Дорожно-строительные машины и комплексы. Страница 1


ДЛЯ ВУЗОВ
ДОРОЖНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И КОМПЛЕКСЫ
•МАШИНОСТРОЕНИЕ*
НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДОЛЖНЫ ОБЕСПЕЧИВАТЬ ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО, НАДЕЖНОСТЬ. ЭЛЕКТРОНИЗАЦИЮ. ЭРГО-HOMHMFf KHF СВОЙСТВА И КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Получение новых технических решений метопами универсализации, использования отходов, разделения объекта на части
6. ВЫПОЛНЕНИЕ РАЗНЫМИ ЧАСТЯМИ ОБЬЕКТА РАЗЛИЧНЫХ ФУНКЦИЙ: перейти от однородной структуры к неоднородной
4- УНИВИЧ'АЛМККТЬ    А. oft-ьект выполняется многоцеле вым, отпалаегг необходимость в других объектах
ДОРОЖНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И КОМПЛЕКСЫ Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. В. И. Баловнева Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности ’’Строительные и дорожные машины и оборудование”
МОСКВА «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
ББК 39.311-06-5 УДК 625.08 + 625.76.08 (075.8) Авторы: В. И. Баловнев, А. Б. Ермилов, А. Н. Новиков, Г В. Куста-рев, В. Ю. Мануйлов, Г. С. Мирзоян, Б. А. Бондарович, С. О. Брайловский, А. Ульман, Г. С. Тыро Рецензенты: кафедра строительных и дорожных машин Харьковского инженерно-строительного института, д-р техн. наук Э. Н. Кузин Дорожно-строительные машины и комплексы: Учебник Д69 для вузов по спец. «Строительные и дорожные машины и оборудование»/В. И. Баловнев, А. Б. Ермилов, А. Н. Новиков и др.; Под общ. ред. В. И. Баловнева. —М.: Машиностроение, 1988. — 384 с.: ил. ISBN 5-217-00090-2 В учебнике, написанном специалистами СССР при участии специалистов ГДР и ПНР, изложены основы теории и проектирования, особенности расчета и конструкции машин для строительства и содержания дорог и аэродромов, восстановления и ремонта дорожных покрытий. Рассмотрены вопросы применения САПР и ЭВМ при проектировании, способы обеспечения надежности и оценки эффективности на этапе проектирования, взаимодействие рабочих органов со средой, выбор основных параметров. 3204010000—086 Д "038 (Щ=88-86“88    ББК 39-311-06-5 ISBN 5-217-00090-2 (6) Издательство «Машиностроение», 1988 Строительное, дорожное и коммунальное машиностроение является важной отраслью народного хозяйства. Продукция отрасли составляет основу комплексной механизгции, автоматизации и роботизации технологии гражданского, индустриального, дорожного и аэродромного строительства. Развитие народного хозяйства страны тесно связано с расширением сети автомобильных дорог, увеличением объема работ по содержанию, ремонту и реконструкции действующих магистралей, ссоружению, содержанию, ремонту и реконструкции аэродромов. Выполнение этих мероприятий на базе высокоэффективной доршно-строитель-ной техники и оборудования обеспечивает существенную экономию материальных, энергетических и трудовых ресурсов в народном хозяйстве страны. В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на nepnoz до 2000 года» указано, что в строительном, дорожном и коммушльном машиностроении необходимо сосредоточить внимание в первую очередь на изготовление машин, механизмов, инструментов и других изделий, позволяющих существенно повысить технический уровень строительного производства, резко сократить применение ручного труда. Важно обеспечить производство системмашин, средств механизации и инструмента, необходимых для комплексной механизации строительных процессов. Увеличение объема производства предстоит обеспечить путем повышения производительности труда. Необходимо существенно повысить технический уровень и качество выпускаемых машин и оборудования, сократить сроки проведения научных исследований и разрамэток на основе широкомасштабного использования новейших достижений науки и техники и передового опыта. Высшей организационной ступенью конструггивных разработок дорожной техники является блочно-модульный метод проектирования на основе САПР. Он обеспечивает значительное сокращение сроков создания новой техники, повышение степени унификации и взаимозаменяемости элементов. Научно-технический прогресс в строительной, дорожном и коммунальном машиностроении в двенадцатой пягилетке должен осуществляться в основном путем технического перевооружения предприити. Прсд}и>ш1риич^1^л 1Л*сдрс:;::с г; г.рс"^^сд?','г’г' вых технологических процессов и гибких переналаживаемых систем, механизация и автоматизация, обеспечивающие повышение производительности труда, увеличение объемов производства, улучшение качества продукции, экономию материальных и топливно-энергетических ресурсов. Выполнение отраслью сложных технических и экономических задач невозможно без надлежащего решения социальных вопросов, связанных с подготовкой кадров, повышением их технического уровня, внедрением прогрессивных форм труда и всемерным улучшением его условий. Технология дорожного и аэродромного строительства, реконструкции и эксплуатации дорог и аэродромов предусматривает использование систем машин различного назначения. Закономерности рабочих процессов машин, методы их проектирования и расчет рассмотрены в настоящем учебнике. Материал соответствует учебной программе дисциплин и специальности «Строительные и дорожные машины и оборудование». Основу материала составляют научные положения по проектированию, теории и расчету рабочих органов и основных подсистем машин и комплексов. По назначению и месту в учебном плане автомобильно-дорожных вузов и факультетов этот курс логически связывает между собой общетеоретические, общеинженерные и отраслевые дисциплины. Такая роль курса определилась с первых этапов организации подготовки инженера-механика по подъемно-транспортным, строительным и дорожным машинам и оборудованию. Изучение материала учебника обеспечивает подготовку специалиста в соответствии с требованиями народного хозяйства. Современное направление развития дорожных машин — создание машин многоцелевого назначения, в состав которых входит оборудование различного технологического назначения: режущие, смесительные, распределительные и уплотняющие рабочие органы, а также оборудование для сушки и разогрева материала. Такое развитие потребовало изменения структуры учебника. В отдельные главы выделены материалы, касающиеся теории взаимодействия рабочих органов со средой, а также методы тепловых расчетов рабочего оборудования, которые являются общими для дорожных машин различного назначения. Проектирование дорожных машин развивается на основе широкого использования методов математического, физического и комбинированного моделирования, оптимизации на базе ЭВМ, персональных ЭВМ, систем автоматизированного проектирования (САПР) и научных исследований (АСНИ), обеспечения надежности. Поэтому в учебнике дан материал по основам использования в отрасли САПР, методов формирования новых конструктивных решений и изобретательства, а также материал, касающийся особенностей расчета на прочность и надежность. В учебнике рассмотрена система показателей оценки эффек-uaimro Rwun rmnPK-TMTwPMvio мяитин\ оценивать по системе показателей — стоимости, производительности, сокращению трудовых, энергетических и материальных затрат, повышению показателей экологической эффективное^ и снижению < гепени загрязнения среды обитания. Последнее связано с тем, чго на смену преклонению перед природно-преобразовательной деятельностью человека приходит более осторожны» подход к перспективам преобразования окружающего мира на основе развития науки и техники. Технологический уклад, сшзанный с безудержным расходом сырьевых и экологических ресурсов планеты, обнаружил свою несостоятельность. Время дешевизны и доступности естественных ресурсов уходит в прошлое. Создание новых конструктивных решений на базе достижений науки и техники должно быть тесно связано с более строгой оценкой ожидаемого эффекта и экологического прогноза реализации Предисловие, главы 1 (кроме п. 1.6), 5, 6 (кромеп. 6.5), 7, 10, а также п. 3.2, 9.2, 9.3 и 9.4 написаны д-ром техн. наукпроф. В. И. Ба-ловневым; п. 4.1 —д-ром техн. наук проф. Б. А. Бондаровичем; п. 4.2. 4.3— канд. техн. наук доц. Г. В. Кустаревым; п. 2.1 — канд. техн. наук доц. Г. С. Мирзояном; п. 9.1. — канд. техн. наук доц. А. Б. Ермиловым; п. 6.5 — канд. техн. наук доц. А. Н. Новиковым; п. 1.6 — канд. техн. наук С. О. Брайлевским; п. 2.2, 2.3 и 2.4 — канд. техн. наук В. Ю. Мануйловым. Гл. 8 написана д-ром техн. наук проф. А. Ульманом (ГДР); п. 3.1 — д-ром техн. наук проф. Г. Тыро (ПНР). Для активизации изучения материала учебника студенту рекомендуется воспользоваться вопросами для самоконтроля. Контрольные вопросы по каждой главе даны в приложении. Изложение всего необходимого материала б ограниченном объеме встречает существенные трудности. Хорош представляя, что научно-методическое совершенствование каждой дисциплины имеет практически неограниченные возможности, авторы с благодарностью примут все критические замечания читателей. ГЛАВА 1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ufOlbKi ИРОвАНИЯ ДОРОЖНЫХ МАШИН 1.1. ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ — ОСНОВА КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ Дорожные машины в системе народного хозяйства. Автомобильный и воздушный транспорты являются важными составными частями народного хозяйства СССР. Решение проблем интенсификации народного хозяйства в значительной степени определяется темпами развития сети автомобильных дорог и аэродромов и укрепления производственно-технической базы дорожного хозяйства. Комплексная механизация и автоматизация строительства и эксплуатации дорог базируется на использовании систем и комплексов машин, обеспечивающих ускоренное производство работ по строительству, содержанию и ремонту дорог в различных климатических условиях. Создание и производство качественных, высокоэффективных видов, систем и комплексов машин различного назначения, обеспечивающих высокое качество работ, существенное повышение производительности и сокращение материальных, энергетических и трудовых затрат в строительстве, являются определяющей задачей строительного и дорожного машиностроения. Разработка высокоэффективных строительных и дорожных машин и комплексов обеспечивается научным и производственным потенциалом научно-производственных и производственных объединений отрасли: «ВНИИстройдормаш», «ВНИИСМИ», «Дор-маш», «Волгоцеммаш», «ВНИИЗеммаш», Орловского, Брянского, Челябинского, Кременчугского и др. Существенную помощь отрасли оказывают ведущие научные школы автомобильно-до-рожных, политехнических и строительных вузов страны: МАДИ, ХАДИ, СибАДИ, ЛПИ, ЯПИ, МИСИ, КИСИ, ДИСИ, СПИ и др. Отечественное строительное и дорожное машиностроение характеризуется высоким уровнем концентрации производства и крупносерийным выпуском основных видов дорожной техники. Темпы развития строительного и дорожного машиностроения, технический уровень и качество выпускаемого оборудования позволяют в основном обеспечивать выполнение растущих объемов работ по строительству и содержанию автомобильных дорог и аэродромов, капитальному строительству в области промышленности и сельского хозяйства, а также реконструкции предприятий. Выпуск качественной, высокоэффективной дорожной техники, отвечающей требованиям перспективного развития неполного хозяйства, в значительной степени зависит от качества продукции смежных отраслей, поставляющих двигатели, базовые тягачи, приборы автоматики, микропроцессорную технику, бортовые ЭВМ и другие комплектующие изделия. Требования, предъявляемые к дорожным машинам технологией строительства и эксплуатации дорог и аэродромов. Состав и структура систем и комплексов дорожных машин определяются требованиями технологии строительства и эксплуатации автомобильных дорог и аэродромов. Дорожные машины обеспечивают механизацию и автоматизацию всех технологических операций, составляющих процессы строительства покрытий, содержания и ремонта готового сооружения. Основными технологическими операциями строительства автомобильной дороги (рис. 1.1, а) являются подготовка земляного полотна* добыча и приготовление необходимых строительных материалов и их транспортирование, постройка водопропускных сооружений, дорожной одежды, переходов и элементов благоустройства. Основными операциями обеспечения надежной эксплуатации сооружения (рис. 1.1, б) являются работы по летнему содержанию дорог, зимнему содержанию дорог, разметки проезжей части» озеленению, ремонту и реконструкции всех элементов сооружения. Система машин для комплексной механизации и автоматизации строительства автомобильных дорог и аэродромов включает пять основных групп машин, определяемых их технологическим назначением: для строительства земляного полотна; для строительства дорожных одежд и покрытий; для строительства водопропускных сооружений (труб, мостов и др.) и укреплений откосов; для добычи и приготовления дорожно-строительных материалов; технологический транспорт. Система и комплекс машин для содержания и ремонта автомобильных дорог и аэродромов также достоят из пяти основных групп машин: для летнего и зимнего содержания; для маркировки проезжей части, содержания обстановки пути, озеленения и благоустройства; для ремонта земляного полотна, сооружений, водоотвода и полосы отвода; для ремонта и восстановления дорожных одежд и покрытий; для ремонта и содержания искусственных сооружений. Конструкция и параметры дорожных машин определяются специфическими особенностями строительства и каждой операции технологии производства соответствующих видов работ: линейной протяженностью работ и их удалением от производственных баз; частой повторяемостью, цикличностью и синхронизацией операций; жесткой регламентацией ряда операций во времени (охлаждением асфальтобетонной смеси и др.); увязкой производительности машин комплекта между собой и со скоростью технологического процесса; большими объемами транспортных операций; высоким качеством уплотнения; высокой точностью планировки; обеспече- нием высокой стабильности свойств строительных смесей и дру- T'TJ'V ЛТ'ПЛМ'ГОПХ.ТТТ.ТУ иотоптдяттли* TTPA^YO ТТИМПГТТ-.ТЛ    но- менклатуры ряда смесей и их свойств путем использования гибких автоматизированных производств (ГАП); увеличением объе- Рис. 1.1. Системные модели комплексной механизации работ и дорожной машины: а — по строительству автомобильных дорог; б — по содержанию и ремонту автомобильных дорог; в — по содержанию автомобильных дорог; г — варнгат модели дорожной машины о выделением основных подсистем Характер С передачей энергии непосредствен-    С передачей энер- С комбинированной подачей энергии к рабо> ему передачи    но к рабочему органу, в том чисде    гия к рабочему ор- органу — непосредственно и через движите. ь энергии к    для самоходных машин, минуя дви-    гану через движи- рабочему житель    тель органу
CU

та s S о
Ъ6
о =>2Я >ч Ж & Ж
t=c
я
S
5
*=;
Six ЕоЗ Л \о я О Л X О Си О ^ V S Си со 0> ^ К г
<Т> о о* »=t
£
«
1.1. Общая классификация дорожных машин
<L>
3    . зз    о н    я Си    -г О    о е    «
CQ
&о    я Ё &    3 5 ^    Ч Й о    sg S"°    3 Л Я    Оч
& он ° М £ Ч я О Я X « к Л £ О яз Н ^ S н
и 2 х s S Я 3 СЗ К Е рз Н Я е Ч я S O.0J К t О “ ' ' R С у
' О * СО <5 У S'0, К S Cut. S' «5 Ьн со ё &§ §,
р •в" X fa О 3 о. £ с £ °’й « * S S *■4 « н а
СЗ Я си <и £-* ч я та 5« «а
о о я я я SJ со 33 Р* с В И
Я Н К S о ^ Я CU а> со
^ я 2»я Й 8 О си
К О Я И *т* О
Я    я я    н <и    я Ч    £> я    Я
<U О
Ом
CQ
s §|s В" о I ^ ет< ЯС X <у j 5 (У Я S « еч С н- й) 00 S R. Еч ао ь
00 ^ я да к ф о S 0,0 о о сх о t=C I=t
СО    _ S &:i s:
»Я    0 ЕЯ    О ЕС    Ч СД <1>    СО Ч ЕС    Я trT    Си '~~4. О    о> *4    t СЯ    я >-,    я
s » со « СХ CD t* S
(=и г=г fcc3 К >> 5 Э" cf s
*    H о    к *5 о, я
»5
с*
к
Я <и <Ь 5 г? ^ £ *    fe Ч га    о    м о и    и    5 й о»    К ^ ч аз
3    « со ^ 4    я о Э я о 2 ьн - >>л си о н S я я о 5,8

, , СО Й U си я
со
U о
М
Я
Продолжение таб. . 1.1
в £• 2 о я * ж 1 я § §
О £ X о
6 я я о 2 о * а

6 >> 2 4 О " X
о < «СО
£
О itf с S § * о- 3 « н
*
то ж я
6 о § я
X о _ а, то О CQ ь- н о о СО »Я О о < а, о н * >.
с ^ 5 Б о я * и э Hs§ О* зв С 25
>• о
О ? t-u —. *•« s 5 s 3 ” S Й с ° я >-5 о У S- eg 03 — СХ Я Я со О х я
О а) о я Сь е~ О. 2 S £0 (“ 2§.§S й#*** S о
4-    — “    а    Л я    ж    £ н    ас    5 о    аз    3 Ю    Й    OJ J? О S а    а, *
в    S о    а> а.    я я    я со    <и я    *5 Я    CQ ТО    ТО <V с 2 >> V я
Д    я Ж    Н (D    то с    г 0)    о н    н , О    « то
аз 9“ 00 , . с СЗ О >->\о
S Й
>» хо я
Ж S?
CQ
мов работ по реконструкции дорог и необходимостью регенерации старого материала; использованием в качестве строительных материалов отходов производств, новых перспекгивных материалов (геотехстиля, поли-меров, композитов и др.), а также строительных конструкций высокой заводской готовности. При требуемом высоком качестве работ машины должны обеспечить существенное сокращение ручного труда, материальных и энергетмеских затрат; высокую надежность требуемого темпа строительства; эффективную эксплуатацию сооружения независимо от времени года и климатических условий и полностью отвечать требованиям эргономики, охраны труда и экологии. Высокий уровень строительства и эксплуатации сооружений обеспечивается рациональным выбором номенклатуры и типоразмера машин. Для выполнения ряда технологических операций дорожного строительства с успехом используют машины общестроительного назначения (для выполнения юдготовитель-ных и земляных работ общего характера, для производства щебня, получения и транспортирования цементобетонных смесей, а также для уплотнения грунтов и др.). Работы по строительству покрытий!, эксплуатации сооружений и другие содержат специфические опе-
рации, которые не могут быть выполнены машинами общестроительного назначения: точная профилировка основания, укладка, уплотнение и отделка поверхности уложенных в конструкцию сооружения материалов и смесей, точное формирование продольного и поперечного профиля покрытия, все операции по летнему и зимнему содержанию, ремонту и восстановлению покрытий и др. Дорожная машина представляет собой агрегат или несколько агрегатов, оборудованных одним или несколькими рабочими органами для выполнения одной или нескольких операций технологического процесса дорожного или аэродромного строительства в соответствии с производственными требованиями при минимальных затратах. Дорожная машина состоит из ряда основных подсистем (рис. 1.1, г): технологической (рабочие органы и движитель); энергетической (двигатель); управления и жизнеобеспечения, а также обслуживающего персонала. Основными отличительными признаками дорожной машины являются: наличие специализированного рабочего органа, выполнение работ за один цикл и непрерывность работы. Для размещения рабочих органов имеется рама оригинальной конструкции; для этого же широко используют стандартные шасси грузового автомобиля, трактора или колесного тягача. Комплексная механизация и автоматизация работ по строительству покрытий дорог и аэродромов основана на рациональном сочетании ряда машин общестроительного назначения и специальных дорожных машин. Общая классификация дорожных машин, определяемая производственными и конструктивными признаками машин и рабочих органов, • приведена в табл. 1.1. 1.2. ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МАШИН ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ Анализ тенденции научно-технического прогресса и достижений технологии индустриального строительства позволяет выделить основные направления в развитии дорожных машин. Они обусловлены общими тенденциями развития машиностроения, требованиями научно-технической революции (НТР) и народного хозяйства страны. Современное состояние НТР определяется развитием микропроцессорного, роботизационного и биотехнологического направлений. Использование в машиностроении микропроцессорной техники обусловило появление поколения ЭВМ с искусственным интеллектом. Такие ЭВМ позволяют осуществлять ввод и вывод информации в виде образов и звуков, а также выполнять операции самопрограммирования. Роботизация производства основана на реализации достижений машиностроения, микропроцессорной техники и ЭВМ в автоматах и роботах. Это приводит к интеллектуализации роботов и обеспечивает возможность их эффективного использования в строительстве. Основные направления развития строительного и дорожного машиностроения определяются развитием гехноло1 ии дорожного и аэродромного строительства и задачами интенсификации строительного производства. Первое направление включает проблемы повышения качества, надежности, конкурентоспособности и экологических свойств машин. Их показатели реализуются в каждом поколении строительных и дорожных машин и на более высоком уровне. Главной задачей этого направления является повышение показателей безотказности, долговечности, ремонтопригодности и осуществление мероприятий технического обслуживания. Все это решается наиболее экономично и в полном объеме на этапе проектирования и производства. Для создания высокоэффективных, автоматизированных многоцелевых машин требования к надежности и увеличению срока службы повышаются. В новых конструкциях дорожных машин обеспечивается значительно меньший объем работ по техническому обслуживанию. Для этого используют оборудование с увеличенным периодом между операциями по техническому обслуживанию, централизованным смазыванием и управлением от бортовой ЭВМ, с высокоэффективными фильтрами, модульной компоновкой, обеспечивающей легкий доступ к узлам с групповым расположением элементов, требующих частого обслуживания. Для обеспечения удобства диагностирования конструкций применяют узлы со встроенными диагностическими системами с индексацией данных на приборной панели, где указывается место и характер дефекта, в результате чего экономится время на поиск и устранение неисправности. Разрабатываются методы и средства повышения эргономических и экологических качеств машин и их конкурентоспособности. Широко используют сидения с регулируемыми параметрами, адаптирующиеся системы управления, активные системы гашения колебаний в широком диапазоне частот и амплитуд; обеспечивается звукоизоляция кабины, снижение загазованности и пыли, температурный комфорт. Кабины оборудуют системой защиты оператора при опрокидывании машины и падении на кабину посторонних предметов, используют сигнальные датчики, блокирующие устройства, системы аварийного торможения, проблесковые огни, звуковую сигнализацию " и др. Для повышения конкурентоспособности машин улучшаются: эстетическое оформление машин, организация сервисного технического обслуживания и обеспечения запасными частями. Новые машины по технико-экономическим показателям должны превосходить лучшие из существующих и обладать патентной чистотой. Второе направление характеризуют проблемы электронизации, касающиеся широкой автоматизации и роботизации дорожных машин на базе достижений микропроцессорной техники и использования ЭВМ. Создается автоматизированная техника, обеспечивающая интенсификацию раоочих и транспортных процессов, позиционирование рабочих органов и облегчение труда оператора по управлению агрегатами, оптимальные режимы работы и дистанционное управление машинами. Микропроцессорные системы с обратными связями обрабатывают сигналы от датчиков по программам оптимального протекания рабочего процесса. Перспективное направление составляет роботизация строительного производства — создание строительных роботов, способных осуществлять все рабочие операции, предусмотренные технологией, автоматически без участия человека. Разработан ряд перспективных электронных устройств и систем: единые системы управления, в которых датчики устройств управления и предупредительной сигнализации, а также модули дисплеев объединены в один блок; устройства с синтезаторами речи, предназначенные для преодоления затруднений, связанных с недостаточной быстротой считывания информации с приборов операторами, потерей четкости зрительного восприятия, а также избавляющие операторов от необходимости отвлекаться от визуальных наблюдений за обстановкой при управлении машиной; вспомогательные устройства, которые позволят даже неопытным операторам повышать производительность машины; лазерные устройства для планировочных работ в сочетании с электронными управляющими системами, обеспечивающими работу в ночное время, что повышает эффективность использования машин. Третье направление включает решение проблем дальнейшего повышения эффективности рабочих органов дорожных машин для существенного повышения производственно-технологических качеств машины на базе использования достижений науки, техники и передового опыта. Оно включает два основных поднаправления совершенствования рабочих органов: на базе традиционных методов воздействия на среду и на основе использования новых ресурсосберегающих эффектов. Первый путь охватывает решение ряда вопросов сегодняшнего дня. Прежде всего требуется создание дорожных машин большой единичной мощности (400— 1500 кВт). Не менее важной задачей является создание малогабаритной строительной техники мощностью 5—30 кВт как следствие увел и чей вающихся объемов рассредоточенных, стесненных и разнообразных работ по реконструкции. Возрастающая стоимость машин , оснащенных автоматизированными системами, и трудности с трудовыми ресурсами приводят к необходимости делать машины с универсальными рабочими органами. Создаются рабочие органы, обладающие широким диапазоном применения. Выпускаются укладчики дорож:ных материалов с устройствами для высокого уплотнения, смесители многоцелевого назначения, манипуляторы с челюстным захватом и оборудованием, способным работать с инструментами различного назначения. Второй путь — создание дорожных машн, основу рабочих процессов которых составляют новые физические эффекты, является перспективным направлением. lipHooperaei значение разработка методов интенсификации рабочих процессов при движении инструмента в среде путем снижения сил трения в результате использования: антифрикционных материалов, термических эффектов, электрофизических методов, оборудования для осуществления гидравлической и газовоздушной смазки рабочих поверхностей. Перспективным является разработка конструкций, связанных с использованием достижений газо- и гидродинамики для интенсификации разрушения, уплотнения и перемещения материалов различного вида. Для получения принципиально новых машин используют новые эффекты. Четвертое направление касается проблем совершенствования систем привода и энергетических установок дорожных машин для дальнейшего сокращения энергетических заграт. Гидрофикация в комплексе с электронизацией машин обеспечивает существенное увеличение производительности и снижение иеталлоемкости. Широкие перспективы открывает применение объемного гидропривода и, в частности, с приводом насосов от газотурбинного двигателя; гидромеханической трансмиссии с переключением передач под нагрузкой и возможностью частого реверсирования; высокоэффективных фильтров и дополнительного гидрооборудования. Для совершенствования тепловых систем дорожных машин большое значение имеют решение задач по утилизации дешевых топлив, теплоты отработанных теплоносителей и повышение эффективности теплоизоляции. Дизельные двигатели представляют собой в ближайшее время основной источник энергии дорожной техники. Двигатели с электронным управлением обеспечивают повышение КПД, экономию топлива, «чистый выпуск» и снижение шума до 80 дБ. Использование порошковых материалов позволяет существенно повысить рабочее давление, температуру и экономичность двигателя. Предполагается использовать газотурбинные двигатели на мобильных машинах. Реализация направления связана с проблемой создания экономичной газовой турбины. В перспективе основным источником энергии могут быть водородные двигатели и топливные элементы. Основу работы последних составляет химическая реакция между кислородом и водородом с выделением воды. Эта тенденция обусловлена ужесточением требований по охране окружающей среды. Пятое направление определяется решением проблем, связанных с интенсификацией строительства на основе дальнейшего развития систем машин различного назначения, широкого использования методов модульного проектирования и унификации, ресурсосберегающих технологий и создания системы механизированного инструмента. На базе модульного проектирования создаются оптимальные структуры систем дорожных машин для раз-личиыл    угловий, типоразмерные ряды, унифици рованные конструктивно-размерно-подооные машши, :б°"по”и-вается широкая специализация и кооперация производства. Возрастающие объемы дорожно-строительных работ в отдаленных труднодоступных районах требуют развития специальных машин. Одной из важных задач является создание машин на основе использования ресурсосберегающих технологий, принципов свертывания ряда традиционных воздействий в одну операцию и повторного использования отработанных материалов. Шестое направление определяет одну из важных тенденций развития машиностроения как системы производства новой дорожной техники и включает проблемы использования средств и методов автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированных систем научных исследований (АСНИ) и производства машин для сокращения времени и затрат, повышения качества проектно-конструкторских работ и темпов поиска новых решений. Это направление связано с разработкой технологических операций строительства на основании использования гибких автоматизированных строительных производств (ГАСП). Седьмое направление касается решения важных задач повышения эффективности использования дорожной техники посредством совершенствования структуры подготовки и переподготовки кадров в условиях перестройки народного хозяйства и электронизации производства. Производительность машин с традиционной, не автоматизированной системой управления существенно зависит от квалификации оператора. Использование системы автоматического управления (САУ) позволяет обеспечить более 90 % потенциальной производительности машины независимо от уровня подготовки оператора. Автоматизация управления машиной требует по-новому организовать систему подготовки работников различного уровня (инженеров, операторов и наладчиков) для создания и эксплуатации машин со встроенным микропроцессорным оборудованием. 1.3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДОРОЖНЫХ МАШИН Интенсификация и повышение эффективности дорожного хозяйства в значительной степени определяется темпами совершенствования существующих и создания новых видов технологических процессов, дорожных машин и комплексов. Дорожные машины и составляющие их подсистемы с течением времени стареют и заменяются более совершенными. Замысел и первоначальная концепция создаваемого объекта в процессе проектирования развивается, конкретизируется и реализуется в готовую продукцию. Проектирование в широком понимании этого термина определяется как процесс целенаправленной деятельности человека, включающий взаимосвязанный комплекс работ, завершающийся созданием промышленной продукции или соответствующей технологии производства нового продукта, удовлетворяющих потреоности оощества. проектирование включая приведение теоретических и экспериментальных исследований, разработку технической и в том числе проектной документации, создание и испытание опытных образцов и предшествует выпуску сериной продукции. Задача проектирования заключается в разработке машин и технологических процессов, обеспечивающих оптимальное выполнение требований производства при экономии материальных, энергетических и трудовых ресурсов. При этом следует учйтывать совершенство методов расчета, наличие необходимых материалов и комплектующих элементов и устройств, возможности имеющихся лабораторного и производственного оборудования, ЭВМ и САПР, сроки проектирования. Ускорение темпов научного и технического прогресса требует повышения качества и предельного сокращения сроков проектирования на базе широкого использования методов и средств автоматизированного проектирования (САПР). Важной задачей проектирования является разработка технической документации, на основе которой осуществляется промышленное изготовление машины и ее надежная эксплуатация. Техническая документация состоит из исходной, проектной (конструкторской и технологической), рабочей и информационной. К исходной документации относят заявку на разработку, исходные требования, аванпроекг, техническое задание (ГОСТ 15.001—73*). Конструкторская документация включает: техническое предложение, эскизный и технический проекты. Рабочую документацию составляет рабочая конструкторская, эксплуатационная и ремонтная документация. Информационная документация включает: карту технического уровня и качества продукции, патентный формуляр, карту расчета экономической эффективности и цен, протоколы об испытаниях и др. Состав конструкторской документации определяется Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), которая оформлена в виде комплекта Государственных стандартов (ГОСТ). Техническое задание (ТЗ) — это исходный документ для разработки конструкторской документации. ТЗ разрабатывается на основании требований заказчика: заявки, аванпроекта, результатов выполненных научно-исследовательских и экспериментальных работ. В ТЗ дается наименование машины и область ее использования, цель и источник разработки, технические требования, экономические показатели, стадии и этапы разработки конструкторской документации, порядок контроля и приемки продукции. Основные требования, предъявляемые к дорожной машине на этапе проектирования. Проект должен гарантировать эффективное и надежное выполнение дорожной машиной заданных функций н обеспечивать методы и средства контроля и восстановления технического состояния машины в процессе эксплуатации. Требо-ияния к мятиттр оппепеленьт н ТЗ. Основными тпебованиями являются требования к функциональному соответствию конструкции, экономичному использованию сырья, энергии, трудовых ресурсов, к надежности, технологическому и метрологическому обеспечению, к уровню унификации и стандартизации, безопасности, к охране природы, к соответствию условиям эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, эстетическим и эргономическим показателям, к патентной чистоте и конкурентоспособности, маркировке машины, транспортированию, хранению и категории качества. Стадии и этапы выполнения конструкторской документации в соответствии с ЕСКД приведены в табл. 1.2. Техническое предложение (П) содержит технико-экономиче-ское обоснование целесообразности разработок машины, уточненные требования к продукции на основании анализа вариантов возможных технических решений. В зависимости от требований ТЗ в техническое предложение входит следующая конструкторская документация: чертежи общего вида, габаритный чертеж, схемы, ведомость документов П, пояснительная записка, расчеты, патентный формуляр, карта технического уровня. Эскизный проект (Э) содержит принципиальные конструкторские решения, которые дают общее представление о конструкции и принципе работы и о ее соответствии назначению, основные параметры и габаритные размеры. Эскизный проект в дополнение к конструкторским документам (П) содержит программу и методику испытаний и ведомость покупных изделий. Технический проект (Т) представляет собой конструкторские документы, дающие окончательное техническое решение, устройство и параметры, соответствующие назначению продукции. Технический проект служит исходным материалом для разработки рабочей документации. Проект помимо документов (ТЗ) и (Э) обязательно содержит общий вид машины. Рабочая конструкторская документация представляет собой совокупность конструкторских документов, предназначенных для изготовления, контроля, приемки, поставки, эксплуатации и ремонта. Документы рабочего проекта содержат чертежи деталей и сборочных единиц. Карта технического уровня и качества продукции содержит сведения о технико-экономических показателях продукции, характеризующих ее уровень по сравнению с лучшими отечественными и зарубежными аналогами и перспективными эталонными образцами. Патентный формуляр содержит сведения о патентной чистоте машины. Нормоконтроль (ГОСТ 2.111—68*) выполняется на всех стадиях проектирования с целью установления соответствия в разрабатываемых изделиях норм и требований ГОСТов, правильности выполнения конструкторской документации, высокого уровня унификации и др. Технологический контроль (ГОСТ 2.121—73) направлен на проверку 1,2. Стадий и этапы выполнения конструкторской документации i - - j ■ разработки    I конструкторской документации I    Примечание и литеры Д( .ументон Техническое предложение (ГОСТ 2.118—73*) Эскизный проект (ГОСТ 2.119—73*) Технический проект (ГОСТ 2.120—73*) Рабочая конструкторская документация: для опытного образца для серийного производства Подбор материалов Разработка технического предложения (литера документов П) Утверждение технического предложения Разработка эскизного проекта (литера документов Э) Изготовление й испытание макета (при необходимости) Утверждение эскизного проекта Разработка технического проекта (литера документов Т) Изготовление и испытание макета (при необходимости) Утверждение технического проекта Разработка конструкторской документации (документы без литеры) Корректировка конструкторской документации Приемочные испытания опытного образца Корректировка конструкторской документации (литера документов Ох) Изготовление и ислытания установочной серии Корректировка конструкторской документации по результатам испытаний (литера документов А) Оснащение технологического процесса изготовления продукции (литера документов А) Разрабатывается, если предусмотрено техническим заданием Разрабатывается, если предусмотрено техническим заданием или протоколом обсуждения П Разрабатывается, если предусмотрено техническим заданием или протоколами обсуждения П и Э Разрабатывается на основании утвержденного проекта соблюдения в конструкторской документации установленных технологических норм и требований с учетом современного уровня развития техники, способов изготовления с использованием ГАП, эксплуатации и ремонта изделия. Испытания опытного образца являются важным этапом и обеспечивают экспериментальную оценку параметров машины. Итеративный характер процесса проектирования делает необходимым проведение испытаний на какдом этапе создания машины. Виды испытаний определены системой разработки продукции и постановки ее на производстве (ГОСТ 15.001—73). Опытный образец подвергают предварительным и приемочным испытаниям. Последние могут быть государственными, межведомственными и ведомственными. Продукцию серийного производства подвергают государственной приемке, приемо-сдаточным и периодическим 7---1Л%1.    'ri/‘>irTT т^^тттттзг г\гЬг>г> IV* тт <TWr П Г'АПТЯРТРТТШИ ГгОСТ“25051—82**”* Проектирование направлено на создание принципиально новой машины. В этих условиях важно обеспечить преемственность конструкции путем широкого использования стандартизации модульного проектирования машин, унификации, нормализации и типизации. Стандартизация характеризует деятельность, направленную на достижение оптимальной степени упорядочения для решения повторяющихся производственных задач. Стандарт — нормативно-технический документ, устанавливающий требования к выпускаемой продукции, ее проектированию, производству и применению. Соблюдение государственных стандартов (ГОСТ), международных стандартов (ИСО, СЭВ), принятых СССР, является обязательным. Унификация — это процесс уменьшения многообразия конструкций, предназначенных для выполнения одних и тех же или близких по своему характеру функций. Нормализация характеризуется применением уже разработанных и освоенных промышленностью узлов и деталей, материалов, элементов и готовых изделий. Типаж дорожных машин определяет технически и экономически обоснованную совокупность машин массового и серийного производств, объединенных общностью назначения и обладающих прогрессивными техническими показателями. Типаж разделяет машины на группы, подгруппы, классы, подклассы и др. При разработке типажа основу составляют базовые модели машин, которые являются исходными для получения других машин или модификаций. Основные параметры машин составляют параметрический ряд предпочтительных чисел. Типаж машин совершенствуется по мере научно-технического развития. Типизация машин дает возможность получать машины различного назначения, на основе единого конструктивного решения использовать общие методы и машинные программы проектирования и расчета машин. Снижение конструктивной массы машин дает существенный технико-экономический эффект. Проблема снижения материалоемкости продукции строительного и дорожного машиностроения имеет большое народнохозяйственное значение. Технологичность конструкции определяется возможностью изготовления деталей с наименьшими трудовыми затратами при рациональном расходовании материала. Конструктор должен отчетливо представлять наиболее совершенную технологию изготовления и сборки каждой разработанной детали. Технологичность маплины зависит от уровня технологии и организационной структуры завода-изготовителя, его станочного парка, а также масштаба выпуска машины. Требования безопасности и по охране природы определяют условия обеспечения безопасности при монтаже, эксплуатации, обслуживании и ремонте, допустимые уровни звукового давления, вибрации, показатели вредных воздействий ИЯ ГТПИППТПГ vnurnnm- тт/^плллл тТ 4    i    ‘    * Эргономические качества дорожной машины определяются удобством управления. Высокие эргономические качества способствуют получению высокой производственной эффективности. При проектировании дорожную машину рассматривают в совокупности с оператором, управляющим этой машиной, как единую систему. Учитывают целесообразное распределение функций управления между машиной и человеком в результате автоматизации рдбот, выполняемых по определенному алгоритму. С развитием автоматизации и кибернетики функции оператора все больше переходят к машине. Эстетическими требованиями предусматривается сочетание удачных технических и художественных решений в конструкциях машин — обязательные условия повышения их конкурентоспособности. Красивый внешний вид машины получают в результате использования в ходе конструирования определенных эстетических элементов: симметрии, ритма, контрастности, членения, пропорциональности, композиции и цвета. Дизайнеры или специалисты по художественному проектированию эстетически оформляют компоновки узлов, отдельных деталей и машины в целом. Пространственные рисунки будущей машины разрабатывают в нескольких вариантах, в ряде случаев создают пространственные масштабные модели. Организация управления ходом проектирования основана на разработке системы сетевого планирования и управления (СПУ) на базе широкого использования ЭВМ. В системе СПУ инструментом оперативного управления процессом является сетевой график, в котором в определенной последовательности и взаимосвязи представлены все работы, выполнение которых необходимо для достижения конечной цели. 1.4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ Формирование новых технических решений (ТР) связано с разработкой рациональных конструктивных схем машин, определением их параметров и режимов движения рабочих органов, обеспечиваю'дих повышение качества работ, снижение металлоемкости, энергоемкости, трудовых затрат и соблюдение норм экологии. Проблема создания новой машины формулируется как устранение противоречий между потребностями и способами их удовлетворения. Интенсификация инженерного творчества направлена прежде всего на то, чтобы заставить проектировщика думать вслух и дать возможность другим специалистам на базе широкого использования ЭВМ и САПР участвовать в творческом процессе. Это позволяет сообщить проектировщику те сведения и оценки, которые выходят за пределы его знаний и опыта. При проектировании осуществляется общая стратегия творческой деятельности, включающая выполнение трех основных "р'удодур: 3.UXZ21ZZ,    « ицспм. Птенсификация творче ской деятельности при выполнении соответствующих процедур осуществляется на базе использования ряда частных методов. Анализ включает методы, обеспечивающие эффективное определение независимых компонентов проблемы (объекта), разделение проблемы на отдельные задачи, поддающиеся решению, и методы решения. На этапах анализа и синтеза находят применение методы мозговой атаки, синектики, ликвидации тупиковых ситуаций, использования морфологических карт. Синтез содержит рекомендации и методы по выполнению операций соединения частей для получения нового эффекта. На этапе синтеза применяют методы контрольного перечня вопросов, подлежащих оценке и важных для аналогичных ситуаций; выбора критериев оптимальности решения; ранжирования и взвешивания решений на основании общей шкалы оценок; составления технического задания по приемлемому конечному результату; определения индекса надежности решения по элементам. Оценка базируется на системе методов, обеспечивающих изучение и прогноз последствий от практического применения нового объекта и выявление его технико-экономического значения для народного хозяйства, а также экологическую безопасность. Перечисленные методы имеют различную степень распространения и рассматриваются в специальной литературе [13]. Методы синтеза новых конструктивных решений базируются на основных принципах конструктивной эволюции технических систем: а)    переноса решений, заключающегося в переносе наиболее рациональных и проверенных принципов действия или конструкций из одних об-ъектов в другие; б)    предпочтения, основанного на использовании более новых физических эффектов; в)    перехода через предел, заключающегося в последовательном циклическом совершенствовании объекта; г)    начала конструктивной эволюции, основанной на обязательном наличии: у каждого нового ТР предшествующего; д)    механизации и автоматизации, заключающихся в появлении технических объектов, уменьшающих степень участия человека в выполнении требуемой функции; е)    избыточности конструктивных решений, заключающейся в превышении количества идей и технических решений над количеством реализованных; ж)    соответствия функции технических решений, которое заключается в том, что каждой функции отвечает определенный набор технических решений, обеспечивающих ее реализацию; з)    относительного существования, заключающегося в том, что функция имеет большую долговечность, чем техническое решение. Стимулирование выдвижения новых идей и технических решений часто осуществляют на базе использования метода мозговой атаки, когда выдвинутые предложения не критикуются, а разливаются. Этим методом можно пользоваться при решении любых задач и на любом этапе проектирования, если задача четко сформулирована. Выявление новых технических решений осуществляется также методом синектики, который предусматривает широкое использование аналогий для решений проблемы. Для ориентации своего мышления по решаемой проблемешироко применяют аналогии четырех типов: прямую (реальную); субъективную (телесную); символическую (абстрактную) и фантастическую (нереальную). Применение ЭВМ в решении задач поискового конструирования основано на использовании трех групп методов: полностью формализованных методов — алгоритмов, которые могут быть реализованы в виде программ; частично формализованных эвристических методов — эвроритмов при частичном использовании ЭВМ; полностью неформализованных эвристических методов. Простыми и эффективными являются эвристические методы: морфологический анализ и синтез технических объектов; методы поискового конструирования с помощью систематизированных накопителей информации; методы, основанные на системно» анализе функций объектов; методы использования наборов эвристических приемов; методы, основанные на использовании банка физических и технических эффектов и др. Эвристические приема поиска новых решений заключаются в использовании предписаний для получения искомого ТР на базе индивидуальных и межотраслевых фондов эвристических приемов [18]. Широкое применение находят обобщенные методы поиска новых ТР: метод расчленения объекта на состашяющие элементы (диакоптика) с последующим их объединением в более эффективную конструкцию; методика функционального анализа на базе использования морфологических карт и матриц сравнения на базе системного анализа, предусматривающая расчленение заданной общей функции технологического процесса, которую должна выполнять машина (исходная цель), на систему частных подфункций, выполняемых разного уровня звеньями машины; метод формирования новых конструктивных решений посредством анализа и расчленения математической модели явлении, составляющего основу принципа действия проектируемого объекта. Последний метод базируется на широком применении методов математического моделирования. Важным фактором ускоренного развития строительного и дорожного машиностроения являются изобретательство и рационализация. Общее руководство делом развита! изобретательства в стране осуществляется Государственным комитетом по делам изобретений и открытий. При комитете создан институт Патентной экспертизы (ВНИИГПЭ), который организует экспертизу заявок на изобретения. В отрасли етроительного, дорожного ТТ    \/r-4VTT-> пт,^тг»гп МЯ1ПННПСТПОРНИЯ лVKOBOTTrTTJO ичобпетательст- аом осуществляет отраслевое союзное министерство. На предприятиях эту деятельность возглавляет руководитель организации. Работа над новым конструктивным решением требует четкого представления о его квалификации как открытия, изобретения или рационализаторские предложения. Открытие — это факт установления неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познаний. За открытие автор получает диплом и вознаграждение при его внедрении в народное хозяйство. Изобретением является новое, обладающее существенными отличиями, техническое решение задачи в любой отрасли народного хозяйства, дающее положительный эффект. Автору за изобретение выдается авторское свидетельство и вознаграждение или патент. Техническое решение может быть признано изобретением, если оно обладает: новизной, существенными отличиями и дает положительный эффект при внедрении в народное хозяйство. Авторские свидетельства дают государству право монопольного использования изобретения. Патент, в отличие от авторского свидетельства, дает исключительное право монопольного использования изобретения патентообладателю. Рационализаторским предложением называют новое техническое решение, являющееся полезным для организации, где оно подано. За внедрение рационализаторского предложения автор получает вознаграждение. Высокие требования, предъявляемые к эстетическому оформлению технического изделия, а также к законченности информации о новых изделиях, определили необходимость ввести правовую охрану решений на внешний вид промышленного образца и товарного знака. Промышленный образец —- это новое высокоэстетическое решение внешнего айда изделия, пригодное к промышленному осуществлению. Товарный знак — зарегистрированное оригинальное обозначение товара (услуг), служащее для отличия однородных товаров (услуг) различных предприятий. Для признания технического решения изобретением необходимо, чтобы оно соответствовало установленным требованиям и было надлежащим образом оформлено и обязательно заявлено. Документы подаются в Государственный комитет по изобретениям. В состав документов входят заявление, описание изобретения с формулой изобретения и чертежами, справка о творческом участии каждого соавтора. Заявления, поданные от организации, дополнительно содержат документ о новизне технического решения, сведения о патентном поиске, ожидаемый техни ко-эконо-мический эффект. Новые машины и оборудование должны быть выполнены на уровне изобретения. Автор должен убедиться в этом на основе анализа патентной информации в данной области техники. Для интенсификации творческой деятельности изобретатели должны использовать весь набор методов активизации творческого ппоиесса с использованием ЭВМ. Улучшение качества продукции или производительности всегда связано с увеличением трудоемкости, мощности двигателя, повышением точности, массы и др. Изобретение прежде всего направлено на устранение такого рода противоречий. Методы прогнозирования тенденций развития и изменения основных параметров дорожных машин на этапе проектирования. Важным методом обоснования необходимости создания новых дорожных машин и изменения параметров традиционных конструкций является научное прогнозирование. Оно дает вероятностное суждение о будущем с высоким уровнем достоверности и основано на объективном анализе имеющейся научно-техшческой информации. Существующие методы прогнозирования разделяются на три группы: эвристические, математические и комбинированные (рис. 1.2, а). Эвристические методы основаны hi использовании мнений специалистов в соответствующих областяхтехники, характер изменения которых не может быть формализован:. Они основаны на экспертных оценках, составлении сценариев, классификациях, аналогиях и др. Математические метопы основаны на использовании приемов формального описания изучаемого процесса. В зависимости от вида математического описания эта группа методов разделяется на методы моделирования, основанные на решении математических уравнений, и методы экстраполяции или статистические методы, для которых математическим аппаратом являются методы максимального правдоподобия и, как его частный случай, методы наименьших квадрата^, корреляции и регрессионного анализа. По назначению различают исследовательский и нормативный прогнозы. Исследовательский прогноз основан на предположении, что в будущем сохранится объективно сложивааяся в данное время тенденция. При этом широко используют методы экстраполяции. Нормативный прогноз исходит из решении задач, которые обеспечивают достижение требуемого результат в будущем. В технике широко используют методы прогнозюовани я на базе обработки патентной информации, в том числе заключающиеся в экстраполяции тенденций, установленных по динамике патентования по конкурирующим типам конструкции. Для повышения степени достоверности прогноза применяют сочетание различных методов прогнозирования. Различают прогнозы: краткосрочные на 5 лет; среднесрочные — на 5—10 лет; долгосрочные — более чем на 10 лет. Эти сроки обусловлены жизненнш циклом основных типов дорожных машин. При обосновании необходимости создания машин оптимальным сроком прогноза шляется период в среднем до 15 лет. Достоверность прогноза, сданного на более длительный срок, снижается [16]. Моделирование представляет собой процесс изучения проектируемого объекта на модели до его изготовления (рис. 1.2, б). Рис. 1.2. Основные методы прогнозирования (а) и моделирования (б) развития процессов дорожных машин Модель — это мысленно представленная (абстрактная) или материально реализованная (физическая) система, которая способна замещать объект исследования или наиболее существенную его часть так, что изучение модели дает необходимую информацию о новом еще не существующем объекте. Физически подобные модели имеют ту же физическую природу, что и оригинал; математически подобные модели при моделировании на ЭВМ основываются на тождественности математического описания процессов в модели и оригинале. Выбор типа моделей и их построение являются творческим процессом. Модели должны отражать основные интересующие черты процесса, быть чувствительными к характеристикам, определяющим ход процесса, и в то же время не быть чрезмерно сложными. Целесообразно проводить как математическое, так и физическое моделирование. Это позволяет наиболее глубоко и всесторонне исследовать проектируемый объект. Важной проблемой моделирования является установление степени подобия (соответствия) модели проектируемому объекту [3]. Основные параметры дорожных машин на этапе проектирования определяются рядом методов: на основании решения аналитических уравнений, путем обработки данных экспериментов и статистической информации, по аналогии и др. Зависимости 1.3. Формулы для определения основных технических параметров Определяющий параметр параметр Мощность двигателя N *з<?7/6 Тяговое усилие Т Масса m машины (рабочего органа) Объем q среды, взаимодействующий с рабочим органом Ширина В рабочего органа (машины) к1вТ1'3 Скорость v движения в транспортном режиме Скорость ур движения в рабочем режиме, не более 1,5 м/с *23 ml/6 2e= const *24 <?1/6 *25 S‘/2 связи между параметрами приведены в табл. 1.3. Коэффициенты пропорциональности устанавливают по параметрам машины, принятой за эталон, для соответствующих условий эксплуатации или для их усредненных значений, формулы для расчета коэффициентов приведены в табл. 1.4. При установлении статистических зависимостей коэффициенты пропорциональности kt рассчитывают методами теории вероятностей по анализу имеющейся информации. Скорость движения подобных машин также зависит от основных технических параметров. Для режима транспортирования с многочисленными периодами разгона и торможения vH « vMkl/2; для операций взаимодействия рабочих органов с вязкой ньюто-нианской средой » vMk2; для пластичной среды и„ ~ vM. Приведенные зависимости между основными техническими параметрами машин справедливы для областей, в которых установлены коэффициенты kt. Принятие решения является важным этапом проектирования и осуществляется руководителем проекта. Подготовка решения заключается в сопоставлении нескольких альтернативных решений и выборе наилучшего из них по достижению требуемого эффекта. Последний характеризуется целевой функцией (показателем эффективности): F— (Хг), где Xt, ..., Хп—независимые параметры, определяющие характеристики проектируемой машины. Задача принятия решения сводится к оптимизации целевой функции. Эффективным средством подготовки оптимальных решений при проектировании является методология исследования опера- 1,4. Значения коэффициентов пропорциональности для ложных машин (устанавливаются по машине-эталону) Коэффи- циент Определи* зависимость Коэффи циент Определя зависимость ' ,'оэффи-днент Определя зависимость
<<< Предыдущая страница  1     Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я