簡介：挖掘機作業(yè)機群系統(tǒng)是工程中常用的作業(yè)機群系統(tǒng)，其機群配置的合理性對系統(tǒng)的生產率以及工程的效益有重要影響。以往的研究主要著重于用排隊論的方法分析系統(tǒng)的工作狀況，提出優(yōu)化參數(shù)，但這些方法都過于理論化，很難準確高效的指導生產實踐。本文通過對相關的試驗數(shù)據(jù)和經驗進行分析，論述了這一機群的合理配置的條件和決策方法，能夠有效的提高系統(tǒng)生產率。關鍵字：挖掘機,機群配置挖掘機作業(yè)機群系統(tǒng)是工程中常用的作業(yè)機群系統(tǒng)，其機群配置的合理性對系統(tǒng)的生產率以及工程的效益有重要影響。以往的研究主要著重于用排隊論的方法分析系統(tǒng)的工作狀況，提出優(yōu)化參數(shù)，但這些方法都過于理論化，很難準確高效的指導生產實踐。本文通過對相關的試驗數(shù)據(jù)和經驗進行分析，論述了這一機群的合理配置的條件和決策方法，能夠有效的提高系統(tǒng)生產率。通常所說的挖掘機作業(yè)機群系統(tǒng)即挖掘機－自卸車系統(tǒng)，對這一系統(tǒng)配置技術的研究包括：機械的合理選擇和挖掘機與自卸車的合理配置以及與之相關的作業(yè)方法研究。1挖掘機的合理選擇作為主導機械，挖掘機性能參數(shù)和結構類型的正確選擇將直接影響施工的進度、成本和效益。挖掘機選擇的基本原則是：挖掘機的斗容量和臺數(shù)與工程量和工程進度相適應；挖掘機的結構類型與土壤條件和工程特點相適應；具有較高的性能價格比、工作可靠性及駕駛舒適性。挖掘機斗容量的選擇首先取決于工程量的大小和工程進度要求。為不同的工程量選擇合理的斗容量將會使施工成本大大降低。斗容量一定時，工程量越大，施工成本與工程量的關系如圖1所示。

由圖中曲線可知，工程量越大，選擇較大的斗容量可降低單位施工成本。若已知工程量的月進度，可參照表1選擇合理的斗容量。

2挖掘機的生產率分析2.1工作循環(huán)時間分析當機型一定時，決定挖掘機生產率的基本因素是工作循環(huán)時間ｔ，且ｔw＝ｔc＋ｔy＋ｔx＋ｔf

式中：ｔc——挖掘時間

ｔy——向卸載點運行時間

ｔx——卸載時間

ｔf——向工作面返回時間挖掘時間ｔ取決于鏟斗挖掘速度的高低（合理值約為0.75m/s），過高的挖掘速度將增加操作人員的緊張和疲勞程度。為減少運行時間ｔ和返回時間ｔ，應在允許的情況下盡量減小回轉角?；剞D角的合理范圍一般為70°~180°，最佳角度為90°。回轉角度過小時，由于達不到最大回轉速度，不能充分利用發(fā)動機功率，從而增加運行和返回時間。卸載時間主要取決于鏟斗的結構和土壤性質。不同斗容量與不同土質條件下挖掘機的自由卸載時間如表2所示。向自卸車內卸土時，卸載時間將增加10%～15%。

由表中數(shù)據(jù)分析可知，隨著土壤粘性和斗容量的增加，卸載時間明顯增加。2.2操作人員的工作效率分析操作環(huán)境對操作人員工作能力的發(fā)揮有很大的影響。技術等級一定時，影響操作人員工作效率的主要因素是操作的復雜性、工作時間和操作環(huán)境等。表3為不同操縱形式下的工作循環(huán)時間測試的相對值。由表中數(shù)據(jù)分析可知，隨著操縱復雜性和工作持續(xù)時間的增加，工作循環(huán)時間的延長，生產率降低。圖2和圖3分別為操作人員效率隨工作時間和駕駛室溫度變化的關系。表4為不同噪聲環(huán)境下的相對工作循環(huán)時間。由表中數(shù)據(jù)可知，隨著噪聲的增強，工作循環(huán)時間明顯增加。

3自卸車與挖掘機的合理配置自卸車與挖掘機配置的合理性是決定自卸車－挖掘機系統(tǒng)生產率和經濟效益的基本因素。自卸車的載重量和臺數(shù)應符合挖掘機生產率和工程運距的要求。3.1自卸車載重量的確定載重量的大小不僅影響挖掘運輸系統(tǒng)的生產率，而且影響施工成本。斗容量一定時，施工成本與載重量與之間的關系如圖4所示。

由圖中曲線分析可知，當斗容量一定時，存在一最佳載重量與之相匹配使施工成本最低；斗容量越大，施工成本最小值對應的載重量隨之增加。當運距和斗容量確定時，自卸車的載重量可參考表5選取。有關試驗研究表明，挖掘機斗容量與載重量合理配置的基本要求是：斗容量1～2.5m3的挖掘機配置載重量11～25t的自卸車。

3.2自卸車臺數(shù)的確定自卸車的數(shù)量取決于運輸距離和平均運輸速度，其確定的基本原則是既能保持挖掘機工作的連續(xù)性和生產率要求，又不會經常產生裝車等待現(xiàn)象。自卸車臺數(shù)ｎ的一般表達式為ｎz＝tq/tz＋１

式中：ｔq——自卸車平均運輸周期

ｔz——平均裝載時間在實際作業(yè)中，平均運輸周期和平均裝載時間均為隨機變量，需要確定其概率分布才能加以精確描述。

為使挖掘機－自卸車系統(tǒng)具有較高的生產效率，除了合理確定系統(tǒng)的基本參數(shù)外，還應保證自卸車與挖掘機之間，以及自卸車與卸土點之間具有最佳的行駛路線。對于大型工程，道路上的車輛密度應合理控制，以提高平均運輸速度。4結論根據(jù)上述分析，可以得出以下幾點結論：（1）對不同的工程量和施工進度，選擇最佳斗容量的挖掘機將大大降低施工成本。（2）挖掘機合理的挖掘速度為0.75m/s，最佳的回轉角度為90°。（3）操作人員的技術水平和操作環(huán)境（溫度、噪聲、濕度等），以及持續(xù)工作時間對挖掘裝載生產效率有顯著影響。（4）自卸車載重量與挖掘機斗容量的配置合理性對施工成本有顯著影響，合理配置的基本要求是，對于斗容量1～2.5m3的挖掘機配置載重量11～25t的自卸車。挖掘機作業(yè)機群系統(tǒng)是工程中常用的作業(yè)機群系統(tǒng)，其機群配置的合理性對系統(tǒng)的生產率以及