Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследований 12
1.1 Обзор современного состояния теории и практики развития эксплуатационной технологичности машин и оборудования 12
1.2 Анализ состояния методов обеспечения и критериев оценки эксплуатационной технологичности машин 24
1.3 Выводы, цели и задачи исследований 35
2 Выбор номенклатуры показателей эксплуатационной технологичности лесозаготовительных машин (ЛЗМ) и обоснование методов их оценки 38
2.1 Выбор перечня показателей эксплуатационной технологичности ЛЗМ 38
2.2 Обоснование и апробация методик оценки показателей эксплуатационной технологичности ЛЗМ 43
2.3 Методика и прогнозирование показателей ремонтопригодности ЛЗМ (на примере тракторов «ОТЗ» и машин на их базе) 60
2.4 Выводы 66
3 Экспериментально-производственные исследования показателей эксплуатационной технологичности импортных ЛЗМ (на примере форвард еров марки «Komatsu») 68
3.1 Методика проведения экспериментальных исследований 68
3.2 Математическая обработка данных по продолжительностям и трудоемкостям операций номерных ТО форвардеров «Komatsu» 840.4 74
3.3 Выводы з
4 Сравнительная оценка показателей эксплуатационной технологичности форвардеров «komatsu» и тракторов «ОТЗ» 87
4.1 Характеристика показателей эксплуатационной технологичности тракторов «ОТЗ» (на примере трактора ТБ-1М15) 87
4.2 Сравнительная сопоставимая оценка показателей эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» 840.4 и тракторов ТБ-1М15 91
4.3 Выводы 95
5 Разработка рекомендаций по обеспечению и повышению эксплуатационной технологичности отечественных и зарубежных ЛЗМ 97
5.1 Методика поиска неисправностей элементов гидросистемы ЛЗМ 97
5.2 Обоснование уровня оснащенности ремонтно-обслуживающей базы предприятия 99
5.3 Обоснование уровня ремонтопригодности ЛЗМ 102
5.4 Обоснование очередности повышения эксплуатационной технологичности элементов ЛЗМ 104
5.5 Установление зависимости величины трудоемкости ТО от параметров эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» 840.4 106
5.6 Выводы 109
Заключение 111
Список использованных источников
- Анализ состояния методов обеспечения и критериев оценки эксплуатационной технологичности машин
- Методика и прогнозирование показателей ремонтопригодности ЛЗМ (на примере тракторов «ОТЗ» и машин на их базе)
- Математическая обработка данных по продолжительностям и трудоемкостям операций номерных ТО форвардеров «Komatsu» 840.4
- Сравнительная сопоставимая оценка показателей эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» 840.4 и тракторов ТБ-1М15
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время одним из
приоритетных направлений повышения эффективности
лесопромышленного комплекса Российской Федерации является повышение уровня технической эксплуатации используемых машин и оборудования, в том числе, путем совершенствования их эксплуатационной технологичности (ЭТ).
Современные лесозаготовительные машины (ЛЗМ), как отечественного, так и зарубежного производства, не имеют нормативно-технических документов, оговаривающих величины продолжительности и трудоемкости выполнения операций их технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта, т. е. одних из основных показателей эксплуатационной технологичности машин. В свою очередь, это затрудняет организацию рациональной технической эксплуатации ЛЗМ, конкурентоспособную оценку приобретаемой лесозаготовителями техники.
Исследование и оценка эксплуатационной технологичности ЛЗМ позволит ранжировать ее уровень у приобретаемых или выпускаемых машин, определять более совершенную технику, внедрять мероприятия по улучшению эксплуатационной технологичности серийных машин, прогнозировать величины параметров ЭТ на стадии проектирования.
Для осуществления оценки эксплуатационной технологичности ЛЗМ необходима систематизация факторов, свойств, параметров, обуславливающих и характеризующих ЭТ, разработка методик ее оценки и прогнозирования. Таким образом, тема исследования актуальна, обладает практической значимостью, так как около трети затрат в себестоимости заготовленного кубометра древесины приходится на техническую эксплуатацию ЛЗМ, которая определяется их эксплуатационной технологичностью.
Степень разработанности темы исследования. К настоящему
времени в ряде отраслей российской экономики, в которых
эксплуатируются промышленные тракторы, автомобили,
сельскохозяйственные машины, многими учеными, научными работниками, инженерами достаточно подробно раскрыты общие и отдельные вопросы исследования, оценки и совершенствования эксплуатационной технологичности машин и оборудования, используемых в соответствующих отраслях.
Вопросы, относящиеся к эксплуатационной и ремонтной
технологичности отечественных лесных машин и оборудования,
освещены в работах авторов таких учреждений, как МГУЛ,
ЦНИИМЭ, СПбГЛТУ, Северный (Арктический) федеральный
университет, КарНИИЛП, ПетрГУ, Воронежская ГЛТА и др. Однако,
исследований по комплексной, многогранной оценке
эксплуатационной технологичности отечественных ЛЗМ не достаточно, а результатов оценки эксплуатационной технологичности зарубежных ЛЗМ практически нет.
В данной работе рассматривается комплекс взаимосвязанных задач по обоснованию номенклатуры параметров, характеризующих эксплуатационную технологичность ЛЗМ, обоснованию методик их количественной оценки. При этом основное внимание уделено недостаточно проработанной проблеме сравнительной оценки приспособленности ЛЗМ к выполнению предусмотренного производителем комплекса операций ТО машин при их эксплуатации, а так же прогнозированию показателей технологичности при проектировании ЛЗМ.
Цель работы: повышение эффективности технической эксплуатации ЛЗМ путем улучшения их эксплуатационной технологичности за счет совершенствования уровня оценки ее характеризующих параметров.
Задачи, решение которых необходимо для достижения цели:
-
Систематизировать факторы, влияющие на эксплуатационную технологичность современных ЛЗМ, выбрать перечень параметров для оценки эксплуатационной технологичности ЛЗМ.
-
Обосновать и апробировать методы и методики оценки выбранных параметров, характеризующих эксплуатационную технологичность ЛЗМ.
-
Разработать методику экспериментальных исследований параметров эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» и обработки их результатов.
-
Исследовать и оценить параметры эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» в условиях их рядовой эксплуатации.
-
Обосновать и апробировать методику прогнозирования показателей эксплуатационной технологичности ЛЗМ.
-
Дать сравнительную оценку параметров эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» и тракторов «ОТЗ».
Сформулировать рекомендации по повышению уровня
эксплуатационной технологичности ЛЗМ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Обоснованы и апробированы методы для оценки уровня эксплуатационной технологичности отечественных и импортных ЛЗМ.
-
Впервые дана оценка параметров эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» по результатам хронометражных наблюдений в условиях их рядовой эксплуатации.
-
Предложена методика прогнозирования параметров ремонтопригодности ЛЗМ, учитывающая массу навесного технологического оборудования, дана оценка прогнозируемых параметров ремонтопригодности тракторов «ОТЗ» и ЛЗМ на их базе.
-
Установлены уравнение связи между величиной времени устранения отказа трансмиссии и массой машины для тракторов «ОТЗ» и ЛЗМ на их базе, а также уравнение зависимости трудоемкости ТО от числа операций, числа видов инструментов и численности исполнителей для форвардеров «Komatsu».
-
Впервые осуществлена сравнительная сопоставимая оценка показателей эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» и тракторов «ОТЗ».
-
С использованием полученных в диссертационной работе новых результатов разработаны рекомендации по улучшению эксплуатационной технологичности исследуемых ЛЗМ. Теоретическая и практическая значимость работы заключается
в следующем:
-
Применение методов оценки параметров эксплуатационной технологичности дополняет теорию и практику технического совершенствования ЛЗМ, представляет практический интерес для их разработчиков и изготовителей, организаций и предприятий, занимающихся их эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом, а также для использования в учебном процессе при подготовке специалистов по направлению «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства».
-
Предложенные и апробированные методики прогнозирования и оценки эксплуатационной технологичности ЛЗМ на стадии проектирования могут быть использованы производителями для
оптимизации параметров эксплуатационной технологичности и обеспечения конкурентоспособности разрабатываемых машин.
-
Полученные в ходе исследований значения продолжительности и трудоемкости выполнения операций всех плановых видов ТО форвардеров «Komatsu», отсутствующие в нормативных документах и инструкциях, а также уравнение зависимости трудоемкости их ТО от числа операций, числа видов инструментов и численности исполнителей могут быть использованы дилерскими и эксплуатирующими организациями, в том числе для сравнительной оценки приобретаемой техники.
-
Установленное уравнение связи между величиной времени устранения отказа трансмиссии и массой машин для тракторов «ОТЗ» может быть использовано производителем при проектировании более совершенных конструкций машин.
-
Разработанные рекомендации по улучшению эксплуатационной технологичности исследуемых ЛЗМ способствуют повышению эффективности их технической эксплуатации.
Методология и методы исследования. Методология исследования базируется на системном анализе теории и практики оценки и методов повышения эксплуатационной технологичности машин с учетом достижений современной науки в данной области прикладных исследований, отраженных в работах отечественных и зарубежных ученых. Для достижения цели диссертационной работы и решения сформулированных задач использованы методы натурных экспериментально-производственных хронометражных наблюдений и экспертных оценок; методы статистической обработки и анализа экспериментальных данных; методы корреляционного и регрессионного анализа; методы теории надежности.
Положения, выносимые на защиту:
-
Комплекс параметров и методик для оценки эксплуатационной технологичности лесозаготовительных машин.
-
Методика прогнозирования показателей ремонтопригодности ЛЗМ на стадии проектирования и результаты ее апробации на примере тракторов «ОТЗ» и машин на их базе.
-
Результаты экспериментально-производственных хронометражных исследований по определению и прогнозированию показателей эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu».
-
Методика и результаты сравнительной оценки параметров эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» и тракторов «ОТЗ».
-
Рекомендации по повышению уровня эксплуатационной технологичности лесозаготовительных машин.
Степень достоверности результатов исследования
подтверждена их непротиворечивостью и согласованностью с данными производственных экспериментов, натурных наблюдений, апробацией предлагаемых методик и рекомендаций.
Апробация работы осуществлена на следующих научных конференциях:
-
62-я, 63-я научные конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Петрозаводск, ПетрГУ, 2010, 2011.
-
Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы лесного комплекса». Брянск: БГИТА, 2011.
-
Международная научно-техническая конференция «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии». Петрозаводск, ПетрГУ, 2011.
-
IV Международная научно-производственная конференция «Перспективные направления развития автотранспортного комплекса». Пенза: МНИЦ ПГСХА, 2011.
-
Третья, четвертая республиканские научно-практические конференции молодых ученых, аспирантов, докторантов «Повышение эффективности лесного комплекса республики Карелия». Петрозаводск, ПетрГУ, 2012, 2013.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 15 научных работ, в т.ч. одна монография и 4 статьи в научных журналах, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций.
Объект исследования: комплекс лесозаготовительных машин -тракторы «ОТЗ» и машины на их базе; форвардеры марки «Komatsu».
Предмет исследования: эксплуатационная технологичность лесозаготовительных машин, параметры и методы ее оценки.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, пяти приложений. Общий объем диссертации 147 страниц, в т.ч. 8 рисунков, 26 таблиц. Список использованных источников включает 84 наименования.
Анализ состояния методов обеспечения и критериев оценки эксплуатационной технологичности машин
Эффективность современного лесозаготовительного производства напрямую зависит от технического и технологического уровня используемых машин и оборудования. В процессе эксплуатации надежность и производительность лесозаготовительной техники обеспечивается, прежде всего, за счет проведения надлежащих инженерных, организационных и экономических мероприятий по поддержанию ее работоспособного состояния. В связи с этим более востребованными оказываются лесозаготовительные машины, которые максимально приспособлены к соответствующим техническим воздействиям и, в первую очередь, к выполнению различных видов ТО с наименьшими затратами времени, труда и средств. Для создания ЛЗМ, которые отвечали бы этим требованиям, становится объективной необходимостью исследование и оценка уровня эксплуатационной технологичности существующих машин с выявлением направлений по его повышению.
Под технологичностью конструкции изделия понимается совокупность свойств конструкции, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ [23]. Собственно же эксплуатационная технологичность является свойством конструкции машины, которое характеризует ее приспособленность к поддержанию работоспособности, проведению регулировочных и заправочных работ, всех видов ТО и эксплуатационных ремонтов при оптимальных затратах труда, материалов, времени и средств [32].
В вопросах надежности, совершенствования технической эксплуатации ЛЗМ известны работы таких ученых и исследователей, как В.А. Александров, В.В. Амалицкий, В.Н. Андреев, Г.М. Анисимов, В.В Балихин, Б.М. Большаков, В.В. Быков, B.C. Волков, В.В. Миляков, Ф.П. Попов, А.В. Питухин, В.Н. Шиловский, Н.И. Серебрянский, В.М. Костюкевич, Н.С. Еремеев, А.В. Саливоник, А.И. Урюпин, Г.Ю. Гольштейн и др. [1, 2, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 15, 17, 41, 53, 54, 49, 51, 46, 47, 67, 73, 29, 57, 61, 22]. В сфере технического обслуживания и ремонта лесных машин и оборудования значительный вклад внесли такие исследователи, как М.П. Жуков, А.С. Минков, В.П. Копчиков, Ю.М. Кулагин, В.Н. Шиловский, В.В. Городецкий, Н.С. Еремеев и др. [30, 33, 48, 65, 66, 69, 72, 74, 75].
Применительно к автотракторной и сельскохозяйственной технике проблемами их технической эксплуатации, ремонтопригодности и эксплуатационной технологичности занимались Г.Е. Топилин, В.М. Забродский, СП. Баженов, B.C. Малкин, В.И. Сарбаев, А.И. Яговкин, Р.Х. Хасанов, П.Н. Волков, Н.И. Иващенко, Е.А. Пучин, А.Д. Ананьин, В.М. Михлин, В.М. Стариков и другие ученые [60, 9, 39, 58, 77, 64, 18, 31, 32, 4, 43].
На сегодняшний день отечественные машины для лесозаготовительной промышленности не отличаются высокими технико-экономическими параметрами, они во многом морально устарели, их производство осуществляется на протяжении десятков лет без каких-либо серьезных усовершенствований [13]. В связи с этим значительно возрастает поток импортной техники, которая является более надежной, производительной и, как следствие, востребованной на рынке, несмотря на высокую стоимость. Получение экономического эффекта от использования этой техники в рамках отдельных предприятий нередко ведет к огромным экономическим потерям на уровне государства (закрытие собственных машиностроительных заводов, уменьшение количества занятых, увеличение экспорта необработанного круглого леса за купленную технику и т.д.).
Не смотря на преобладание зарубежных машин для лесозаготовок в Республике Карелия, до сих пор не проводились серьезные исследования по определению показателей их эксплуатационной технологичности и, прежде всего, затрат времен и труда на выполнения различных операций ТО. Данными о величинах этих показателей не располагают даже дилерские пункты, занимающиеся распространением и сервисным обслуживанием импортной техники. При этом известно, что зарубежная лесозаготовительная техника предъявляет высокие требования к проведению регламентных технических обслуживании [22, 57].
На основании вышесказанного можно заключить, что проведение исследования по определению величин показателей ЭТ ЛЗМ, прежде всего, зарубежных, последующая сравнительная оценка их с отечественными машинами и выявление наиболее технологичных решений с точки зрения приспособленности к проведению ТО является актуальным направлением в области повышения эффективности отечественной лесозаготовительной техники.
Технологичность конструкций машин, как и другие их свойства, является функцией конструктивных, производственных и эксплуатационных факторов. Состав каждой из этих групп факторов, их влияние на характеристики определяются назначением и конструктивными особенностями машин, условиями их эксплуатации, ТО и ремонта [4, 9, 18, 43]. Рассмотрим эти факторы. 1) Конструктивные факторы Конструктивные факторы характеризуют контролепригодность, доступность, легкосъемность, взаимозаменяемость, стандартизацию и унификацию, восстанавливаемость, преемственность, монтажепригодность, эргономичность, сложность операций ТО и Р, транспортабельность, сохраняемость и гигиеничность машин, их составных частей и сборочных единиц.
Контролепригодность характеризуется: наличием на машине встроенных средств контроля технического состояния и режимов работы (приборов, индикаторов состояния и т.п.), унифицированных сборочных единиц, а также устройств, удобных для подключения внешних средств контроля серийной диагностической аппаратуры; рациональной концентрацией точек подключения контрольной аппаратуры; возможностью технической диагностики всех параметров, предусмотренных эксплуатационной и ремонтной диагностикой на машину без демонтажа составных частей и сборочных единиц;
Методика и прогнозирование показателей ремонтопригодности ЛЗМ (на примере тракторов «ОТЗ» и машин на их базе)
Исследования в области условий труда и эргономики позволили уточнить и представить размерные величины и схемы зон удобств, положения исполнителей при выполнении технологических операций. При определении степени удобства необходимо место ТО рассматривать в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Наиболее удобной рабочей зоной для стоящего исполнителя в вертикальной плоскости является зона в виде прямоугольника шириной 1200мм и высотой 600мм, расположенного против него на высоте 1000мм от опорной поверхности. Закономерным является тот факт, что чем дальше от исполнителя по горизонтали вперед и сбоку находится объект работы или если он выше 1600мм или ниже 1000мм, тем труднее эту работу выполнить. Характеристики зон удобства при выполнении технологических операций представлены в таблице 2.3 [25, 43].
Используя принцип определения длительности движений по относительным величинам (таблица 2.2) и зная основные позы исполнителя, можно оценить технологичность проведения операций при выполнении ТО. Для пользования нормативами (таблица 2.3) необходимо исследуемую операцию представить в виде суммы простейших движений исполнителя или микроэлементов работы, оценив их характеристику, повторяемость, темп, усилия, удобство и точность выполнения. После этого по таблице 2.4 нужно определить шифр, единичную длительность операции и при известном числе движений определить суммарную ее длительность в относительных единицах. Затем, используя переводной коэффициент кр, нетрудно перейти к абсолютным значениям продолжительности или трудоемкости выполнения рассматриваемой операции.
Таблица 2.3 - Характеристики зон удобства при ТО тракторов Зона удобства обслуживания Пределы, мм Характеристика Горизонтальная плоскость Удобная боковая ±600 Сохраняется свободное положение тела исполнителя, полный обзор основной рабочей зоны Малоудобная боковая ±(600... 800) Положение тела исполнителя напряженное, затруднен обзор основной рабочей зоны Неудобная боковая Более ± 800 Исполнитель вынужден совершать переходы по фронту работза пределами полукруга, описанного радиусом его руки;нарушается обзор основной рабочей зоны Вертикальная плоскость Нижняя неудобная 0...500 Значительное мышечное напряжение исполнителя из-за неудобного положения тела: угол наклона туловища вниз на90 и более, затруднено выполнение точных движений, необходимые усилия при работе с ключами увеличиваются Нижняя малоудобная 500...1000 Небольшое напряжение и некоторая связанность движений исполнителя Средняя удобная 1000...1600 Положение тела исполнителя свободное Верхняя малоудобная 1600...1800 Пользование ключами при вытянутых руках исполнителя, работы затруднены; снижается обзор основной рабочей зоны
Верхняя неудобная Более 1800 Значительное мышечное напряжение исполнителя вследствиетого, что приходится резко изгибать шею и туловище,вытягивать руки, а иногда и подниматься на носки;нарушается обзор основной рабочей зоны
В качестве примера определим длительность операции по контролю уровня и доливке масла в картер дизеля колесного трактора [43]. Прежде всего, разобьем эту операцию в порядке технологической последовательности на элементарные движения исполнителя, а наименования элементов операции занесем во вторую графу таблицы 2.4. Затем каждому элементу операции присваиваем условные индексы: В — для вспомогательных, О - для основных и ПЗ — для подготовительно-заключительных элементов операции (третья графа таблицы 2.4). Согласно рисунку 2.3 и таблице 2.3 определяем зону расположения места ТО. Ручка щупа расположена на высоте 1280мм, а крышка заливной горловины на высоте 1540мм; они удалены от исполнителя на расстояние 200...400мм. Следовательно, места ТО находятся в наиболее удобной зоне работы. По таблице 2.2 устанавливаем шифр движений и их характеристики. Так, для первого элемента операции «взять щуп» исполнитель совершает свободный подъем руки на 450мм, поэтому по второй графе таблицы 2.2 находим «движение руки на 0,50...0,25», в третьей графе характеристику «приближенно-контролируемое», а в четвертой - шифр этого движения «5П». В зависимости от темпа, усилия, удобства и точности движения уточняем его характеристику, добавляя к выбранному шифру номер уточняющей графы. В данном случае получим «5П7», что означает «движение руки на 0,5...0,25м, легкое, удобное». Единичная длительность такого движения в соответствии с шифром «5П7» равна 65о.е. Поскольку исполнитель во время выполнения операции должен сделать это движение дважды, то общая длительность элемента операции будет 2 х 65 = ІЗОо.е. Полученное число заносим в шестую графу таблицы 2.4.
Аналогично рассчитывают и оценивают в относительных единицах длительности остальных элементов рассматриваемой операции. Общая длительность рассматриваемой операции составляет 7486о.е., в том числе оперативная - 641 Оо.е.
Для перехода к абсолютным значениям продолжительности выполнения операций обслуживания необходимо прохронометрировать одну из них и определить переводной коэффициент по формуле (2.7). Как правило, такая возможность затруднена, поэтому, приняв среднее значение переводного коэффициента (кр = 1,5), определяем абсолютную продолжительность операции: Т = 7486 -1,5/100 = 112,29 с. Сравнение полученных расчетных (таблица 2.4, графа 6) и экспериментальных (графа 7) значений трудоемкости позволяет оценить точность расчета по данному методу. Ошибка расчета не превышает 4%.
Математическая обработка данных по продолжительностям и трудоемкостям операций номерных ТО форвардеров «Komatsu» 840.4
В качестве исследуемых видов ТО форвардеров «Komatsu» 840.4 выбраны плановые (ТО-1,2,3,4,5,6), поскольку они являются наиболее насыщенными по числу и сложности выполняемых операций, а также имеют фиксированную периодичность проведения (в моточасах) и могут быть суммарно оценены за определенную наработку.
Хронометражные наблюдения по определению продолжительностей и трудоемкостей выполнения номерных видов ТО форвардеров «Komatsu» 840.4 проводились в условиях их рядовой эксплуатации при поддержке лесозаготовительного предприятия ЗАО «Шуялес» [35, 37]. Наиболее ответственные виды ТО (Т025о, TOsoo, TOwoo, ТО2000) проводились обслуживающими бригадами механиков предприятия в условиях рядовой эксплуатации форвардеров с использованием передвижных средств обслуживания на базе автомобилей УАЗ 2206/39094. Другие виды номерных ТО (TQ25, ТО50) так же, как и ЕО выполняются операторами форвардеров самостоятельно. Возможность проведения различных видов ТО импортных ЛЗМ на местах работы с использованием специальных передвижных средств технического сервиса является характерной и положительной особенностью их эксплуатации [37, 75]. В связи с этим транспортировка машин на стационарные пункты ТО и ремонта перестает быть необходимостью, как для тракторов «ОТЗ» при выполнении сложных видов их ТО, например ТО-3, сезонных технических обслуживании [33, 52].
Хронометражные карты экспериментальных наблюдений за проведением номерных видов ТО форвардеров «Komatsu» 840.4 оформлены по следующему образцу [30]: Машина (марка, тип, модель) Вид ТО Серийный номер Дата проведения ТО Год выпуска Условия проведения ТО Эксплуатирующая организация Характеристика рабочего места Наработка с начала эксплуатации Исполнители (должность, стаж работы) Наименование операции ТО Начало операции ТО, ч.мин.сек Конецоперации ТО, ч.мин.сек Продолжительность операции ТО Исполнитель операции ТО Численность исполнителей операции ТО Итого: начало ТО / конец ТО / продолжительность ТО Хронометражист (фамилия) Ответственное лицо (должность, подпись, фамилия)
В результате проведенных хронометражных наблюдений и экспертной оценки [3] компетентными лицами (сотрудниками ЗАО «Шуялес» и официального дилера компании «Komatsu Forest» в Республике Карелия ООО ПКФ «Скандинавские Технологии») определены значения продолжительностей и трудоемкостей всех операций номерных видов ТО форвардеров «Komatsu» 840.4, а также численность их исполнителей и номенклатура применяемого инструмента/приспособлений. В Приложениях А, Б и В представлены хронометражные карты ТО, полученные значения продолжительностей и трудоемкостей операций ТО, перечень используемого инструмента/приспособлений.
Математическая обработка данных по продолжительностям и трудоемкостям операций номерных ТО форвардеров «Komatsu» 840.4 Продолжительность и трудоемкость операций ТО являются случайными величинами и как следствие, их значения не одинаковы, а изменяются в различных пределах, т. е. выражаются рядом более или менее отличающихся друг от друга чисел. Поскольку составить ясное представление об изучаемой величине по целому ряду различных чисел не представляется возможным, возникает необходимость проведения математической обработки имеющихся данных для определения следующих значений при нормальном законе распределения [38]: Среднее арифметическое значение исследуемого параметра (продолжительности и трудоемкости): Хср = -х,, (3.1) где п - число наблюдений; х, - г-е значение исследуемого параметра. Среднее квадратическое отклонение величины параметра от ее среднего значения [18, 60]: т ,-хсру S = i- : (3-2) п — 1 Ошибка среднего арифметического значения параметра: ст = - (3-3) А/И Коэффициент вариации значений параметра [59] v(%) = —-100%. (3.4) Хер Показатель точности результата [38]: / (%) = —.100%. (3.5) Хер Показатель достоверности результата: t=--4n. (з.б) V Необходимое число опытов, предполагая нормальное распределение значений исследуемого параметра, определяется по формуле: « - (3-7)
Для определения примерного числа опытов допустим, что результат нужно получить с точностью Р = 10% при ориентировочной вероятности 0,683 и коэффициенте вариации v = 15%. Показатель достоверности при вероятности результата 0,683 t = 1 [38]. Тогда получим следующее: 152-1 n = — = 2,25. 102 Таким образом, с учетом опытов по оценке оперативного времени проведения ТО машин и оборудования лесной промышленности [30, 33] принимаем необходимое число опытов п = 3. Как видно из полученных результатов исследования по определению оперативной продолжительности и трудоемкости плановых видов ТО форвардеров «Komatsu» 840.4 фактическое минимальное число опытов составляет п = 4 (см. Приложение Б), что вполне приемлемо для проведения дальнейшей оценки.
Сравнительная сопоставимая оценка показателей эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» 840.4 и тракторов ТБ-1М15
Основным показателем повышения эксплуатационной технологичности агрегата является удельные издержки на замену детали за заданный полный срок службы машины Т0 [68]. Ресурс j-й детали tj, наиболее влияющей на удельные издержки, должен быть увеличен, в первую очередь, на величину, кратную межремонтному ресурсу агрегата tM. Значения математического ожидания tj и tM имеют рассеивание с тем или иным распределением, которые должны при заданных стоимостных ограничениях обеспечить максимальную вероятность безотказной работы P(t) и наиболее полное использование tj.
Пусть известны: tM, полный срок службы объекта Т0 и стоимость деталей С\, С2, Сз, ..., Cj. Необходимо определить очередность и уровень повышения tj, если трудоемкость Мзамены очередной детали составляет: М\, ..., Mj. Задача может быть решена с использованием рекомендаций работы [63]. В первую очередь устанавливается, насколько полно используются tj при данном tM в целых числах, т.е. tjltM.
Суммарная недоиспользованная часть ресурса детали Atj при данном tM может быть определена по формуле: где Уф - фактически реализуемый ресурс j-й детали при данном значении tM; z -применяемость (число одноименных j-x деталей) в агрегате. При расчете стоимости деталей, остаточные ресурсы Atj которых больше значений tM (Atj tM), не учитывают, т.к. эти детали могут быть использованы при ремонте: 105 Д/, =(?--/,)-/ „+1), (5.6) где Т = tj4 nj =tJ t [( ./0/v,/OJ z/ пкр - число капитальных ремонтов за период Т0. Для определения трудовых издержек (Сзп) за период Т0 устанавливают общее число разборок по щ за 7дя; = [( /O/v//OJ z;l часовую тарифную ставку j-ro исполнителя, а также оперативное М/ j-ro исполнителя [43]. c.-ilfc/O/fc/OI- - - (5-7)
При очередной разборке агрегата по замене j-й детали другие детали дефектуются и заменяются при условии, когда их остаточный ресурс А/, tM. Общие затраты, связанные с заменой j-й детали за период Т0 равны: iACl=±{Ci.zi.Ati).r;+inn.Mi.UJ+±tpj-Cy6, (5.8) где /д/ - продолжительность простоя при замене j-й детали, ч. По максимальному значению ЛС,- на замены j-й детали устанавливают очередность повышения ресурса tj.
Для иллюстрации методики рассмотрим условный пример, представленный в таблице 5.1, где из общих затрат (5.8) рассмотрены затраты на запасные части, связанные с заменой отказавших деталей.
Наибольшие издержки на замену деталей дизеля происходят из-за недостаточной долговечности коленчатого вала и гильз цилиндров, ресурсы которых подлежат повышению в первую очередь.
Исходные данные и результаты расчетов очередности повышения надежности деталей дизеля ЛЗМ Наименование детали 1 J шт. моточас. с,.руб. руб. п,, шт. н руб. Коленчатый вал дизеля 1 6300 72000 72000 2 145000 Гильза блока цилиндров 4 5000 3720 14880 3 44640 Кулачковый вал механизма газораспределения 1 8200 9840 9840 2 19680 Поршень дизеля 4 5700 1710 6840 2 13680 Палец верхней головки шатуна 4 5400 1140 4560 2 9120 Втулка верхней головки шатуна 4 5400 530 2120 2 4240 Коленчатый вал пускового двигателя 1 7300 12520 12520 2 25040 Согласно рассмотренному во второй главе аналитическому методу оценки показателей эксплуатационной технологичности машин между техническими параметрами, характеризующими конструкцию, и показателями эксплуатационной технологичности существует корреляционная связь [43]. Выявленную корреляционную связь можно представить в виде более простого уравнения регрессии [76]: Y = a + blXl+bIX2+... + bkXk, (5.9) где Y— зависимая переменная (оперативная трудоемкость ТО); 107 a,b\...bk коэффициенты уравнения; Х\...Хк - независимые переменные (конструктивные и эксплуатационно-технологические факторы).
На основании имеющихся данных исследований по величинам показателей эксплуатационной технологичности форвардеров «Komatsu» 840.4 путем проведения обычного множественного регрессионного анализа возможно получение уравнения по виду (5.9). В таблице 5.2 представлены входные данные для множественной регрессии.
Каждый последующий вид ТО впитывает в себя предыдущие виды С использованием возможностей программы Excel были проверены все комбинации зависимостей Y от х: 1) Y отхі, х2, хЗ, х4; 2) Y отхі, х2, хЗ; 3) Y от х1.х2, х4: 4) УотхІ.хЗ, х4; 5) Y от х2. хЗ. х4; 6) YOTX1,X2; 7) УотхКхЗ: 8) Y отх1,х4; 9) YOTX2,X3: 10) Y от х2, х4.
На основании полученных с помощью программы Excel результатов анализа множественной регрессии наиболее приемлемой комбинацией оказалась зависимость оперативной трудоемкости ТО (Y) от числа операций ТО (xl), числа видов инструментов/приспособлений (х2) и минимальной численности исполнителей (хЗ). В таблице 5.3 представлена компьютерная распечатка полученных результатов множественного регрессионного анализа.
