Содержание к диссертации
Введение
1. Машины и оборудование лесозаготовок и обработки древесного сырья и повышение эффективности их функционирования .18
1.1 Функциональное назначение и особенности производственного использования технологических машин и оборудования лесного комплекса .21
1.2 Условия эксплуатации технологических машин лесного комплекса и причины их отказов 26
1.3 Влияние эксплуатационных факторов на работоспособность рабочих органов при взаимодействии с перерабатываемой древесиной .41
1.4 Характерные отказы и долговечность деталей ответственных узлов технологических машин лесного комплекса 50
1.5 Выводы 55
2. Особенности взаимодействия деталей технологических машин лесного комплекса с древесиной и пути повышения их износостойкости .57
2.1 Особенности эксплуатационного нагружения шиповых элементов фрикционно-механических подающих устройств .59
2.2 Нагружение сучкорезных устройств многооперационных лесозаготовительных машин 68
2.3 Химические и электрохимические аспекты изнашивания железоуглеродистых материалов при их фрикционном взаимодействии с древесиной 76
2.4 Особенности фрикционного механохимического взаимодействия и изнашивания рабочих органов технологических машин древесиной 83
2.5 Выводы .93
3. Закономерности и особенности влияния геометрических параметров и состояния поверхностных слоев на износостойкость трибосопряжений машин лесного комплекса 94
3.1 Основные процессы и факторы, определяющие сопротивление материалов деталей машин и оборудования коррозионному изнашиванию при контакте с древесными веществами 95
3.2 Основные процессы и факторы, определяющие сопротивление материалов деталей механическому изнашиванию 101
3.3 Особенности изнашивания деталей технологических машин лесного комплекса по механизму микровыкрашивания 105
3.4 Особенности изнашивания деталей рабочих органов лесозаготовительных машин при абразивном воздействии .125
3.5 Синергетические явления при изнашивании деталей древесиной 126
3.6 Выводы 131
4. Обоснование конструкционных методов повышения долговечности деталей машин лесного комплекса 133
4.1 Обоснование рациональной формы и назначения материалов подающих вальцов 133
4.2 Обоснование требований к прочностным параметрам шипов .140
4.3 Минимизация нагрузок, действующих при работе ножевых устройств .143
4.4. Обоснование химического состава и структуры материалов деталей, взаимодействующих с древесиной 145
4.5 Минимизация сил трения при фрикционном контакте функциональных поверхностей деталей с древесиной 149
4.6 Перспективы использования высокоуглеродистых сплавов с шаровидным графитом для обеспечения износостойкости деталей подающих вальцов 154
4.7 Повышение износостойкости и демпфирующих характеристик подшипников скольжения шарнирных соединений манипуляторов 158
4.8 Выводы 172
5. Технологические методы обеспечения износостойкости деталей машин лесного комплекса .174
5.1 Обоснование условий и режимов упрочняющей обработки подающих вальцов .175
5.2 Деформирующая упрочняющая обработка эластичным проволочным инструментом 178
5.3 Формирование герметизирующих слоев неподвижных разъемных соединений повышенной износостойкости 184
5.4 Повышение износостойкости ножей сучкорезных устройств электроискровым и электродеформационным упрочнением 192
5.5 Выводы .196
6. Методология выполнения триботехнических и технологических исследований 198
6.1 Исследование особенностей фрикционно-механического контактирования и изнашивания рабочих элементов подающих вальцов при технологическом взаимодействии с древесиной 199
6.2 Методика исследований изнашивания в условиях жидкостно-абразивной среды .204
6.3 Методика исследования коррозионно-механического изнашивания деталей при фрикционном взаимодействии с древесиной 209
6.4 Определение теплофизических и триботехнических параметров исследуемых материалов 218
6.5 Исследование контактных характеристик неподвижных стыков деталей гидравлических систем 222
6.6 Методы оценки износа образцов .229
6.7 Методы оценки физико-химических характеристик исследуемых образцов 235
7. Экспериментальные исследования работоспособности подающих и срезающих устройств машин лесного комплекса .239
7.1 Исследование влияния геометрических характеристик шипов на уровень их фрикционно-механического сцепления с древесиной 239
7.2 Исследование влияния геометрических характеристик ножевых устройств на силовые параметры срезания сучьев 244
7.3 Исследование материалов для изготовления подающих и срезающих устройств при изнашивании их древесиной .253
7.4 Исследование изнашивания материалов в присутствии абразива и жидкости в зоне трения .265
7.5 Исследование эффективности поверхностной упрочняющей обработки исследуемых деталей .267
7.6 Выводы 269
8. Исследования работоспособности подшипниковых материалов и гидравлических соединений манипуляторов .271
8.1 Исследование подшипников скольжения шарнирных узлов манипуляторов лесозаготовительных машин 271
8.2 Влияние режимов нанесения покрытий на функциональные параметры соединения 281
8.3 Исследование контактной жесткости стыков неподвижных разъемных соединений и ее влияние на герметичность 288
8.4 Выводы 294
9. Производственное апробирование и оценка эффективности использования результатов исследований .296
9.1 Условия проведения и результаты производственных испытаний опытных образцов трибосопряжений технологических машин лесного комплекса 297
9.2 Расчет экономической эффективности промышленного использования полученных результатов 308
9.3 Перспективы практического использования результатов диссертации для создания импортозамещающего конверсионного производства многооперационных лесозаготовительных машин .318
9.4 Использование результатов работы в учебном процессе 319
9.5 Выводы 320
Заключение и выводы диссертационной работы 322
Список литературы .326
- Функциональное назначение и особенности производственного использования технологических машин и оборудования лесного комплекса
- Особенности изнашивания деталей технологических машин лесного комплекса по механизму микровыкрашивания
- Исследование контактных характеристик неподвижных стыков деталей гидравлических систем
- Расчет экономической эффективности промышленного использования полученных результатов
Функциональное назначение и особенности производственного использования технологических машин и оборудования лесного комплекса
Техника, используемая для обеспечения функционирования предприятий лесного комплекса, включает машины, оснащенные различными технологически ориентированными устройствами. К ним относятся лесопромышленные установки, деревоперерабатывающие станки и инструменты, применяемые при их эксплуатации. Совокупность технологических процессов, выполняемых этими машинами, в основном сводится к следующим операциям: срезание древесины на лесосеке, очистка от сучьев, раскряжевка, перемещение, погрузка и транспортировка на деревоперерабатывающие предприятия, где из нее получают разнообразные заготовки и изделия.
В конструкциях технологических машин и оборудования, применяемых в лесном комплексе, можно выделить функциональные узлы, механизмы и агрегаты, которые для решения задач обеспечения надежности имеют определяющее значение: это механизмы захвата, резания и подачи, технологические перемещающие устройства, а также гидравлические силовые системы. При этом, наряду с общими аспектами обеспечения надежности оборудования, отмечаются существенные отличия и характерные особенности, свойственные для отдельных видов техники. В частности, в лесозаготовительной промышленности применяют машины, задачей которых является выполнение следующих видов работ: спиливание, повал, обрезка сучьев, разделка хлыста на сортименты, а также операции по перемещению древесины (трелёвка, транспортировка), погрузка и разгрузка. При этом конкретный перечень работ зависит от вида заготавливаемой древесины, состояния лесовозных дорог, способа транспортировки древесины, а также требований потребителя к характеристикам поставляемого сырья.
Для выполнения этих работ применяется, как отечественная, так и зарубежная техника. К характерным образцам относятся достаточно устаревшие валочно-трелевочные (ЛП-17А, ЛП-49, ЛП-58-01, ВМ-4Б) и валочно-пакетирующие машины (ЛП60-01А, МЛ-119А; МЛ-135). Их технологическое оснащение состоит из механизмов срезания, повала и погрузки дерева и представляет собой манипулятор с захватно-срезающим устройством и кониковое зажимное устройство[8, 39].
Для очистки стволов от ветвей на погрузочных пунктах или нижних складах, предназначены передвижные и стационарные сучкорезные машины, например ЛП-33А, ЛП-33Б. Однако более эффективной является срезание сучьев и разделка деревьев на сортименты непосредственно на лесосеке. Для этого используются валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины или раскряжевочные установки. Нередко в отечественной практике раскряжевка выполняется вручную – бензопилами.
При сплошных рубках без сохранения подроста в лесных массивах со средним объемом хлыста более 0,4 м3 возможно использование валочно-трелевочных машин ЛП-17А, ЛП-49, ЛП-58-01. Они выполняют спиливание и направленную валку деревьев, и формирование их в пачку; трелевку пачки деревьев к лесопогрузочному пункту. Кроме того, они могут работать в режимах валки и валки-пакетирования с формированием пачки деревьев и разгрузкой ее на лесосеке с последующей трелевкой [4, 53].
Для транспортировки сортиментов предназначены тракторы (форвардеры), оборудованные манипуляторами с клещевым захватом и платформой, а также лесовозные автомобили. Выполнение большинства технологических операций машинами и оборудованием лесозаготовительного производства осуществляется с помощью манипуляторов, приводимых в действие объемным гидроприводом, содержащим насос и исполнительные органы, оснащенные гидродвигателями, гидроцилиндрами и т.д. Насос и исполнительные органы соединены между собой многочисленными гидромагистралями.
Анализ современных лесозаготовительных производств Российской Федерации показывает, что наиболее перспективным для них представляется широкое использование харвестерной техники [8, 81, 84, 159, 170], которая обеспечивает захват и срезание дерева, обрезку сучьев, отмер длины и раскряжевку одним агрегатом – харвестерной головкой. Это обусловлено необходимостью технического обеспечения больших объемов лесозаготовок, выполняющих за сравнительно малую продолжительность благоприятных технологических и погодных периодов проведения лесозаготовительных работ. Однако реализация такого подхода затруднена практическим отсутствием отечественного производства машин такого типа.
И хотя есть примеры, попыток производства подобной продукции, зарубежный уровень объемов ее выпуска и эксплуатационных характеристик не был достигнут. Это касается, например, гидроманипуляторов СФ-65 Соломбальского машзавода, предприятия в Рыбинске, организовавшего совместно с фирмой «Логманн» из Швеции производство харвестеров и форвардеров, а также предприятие «HARVY FORESTER» в Петрозаводске, которое совместно с финской фирмой «Pinox» организовала сборку харвестеров и форвардеров из комплектующих узлов, поставляемых этой фирмой [144].
Подобное состояние, естественно не устраивает отечественных лесозаготовителей, особенно с учетом того, что стоимость импортных машин, даже собранных в РФ, является очень высокой. Кроме того, коммерческие интересы зарубежных фирм далеко не всегда совпадают с государственными интересами РФ. Поэтому зарубежными экспортными фирмами ведется широкая работа по адаптации своей лесозаготовительной техники к российским условиям и созданию условий затрудняющих развитие подобных локализированных производств в России [143].
Кроме того поиск отечественных предприятий, способных выпускать подобную технику, во многих случаях оказался неудачным, по причине недостаточного производственно-технологического уровня, их технической оснащенности и из-за отсутствия свободных производственных мощностей для организации полноценного завершенного производства, обеспечивающего выпуск продукции в необходимом объеме, а также ее эксплуатационного и гарантийного обслуживания. Важным фактором затрудняющим решение этой задачи является и отсутствие научной, конструкторской и экспериментальной базы для изготовления патентночистой и конкурентоспособной продукции.
При этом определенные возможности создания такого производства нами выявлены в результате анализа производственно-технического уровня предприятий, способных обеспечить изготовление подобной техники. Это предприятие входит в структуру концерна «Алмаз-Антей» и имеет возможности при определенном государственном финансировании организовать конверсионное производство современных харвестеров в необходимом для РФ объеме, с использованием серийно выпускаемых базовых колесных шасси, на которых они после соответствующей адаптации могут монтироваться.
При этом вопрос создания научно-исследовательской и технологической базы для решения совокупности вопросов совершенствования подобных машин по-прежнему остается открытым.
Следует также отметить, что многие вопросы, возникающие перед лесозаготовительной отраслью, являются одновременно актуальными и для предприятий деревоперерабатывающей отрасли. Поскольку для их решения могут быть использованы идентичные подходы повышения долговечности применяемой техники, нами рассматривались перспективы использования результатов настоящей работы и в этой сфере. Кроме того при создании и развитии производственной базы для ее изготовления следует учитывать перспективы расширения производства за счет увеличения объемов выпуска идентичной продукции и снижения ее себестоимости. Для этого необходима перспектива диверсификации предполагаемого производства. Такой подход обусловлен, в частности тем, что в деревопереработке технологические операции, выполняются машинами, у которых функциональные узлы во многом аналогичны лесозаготовительной технике и имеют сходные с ней условия эксплуатации и причины отказов.
В частности переработка древесины включает в себя: окорку бревен, распиловку круглых лесоматериалов, получение различных заготовок для других производств, и переработку древесных отходов. Для этого используется оборудование: окорочные станки; лесопильные рамы, круглопильные, ленточнопильные, фрезерно-брусующие и фрезерно профилирующие станки, а также вспомогательное оборудование: конвейеры, захваты, транспортеры, а также применяют строгальные, лущильные, стружечные станки, рубительные машины и т.д. [1, 32, 53, 83, 148, 182 и др.]
Характерной особенностью всех перечисленных видов техники, как лесопильного оборудования, так и деревопереработки является то, что они эксплуатируется в условиях действия высоких нагрузок, широкого диапазона температур. Однако главным является, то, что во многих случаях осуществляется технологический контакт с растительным полимером – древесиной, воздействие которой на используемые конструкционные и инструментальные материалы в процессе их изнашивания пока в недостаточной степени изучено.
Особенности изнашивания деталей технологических машин лесного комплекса по механизму микровыкрашивания
Реализация механизма микровыкрашивания и сколов при механическом изнашивании деталей изготовленных из железоуглеродистых сплавов связана с многоосным напряженным состоянием, характерным для большинства рассматриваемых узлов лесозаготовительных машин при климатически низких температурах, активных и абразивных средах. Такие условия эксплуатации, особенно в своей совокупности, способствуют охрупчиванию материала деталей и, соответственно, интенсификации износа, протекающего путем микровыкрашивания.
При этом поверхностное разрушение деталей сучкорезно протаскивающего механизма, происходящее путем микровыкрашивания во многом обусловлено действующими ударными нагрузками о твердую древесину сучьков, с также вибраций от сил резания и отбоя режущих устройств. Такое изнашивание наблюдается, кода древесина загрязнена абразивные частицы почвы и при переработке мерзлой древесины.
В самом конструкционном или инструментальном материале деталей лесозаготовительных и деревоперерабатывающих машин при его фрикционном взаимодействии с мерзлой древесиной происходят процессы, при которых рабочие элементы машин теряют работоспособность вследствие спонтанно развивающегося интенсивного изнашивания путем микровыкрашивания и образования сколов. В основе проявления такой картины изнашивания является возникновение и интенсивный рост микротрещин.
При этом микрообъемы поверхностных функциональных слоев испытывают упругие и пластические деформации. Это приводит к появлению исходных очагов повреждений, упругих искажений решетки, локальных скоплений дислокаций и др. Многократное упругое и пластическое деформирование материала изнашиваемых деталей приводит к увеличению дефектов поверхности и образованию микротрещин, которые при дальнейшем нагружении приводят к отделению достаточно крупных продуктов износа. При этом, как показывают многочисленные наблюдения, объем отделяющихся частиц прямо пропорционально зависит от критического значения длины микротрещин приводящих к разрушению.
Особенно интенсивно протекает этот процесс, в случае наличия в материале деталей исходных микротрещин, образовавшихся ранее при выполнении формообразующих и упрочняющих технологий. Немаловажным фактором для ускоренного развития трещин, вплоть до образования отдельных выкрошин, является проникновение ионов водорода в рабочие слои и усиливающие процесс разрушения, который может возрастать при механическом воздействии абразива.
Поэтому, одним из основных факторов, которые определяют механические свойства при охрупчивании материалов рассматриваемых деталей, является динамика роста имеющихся и образующихся в нем трещин. Образование трещин обычно происходит при напряжениях, а их форма складывается самопроизвольно таким образом, чтобы совокупность действующих напряжений максимально снижалась. При этом в случае существования одиночной трещины, скорость и направление ее роста определяется преимущественно структурой материала. Если же в небольшом объеме существует несколько трещин, то на характер их движения влияет еще и взаимодействие друг с другом.
Как правило, для минимизации существующего напряжения две растущие трещины стремятся друг к другу и объединяются в одну. Однако в определенных условиях две трещины могут переходить от притяжения к отталкиванию и наоборот, с образованием структур, например, в форме петли (рисунок 3.3), предопределяя тем самым геометрию формируемых частиц износа.
Такая картина чаще всего наблюдается при действии ударных нагрузок, но объяснить четко такой механизм разрушения твердых тел рамками классической линейно-упругой механики, затруднительно.
Согласно исследованиям французских ученых [231] отталкивание в системе может возникать между трещинами, если их длина достаточно большая. Тогда разница энергетических режимов - притяжения и отталкивания - оказывается значительно меньше по сравнению с энергией роста самой трещины, и система стремится к определению положения концов.
В углах расхождения поля напряжений, возникающие вокруг кончиков растущих трещин, взаимодействуют таким образом, что максимальный угол расхождения, составляет примерно 18, после чего трещины опять переходят в фазу притяжения. Такие процессы формирования и роста трещин в функциональных поверхностных слоях железоуглеродистых сплавов приводят к отделению достаточно крупных продуктов износа.
В связи с определяющим влиянием дефектного состояния материала исследуемых деталей и его фазовых химических свойств на показатели износостойкости деталей лесозаготовительной техники представлялось необходимым установить критическое значение протяженности микротрещин и выявить характер их влияния на интенсивность изнашивания. Это позволяет выполнить прогностическую оценку ожидаемого износа и уточнить параметры, управляя которыми, можно достичь требуемой износостойкости рассматриваемых узлов.
Учитывая, что в диссертационной работе среди исследуемых объектов значительную долю составляют рабочие органы срезающих устройств лесозаготовительных машин, износ которых часто проявляется в виде выкрашивания, нами рассматривались перспективы повышения износостойкости указанных узлов, в том числе за счет минимизации их изнашивания путем микровыкрашивания.
Как указывалось выше, изнашивание путем микровыкрашивания происходит из-за роста микротрещин, которые были в прикромочных зонах и образовавшихся в процессе эксплуатации. Рост микротрещин приводит к отделению продуктов изнашивания. Условия происхождения таких процессов могут быть установлены используя закономерности линейной механики разрушения изложенные в работах В. Вильсона, В.А. Дроздовского, В.С. Ивановой, Г. Ирвина, А. Гриффитса, Е.А. Памфилова, Я.В. Фридмана и других [10, 15, 29, 30, 59, 70, 86, 120].
В соответствие с указанным подходом в объеме материала с трещиной формируется напряженное состояние с растягивающим напряжением max концентрируемого в основании указанной трещины. Такой характер напряженного состояния обусловливает достижение предела пропорциональности материала в зоне распространения трещины даже при низких прилагаемых напряжениях n [69]. Напряжения в зоне основания трещины определяются характером прилагаемой нагрузки и схемой расположения трещины по отношению к вектору действующей нагрузки, а также схемой раскрытия трещины [26].
Для рассматриваемых рабочих элементов характерными являются трещины, развивающиеся по I и III типам раскрытия (рисунок 3.4).
Исследование контактных характеристик неподвижных стыков деталей гидравлических систем
Работоспособность стыковых соединений неподвижных разъемных соединений определяются контактной жесткостью, которая зависит от сближения поверхностей и определяется параметром шероховатости и физико-механическими характеристиками материалов. Фактическая площадь контакта шероховатых поверхностей определяет прочность сопряжения деталей на сдвиг, герметичность, виброустойчивость, и износостойкость.
Для описания контакта взаимодействия микровыступов шероховатых поверхностей использована идеальная модель [118, 185], у которой все микровыступы имеют одинаковый радиус кривизны и находятся на одном уровне. При сближении исследуемых поверхностей количество микровыступов рассчитывают исходя из равенства фактических площадей контакта в реальной поверхности и в модели. В общем виде зависимость перемещений y в стыке от нагрузки Р при первичном и повторном нагружениях представлена на рисунке 6.25.
Если при первичном нагружении (кривая 1) деформации в стыке зависят в основном от материала и исходных геометрических параметров сопрягаемых поверхностей, то при повторных нагружениях (кривые 2-5) сближение в контакте в большей мере зависит от упругих свойств материала (модуля упругости) и геометрии неровностей, сформировавшихся при последующих нагружениях. Обычно перемещения в стыках стабилизируются при 4-5. Поэтому целесообразно использование экспериментальных данных на основании которых может быть определена средняя контактная жесткость стыка: планирования экспериментальных исследований могут быть выявлены зависимости между jср и параметрами качества стыковых поверхностей или между jср и технологическими факторами, под влиянием которых формируются поверхности контакта при изготовлении деталей.
Прочность и герметичность формируемого функционального стыка соединения в существенной степени определяются условиями и режимами выполнения механической обработки сопрягаемых деталей, так как в процессе ее реализации изменяются свойства и параметры поверхностного слоя, и их сопротивляемость поверхностному разрушению. Поэтому при выполнении исследований нагрузка на образец прилагалась без касательных перемещений, что обеспечивало высокую степень достоверности оценки нанесенных покрытий на деформативность стыка.
Вначале исследовалась контактная жесткость шероховатых и волнистых поверхностей. Затем волнистость устранялась абразивной шлифовальной шкуркой, закрепляемой на вращающемся жестком диске, чтобы исключить ее влияние на размеры контурной площади и величину контактной жесткости.
Для оценки контактного сближения волнистых поверхностей исследовалась деформация плоских стыков с использованием аналога прибора ПКД-5 [190], модернизированного для определения величины контактной жесткости. Принципиальная схема измерения исследуемых образцов представлена на рисунке 6.26.
Для измерения сближения образцы 1 и 2 предварительно приводились в соприкосновение, а положение стрелки индикатора устанавливалось на ноль и производилось нагружение образцов. Измерения выполнялись в интервале нагружения от 100 до 500Н. Образец 2 имеет цилиндрическую форму, внутри которого вставлена трубка 3 с выступом в виде кольца. Через трубку проходит шток 4, соприкасающийся с образцом 1. Противолежащий конец штока соединен с датчиком перемещений 5.
При приложении нагрузки образец 1 смещает шток 4 в трубке 3, и эта податливость фиксируется датчиком 5. Расчет контактной жесткости стыка производится по величине измеренной податливости стыка: где Gп - величина контактной жесткости плоского стыка, Н/мкм; jп -податливость плоского стыка, мкм/Н.
Контактные деформации сфероконических стыков, воспроизводящие реальный контакт штуцера и ниппеля, осуществлялся аналогично определению деформации плоских стыков. Нагружение образцов и измерение контактных перемещений представлены на рисунке 6.27.
Соответствующим образом стыковые контактные перемещения в рассматриваемом случае имеют нормальную ус.к.норм. и касательную jс к. касат составляющие и могут быть записаны следующим образом
Составляющие жесткости сфероконического стыка Gс.к.и ее касательной и нормальной составляющих определяются по формулам аналогично приведенным.
Измерение сближения шероховатых поверхностей осуществлялось с помощью приспособления, представленного на рисунке 6.28. Конструкция прибора позволяет регистрировать сближение исследуемых торцовых поверхностей, исключая объемную деформацию образцов и стыков, кроме исследуемого.С помощью прибора фиксируются значения полного , упругого у и остаточного h сближений образцов, изготовленными из материалов равной твердости.
Величина полного сближения измерялась под нагрузкой, остаточное сближение h измерялась после снятия нагрузки, а величина упругой составляющей рассчитывалась по формуле
Средняя погрешность измерений не превышала 15%.
Образцы для испытаний в форме дисков диаметром 40мм с шероховатыми торцами изготовлены из сталей 35 и 08Х18Н10Т. Торцы обрабатывали с помощью свинцовой оправки. Затем обработанный образец нагревали и удаляли оправку. Для создания шероховатой поверхности торцы образцов обрабатывали фрезерованием, шлифованием и точением, что позволяло получать широкий диапазон характеристик шероховатости и волнистости. Для испытаний контактной жесткости плоских стыков на торцы образцов были нанесены газотермические и химические покрытия, а также покрытия ФАБО.
Расчет экономической эффективности промышленного использования полученных результатов
Расчет экономической эффективности от использования результатов диссертационного исследования имеет следующие направления [87, 88, 197]:
1. Определение вида эффекта от использования результатов научно технических разработок (НТР).
2. Выявление эффектообразующих показателей исследований.
3. Расчет фактического изменения эффектообразующих показателей в натуральном выражении.
4. Определение результата от использования научно-технических разработок.
5. Расчет единовременных затрат при использовании результатов научно технических разработок.
6. Расчет фактического экономического эффекта от использования результатов диссертационного исследования.
Важнейшим показателем эффективности выработанных рекомендаций является чистый дисконтированный доход (ЧДД), представляющий собой накопленный дисконтированный эффект за срок полезного использования усовершенствованного оборудования или технологий. Ожидаемое значение ЧДД находим: где Р – стоимостная оценка результатов после внедрения НТР, руб.; 3 – отток денежных средств на затраты, связанные с внедрением НТР, руб.; -коэффициент приведения.
Притоки и оттоки денежных средств определяются в соответствии с данными актов использования результатов научно-технических разработок.
Приток денежных средств: где Цt - цена (тариф, расчетная цена) единицы продукции (работы, услуги), производимой с использованием предложенной техники в течение года t, руб., Bt - производительность новой техники; At - объем применения новой техники, ед.
При совершенствовании технологий и разработок, цены на которые не устанавливаются, приток денежных средств рассчитывается: где, З m(t), Зm(t) - текущие изменяющиеся затраты, соответственно для условий до и после внедрения, руб.
Единовременные затраты (К), связанные с использованием результатов научно-технических разработок, определяются по формуле: (9.5) где Kt - капитальные вложения, связанные с использованием результатов НТР в году; руб.
К расходам по научно-исследовательским, опытно-конструкторским и технологическим работам относятся все расходы, связанные с их выполнением [198].
При оценке эффективности результатов использования научно-технических разработок, обусловливающую стабильность достигнутых технико-экономических показателей годовой экономический эффект может быть определен: где Рг - годовой приток денежных средств (доходы), руб.; Зm г. - годовые текущие затраты, руб.; Нр - налог на прибыль; К - ожидаемые или подтверждаемые инвестиционные затраты на создание, производство и внедрение проекта НТР за расчетный период Т, руб.
При оценке использования результатов, связанных с совершенствованием операций, цены на которые не устанавливаются, годовой приток денежных средств определяется по разности годовых текущих затрат. Тогда годовой экономический эффект может быть определен: где З mг, Зm г. - ожидаемые или подтверждаемые годовые текущие затраты с учетом налога на имущество соответственно до внедрения и после внедрения, руб.
Если величина положительна, то подтверждаемый экономический эффект больше ожидаемого. Для расчета подтверждения экономического эффекта от использования результатов научно-технических разработок в производственной деятельности необходимо учитывать влияние инфляции, так как расчет ожидаемого экономического эффекта при разработке технико-экономического обоснования был выполнен в действующих ценах.
Учет инфляции осуществляется с использованием общего индекса внутри рублевой инфляции и изменением уровня макроэкономических показателей.
Для оценки влияния инфляции на эффективность используются следующие показатели:
- базисный общий индекс инфляции за период базового цикла до конца t-гo шага расчета или отношение среднего уровня цен в конце t-гo шага к среднему уровню цен в начальный момент времени;
- цепной общий индекс инфляции за t-ый шаг, отражающий отношение среднего уровня цен в конце t-гo шага к среднему уровню цен в конце шага t -1.
При учете инфляции показатели эффективности определяются на основании учета денежного потока в дефлированных ценах.
При этом инфляция рассчитывается на основе индекса потребительских цен на товары и услуги, официально публикующейся Федеральной службой государственной статистики РФ [197].
Расчеты технико-экономической эффективности
На основании результатов производственных испытаний вальцовых подающих механизмов было предложено для внедрения в производство предоставить партию упрочненных подающих колец в количестве 38 штук, что было фактически выполнено. Исходя из полученных данных об их работоспособности рассчитывался экономический эффект от внедрения указанного объекта использования диссертационной работы.
Исходные данные и результаты расчета экономического эффекта от внедрения полученных результатов в 2004 году с учетом инфляции по состоянию на первый квартал 2018 года представлены в таблицах 9.4. и 9.5