№ вар. | n max , об/мин | L, мм | D, мм | П, мм | t, мм | T доп, мин | t, мин | Pz доп, Н | N доп (N двиг ), квт | Ra доп, мкм |
1 | 1600 | 200 | 50 | 6 | 6 | 20 | 10 | 8000 | 12 | 12,8 |
2 | 10000 | 200 | 80 | 2 | 1 | 30 | 15 | 2000 | 8 | 1,6 |
3 | 6000 | 300 | 40 | 3 | 3 | 30 | 15 | 5000 | 10 | 6,4 |
4 | 3000 | 400 | 80 | 8 | 8 | 25 | 20 | 10000 | 12 | 6,4 |
5 | 12000 | 100 | 20 | 1 | 0,5 | 30 | 15 | 3000 | 12 | 0,8 |
6 | 5000 | 250 | 50 | 3 | 2 | 25 | 15 | 6000 | 10 | 3,2 |
7 | 4000 | 200 | 40 | 5 | 5 | 40 | 15 | 9000 | 11 | 12,8 |
8 | 9000 | 200 | 30 | 3 | 1,5 | 35 | 20 | 4000 | 10 | 1,6 |
9 | 5000 | 300 | 40 | 4 | 4 | 30 | 15 | 6000 | 12 | 6,4 |
10 | 2500 | 400 | 60 | 8 | 8 | 25 | 20 | 12000 | 15 | 6,4 |
11 | 15000 | 300 | 20 | 1 | 0,3 | 20 | 10 | 3000 | 8 | 0,8 |
12 | 4000 | 450 | 30 | 2 | 2 | 50 | 10 | 5000 | 8 | 3,2 |
13 | 6000 | 200 | 80 | 5 | 5 | 45 | 15 | 11000 | 12 | 12,8 |
14 | 15000 | 300 | 50 | 1 | 0,5 | 40 | 15 | 2000 | 10 | 0,8 |
15 | 7000 | 300 | 30 | 4 | 4 | 45 | 10 | 6000 | 10 | 6,4 |
16 | 3000 | 300 | 50 | 5 | 5 | 50 | 20 | 8000 | 12 | 6,4 |
17 | 12000 | 200 | 30 | 2 | 0,3 | 55 | 15 | 2000 | 12 | 0,8 |
18 | 5000 | 300 | 40 | 2 | 2 | 45 | 15 | 5000 | 8 | 3,2 |
19 | 3000 | 350 | 50 | 6 | 4 | 35 | 15 | 10000 | 11 | 12,8 |
20 | 10000 | 250 | 20 | 1.6 | 0,4 | 30 | 15 | 3000 | 10 | 0,8 |
Окончание табл.4 | ||||||||||
№ вар. | nmax, об/мин | L, мм | D, мм | П, мм | t, мм | T доп, мин | t, мин | Pz доп, Н | N доп (N двиг ), квт | Ra доп, мкм |
21 | 8000 | 300 | 30 | 6 | 4 | 25 | 10 | 5000 | 12 | 3,2 |
22 | 4000 | 150 | 40 | 7 | 7 | 20 | 10 | 12000 | 12 | 12,8 |
23 | 10000 | 300 | 25 | 3 | 1,5 | 25 | 15 | 2000 | 10 | 1,6 |
24 | 8000 | 400 | 20 | 2 | 2 | 30 | 15 | 6000 | 8 | 6,4 |
25 | 3000 | 200 | 50 | 4 | 4 | 35 | 15 | 9000 | 8 | 12,8 |
26 | 10000 | 300 | 80 | 4 | 2 | 40 | 15 | 2000 | 12 | 1,6 |
27 | 8000 | 250 | 30 | 3 | 2 | 45 | 20 | 6000 | 12 | 3,2 |
28 | 4000 | 300 | 50 | 8 | 8 | 50 | 10 | 14000 | 15 | 12,8 |
29 | 15000 | 200 | 20 | 2 | 0,3 | 45 | 15 | 2000 | 8 | 0,8 |
30 | 8000 | 300 | 30 | 2 | 2 | 40 | 15 | 4000 | 10 | 3,2 |
31 | 3000 | 150 | 100 | 6 | 6 | 35 | 10 | 12000 | 11 | 12,8 |
32 | 4000 | 200 | 90 | 5 | 5 | 30 | 15 | 11000 | 10 | 1,6 |
33 | 5000 | 250 | 80 | 6 | 4 | 25 | 15 | 8000 | 8 | 6,4 |
34 | 6000 | 300 | 70 | 3 | 3 | 20 | 20 | 6000 | 8 | 6,4 |
35 | 7000 | 350 | 60 | 5 | 2.5 | 25 | 15 | 4000 | 7 | 0,8 |
36 | 8000 | 400 | 50 | 4 | 2 | 30 | 15 | 3000 | 6 | 3,2 |
37 | 9000 | 450 | 40 | 3 | 1.5 | 35 | 15 | 2000 | 5 | 12,8 |
38 | 10000 | 500 | 30 | 2 | 1 | 40 | 20 | 1500 | 4 | 1,6 |
39 | 11000 | 450 | 40 | 1 | 0.5 | 45 | 15 | 1500 | 4 | 6,4 |
40 | 12000 | 300 | 50 | 1 | 1 | 50 | 20 | 2000 | 6 | 6,4 |
41 | 13000 | 250 | 40 | 1 | 0.5 | 55 | 10 | 2500 | 6 | 0,8 |
42 | 14000 | 200 | 30 | 2 | 0.5 | 50 | 10 | 2000 | 5 | 3,2 |
43 | 15000 | 150 | 25 | 0.6 | 0.3 | 45 | 15 | 2500 | 5 | 12,8 |
44 | 6000 | 200 | 80 | 7 | 7 | 40 | 15 | 8000 | 10 | 0,8 |
45 | 7000 | 250 | 70 | 6 | 6 | 35 | 10 | 7000 | 9 | 6,4 |
46 | 8000 | 300 | 60 | 10 | 5 | 30 | 20 | 12000 | 12 | 6,4 |
47 | 9000 | 350 | 50 | 8 | 4 | 25 | 15 | 6000 | 10 | 0,8 |
48 | 10000 | 400 | 45 | 3 | 3 | 20 | 15 | 5000 | 8 | 3,2 |
49 | 5000 | 450 | 60 | 4 | 4 | 25 | 15 | 3000 | 6 | 12,8 |
50 | 4000 | 500 | 70 | 5 | 5 | 30 | 15 | 4000 | 8 | 0,8 |
t в = 2 мин для всех вариантов |
Методические указания.
Чтобы сформулировать оптимизационную постановку задачи, нужно выбрать критерий оптимальности, управляемые параметры, ограничения.
· Управляемые параметры. Данная задача используется при расчетах режима работы оборудования. Поэтому управляемыми параметрами будут элементы режима резания: подача S и скорость резания V.
· Критерий оптимальности и функциональные ограничения. Они могут быть получены из набора показателей качества работы системы (4.1)… (4.5). В соответствии с тем, как сформулированы требования на показатели качества (табл.4), можно понять, какие показатели качества использовать в качестве критерия оптимальности, какие – в виде функциональных ограничений.
Судя по исходным данным, мы имеем информацию по допускаемым значениям силы резания, мощности, шероховатости и стойкости. Так, например, если значение силы резания, полученное при определенных значениях параметров, будет большим, чем допускаемое, то система будет неработоспособна и возможна поломка инструмента. Поэтому, текущее значение силы не должно превышать допускаемого: P z £ P z доп.
Аналогично можно получить вид всех функциональных ограничений.
Те (или тот) показатели качества, на которые нельзя сформулировать ограничения по типу «не более», можно использовать в качестве критерия оптимальности.
· Прямые ограничения. В качестве прямых ограничений можно использовать паспортные данные станка по предельным значениям подач и оборотов шпинделя. Для всех вариантов:
12,5 ≤ n ≤ n max (об/мин), (4.6)
0.07 ≤ S ≤ 4.16 (мм/об). (4.7)
При этом следует помнить, что параметры n и V взаимозависимы, поэтому прямое ограничение (4.6) должно быть выражено через V (см. формулу 4.1).
Решение задачи. При поиске оптимального значения рекомендуется использовать один из методов поиска: метод покоординатного спуска, метод конфигураций или их сочетание [1, с.71-72].
Задание № 4
5.1. Описание задачи
Цель решения задачи по заданию №4 – освоить приемы нахождения оптимальных решений в отсутствие математической модели, связывающей критерий оптимальности с вариантами решений.
Прежде чем выполнять задание №4, необходимо изучить приемы нахождения оптимальных решений на основе балльных методов [1, с.97-103], а также в условиях многокритериальности [1, c. 83-88].
Цель решения задачи - выбрать оптимальную профессию, для которой показатели безопасности будут минимальными или максимальными.
В настоящее время для оценки профессионального риска используются результаты аттестации рабочих мест по условиям труда. Процедура аттестации рабочих мест по условиям труда прописана в литературе [4]. Условия труда оцениваются интегрировано с учетом комплексного воздействия на человека различных опасных и вредных производственных факторов. Суть методики интегральной оценки условий труда заключается в балльной оценке условий труда по гигиеническим показателям производственной среды. Балльные оценки условий труда приведены в Р 2.2.2006-05 «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса».
В качестве показателей безопасности для оценки профессионального риска используются три показателя, которые формулируем как критерии оптимальности:
· обобщенный уровень безопасности ; (5.1)
· обобщенный уровень риска ; (5.2)
· годовой профессиональный риск . (5.3)
В зависимостях (5.1) – (5.3):
- уровень безопасности по i -му фактору производственной среды, n - число учитываемых факторов производственной среды, t – трудовой стаж, принимается t= 25 лет.
Уровень безопасности по i -му фактору производственной среды определяется:
, (5.4)
где - максимальная балльная оценка, принимается = 6, - балльная оценка по i – му фактору среды; определяется по классу условий труда в соответствии с Р 2.2.2006-05:
Условия труда | Балльная оценка |
1 класс | 1 балл |
2 класс | 2 балла |
3.1 класс | 3 балла |
3.2 класс | 4 балла |
3.3 класс | 5 баллов |
3.4 класс | 6 баллов |