Компонентно-структурный анализ

При проведении компонентного анализа выполняется выделение элементов (операций) верхнего (первого) иерархического уровня и элементов надсистемы, с которыми взаимодействует техническая система (технологический процесс). Здесь же может быть определен состав элементов (операций) верхнего иерархического уровня, то есть элементы второго иерархического уровня.

При проведении структурного анализа выявляются связи между элементами (операциями) технологического процесса и надсистемы, которые выделены при выполнении компонентного анализа. Компонентный и структурный анализы представлены в таблице 3.4.

Анализ проводился на верхнем и нижнем иерархических уровнях. При рассмотрении учитывались только значимые узлы конструкции экскаватора выполняющие основные функции операций технологического процесса.

Элементы подсистемы (верхний иерархический уровень):

1. Ковш;

2. Рукоять;

3. Стрела;

4. Поворотная платформа;

5. Гидросистема

6. Силовая установка;

7. Опорно-поворотное устройство;

8. Механизм поворота платформы;

9. Противовес;

10. Ходовое устройство.

Элементы надсистемы:

1. Грунт (груз);

2. Воздух;

3. Гравитация.

Компонентно-структурный анализ показал наличие большого количества связей элементов подсистемы и надсистемы, и выявил нежелательные эффекты этих связей.

Общее количество взаимодействий – 50.

Количество нежелательных эффектов – 15:

1. Нежелательный эффект 1 (НЭ1) – рукоять-ковш: ограничение траектории движения ковша;

2. Нежелательный эффект 2 (НЭ2) – рукоять-стрела: ограничение траектории движения рукояти;

3. Нежелательный эффект 3 (НЭ3) – стрела-рукоять: ограничение траектории движения стрелы;

4. Нежелательный эффект 4 (НЭ4) – стрела-поворотная платформа: появление неуравновешенной силы;

5. Нежелательный эффект 5 (НЭ5) – поворотная платформа-опорно-поворотное устройство: неравномерная передача весовой нагрузки во время поворота платформы;

6. Нежелательный эффект 6 (НЭ6) – поворотная платформа-механизм поворота платформы: появление сил инерции при разгоне и торможении;

7. Нежелательный эффект 7 (НЭ7) – гидросистема – силовая установка: потери мощности двигателя на преодоление сопротивления жидкости в гидросистеме;

8. Нежелательный эффект 8 (НЭ8) – силовая установка-поворотная платформа: появление неуравновешенной силы в случае пустого ковша при минимальном радиусе вылета рабочего оборудования;

9. Нежелательный эффект 9 (НЭ9) – силовая установка-воздух: загрязнение окружающей среды;

10. Нежелательный эффект 10 (НЭ10) – противовес-поворотная платформа: появление неуравновешенной силы;

11. Нежелательный эффект 11 (НЭ11) – ходовое устройство-грунт: нарушение прочности грунта в результате превышения удельного давления или окружной силы;

12. Нежелательный эффект 12 (НЭ12) – грунт-ковш: износ поверхностей трения ковша и зубьев;

13. Нежелательный эффект 13 (НЭ13) – грунт-ковш: налипание (намерзание) грунта на стенки ковша;

14. Нежелательный эффект 14 (НЭ14) – грунт-ходовое устройство: создать сопротивление движению;

15. Нежелательный эффект 15 (НЭ15) – гравитация-грунт: в ковше затраты энергии на подъем грунта.

Общие выводы по элементному анализу:

1. Экскаватор представляет собой сложную, разветвленную цепь взаимодействий и преобразований с большим количеством элементов;

2. Количество элементов надсистемы – 3; количество элементов подсистемы – 10;

3. Было выявлено 15 нежелательных эффектов в 50 взаимодействиях; общее количество возможных парных взаимодействий – 169;

4. Общее значение коэффициента эффективности составило 23%, что позволяет сделать вывод о крайне низкой эффективности исследуемой технологии и необходимости перехода к иным принципам технологического процесса.

Расчет коэффициента эффективности системы (КПД системы):

(3.1)

где N(элем)ГПФ – количество элементов, участвующих в главной полезной функции (ГПФ),

NВР – число вредных функций.

Коэффициент полезного действия существующего технологического процесса равен 23%. Для повышения эффективности процесса проведем свертывание технологической цепочки.

Функциональный анализ

Главной целью построения функциональной модели является выявление нежелательных эффектов рассматриваемой конструкции, связанных с наличием вредных функций и функций и с неадекватным уровнем их выполнения. Объектом анализа является существующая модель, существующая конструкция одноковшового экскаватора. Анализ выполнен в табличной форме (см. таблицу 3.4). Обозначения даны в таблице 3.3.

Рекомендуем также:

Выбор материалов и допускаемых напряжений
Так как крутящий момент ведомого вала равняется Т2=140[Нм], то целесообразнее всего цементация стали. Для изготовления зубчатых колес выбираем сталь марки 25ХГТ. После термообработки, твердость шестерни составит около 610 НВ, а твердость колеса - около 570 НВ. Допускаемые контактные напряжения: ...

Внешняя неуравновешенность и уравновешивание двигателей
Определение неуравновешенных сил и моментов от системы сил инерции поступательно-движущихся масс. Под внешней неуравновешенностью двигателя понимается наличие в нем периодических сил или моментов сил, передающихся на фундамент. Эти силы вызывают вибрацию. В СЭУ с ДВС вследствие неуравновешенности ...

Основные узлы и модули комплекса КТСМ-01
Периферийный контроллер ПК-02 В качестве базового устройства в комплексе контроля состояния подвижного состава планируется использовать периферийный контроллер ПК-02. Контроллер представляет собой устройство с программным управлением (микропроцессорную систему), что позволяет расширять область ег ...