Тема. Классификация систем машин

Все многообразие средств механизации строительства можно разделить по уровню комплектования на машины, комплекты машин, комплексы машин и системы машин. На каждой фазе строительного производства можно выделить свои специфические машины, комплекты, комплексы и системы машин, каждый из которых характеризуется определенными взаимосвязями между машинами, особенностями их функционирования, методами и способами их проектирования, формирования и использования.

Так, например, на первой фазе строительного производства - добыча сырья (песок, гравий, глина и т.д.) на карьерах нерудных материалов, а также при выполнении земляных работ можно выделить комплект машин "экскаватор — автосамосвалы". На фазе возведения объекта "кран - средства доставки конструкций " и так далее.

Машина - это средство механизации в виде совокупности функционально взаимодействующих узлов, включая и сменные рабочие органы, обеспечивающих эффективное функционирование машины при выполнении своих задач.

Комплект машин — это совокупность функционально связанных взаимодействующих машин, выполняющих, как правило, часть технологического процесса, но достаточно самостоятельную. Например, комплект машин: "экскаватор - автосамосвалы", "кран - панелевозы", "бетоносмесительная установка - бетоновозы" и т.д.

Комплекс машин — это совокупность функционально связанных взаимодействующих машин, выполняющих, как правило, весь технологический процесс. Например, бетоносмесительная установка - бетоновоз - промежуточный бункер - бетононасос.

Комплектование машин — это сложный взаимосвязанный процесс, включающий решение многочисленных задач оптимального проектирования, формирования и использования машин, комплектов, комплексов и систем машин.

Парк машин - это совокупность машин для выполнения заданных объемов работ. Здесь не обязательна взаимосвязь всех машин в парке.

Для упрощения изложения, вместо конкретных понятий — комплект, комплекс, парк мы будем часто использовать термин система машин.

Система машин - это множество машин, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которые образуют определенную целостность, единство.

В качестве основных классификационных признаков системы машин применяются:

1) сложность системы машин;

2) характер работы машин системы;

3) характер взаимодействия машин в системе.

Хотя такое деление и относительно, но оно позволяет выделить соответствующие принципы, методы и средства анализа, синтеза и оптимизации высокоэффективных систем машин в строительстве.

Сложность системы машин определяется тремя факторами:

а) размерностью, т.е. общим числом параметров, характеризующих систему машин;

б) сложностью структуры, определяемой общим числом связей между машинами и их разнообразием (таблица 2.1);

в) сложностью ситуаций, в которых может находиться система.

По характеру работы системы машин можно разделить на три группы:

а) непрерывного действия, где все машины работают непрерывно
(например, стан непрерывной прокатки изделий);.

б) смешанного действия, где часть машин работает непрерывно, а часть - циклично (бетоносмесительный завод - транспортировка бетона - непрерывная укладка бетона);

в) циклического действия, где все машины работают циклично (экскаватор - автосамосвалы, кран – панелевоз и т.п.).

Из всех систем машин наиболее распространены системы циклического действия, они более специфичны и универсальны. Это объясняется тем, что в строительстве, в основном, находятся в движении не предметы труда, а средства труда, средства механизации: машины, комплекты и комплексы машин.

Ниже в таблице 2.1. представлены основные схемы комплектов машин циклического действия.

Таблица 2.1 - Основные схемы комплектов машин циклического действия

К простым системам машин можно отнести схемы комплектов 1, 2, 4 (таблица 2.1).

К сложным системам машин можно отнести схемы 3, 5, 6,7 (таблица 2.1).

По характеру взаимодействия машин в системе системы машин в строительстве можно разделить на две группы: системы машин с регулярным потоком и нерегулярным потоком машин в системе.

Система машин с регулярным потоком машин означает, что взаимодей­ствие машин в системе происходит через строго определенные промежутки времени.

Система машин с нерегулярным потоком машин означает, что взаимо­действие машин в системе происходит по известному или заданному закону распределения.

Для строительства характерны как системы машин с регулярным потоком машин, так и с нерегулярным. Обе эти ситуации часто встречаются на практике. Если взаимодействие машин в системе характеризуется регулярным потоком, то это еще не означает, что анализ процессов функционирования машин более прост, чем, например, при поступлении простейшего потока.

Среди нерегулярных потоков машин наибольшее распространение нашли пуассоновские потоки. Это объясняется тем, что, используя пуассоновские потоки, мы ставим систему машин в наиболее тяжелые условия. Если система машин рассчитывалась на этот тяжелый случай, то при наличии других случайных потоков с одинаковой плотностью результаты расчета будут более надежными.

Все машины в системе работают по-разному. Так, машина может работать одна, т.е. она не имеет связей с другими машинами. Например, работа
экскаватора в отвал. После машины работает одна или несколько машин.
Например, работа крана с погрузкой продукции на панелевозы. До машины
работает одна или несколько машин. Например, перед работой катка может
работать автогрейдер. До и после машины работает одна или несколько
машин.

Комплексная механизация строительства тесно взаимосвязана с технологией выполнения различных видов строительных работ, имеющих определенную структуру.

Состав и взаимосвязь основных, вспомогательных и обслуживающих процессов образуют структуру (таблица 2.2).

Таблица 2.2 - Структура строительных работ