Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса и задачи исследования 8
1.1 Условия эксплуатации комбайнов в сельском хозяйстве Северного Казахстана 8
1.2 Организация механизированных процессов в растениеводстве 13
1.3 Способы повышения и оценка надежности зерноуборочных комбайнов 20
1.4 Экономико-математические методы проектирования зерноуборочных процессов 27
1.5 Влияние методов транспортного обслуживания комбайнов на технологическую надежность уборочного процесса 32
1.6 Проблемная ситуация и задачи исследования 33
Глава 2 Закономерности изменения сезонной нагрузки зерноуборочных комбайнов в зависимости от их технического состояния и ремонтно обслуживающих воздействий 35
2.1. Комплексный подход к построению зерноуборочных процессов 35
2.2 Взаимосвязь затрат на ремонтно-обслуживающее воздействие, сезонной нагрузки и надежности зерноуборочных комбайнов 55
2.3 Обоснование структуры уборочного комплекса в зависимости от срока службы зерноуборочных комбайнов 58
2.4 Повышение технологической надежности уборочных процессов за счет применения накопителей-перегружателей 64
Выводы по главе 70
Глава 3 Методика экспериментальных исследований 72
3.1 Программа экспериментальных исследований 72
3.2 Методика по определению стоимости зерноуборочных комбайнов в зависимости от срока службы 74
3.3 Методика определения затрат на запасные части и топливо зерноуборочных комбайнов в зависимости от ресурсного состояния 75
3.4 Методика определения сезонной и суточной производительности в зависимости от срока службы (наработки) ЗУК 77
3.5 Методика определения показателей надежности зерноуборочных комбайнов с учетом срока службы 81
3.6 Методика проведения производственной проверки повышения надежности зерноуборочных комбайнов на основе замены его основных агрегатов 84
3.7 Методика производственных испытаний при использовании накопителя-перегружателя с зерноуборочными комбайнами различного срока службы 86
3.8 Методика определения технической работоспособности 87
3.9 Определение необходимого числа наблюдений 91
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ 94
4.1 Зависимость стоимости зерноуборочных комбайнов от срока службы (суммарной наработки) 94
4.2 Зависимость затрат на запасные части зерноуборочных комбайнов от срока службы (суммарной наработки) 96
4.3 Зависимость сезонной и суточной производительности от срока службы (суммарной наработки) ЗУК 97
4.4 Зависимость затрат на привлечение зерноуборочных комбайнов, ТОРХ и топливо от технической надежности 102
4.5 Определение показателей надежности зерноуборочных комбайнов в зависимости от суммарной наработки 106
4.6 Производственные условия базового хозяйства 116
4.7 Производственная проверка по обоснованию рациональной надежности зерноуборочных комбайнов с различным сроком службы 117
4.8 Производственная проверка использования накопителя-перегружателя с зерноуборочными комбайнами различного срока службы 126
4.9 Технико-экономическая эффективность результатов при обосновании уровня надежности зерноуборочных комбайнов в базовых хозяйствах 130
Заключение 133
Список литературы
- Организация механизированных процессов в растениеводстве
- Обоснование структуры уборочного комплекса в зависимости от срока службы зерноуборочных комбайнов
- Методика проведения производственной проверки повышения надежности зерноуборочных комбайнов на основе замены его основных агрегатов
- Зависимость затрат на привлечение зерноуборочных комбайнов, ТОРХ и топливо от технической надежности
Введение к работе
Актуальность темы. В Костанайской области Республики Казахстан в результате рыночных преобразований 35 % площади сельскохозяйственных угодий приходится на фермерские хозяйства. Из-за диспаритета цен до 70 % комбайнового парка в основном с пропускной способностью 5–7 кг/с находится за пределами нормативного срока эксплуатации. Увеличение суммарной наработки за период эксплуатации снижает техническую готовность машин и их сезонную выработку. Использование машин с малым остаточным ресурсом может быть экономически целесообразно при небольшой площади уборки урожая. Развитие рынка подержанной техники на постсоветском пространстве обуславливает целесообразность ее использования в фермерских хозяйствах с небольшой сезонной нагрузкой, так как при высокой надежности зерноуборочных комбайнов и низкой сезонной нагрузке увеличиваются затраты на их привлечение. Однако с увеличением площади уборки урожая при низкой надежности комбайнов предприятия несут убытки от потерь продукции из-за увеличенных сроков уборки. Поэтому требуется согласование рационального уровня технической готовности зерноуборочных комбайнов с их сезонной нагрузкой с учетом использования различных приемов снижения технологических простоев машин и увеличения рациональной длительности уборки урожая. Для определения технической готовности уборочных машин необходимо обосновать уровень инвестирования в ремонтно-обслуживающие воздействия. В сложившихся условиях необходима дифференциация сезонной нагрузки зерноуборочных комбайнов в зависимости от их технической готовности. Исследования проводятся в соответствии со стратегическим планом развития агропромышленного комплекса Республики Казахстан до 2020 года.
Степень разработанности темы
Исследованию методов использования и обслуживания сельскохозяйственной техники посвятили свои труды В. В. Бледных, В. А. Ро-женцев, В. Д. Саклаков, Г. А. Окунев, А. М. Плаксин, А. П. Соломкин, А. Е. Немцев, Н. М. Куликов, С. Б. Сулейменов, В. А. Липп, Е. В. Солоницын, С. Д. Шепелёв, С. А. Камша, Г. Ф. Лукиных, А. Н. Скороходов, Г. И. Петухов, В. П. Федосеев, М. Р. Михайлов, А. И. Ряднов, А. В. Ша-балкин, А. В. Мальцев, В. М. Михлин, И. Н. Величкин и др.
Несмотря на значительное количество научных изысканий, посвященных обоснованию технической оснащенности зерноуборочных процессов, задача согласования технической готовности зерноуборочных комбайнов с их сезонной нагрузкой остается решенной не полностью.
Цель работы: повышение эффективности использования зерноуборочных комбайнов на основе дифференциации сезонной нагрузки с учетом их технической готовности.
Задачи исследования:
-
Обосновать диапазон сезонной нагрузки зерноуборочных комбайнов в зависимости от их технической готовности.
-
Установить зависимость технической готовности зерноуборочных комбайнов от объема ремонтно-обслуживающих воздействий.
-
Определить эффективность согласования технической готовности и сезонной нагрузки зерноуборочных комбайнов в производственных условиях.
Объект исследования: процессы обеспечения работоспособности зерноуборочных комбайнов с учетом предстоящей сезонной нагрузки.
Предмет исследования: закономерности изменения сезонной нагрузки зерноуборочных комбайнов в зависимости от их технического состояния, взаимосвязи коэффициента готовности с затратами на ремонтно-восстановительные воздействия.
Научная новизна:
– установлена взаимосвязь технической готовности и сезонной выработки зерноуборочных комбайнов с различными сроками службы;
– установлена взаимосвязь между затратами на ремонтно-об-служивающие воздействия и технической готовностью зерноуборочных комбайнов;
– установлена зависимость затрат на технический сервис и эксплуатацию зерноуборочных комбайнов от срока службы в условиях Северного Казахстана;
– получены новые экспериментальные данные по безотказности, технической готовности, трудоемкости выполнения отдельных операций ремонта зерноуборочных комбайнов в зоне Северного Казахстана.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны математические модели по определению рационального уровня технической готовности зерноуборочного комбайна и затрат
на ремонтно-обслуживающие воздействия в зависимости от сезонной нагрузки на ЗУК, рациональной длительности уборочных работ. Экономически обоснованы рациональные показатели наработки на отказ, затрат времени на устранение последствий отказа. Определены закономерности изменения показателей технической готовности комбайна, затрат на его техническое обслуживание, ремонт, хранение и расход топлива от срока их службы. Результаты работы апробированы в ТОО «Агрофирма „Владимировское“» и фермерском хозяйстве «Чурсинов Е.В.» Костанайской области и одобрены управлением сельского хозяйства акимата Костанайской области Республики Казахстан. Для обоснования сезонной нагрузки зерноуборочных комбайнов разработана компьютерная программа (свидетельство регистрации № 2012616568). Результаты исследований используются в учебном процессе ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ и Коста-найского инженерно-экономического университета им. М. Дулатова.
Методология и методы диссертационного исследования.
При выполнении диссертационной работы использовался системный анализ, основные положения математики, теории вероятности, статистики и экономико-математическое моделирование зерноуборочных процессов, математического моделирования. Обработка статистического материала проводилась с использованием программных продуктов, таких как MathCAD, Delphi, Excel и др.
Положения, выносимые на защиту:
-
экономико-математическая модель по определению рационального уровня технической готовности зерноуборочных комбайнов в зависимости от их сезонной нагрузки;
-
теоретические зависимости, описывающие взаимосвязь сезонной и суточной производительности, технической готовности, затраты на технический сервис и эксплуатацию зерноуборочных комбайнов в зависимости от срока их службы;
-
уравнения регрессии, описывающие взаимосвязь затрат на ремонтно-обслуживающие воздействия и коэффициента готовности зерноуборочных комбайнов.
Степень достоверности результатов и апробация работы.
Достоверность результатов научных исследований подтверждена полученным патентом и свидетельством о регистрации программы для ЭВМ, результатами производственного внедрения, их апробацией на научно-технических конференциях, изданием результатов
исследований в рецензируемых журналах, адекватностью полученных результатов литературным данным, а также статистическими расчетами с применением компьютерных программ.
Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях Южно-Уральского государственного аграрного университета (Челябинск, 2010–2016 гг.), Костанайского инженерно-экономического университета им. М. Дулатова (Коста-най, 2013, 2014), International Сonference on Industrial Engineering (Нидерланды, 2016 г.), международной конференции «Инновационные разработки молодых ученых – развитию агропромышленного комплекса»: (г. Ставрополь: Бюро новостей, 2016 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 6 работ в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, одна статья входит в индексируемую базу данных Scopus, получен патент на полезную модель РФ и свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем работы. Работа изложена на 196 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков и 29 таблиц. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего в себя 119 наименований, и 15 приложений.
Организация механизированных процессов в растениеводстве
Характерной особенностью парка зерноуборочных машин является их разновозрастный состав. Эксплуатация зерноуборочных комбайнов разного срока службы при одинаковых условиях организации технического обслуживания, ремонта, обеспечения запасными частями приводит к снижению технико-экономических показателей комбайнов, так как с увеличением срока службы периодичность технического обслуживания и потребность в ремонте и запасных частях возрастает. При эксплуатации разновозрастного парка зерноуборочных комбайнов возникают проблемы, связанные с определением необходимого количества запасных частей, межремонтного интервала, прогнозированием сроков выполнения работ и производительности парка машин.
В зависимости от срока эксплуатации комбайны имеют различные показатели надежности. В процессе эксплуатации машины ее исходные характеристики постепенно ухудшаются, что приводит к сокращению сроков службы деталей, усложнению работ по техническому обслуживанию и росту эксплуатационных затрат. В результате происходит непрерывное изменение ее исходных характеристик, интенсивность которого определяется конструктивными особенностями узлов и агрегатов, условиями их эксплуатации, а также уровнем технического обслуживания.
Применяемые в сельском хозяйстве технико-экономические нормативы (стоимость технического обслуживания машин, сменная и годовая выработка, межремонтные сроки, расход запасных частей и т. п.) использования машин представлены среднестатистическими величинами. Применение усредненных нормативов приводит к тому, что хозяйства, имеющие новую технику, находятся в благоприятных условиях, а сравнительно старую – в неблагоприятных. В первом случае создается большой запас сменяемых деталей и обменного фонда, тогда как во втором случае в них ощущается острый недостаток. Отсутствие анализа фактических затрат на поддержание машин в работоспособном состоянии в зависимости от срока их службы и отсутствие учета этих изменений при планировании показателей машиноиспользования приводят к тому, что ухудшается эффективность использования, ослабляется контроль за расходом средств и возникают неоправданные расходы. В современных условиях с низкой технической готовностью зерноуборочной техники необходима дифференциация сезонной нагрузки с учетом технической готовности парка.
Выходом из создавшегося положения является внедрение в сельскохозяйственное производство методов дифференцированного использования и технического сервиса зерноуборочных комбайнов разных возрастных групп, позволяющих повысить уровень реализации их потенциала. Повышению эффективности уборки зерновых культур способствует рациональная нагрузка и наличие уборочной техники. В уборочный процесс вкладываются значительные средства, при этом зерноуборочные комбайны используются один-два месяца в году. В то же время при растягивании уборки зерновых культур увеличиваются потери урожая, что приводит к увеличению себестоимости производства продукции. На затраты в уборочный период существенно влияют производительность и стоимость технологической машины. Поэтому при проектировании технологических линий возделывания и уборки зерновых культур необходимо учитывать, что уборка в значительной мере определяет эффективность деятельности сельскохозяйственного предприятия.
Вопросам эксплуатации сельскохозяйственной техники и повышения эффективности ее использования посвящены труды многих отечественных ученых: В. А. Желиговского [22], В. В. Сакуна [80], Ю. Ф. Лачуги [40], Н. И. Верещагина [62], В. Д. Саклакова, М. П. Сергеева [79], В. А. Роженцева [76], Б. П. Куте-пова [38], А. Н. Пугачева [67] и др. ученых.
В работе [22] показано, что затраты на механизацию не всегда эффективны (рисунок 1.6). Для крупных хозяйств с высокой сезонной нагрузкой необходима эксплуатация комбайнов с высокой технической готовностью. В фермерских хозяйствах с небольшой площадью уборки эксплуатация таких комбайнов будет менее эффективной, а затраты на гектар выше. Зарубежный опыт показывает, что в крупных хозяйствах комбайны эксплуатируются до пяти-шести лет, затем перераспределяются в фермерские хозяйства.
По мере роста технического оснащения сельскохозяйственного производства существенно меняется и отдача техники. Характер этого явления можно проследить на следующем примере [79]. Так, при наличии одного зерноуборочного комбайна с дневной производительностью 10 га в хозяйстве с площадью 1000 гектаров срок уборки составит 100 дней. При использовании двух комбайнов срок уборки сокращается в два раза. При наличии десяти зерноуборочных комбайнов срок уборки будет составлять 10 дней. Приобретение дополнительного уборочного агрегата аналогичных характеристик позволит сократить срок уборки на один день. Затраты на механизацию
Таким образом, на каждом уровне развития механизации необходимы приоритетные направления воздействий, обеспечивающие наивысшую эффективность. Развитие сельскохозяйственного производства должно сопровождаться совершенствованием технологий на базе технических средств более высокого уровня и приведением в соответствие им организационных методов использования трудовых и технических ресурсов, а также внедрением прогрессивных методов технического сервиса.
Изменение производительности от суммарных воздействий неравномерно. Так, В. А. Сакун совершенствование механизированного процесса предлагает представить в виде изменения производительности (W), скорости (W1) и ускорения (W2) производительности во времени (рисунок 1.7). Это дает возможность определить стратегию эксплуатации техники с различным уровнем технической готовности.
В своих работах автор [76] отмечает, что эффективность уборки зерновых культур может быть повышена за счет снижения затрат труда или увеличения объема производства зерна (таблица 1.1).
Обоснование структуры уборочного комплекса в зависимости от срока службы зерноуборочных комбайнов
Установлено, что с увеличением сезонной нагрузки на зерноуборочный комбайн среднее время устранения последствий технического отказа уменьшается. Так, с увеличением сезонной нагрузки на комбайн с 250 до 350 гектаров рациональное время устранения последствий отказа снижается с четырех часов до получаса (рисунок 2.14). При увеличении площади уборки зерновых культур с 280 до 320 гектаров наработка на отказ возрастает от четырех до девяти часов (рисунок 2.15). Со снижением сезонной нагрузки на технологическую машину суммарные затраты снижаются за счет сокращения потерь продукции и затрат на ее привлечение. Интенсивно суммарные затраты увеличиваются при снижении наработки на отказ менее 6 часов. Установлено, что при увеличении сезонной нагрузки с 280 до 320 гектаров наработку на отказ необходимо увеличить с четырех до девяти часов.
Для повышения эффективности использования технических средств в различных формах хозяйствования необходимо обоснование экономически целесообразных границ использования зерноуборочных комбайнов, находящихся за сроками амортизации при различной площади уборки зерновых культур.
Для обоснования целесообразности затрат на ремонтно-обслуживающие воздействия зерноуборочных комбайнов, находящихся за сроками амортизации, с целью повышения их безотказности нами получено выражение на основе критерия минимума затрат: UРОВ(K, КГ) = К+ Зсзарп+Зт+П тт, (2.21) где К - зависимость капиталовложений в ремонт зерноуборочного комбайна от его надежности, руб. Разработанная целевая функция представлена в общем виде: К К К УС о zср РОВ=- + ,5 + —+ CT- min, (2.22) Q ajt ГKТН Q где Q – фактическая уборочная площадь, га. Результаты расчетов целевой функции (2.23), выполненные в программе MathCAD 15.0, показаны в приложении 11 (б). Графическая интерпретация целевой функции (2.21) представлена на рисунке 2.16. Исследование показало, что на сезонную нагрузку будут влиять затраты на запчасти, топливо, а также потери продукции и капиталовложения в ремонт зерноуборочного комбайна.
Установлено, что с увеличением коэффициента готовности суммарные затраты возрастают из-за увеличения затрат на ремонтно-обслуживающие воздействия, вместе с тем увеличивается и рациональная площадь уборки зерновых культур. Так, с увеличением коэффициента готовности с 0,55 до 0,75 рациональная сезонная нагрузка на ЗУК возрастает со 150 до 350 гектаров.
Зависимость суммарных затрат с учетом капиталовложений от сезонной нагрузки на зерноуборочный комбайн В результате исследования целевой функции установлено, что при увеличении сезонной нагрузки требования к надежности ЗУК возрастают, что обуславливает в свою очередь инвестирование финансовых средств в ремонт (рисунок 2.17).
На основе аналитического описания взаимосвязи между капиталовложениями в агрегатный ремонт ЗУК и его годовой нагрузкой установлено, что увеличение коэффициента готовности (с учетом доставки запасных частей) с 0,5 до 0,6, за счет сокращения времени на устранения последствий технических отказов, позволяет увеличить сезонную нагрузку зерноуборочного комбайна с пропускной способностью 5 кг/с с 200 до 300 гектаров. Необходимо отметить, что, кроме простоев по техническим причинам, из-за вероятностного характера взаимодействия транспортно-технологических машин имеются и технологические простои. Для повышения технологической надежности с целью повышения производительности уборочных агрегатов необходимо обосновать количество технологических машин в звене и введение накопителя-перегружателя с учетом коэффициента готовности зерноуборочных комбайнов. 2.3 Обоснование структуры уборочного комплекса в зависимости от срока службы зерноуборочных комбайнов
Известно, что на структуру уборочного комплекса значительное влияние будет оказывать производительность технологических машин, которая зависит от срока службы. Исследование [107] показывает, что коэффициент использования времени смены зерноуборочных комбайнов к десятому году службы снижается до 60 %. С увеличением срока службы и снижением надежности зерноуборочных комбайнов технологические простои техники в поточных линиях увеличиваются.
Для обоснования количества уборочных агрегатов в звене и расчета взаимообусловленных простоев функция цели, где за критерий принят минимум потерь от простоев агрегатов, примет вид:
Методика проведения производственной проверки повышения надежности зерноуборочных комбайнов на основе замены его основных агрегатов
Производственная проверка применения агрегатного метода ремонта проводилась в ТОО «Агрофирма Владимировское» и КХП «Чурсинов Е.В.» Коста-найской области с целью установления зависимости повышения технической готовности комбайнов, различных по срокам службы.
Определение зависимости коэффициента готовности от срока службы зерноуборочных комбайнов и его повышения при замене основных агрегатов проводилось с помощью хронометражных наблюдений.
Затраты времени на восстановление зерноуборочного комбайна группировались по четырем основным агрегатам: моторно-силовая установка, ходовая часть, молотильно-сепарирующее устройство, жатка. Соответственно, показатель надежности зерноуборочного комбайна определялся по выражению: КГ= . (3.21) t +t +t +t +t р мот.с.у ж х.ч мол.с.у где tмот.с.у, tж , tх.ч , tмол.с.у – время восстановления моторно-силовой установки, ходовой части, молотильно-сепарирующего устройства, жатки.
Для определения коэффициента готовности ЗУК с учетом отказов основных агрегатов проведены хронометражные наблюдения с целью определения затрат времени на устранение технических и технологических отказов (таблица 3.7).
Анализ времени простоя комбайна по отдельным агрегатам целесообразно представить в виде диаграммы Парето для получения информации о том, какие из этих агрегатов являются превалирующими при решeнии проблемы устранения технического отказа.
Ходовая часть Моторно-силовая установка Молотильно-сепарирующее устройство Жатка Общее время восстановления, мин. На графике по оси Х откладывают отрезки, соответствующие количеству основных агрегатов комбайна, по оси Y – комплексный показатель надежности. Порядок расположения времени простоя по отдельным агрегатам комбайна таков, что значение каждого последующего агрегата, расположенного по оси абсцисс, снижается. В результате получается график в виде столбчатой диаграммы по четырем основным агрегатам машины, численное значение которых уменьшается слева направо, что и является причинами возникновения простоя.
Результаты расчетов коэффициента готовности при замене агрегатов зерноуборочного комбайна формировались в таблице 3.8. Таблица 3.8 – Влияние замены агрегатов на техническую готовность зерноуборочного комбайна
Для определения эффективности использования накопителя-перегружателя с зерноуборочными комбайнами различной производительности проведены производственные испытания. Технологические линии формировались с учетом наработки зерноуборочных комбайнов, в состав уборочно-транспортной линии вводился накопитель-перегружатель и фиксировалась производительность линии. Данные вносились в таблицу 3.9.
Обработанные данные всех наблюдательных листов заносятся в сводную таблицу и определяются средние показатели работы технологической линии с накопителем-перегружателем и без него. Изменение количества агрегатов в группе позволило определить их максимальную производительность и рациональное количество агрегатов в группе.
С целью выбора базовых хозяйств со средними показателями технического обеспечения работоспособности МТП нами использована методика А. А. Солом-кина [118]. По данной методике совершенствование таких показателей как: - уровень организации технического обслуживания; - уровень организации хранения и заправки нефтепродуктов (чистоты их); - уровнем хранения машин; - уровень организации текущего ремонта; - уровнем квалификации трактористов-машинистов повышает уровень технического обеспечении МТП. В свою очередь каждый из пяти обобщающих факторов (уровней) определяется целым рядом определяющих факторов: - уровень организации ТО определяется наличием средств диагностики, службы диагностирования, наличием средств ТО, составом исполнителей, полноты выполнения номенклатуры ТО, соблюдения сроков проведения периодических ТО (соблюдения планово-предупредительно-диагностической системы ТО); - уровень организации ремонта (текущего) определяется, прежде всего, соблюдением общей планово-предупредительно-диагностической системы технического обслуживания и ремонта, наличием передвижных ремонтных средств, своевременной постановкой машин на текущий и капитальный ремонт, наличием запасных частей, наличием базы восстановления деталей (запчастей), наличием ремонтной базы; - уровень организации хранения и заправки нефтепродуктов (их чистоты) определяется, прежде всего, наличием современной нефтебазы хозяйства и подразделений, соблюдением времени отстоя топлива, способом забора нефтепродуктов из емкостей, способом транспортирования топлива и масел, соблюдением системы контроля качества их, применение фильтрации масел; - уровень организации хранения машин определяется наличием современных машинных дворов, службы машдвора, составом мест хранения, состоянием мест хранения, составом и квалификацией исполнителей, соблюдением правил хранения и снятия с хранения машин; - уровень квалификации трактористов определяется их классностью, стажем работы, профессиональной и общеобразовательной подготовкой. Значимость влияния каждого определяющего фактора на обобщающий фактор оценивается с помощью экспертной оценки, при которой экспертами заполняются специально разработанные опросные листы.
Определяющие факторы подразделяются на четыре уровня: высокий, средний, низкий и очень низкий. При выполнении всех условий, обеспечивающих соблюдение требований и инструкций по эксплуатации машин, присваивается высокий уровень. При отклонении выполнения требований и инструкций присваиваются нижестоящие уровни.
Согласно распределению определяющих факторов экспертами было выявлены уровни (таблица 3.10).
Качественные показатели технического обеспечения эксплуатации (использования) машин преобразовываются в определенные количественные показатели, диапазон и среднее значение которых для каждого уровня (высокий, средний, низкий, очень низкий) представлены в таблице 3.11.
Зависимость затрат на привлечение зерноуборочных комбайнов, ТОРХ и топливо от технической надежности
Как видно из графика 4.8, с увеличением надежности зерноуборочного комбайна затраты на его приобретение увеличиваются. Так, с увеличением коэффициента готовности с 0,55 до 0,9 затраты увеличиваются с 50 тысяч до 3 млн рублей.
Установлено, что затраты на запасные части к окончанию срока службы увеличиваются от 0,007 до 0,014 % от стоимости комбайна в расчете на один гектар, а расход топлива к окончанию срока службы увеличивается в 1,3 раза.
Таким образом, при обосновании нагрузки на зерноуборочный комбайн необходимо учитывать затраты на техническое обслуживание, ремонт, хранение и топливо. Установлено, что с увеличением срока службы и снижения надежности вышеуказанные затраты увеличиваются.
На основе сбора статистических данных установлено (см. раздел 3), что средняя длительность устранения последствий технического отказа зерноуборочного комбайна с учетом времени доставки запасных частей То. о составила 2,5 часа. В работе автора [55] указывается, что среднее время на поиск и устранение последствий технического отказа зерноуборочного комбайна первой и второй групп сложности То. о составляет 0,6 часа. Количество отказов за уборочный период представлено в приложении 6.
Учитывая вышеизложенное, определяем среднее время доставки запасных частей для устранения последствий технического отказа по формуле: t =То -Т =2,5-0,6 = 1,9 часа. орг у. о у . о Таким обазом, для определения показателей надежности зерноуборочного комбайна принимаем среднее время доставки запасных частей, равное 1,9 часа (рисунок 4.9). Определено значение среднего времени устранения последствий отказа ЗУК 3 класса по составным частям (рисунок 4.10). Так, среднее время устранения последствий отказа у моторно-силовой установки составляет 6,2 часа, что значительно больше, чем у остальных агрегатов (молотильно-сепарирующее устройство - 2,0 часа, ходовая часть - 1,2 часа, жатка - 0,5 часа).
На основе выражения (3.18) выявлена зависимость снижения средней наработки на отказ технологических машин от срока службы (рисунок 4.11).
Установлено, что максимальная наработка на отказ составляет 18–20 часов в начальный период эксплуатации и интенсивно снижается к восьми годам эксплуатации. После десяти лет эсплуатации наработка на отказ снижается до двух часов (рисунок 4.11).
Выявлена наработка на отказ по возрастным группам (рисунок 4.12). Для первой группы наработка составила 19,9 часа, для второй и третьей – 4,6 и 2,5 соответственно.
На основе сбора и анализа статистического материала определены комплексные показатели надежности: коэффициент готовности с учетом простоев по организационным причинам (KГ) и коэффициент готовности зерноуборочных комбайнов без учета времени на доставку запчастей (K Г) от срока службы (рисунок 4.13). Как видно из графического материала, коэффциент готовности с учетом простоев по организационным причинам (KГ) с увеличением срока службы технологических машин снижается с 0,95 до 0,45.
Коэффициент готовности без учета времени на доставку запчастей (K Г) зерноуборочной техники снижается с 0,97 до 0,79 из-за увеличения количества технических отказов. Как видно из рисунка, с увеличением срока службы наблюдается более резкий тренд снижения коэффициента готовности (KГ), вызванного увеличением сумарного времени простоя технологических машин по причине отсутствия запасных частей.
Для повышения надежности уборочной техники, а соответственно, и ее производительности необходимы ремонтно-обслуживающие воздействия. Повышение технической надежности позволит увеличить производительность машин и снизить потребность в технических и трудовых ресурсах. Комплексный показатель надежности зерноуборочных комбайнов по группам показан на рисунке 4.14.
Результаты исследований показывают, что средний коэффициент готовности с учетом простоев по организационным причинам (ХГ) принимает значения для первой группы - 0,84; второй - 0,64 и третьей - 0,49. Соответственно, средний коэфициент готовности без учета времени доставки запчастей 0,95, 0,88 и 0,80.
Увеличение коэффициента готовности возможно за счет увеличения количества исполнителей, а КГ - за счет формирования фонда обменных запасных частей, в том числе использования агрегатного метода ремонта, и своевременной их доставки мобильными звеньями.
Затраты времени на восстановление машин сгруппированы по отказам отдельных агрегатов: жатка; молотильно-сепарирующее устройство; моторно-силовая установка; ходовая часть (рисунок 4.15). На основе обработки результатов хронометражных наблюдений установлено время восстановления для каждого агрегата (ходовая часть – 8 %, молотильно-сепарирующее устройство – 18 %, моторно-силовая установка – 27 %, жатка – 47 %) комбайна класса 5–6 за цикл уборки.
На жатвенную часть приходится большая часть отказов, однако трудоемкость устранения отказов незначительная (рисунок 4.15).
В результате попадания твердых посторонних предметов в режущий аппарат, мотовило, шнек жатки вызывает аварийный отказ рабочего органа и нередко его привода. Даже замена агрегата на новый не исключит появления отказов по названным причинам.
Исходя из вышесказанного, были определены затраты времени на устранение последствий отказов без жатвенной части (рисунок 4.16). Выявлено, что большая доля приходится на моторно-силовую установку – 51 %, на молотильно-сепарирующее устройство – 34 % и меньшая доля – на ходовую часть – 15 %.