比较准确的反应出产品在保质期内的故障发生情况。(2)反馈率：它指的是在保质期内产品发生量与保有量的反馈故障的比率。其表迗式为：上式中，月度保质期内的保有量等于此月与之前180天所有销售的产品数量之和。(3)不可靠

7、率：它指的是在某月生产的产品在其出售以后的保质期内发生故障次数的比重。其表达式为：故障率、反馈率以及不可靠率三种可靠性统计模式具有各自的特点，但是他们使用的实效只能在保质期内或至多延长至360天，反应出的是机器在可靠性水平内的时效性较差。在参考其它文献的基础上，本文设计了下面的可靠性水平统计模式，表迗式如下：上式中，N为入库以及销售的总台数，n为月份。此可靠性水平统计模式的优点是能够评价在任意时间范围内、任何数量的产品数的可靠性水平，参考的产品台数越多，时间越长，其可信度越高。2.3生产率数学计算模型机器的生产率是由机器的驾驶条件、性能参数以

8、及使用条件等综合决定的，装载机的技术上产率为：上式中，Y为物料的主梁，q为装载机的斗容量，t是循环工作时间，t=tl+t2+t3+t4。上式中：tl装料时间，L1为