Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса и задачи исследования ... 8
1.1 Повышение эффективности технологических механизированных процессов в растениеводстве 8
1.2 Процесс использования МТА в растениеводстве, их производительность и надёжность 18
1.3 Восстановление и поддержание работоспособности МТА в эксплуатации 23
1.4 Уровень заводской надёжности как фактор обеспечения выполнения механизированного технологического процесса 29
1.5 Выводы, цель, объект и задачи исследования 33
Глава 2 Теоретическое исследование процесса обеспечения безотказности и ремонтопригодности тракторов в растениеводстве 37
2.1 Факторы, определяющие надёжность реализации механизированного технологического процесса при эксплуатации тракторов 37
2.2 Оценка весомости факторов формирования надёжности тракторов в эксплуатации 41
2.3 Общий подход к определению рациональных показателей надёжности сельскохозяйственных тракторов в составе МТА 46
2.4 Затраты ресурсов при производстве и эксплуатации тракторов как составляющие функции расчёта рациональных показателей безотказности и ремонтопригодности 50
2.5 Потери продукции растениеводства как составляющая функции расчёта рациональных показателей безотказности и ремонтопригодности тракторов 61
2.6 Выводы по главе 73
Глава 3 Методика сбора информации при эксплуатационных испытаниях тракторов с различными показателями безотказности и ремонтопригодности 74
3.1 Анализ способов получения информации о надёжности тракторов 74
3.2 Выбор хозяйства для проведения эксплуатационных испытаний... 77
3.3 Действующая в хозяйстве система ТО и ремонта
3.4 Объект исследования 80
3.4.1 Определение необходимого количества объектов исследования. 82
3.4.2 Учёт показателей использования объектов исследования 84
3.5 Выводы по главе 86
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований ииханализ 88
4.1 Условия проведения эксплуатационных испытаний тракторов с различными показателями безотказности и ремонтопригодности... 88
4.2 Сравнение показателей надёжности тракторов отечественного и импортного производства в условиях рядовой эксплуатации (на примере тракторов К-744 Р2 и Buhler-Versatile 2375) 96
4.3 Взаимосвязь уровня заводской надёжности с ценой сельскохозяйственных тракторов 108
4.4 Оценка экономической эффективности дифференциации уровня заводской безотказности и ремонтопригодности сельскохозяйственных тракторов 112
4.5 Выводы по главе 116
Основные Выводы 118
Литература
- Процесс использования МТА в растениеводстве, их производительность и надёжность
- Уровень заводской надёжности как фактор обеспечения выполнения механизированного технологического процесса
- Оценка весомости факторов формирования надёжности тракторов в эксплуатации
- Учёт показателей использования объектов исследования
Введение к работе
Актуальность темы. Целью приобретения технических средств производителями с.-х. продукции является эффективная реализация их потребительских свойств. Важнейшими из них, учитывая высокую требовательность к продолжительности и качеству выполнения технологических процессов в растениеводстве, считают показатели эксплуатационной надёжности машинно-тракторных агрегатов (МТА). В первую очередь - это безотказность и ремонтопригодность машин. Из-за массовых отказов тракторов, являющихся энергетической основой агрегатов, высокой трудоёмкости проведения ремонтно- обслуживающих воздействий (РОВ) при поддержании и восстановлении их работоспособности коэффициент технического использования МТА в напряжённые циклы полевых работ обычно не превышает 6070%. В результате первичным по затратам ресурсного потенциала и времени становится процесс обеспечения работоспособности, где тракторы являются предметом труда. Очевидно, что это основное противоречие цели их приобретения.
С другой стороны, необходимость проведения многочисленных и трудоёмких технических обслуживаний (ТО), ремонтных воздействий предопределяет рост затрат ресурсного потенциала на поддержание надёжности тракторов и в целом МТА. За нормативный срок их эксплуатации эти затраты в несколько раз превышают (по затратам денежных средств, труда и др. с учётом необходимости создания объектов инженерно-технической инфраструктуры) аналогичные показатели при производстве машин на промышленных предприятиях.
Нормативы по наработке на отказ и трудоёмкости проведения РОВ для тракторов должны определяться агротехнической продолжительностью и качеством выполнения технологических операций в растениеводстве. Это обусловливает целесообразность применения в составе МТА тракторов с различными уровнями безотказности и ремонтопригодности, т.е. дифференцирование этих показателей.
В настоящее время диапазон номенклатуры тракторов по наработке на отказ и трудоёмкости РОВ довольно широк, что позволяет выбирать для конкретных условий реализации технологических процессов в растениеводстве тракторы с экономически целесообразным уровнем безотказности и ремонтопригодности, то есть возможно комплектование МТА с дифференцированной величиной наработки на отказ и трудоемкости РОВ. Решение этой задачи при очевидности прикладной значимости предопределяет её научную актуальность.
Она подтверждается государственными программами по технической модернизации производственных процессов, в том числе программой «Техническая и технологическая модернизация, инновационное развитие» на 2008-2012 годы.
Цель исследования: Сокращение продолжительности выполнения механизированных процессов в растениеводстве и затрат ресурсов путём использования МТА с тракторами, имеющими различную величину показателей безотказности и ремонтопригодности.
Объект исследования: Процессы использования и обеспечения работоспособности тракторов с различными уровнями безотказности и ремонтопригодности при выполнении технологических процессов в растениеводстве.
Предмет исследования: Взаимосвязь продолжительности выполнения технологических процессов и потерь продукции в растениеводстве, затрат ресурсов на обеспечение работоспособности тракторов с показателями их безотказности и ремонтопригодности при использовании в составе МТА.
Задачи исследования
-
Установить взаимосвязь продолжительности выполнения технологических процессов и потерь продукции в растениеводстве, затрат ресурсов на обеспечение работоспособности тракторов с показателями их безотказности и ремонтопригодности при использовании в составе МТА.
-
Обосновать рациональные величины показателей безотказности с.-х. тракторов при их использовании в растениеводстве Северного Казахстана.
-
Разработать методику и провести экспериментальные исследования эффективности использования и обеспечения работоспособности тракторов с дифференцированной величиной наработки на отказ в идентичных условиях рядовой эксплуатации. Дать технико- экономическую оценку результатов исследования.
Научная новизна основных положений, выносимых
на защиту:
- установлена взаимосвязь между величиной наработки на отказ, трудоёмкостью РОВ тракторов, используемых в составе МТА, и продолжительностью выполнения технологических процессов в растениеводстве, потерями продукции, затратами ресурсов на обеспечение работоспособности тракторов;
-
установлена закономерность изменения цены тракторов при их производстве и затрат на обеспечение работоспособности при эксплуатации, продолжительности выполнения технологических операций и потерь продукции в зависимости от величины наработки на отказ;
-
определён рациональный диапазон наработки на отказ тракторов, используемых в составе МТА, в растениеводстве Северного Казахстана;
-
получены экспериментальные данные величины наработки на отказ и трудоёмкости РОВ и определено их влияние на затраты ресурсного потенциала при обеспечении работоспособности тракторов в условиях Северного Казахстана.
Практическая ценность работы и реализация её результатов
Применение тракторов с дифференцированными показателями безотказности и ремонтопригодности позволяет в конкретных условиях эксплуатации сократить продолжительность технологических процессов, затраты ресурсного потенциала на обеспечение работоспособности тракторов, т.е. повысить рентабельность производства продукции растениеводства.
Результаты исследования могут быть использованы специалистами с.-х. предприятий при модернизации машинно-тракторного парка, а также службами надёжности тракторостроительных заводов для оценки и анализа безотказности и ремонтопригодности с.-х. тракторов в период их эксплуатации и решения задач оперативного управления надежностью в целях ее повышения.
Результаты исследования приняты к использованию службами с.-х. предприятий при формировании и обновлении тракторного парка в ТОО «Агрофирма "Родина"» и ТОО «Подлесное» РК, применяются в учебном процессе Казахского агротехнического университета им. С.Сейфуллина и Челябинской государственной агроинженерной академии.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на ежегодных международных научно-технических конференциях Челябинской государственной агроинженерной академии и Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина, на производственных совещаниях инженерно-технических работников в ТОО «Агрофирма "Родина"» и ТОО «Подлесное» (2008-2012 гг.). На республиканской научно-теоретической конференции (2010 г., КАТУ, г. Астана) доклад по работе занял первое место в секции технических наук.
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 11 научных работах, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы и 20 страниц приложений; объём диссертации составляет 154 страницы, включая 32 рисунка и 14 таблиц.
Процесс использования МТА в растениеводстве, их производительность и надёжность
Производительность (агрегата) — это количество работы (га, м , м , т), выполненное в единицу времени.
Главной целью повышения производительности МТА при выполнении механизированных процессов в растениеводстве является сокращение продолжительности технологических операций. Это важнейший фактор роста урожайности с.-х. культур и повышения качества продукции. Сегодня фактическая производительность МТА в 1,5-2,0 раза ниже номинальной, а продолжительность выполнения технологических операций в большинстве хозяйств Северного Казахстана в 3...5 раз превышает их агротехнически обусловленную длительность. Сменная производительность МТА WCM характеризуется следующей зависимостью: WCM=WT4Km, (1.7) где wт - часовая техническая (чистая) производительность агрегата, га/ч; KJH - коэффициент технического использования. Коэффициент технического использования согласно ГОСТ 27.002-89 -это комплексный показатель надёжности, равный отношению математического ожидания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к математическому ожиданию суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии и простоев, обусловленных техническим обслуживанием и ремонтом за тот же период. Надёжность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств [43].
Вопросы надёжности и ремонта машин освещены в трудах академиков А. И. Селиванова, В.И. Черноиванова, В.М. Кряжкова, профессоров В.И. Ка-зарцева, В.В. Ефремова, И.С. Левитского, Н.С. Ждановского, В.А. Шадриче-ва, Л.В. Дехтеринского, Р.В. Кугеля, К.Т. Кошкина, Н.Н. Маслова, С.С. Черепанова, Е.А. Лисунова, П.А. Власова, П.П. Лезина, доцента Ю.Н. Артемьева и др. [10,18,23,31,40-42,44-55].
По нашему мнению, на данном этапе механизации производственных процессов растениеводства зависимость (1.7) содержит значительный потенциал для дальнейшего наращивания производительности МТА.
Поэтому запишем формулу (1.5) с учётом коэффициента технического использования в виде F (ф= а+ РОВ = ——zz— С1 -8) nWTiiKm При всех прочих равных условиях использования машины, отметим, что часовая техническая производительность МТА зависит от следующих факторов: Ne - эффективная мощность двигателя трактора кВт; Vp - скорость движения; Вр — конструктивная ширина захвата рабочей машины.
Техническая производительность МТА прямо пропорциональна конструктивной ширине захвата машины Вр и скорости движения Vp: WT4=cBpVp, (1.9) где с - коэффициент, учитывающий единицы измерения скорости движения агрегата: если она выражена в м/с, то с = 0,36, если в км/ч, то с = 0,1. Повышение производительности МТА наращиванием показателей Vp и Вр — эффективные способы, используемые на протяжении всего существования МТА, например, рост показателя скорости Vp = 7 - 9 км/ч, и уже сегодня переход к агрегатам, работающим на скоростях свыше 10 км/ч (10-14 км/ч). Однако известно [28], что потери от простоя более мощного (производительного) агрегата увеличиваются пропорционально его производительности (рисунок 1.6).
Поэтому повышение часовой производительности без повышения технико-технологической надёжности отрицательно сказывается на результате. В итоге сегодня сроки выполнения технологических операций в 2-3 раза превышают агротехнически оптимальные. Очевидно, что различные потери средств от простоев МТА, отличающихся производительностью, фактически должны предопределять требования к уровню надёжности МТА. Техниче екая производительность зависит от работоспособности агрегата: WT =/[кр), где Кр - коэффициент работоспособности агрегата, зависящий от следующих показателей: Кр= , (1.10) Р " " У- ТО У-т.о " " т.н где tр — время, затраченное непосредственно на выполнение полезной работы, ч; tyo - потери рабочего времени на устранение последствий отказов тракторов, ч; tjQ - потери рабочего времени на выполнение плановых работ по техническому обслуживанию МТА, ч; tyT0 - потери рабочего времени на устранение технологических отказов рабочих машин, ч; tTH — потери рабочего времени на выполнение технологической настройки рабочих машин и агрегата в целом, ч.
Работоспособное состояние (работоспособность) по ГОСТ 27.002-89 — состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации [43].
Коэффициент работоспособности учитывает затраты времени на поддержание работоспособности МТА в целом (трактор + одна или несколько сельскохозяйственных машин). Вместе с тем tyrX) и/ГЙ зависят от конструктивных особенностей различных по назначению с.-х. машин. Поэтому для повышения производительности МТА достаточно ограничиться наиболее значимой частью коэффициента работоспособности МТА tp+tyx)+tTOj относящейся непосредственно к трактору, которая собственно и является ко эффициентом технического использования. При этом рост показателей V„ и Вр обусловлен повышением эффективной мощности двигателя трактора, а часовую техническую производительность Wf можно выразить через энергетические показатели МТА: км где Ne — эффективная мощность двигателя трактора, кВт; т] — тяговый КПД трактора; Км - удельное сопротивление машины, кН/м; с - коэффициент пропорциональности.
На данном этапе изучения зависимостей (1.9) и (1.11) необходимо произвести разграничение типов отказов на отказы функционирования и отказы параметрические. Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Отказ функционирования — это событие, при котором выполнение основных функций объектом прекращается, например, обрыв поршня, поломка зубьев шестерни и т.п. Отказ параметрический — некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пределах, например, пробуксовывание дисков сцепления и т.п. К примеру, к параметрическому отказу относится разрегулировка топливной аппаратуры, при которой падает мощность двигателя и как результат (формула 1.7) снижается сменная производительность.
Отказы параметрические взаимосвязаны в основном с работоспособностью машины, а отказы функционирования - с безотказностью. Причём количество отказов функционирования зависит от безотказности, а продолжительность их устранения взаимосвязана с ремонтопригодностью.
Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.
Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта. Безотказность и ремонтопригодность через функциональные и параметрические отказы тракторов оказывают значительное влияние на производительность МТА. В наибольшей степени это влияние выражает зависимость (1.7): WCM Wf -KTJJ -Тсм в которой на сменную производительность оказывает влияние уровень безотказности и ремонтопригодности тракторов через коэффициент технического использования:
Уровень заводской надёжности как фактор обеспечения выполнения механизированного технологического процесса
Найдём минимум приведённой функции (2.25), взяв производную dC/Po и приравняв ее к нулю. Полученный минимум соответствует суммарным затратам, равным 9,89 млн руб. На основании приведённых выражений рассчитан рациональный диапазон наработки на отказ III группы сложности: Ро=607-657 мото-ч. По формуле (2.23) вычислим цену производства такого трактора: Сз=4,95 млн руб., она должна совпадать с рациональными затратами на поддержание работоспособности за период Т, так как полученный минимум является точкой пересечения зависимостей (2.22) и (2.24) (рисунки 2.4 и 2.5). По формуле (2.24) найдём рациональные затраты на поддержание работоспособности: Срод = 4,95 млн руб. при периодичности капитального ремонта т=4,5 года. К примеру, сегодня уровень безотказности тракторов К-744 Р2 выпускаемых Кировским тракторным заводом Р;/=300 мото-ч получим цену изготовления С;;=3,645 млн руб. Повысив уровень безотказности на 100 мото-ч, получим прирост затрат на производство в ценовом выражении на 355 тыс. руб. При этом затраты на поддержание работоспособности уменьшатся на 597 тыс. руб.; экономия средств составит 242 тыс. руб. с каждого трактора. Если затраты на изготовление трактора уменьшить до 3 млн руб., его наработка на отказ снизится до 100 мото-ч, затраты на РОВ возрастут до 8 млн руб., а само приобретение и использование трактора потеряет смысл, так как изготовленный за 3 млн руб. трактор в эксплуатации потребует дополнительных затрат в сумме 8 млн руб.
Сегодня в сельском хозяйстве на ремонт тракторов за десятилетний срок их службы затрачивается средств в 2-3 раза больше, чем первоначальная цена новых тракторов, а трудовые затраты в десятки раз превышают затраты на изготовление. В связи с этим встает вопрос об увеличении расходов на изготовление сельскохозяйственных тракторов для повышения уровня заводской безотказности и ремонтопригодности. Расчет выпускаемых промышленностью изделий на рациональную безотказность и ремонтопригодность может дать большой народнохозяйственный эффект по сокращению затрат при конструировании новых изделий, проектировании технологических процессов их производства и систем ТО и ремонта в эксплуатации, позволит исключить диспропорции по затратам и в конечном счёте снизит себестоимость продукции.
В отношении того, каким образом определять величину ущерба, нанесённого хозяйству из-за простоев машин при выполнении сельскохозяйственных работ, имеются различные мнения. Одни авторы [14] считают, что простои можно оценивать затратами на приобретение и содержание резервных машин, которые обеспечивали бы выполнение работ в установленные агротехнические сроки, или затратами денежных средств за аренду МТА, взятого на прокат взамен простаивающего [2, 63]. Другие оценивают простои машин потерями от недобора урожая из-за увеличения продолжительности выполнения работ [58]. Кроме того, возникают потери, вызванные скрытыми простоями машинно-тракторных агрегатов [35]. Необходимо отметить, что в совокупности явные и скрытые простои можно охарактеризовать следующими составляющими: Су — цена потерь от недобора урожая вследствие увеличения продолжительности проведения полевых работ, руб.; Сцд — потери от эксплуатации агрегата, имеющего заниженную производительность, руб.; Смех — потери, обусловленные недоиспользованием труда механизаторов вследствие простоя МТА, руб.
На величину потерь непосредственное влияние оказывают уровень заводской надёжности тракторов, стратегии и методы ТО и ремонта [61]. Известно, что в растениеводстве количество и качество полученной продукции зависят от продолжительности проведения технологических операций. Именно своевременность технологических операций определяет уровень потерь продукции: Спр /Оф ) = СУ + СПА + смех» (2.26) где t p- фактическая продолжительность технологической операции, ч.
В настоящее время продолжительность выполнения полевых операций в разы превышает агротехнически оптимальную [59]. Пропорционально увеличению фактической продолжительности полевых работ іф растёт количество потерь продукции растениеводства Спр: пр\ " пр2 При анализе теоретических взаимосвязей показателей надёжности в совокупности со среднестатистическими значениями комплексных показателей надёжности получена зависимость фактической продолжительности агротехнических операций от уровня надёжности с.-х. тракторов (рисунок 2.7).
На рисунке / - фактическая продолжительность технологической операции, ч; Т- средняя наработка на отказ, мото-ч; S - объединённая оперативная удельная трудоемкость ТО и ремонтов, чел.-ч/ед.наработки; ta - агротехническая продолжительность технологической операции, ч; ty_0 - продолжительность простоя агрегата при устранении последствий отказов, ч; txo затраты времени на выполнение операций ТО в рабочие периоды, ч; Кти - коэффициент технического использования; Кр - коэффициент готовности; А — объем работы, га; п - количество (агрегатов), шт.; W - производительность агрегата, га/ч.
Оценка весомости факторов формирования надёжности тракторов в эксплуатации
Анализ показателей таблицы 4.3 свидетельствует о том, что хозяйство располагает достаточно квалифицированными кадрами механизаторов. Общее число механизаторов практически не изменилось. В 2010 году квалификацию 1-го класса имели - 15 механизаторов , 2 класса - 19, 3 класса - 56. Наибольшее количество механизаторов имеют стаж от 5 до 10 лет, возраст свыше 40 лет имеют 39 механизаторов.
В хозяйстве принята сдельно-премиальная оплата труда, т.е. каждый рабочий контролируется своим бригадиром и нормировщиком, который проставляет трудовые дни и начисляет зарплату. Под зарплату работникам выдается, по их желанию, пшеница, ячмень, часть продукции с подсобного хозяйства (мясо, молоко), сено, послеуборочная пшеничная или ячменная солома.
Техническое обслуживание тракторного парка организовано следующим образом: ежедневное техническое обслуживание проводит сам тракторист-машинист перед началом работы; ТО-1 проводят мастера-наладчики на полевых станах бригад с участием самого тракториста-машиниста и под руководством инженера. Также проводят ТО-2. Техническое обслуживание тракторов типа К-744 и Buhler проводится на пункте технического обслужи вания (ПТО), находящемся в мастерской хозяйства. Кроме того, на этом пункте проводится ТО-3 и СТО с привлечением мастеров-наладчиков.
Управление работой осуществляется с помощью диспетчерского пункта, оборудованного телефоном и рацией (рисунок 4.1).
Кроме того, в хозяйстве ведутся активные работы по внедрению навигационных систем на базе GPS. Сначала использование этих систем внедрялось преимущественно на грузовых автомобилях, сегодня они используются и при эксплуатации тракторного парка.
Составляющие материально-технической базы для обслуживания и ремонта МТП в хозяйстве показаны в таблице 4.4. и рисунке 4.2. и ПМЗ - передвижная механизированная заправка; СХТ - сектор хранения тракторов; СХК - сектор хранения комбайнов; АМП - автопередвижная мастерская; СРСХМ — сектор регулировки сельскохозяйственных машин; СХСХМ - сектор хранения сельскохозяйственных машин
Мобильная мастерская ИГЛ-9200 (производства США) является главным звеном инженерной службы. В напряженные периоды полевых работ мастерская работает круглосуточно, постоянно задействованы в работе один инженер, два мастера наладчика и сварщик.
Нефтепродукты хозяйство получает из районного центра. Для хранения основного запаса ГСМ на территории хозяйства имеются нефтебаза и емкости для хранения топлива и смазочных материалов на случай непогоды. Заправка тракторов производится как в полевых условиях так и на центральной нефтебазе, где установлены заправочные колонки (таблица 4.5).
Учет нефтепродуктов на нефтебазе осуществляется оператором. Таблица 4.5. Основное оборудование нефтебазы
На основании изучения и анализа эксплуатации тракторов в сельском хозяйстве установлено, что главными причинами снижения их безотказности являются плохое состояние ремонтной базы и низкое качество ремонтов, выполняемых в хозяйствах, нарушение сроков технического обслуживания, применение более 50 % низкокачественных запасных частей, снятых со старых машин, несоблюдение условий хранения и отстоя топлива, отсутствие контроля за применяемыми маслами и смазками, а также несоблюдение правил хранения.
Известно, что улучшение перечисленных эксплуатационных факторов позволяет в разы сократить число отказов тракторов. Для получения достоверных результатов мы старались максимально снизить влияние этих составляющих на показатели безотказности и ремонтопригодности тракторов. Для этого при проведении экспериментальных исследований ограничились одним хозяйством. В целом по приведённым показателям ТОО «Агрофирма "Родина"» удовлетворяет требованиям проведения эксплуатационных испытаниях тракторов на надёжность и является типичным хозяйством [113] по условиям использования тракторов в растениеводстве.
Учёт показателей использования объектов исследования
Основываясь на экспериментальных данных сравнения показателей надёжности отечественных и импортных тракторов, за прототип более надёжного примем трактор Buhler-Versatile 2375. Такой подход позволит использовать полученные экспериментальные данные эксплуатации тракторов Buhler-Versatile 2375 и К-744 Р2 в идентичных условиях и устранит влияние прочих факторов эксплуатации.
С учётом показателей экспериментальных исследований принимаем показатели наработки на отказ III группы сложности для К-744 Р2 - Р0=210 мото-ч, для Buhler-Versatile 2375 — Р0=670 мото-ч. Цена потерь от недобора урожая определяется по выражению (2.35). Для определения этих потерь по выражению (2.31) рассчитана цена потерь урожая за час простоя техники по четырем календарным периодам полевых сельскохозяйственных работ. Расчеты, выполненные по данным выражениям в ценах реализации продукции в 2010 году, показывают, что цена одного часа простоя Срег на полевых работах первого календарного периода при сложившейся структуре посевных площадей составляет в среднем 492 руб. для тракторов К-744 Р2 и 590 руб. для Buhler-Versatile 2375, для второго календарного периода соответственно 83 и 99 руб., для третьего - 137 и 208 руб., для четвертого 132 и 159 руб.; среднее значение за сезон полевых работ трактора составляет 211 и 264 руб. за час.
Длительность простоя (в часах) для устранения последствий отказов определяется из процентного соотношения количества отказов по группам сложности. По общему количеству отказов (таблица 4.7), зафиксированных за период наработки тракторов 5000 мото-ч, определено, что доля отказов I группы сложности составляет 34,71% для тракторов К-744 Р2 и 34,18% для тракторов Buhler-Versatile 2375 от общего количества отказов; доля отказов II группы сложности соответственно 63,65 и 62,92%, доля отказов III группы сложности соответственно 1,65 и 2,9%.
Изменение затрат на устранение последствий отказов при различных уровнях наработки на отказ определяется по среднегодовому количеству отказов на трактор: где Ап{ - изменение среднего числа отказов при переходе на более высокий уровень наработки на отказ; Суст. - цена устранения одного отказа і-й группы сложности. Снижение числа отказов при переходе с низкого уровня на высокий рассчитываем по формуле Щ=пІ2-піі9 (4.6) где щ ,щ - число отказов при работе тракторов соответственно с низким и высоким показателями наработки на отказ. Согласно экспериментальным данным при повышении показателя наработки на отказ III группы сложности от низкого Ро — 190-240 мото-ч для К-744 Р2 до высокого Р# =640-690 мото-ч для Buhler-Versatile 2375 среднее число отказов на трактор снижается в 3,2 раза: с 4,84 до 1,5.
Результаты анализа целевой функции (2.39) по приведенным показателям (рисунок 4.11) и их сопоставление с результатами экспериментального исследования (таблица 4.10) показывают, что рациональный диапазон значения показателя наработки на отказ III группы сложности для с.-х. тракторов 5-8 тягового класса находится в пределах 840-890 мото-ч, что соответствует суммарным затратам за 10 лет эксплуатации такого трактора 12,37 млн руб. При этом аналогичные затраты на эксплуатацию трактора К-744 Р2 (190-240 мото-ч) составляют 19,9 млн руб.
Изменение минимума функции суммарных затрат в зависимости от затрат на повышение уровня наработки на отказ III группы сложности при производстве тракторов Сз, затрат на поддержание и восстановление их работоспособности в эксплуатации Сров и цена потерь продукции растениеводства Спр
Таким образом, при расчёте рационального уровня безотказности сельскохозяйственных тракторов необходимо учитывать как минимум три составляющие — Сз, Сров и Спр, причём в условиях растениеводства ключевой составляющей являются комплексные затраты от потерь продукции. Если учитывать только составляющие затрат на приобретение трактора и РОВ, рациональный показатель наработки на отказ составит 600-650 мото-ч для тракторов 5-8 тягового класса. С учётом потерь продукции растениеводства его необходимо повысить до 840-890 мото-ч. Результаты исследования пока 115 зывают, что приобретение и использование тракторов К-744 Р2 с наработкой на отказ III группы сложности 190-240 мото-ч экономически невыгодно (таблица 4.10, рисунок 4.11), так как за 10 лет эксплуатации затраты на РОВ вдвое превышают цену трактора. Если же учесть цену потерь продукции из-за его простоев при обслуживании и устранении последствий отказов, получим, что суммарные затраты превышают цену трактора практически в пять раз. Для трактора с рациональным уровнем заводской наработки на отказ III группы сложности 840-890 мото-ч цена изготовления, наоборот, превышает затраты на РОВ в 1,5 раза. При учете потерь продукции от простоя такого трактора получим: С3 Сров+Спр. (4.7) Следовательно, рациональная цена изготовления трактора должна соответствовать суммарным затратам на его обслуживание, ремонт и учитывать комплексные потери, вызванные простоями этого трактора.
