ч 1 доценко

1.5 Техніко-економічні показники роботи обладнання

Для оцінки ефективності використання технологічного обладнання необхідно знати його техніко-економічні показники, до яких відносяться продуктивність, потужність, коефіцієнт корисної дії (ККД), коефіцієнт використання обладнання в часі та інші.

Продуктивність – це здатність технологічної машини виробляти певну кількість продукції за одиницю часу. Залежно від фізичного стану продукції, що виробляється, продуктивність може вимірюватися в шт/год, кг/год, та м³/год. Згідно сказаного продуктивність може бути штучна, масова та об'ємна. В Міжнародній системі одиницею відліку робочого часу машини слугує секунда (с). Продуктивність машини, яка виражена відношенням кількості готової продукції до часу в секундах, легко переводиться в годинну або хвилинну продуктивність за допомогою множення на відповідний коефіцієнт.

Розрізняють три види продуктивності машин: теоретичну, технічну та експлуатаційну. На практиці важливе значення має теоретична і технічна (дійсна) продуктивності.

Теоретична продуктивність – це кількість продукції, яку машина може виробити за одиницю часу при безперебійній і безперервній роботі в стаціонарному режимі. Даний параметр зазначається в технічних даних на машину.

Для машин періодичної дії теоретична продуктивність в загальному вигляді визначається так: місткість робочої камери машини поділена на тривалість технологічного циклу.

де С – робоча місткість машини, виражена в штуках, одиницях об'єму або маси;

Т_т.ц – тривалість технологічного циклу, с.

Отже, теоретична продуктивність машини періодичної дії – це кількість продукції яка випускається даною машиною за один робочий цикл.

Технологічний (робочий) цикл – це проміжок часу між двома послідовними моментами видачі машиною готової продукції. Технологічний цикл включає тривалість завантаження продукту, час оброблення продукту в робочій камері і тривалість вивантаження:

Т_т.ц = t₃ + t_o + t_в ,

де t₃ – тривалість завантаження продукту в машину, с;

t_o – тривалість оброблення продукту, с;

t_в – тривалість вивантаження продукту з машини, с;

Здійснивши відповідні перетворення, отримаємо:

Для машин періодичної дії:

де Q_т^об – теоретична об'ємна продуктивність, м³/год;

V₀ – об'єм робочої камери, м³;

φ – коефіцієнт завантаження робочої камери, , де V_пр – об'єм продукту в робочій камері.

де Q_т^м – теоретична масова продуктивність, кг/год;

ρ – густина продукту, кг/м³.

де Q_т^шт – теоретична штучна продуктивність, шт/год;

К – кількість штук продукту або виробів, яка вміщується у робочу камеру машини за один робочий цикл, шт.

Для машин безперервної дії:

Q_т^об = φ × F₀× υ × 3600

де Q_т^об – теоретична об'ємна продуктивність, м³/год;

φ – коеф. завантаження площі поперечного перерізу розвантажувального пристрою;

F₀ – площа поперечного розрізу розвантажувального пристрою, м²;

υ – швидкість руху потоку продукту, м/с.

Q_т^м = φ × F₀× υ × ρ × 3600

Q_т^м – теоретична масова продуктивність, кг/год;

ρ – густина продукту, кг/м³.

де Q_т^шт – теоретична штучна продуктивність, шт/год;

К – кількість штук продукту, яка вміщується в поперечному розрізі машини, шт.;

S – крок виробів у потоці (довжина виробу та відстань між сусідніми виробами).

Технічна (дійсна) продуктивність – це середня кількість продукції, яка випускається машиною за одиницю часу з урахуванням витрат часу на технічне обслуговування (регулювання, змащення машини тощо). Технічна продуктивність пов'язана з теоретичною:

Q_тех = К_т.в × Q_т ,

де Q_тех – технічна продуктивність;

Q_т – теоретична продуктивність;

К_т.в – коефіцієнт технічного використання машини.

де t_р – час роботи машини, год.;

t_т.о – час технічного обслуговування машини (регулювання, переналагоджування, очищення робочих органів тощо), год.;

t_від – час, необхідний на відновлення працездатності машини після відмови, год.

Експлуатаційна продуктивність – це показник, який характеризує машину в умовах експлуатації на конкретному виробництві з урахуванням усіх витрат робочого часу, в тому числі з причин відмови машини.

Експлуатаційна продуктивність пов'язана з теоретичною:

Q_екс = К_з.в × Q_т ,

де Q_екс – експлуатаційна продуктивність;

К_з.в – коефіцієнт загального використання технологічної машини.

де t_орг – час простою машини через організаційні причини, год.

Коефіцієнт загального використання технологічної машини враховує всі втрати робочого часу, в тому числі і простої машини через організаційні причини. Ці втрати не пов'язані з якістю роботи машини та її технічним станом. Величина даного коефіцієнта залежить від специфіки і організації роботи підприємства, де експлуатується машина.

Потужність машини. Робота технологічної машини зумовлена механічною енергією, яка підводиться до робочого органа від двигуна через передавальний пристрій. Потужність електродвигуна, тобто енергія, яка підводиться до нього від електромережі за одиницю часу, повинна забезпечувати втрати в самому двигуні, у передавальному механізмі, на робочому валу, який передає рух робочому органу і на виконання роботи робочим органом із заданою швидкістю.

Залежно від характеру руху робочого органа машини, її потужність при поступальному русі розраховується за формулами:

а під час обертального руху робочих органів за формулами:

де – потужність для забезпечення руху робочого органа, Вт;

– потужність для забезпечення перероблення продукту робочим органом, Вт;

, – зусилля, прикладені до робочого органа і продукту, Н;

, – обертальний момент, прикладений до робочого органа і продукту, Н·м;

ν, ω – лінійна і кутова швидкості руху робочого органа і продукту, м/с або с^-1.

Загальна потужність, яка передається вхідному валу виконавчого механізму, визначається з урахуванням усіх витрат у виконавчому і передавальному механізмах:

де – загальний ККД машини, який враховує втрати потужності під час її передачі від вала електродвигуна до робочого органа;

Потужність витрачається на:

- виконання технологічного процесу;

- на роботу механізмів на холостому ходу;

- подолання сил тертя в кінематичних парах;

- розсіювання енергії в результаті деформації і вібрації деталей і машин;

- подолання опору під час увімкнення сил гальмування.

де , – відповідно корисна і витрачена потужність.

В цілому ККД машини визначається як добуток окремих коефіцієнтів корисної дії, що враховують втрати на різних ділянках машини. Загальний ККД при послідовному з'єднанні механізмів розраховується так:

де , , – ККД окремих ланок.

ККД при паралельному з'єднанні механізмів дорівнює:

де , , – потужності, які витрачаються на подолання корисних опорів елементами кінематичного ланцюга;

– потужність рушійної сили.

Продуктивність технологічних машин і потужність, необхідна для виконання заданого технологічного процесу, залежать від розмірів робочих камер, конструкції робочих органів і характеру їх руху, а також від способів і режимів обробки продукту.

Содержание