Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин в условиях малых и фермерских хозяйств .
1.1. 1.1. Анализ возможных форм организации технического обслуживания и 13
хранения сельскохозяйственных машин.
1.2. Анализ методик оценки сохранности сельскохозяйственных 20 машин.
1.3. Существующие технологии и технические средства очистки 25 сельскохозяйственных машин от загрязнений .
1.4 Существующие технологии и технические средства для защиты от коррозии сельскохозяйственных машин.
1.5 Существующие способы хранения сельскохозяйственных машин в условиях малых и фермерских хозяйств.
1.6. Постановка научной проблемы. Цель и задачи исследований. 53
ГЛАВА 2. Технологические аспекты организации работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин .
2.1. Технологические и организационные принципы работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин
2.2. Теоретические предпосылки к обоснованию структуры затрат на выполнение работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин
2.3. Моделирование процессов организации работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин
Выводы 115
ГЛАВА 3. Технология работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин .
3.1 Технология очистки сельскохозяйственных машин с помощью жидкостной многокомпонентной струи
3.1.1 Теоретические исследования способа очистки сельскохозяйственных машин с помощью жидкостной многокомпонентной струи
3.1.2. Экспериментальные исследования универсальной установки для очистки с помощью жидкостной многокомпонентной струи.
3.1.3. Исследование технологии очистки с помощью жидкостной многокомпонентной струи в производственных условиях.
Выводы.
3.2. Технология двухслойной защиты сельскохозяйственных машин.
3.2.1. Теоретические предпосылки нанесения двухкомпонентных консервационно-защитных составов на стыковые соединения и щели .
3.2.2. Экспериментальные исследования применения и нанесения защитно-консервационных составов для стыковых соединений и щелей.
3.2.3. Исследование технологии многокомпонентной консервации
стыковых соединений и щелей в производственных условиях.
Выводы.
ГЛАВА 4. Способ хранения сельскохозяйственной машины с помощью защитного теплового экрана .
4.1. Теоретические предпосылки к обоснованию параметров теплового экрана.
4.2. Экспериментальные исследования параметров и режимов активного теплового экрана .
4.3. Исследование хранения сельскохозяйственных машин под защитным тепловым экраном в производственных условиях.
Выводы.
ГЛАВА 5. Результаты внедрения интерактивного метода организации работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин .
5.1. Эффективность интерактивного метода организации работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин.
Выводы 287
Общие выводы и рекомендации производству 288
Список использованной литературы
- Существующие технологии и технические средства очистки 25 сельскохозяйственных машин от загрязнений
- Моделирование процессов организации работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин
- Теоретические предпосылки нанесения двухкомпонентных консервационно-защитных составов на стыковые соединения и щели
- Экспериментальные исследования параметров и режимов активного теплового экрана
Существующие технологии и технические средства очистки 25 сельскохозяйственных машин от загрязнений
В процессе развития научно-технического прогресса постоянно возникают диспропорции между производственными силами и производственными отношениями, влияющие на скорость его развития. Разница проявляется, прежде всего, в устаревании способов и форм организации материального производства [94,165].
В настоящее время существует несколько форм организации машиноиспользования, которые в свою очередь определяют способы организации хранения сельскохозяйственных машин (рисунок 1.1), Каждая из этих форм обладала своими специфическими особенностями и возможностями организации работ по поддержанию наджности сельскохозяйственных машин [94,165].
На начальном этапе использования средств механизации в сельском хозяйстве создавались машинно-тракторные станции (РСП). Коллективные хозяйства не имеющие средств механизации были прикреплены к определнным РСП, где были сосредоточены, сельскохозяйственные машины, квалифицированные кадры и имелись ремонтно-технические подразделения Такая форма была эффективной при недостатке сельскохозяйственных машин в агропромышленном комплексе. Основным недостатком такой формы был отток профессиональных кадров из хозяйств в РСП. При этом сельскохозяйственная техника и ремонтно-технические подразделения имели централизованное управление, что позволило получать высокие показатели организации машинноиспользования. Несмотря на недостаток оборудования, и расходных материалов для подготовки техники к длительному хранению был достигнут относительно высокий уровень е сохранности [21,94]. После реорганизации машинно-технических станций, в каждом хозяйстве создатся собственный машинно-тракторный парк, который оторванным от основной инженерно-технической службы и е ремонтно-обслуживающей базы, сосредоточенной в районных отделениях «Сельхозтехники» [21,94].
На следующем этапе формирования организации машиноиспользования наряду с предприятиями «Госкомсельхозтехники» появляются районные промышленные отделения «Сельхозхимии» и «Мелиорации и водного хозяйства», это приводит к дальнейшему ведомственному разобщению ремонтно-обслуживающих баз от машинно-тракторных парков хозяйств [75,94].
Сложившаяся таким образом на последних двух этапах ситуация дала хозяйствам страны мощный толчок к созданию собственной ремонтно-обслуживающей базы, были построены ремонтные мастерские, площадки с навесами и закрытые помещения для хранения сельскохозяйственной техники.
Вместе с тем, расширяя ремонтную базу, хозяйства ощутили острый дефицит запчастей к сельскохозяйственной технике. Вследствие чего через 3-4 года эксплуатации, хозяйства стали разбирать на запасные части машины вышедшее из строя, что предало вопросу хранения техники второстепенное значение.[73,75,94,165]
Заключительный этап развития организации машиноиспользования в сельском хозяйстве страны связан с началом «перестройки». Он связан проведением необоснованных экономически реформ в агропромышленном секторе экономики, которые не решили социальные задачи и не обеспечили государственной поддержки отечественных сельхозпроизводителей [94].
Экономические потрясения нанесли большой урон потенциалу ремонтно-обслуживающей базы и инженерно-технической службе хозяйств. I Этап Центральное инженерно-техническое обслуживание сельского хозяйства Сельскохозяйственное производство РСП Хозяйства Земля, рабочая сила, простые сельскохозяйственные Машинотракторный парк, ремонтно-обслуживающая база (РОБ), инженерно-технические работники, механизаторы машины
Рисунок 1.1 – Основные этапы организации машиноиспользования. В последние годы с возрождением и ростом сельскохозяйственного производства вс больше и больше стала возникать потребность в квалифицированном обслуживании и ответственном хранении появившейся на полях страны новой дорогостоящей техники отечественного и зарубежного производства. Решение этой проблемы привело к тому, что в стране снова начали создаваться машинотехнологические станции.
На сегодняшний день в России существуют около 800-850 районных сервисных предприятий (РСП), часть из которых не имеют прибыли [170]. Убыточность и неплатжеспособность большинства потребителей услуг, ограничивало РСП обслуживанием только экономически успешных хозяйств. Часть РСП были ориентированы на производство сельхозпродукции на землях, арендованных или выкупленных у неплатжеспособных хозяйств [75,94]. В наши дни РСП разделяются на три группы: 1) занимающихся только обслуживанием хозяйств – 38%,; 2) совмещающие работу в хозяйствах с производством продукции на арендованной и собственной земле – 30%,; 3) работающих только на полях арендуемых или приобретнных у экономически слабых хозяйствах – 32 %, [75,94,165]. Как следствие, РСП из сервисных предприятий превратились в хозяйства, производящие сельскохозяйственную продукцию [75,94].
Таким образом, основная цель создания РСП – помощь сельхозтоваропроизводителям – трансформировалась и не достигнута [75] . Одной из причин такой ситуации является полное отсутствие научно обоснованных методов организации системы материально-технического обеспечения сельского хозяйства техникой и системы поддержания е в технически исправном состоянии. Примером такой дезинтеграции является отсутствие механизма расчета между поставщиком услуг по сервисному обслуживанию машин и сельским товаропроизводителем [94,165].
За рубежом придают важное значение обеспечению сохранности сельскохозяйственной техники. Причина такой заинтересованности в решении задач технического обслуживания связанных с хранением техники связано с высокой доходностью этого бизнеса [240,241]. По данным американских экономистов, деньги потраченные на техническое обслуживание, связанное с хранением сельскохозяйственных машин приносит в два раза больше прибыли чем деньги вложенные в их производство [94,243].
В западноевропейских и североамериканских странах, увеличение сохранности сельскохозяйственных машин основано на повышении пригодности конструкции машины к хранению. Иностранные фирмы при проектировании новых моделей машин руководствуются новизной, наджностью, технологичностью, удобством, упрощением и удешевлением технического обслуживания и хранения [94,136,240]. Большинство фирм пришло к выводу, что прежде, чем создать новый или модернизированный прототип необходимо использовать опыт работы по хранению предшествующих моделей [94,244].
Основой экономической политики иностранных фирм в сфере повышения сохранности является то, что совершенствование конструкций машин не должно приводить к существенному увеличению трудомкости их технического обслуживания и хранения. Достижение этой цели, возможно повышением наджности узлов и деталей при создании новых, более совершенных конструкций [178]. В настоящее время применяются узлы и детали с постоянной смазкой, сокращается количество точек обслуживания, применяются саморегулирующиеся тормоза, используются долговременные антикоррозионные покрытия и т. д. [13,94,165].
Моделирование процессов организации работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин
Количество необходимого для проведения подготовки к длительному хранению оборудования (шт.) и его стоимость (руб.) Количество обслуживаемых машин, шт. S Радиус перемещения машин к месту хранения, км. S Норма расхода горюче-смазочных материалов, л./100 км. S Число машин, шт. Цена ГСМ, руб./л. Объм зерна убранного одним комбайном, тонн S Количество узлов и деталей комбайна, на которых обнаружены дефекты, ед.
Представленная методика позволяет получить данные, которые действительны только для определнных значений параметров, переменных и структурных взаимосвязей, заложенных в программу. Изменения параметра или взаимосвязи означает, что программа должна будет пересчитать результаты. Таким образом, данный расчт служит в качестве средства для анализа поведения системы в условиях, которые определены пользователем [94,149,165].
Общий вид листа «Затраты на восстановление работоспособности зерноуборочного комбайна» Для работы с предлагаемой программой необходимы статистические данные, которые могут быть собраны на основании годовых отчтов о состоянии производственной деятельности, часть данных может быть получена путм анализа и наблюдения за некоторыми технологическими операциями, например с помощью хронометража. [94,165]. Рассмотрим организацию работ связанных с хранением сельскохозяйственных машин на примере зерноуборочных комбайнов.
Основными задачами хронометража работ являлись [94,107,165]: 1. Определение трудомкости выполнения технологических операций по техническому обслуживанию зерноуборочных комбайнов [94,225]. 2. Определение нормы расхода моющих и консервирующих материалов, затрат электроэнергии на выполнение технологических мероприятий [94,225]. Исследования проводились на машинных дворах сельскохозяйственных предприятий Рязанской области и на участке «Очистки и мойки комбайнов» ремонтной мастерской ОАО «Имени Куйбышева» [107,165]. Объектами хронометража выступили следующие технологические операции [94,107,165]: - очистка и очистка комбайна; - смазка комбайна; - консервация комбайна; - герметизация комбайна; - снятие узлов и деталей для хранения на складе; - установка комбайна на подставки; - прочие операции.
В таблице 2.1. и 2.2. представлены различные технологии, выбранные для проведение операций очистки и консервации [94,107,165]. На основании норм времени выполнения технологической операции, была определена нормативная трудомкость Тн выполнения работ: Тн = То + Твс + Тоб + Тот, (2.38) где То - основное технологическое время выполнения технологической операции, час.; Твс - вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение основной работы (переходы работника во время выполнения технологической операции, заправка комбайнов моечными и консервирующими средствами, переналадка оборудования и т. д.), час.; Тоб – время на обслуживание рабочего места и оборудования (смазка, наладка, уборка и т. д.), час.; Тот – время отдыха и личных надобностей, час. Пользуясь принятыми нормативами на выполнение работ по техническому обслуживанию зерноуборочных комбайнов [16,78,79,94,153] оперативное время Топ выполнения технологической операции определяется как сумма основного и вспомогательного времени. Время рабочего места составляет 7%, а время отдыха 8% от оперативного времени они учитываются через поправочный коэффициент. Тогда норма времени будет определена по формуле [94,107,165]:
В качестве исполнителей при хронометраже привлекались слесаря имеющие стаж работы не менее 5 лет, разряд не ниже 4, в качестве наблюдателей инженерно-технические работники стаж работы на профильных должностях не менее 3 лет. Исполнители и наблюдатели являются квалифицированными специалистами знающими технологию проведения операций технического обслуживания, понимали цель проведения хронометража [94,165,225].
Теоретические предпосылки нанесения двухкомпонентных консервационно-защитных составов на стыковые соединения и щели
Как видно из графика максимальная степень очистки, а следовательно и равномерность распределения ледяных гранул в пятне контакта струи достигается при оптимальных параметрах сопла и насыщении воды активатором льдообразования с помощью канала диаметром d=1,6 мм. Зависимость качества очистки от расположения сопла до очищаемого образца исследовалась в ходе однофакторного эксперимента.
Оба режима очистки исследовались при оптимальных параметрах использовании экспериментального сопла: давления жидкости в напорной магистрали 5,6 МПа; диаметра выходного отверстия сопла 5,4 мм. Результаты исследований представлены на рисунке 3.16. Из графика видно, что применение струйного режима не обеспечивает необходимого качества очистки от сильносвязанных загрязнений. В тоже время в режиме струйной очистки установка позволяет эффективно удалять слабосвязанные загрязнения. Очищающее действие жидкостной многокомпонентной струи значительно снижается с увеличением расстояния до очищаемого образца [214,215]. Применение ледяных гранул для наружной очистки сельскохозяйственных машин позволяет существенно повысить качество очистки. При использовании разработанной конструкции сопла пленка загрязнений разрушается за счет энергии ледяных гранул, которые при воздействии на загрязнение обладают дополнительной энергией. Основная масса гранул образуется на небольшом удалении от универсального сопла. Поэтому наибольшая эффективность очистки достигается при расположении сопла на расстоянии 400-600 мм от очищаемой поверхности. На этом расстоянии равномерность распределения ледяных гранул в поперечном сечении струи максимальна [214,215].
Для исследования степени повреждений лакокрасочного покрытия был проведн однофакторный эксперимент, целью которого было определение 147 влияния времени очистки на состояние лакокрасочного покрытия. Результаты исследования представлены на рисунке 3.17. Уравнение регрессии зависимости степени повреждения образца от времени очистки: Степень повреждения лакокрасочного покрытия при очистке с помощью жидкостной многокомпонентной струи. Анализируя уравнение регрессии и графическую зависимость степени повреждения лакокрасочного покрытия от времени очистки установлено, что повреждение лакокрасочного покрытия зависит от времени очистки. Так же установлено, что допустимая степень повреждения лакокрасочного покрытия испытуемых образцов 3% соответствует времени очистки около 150 с. Поэтому в процессе очистки сельскохозяйственных машин с помощью установки с применением жидкостной многокомпонентной струи следует ограничивать время очистки одного участка в пределах 150 секунд для обеспечения сохранности лакокрасочного покрытия [214,215].
Экспериментальные исследования универсальной установки с применением жидкостной многокомпонентной струи показали, что наиболее значимыми параметрами являются степень насыщения жидкости углекислотой и давления жидкости в напорной магистрали. Оптимальными значениями параметров установки являются: степень насыщения жидкости углекислотой 6,5%; давления жидкости в напорной магистрали 5,6 МПа; диаметра выходного отверстия сопла 5,4 мм; диаметр канала для подачи активатора лдообразования 1,6 мм 2. Экспериментальными исследованиями установлено, что максимальная степень очистки, а следовательно и равномерность распределения ледяных гранул в пятне контакта струи достигается при оптимальных параметрах сопла и насыщении воды активатором льдообразования с помощью канала диаметром d=1,6 мм. 3. Экспериментальными исследованиями установлено, что допустимая степень повреждения лакокрасочного покрытия испытуемых образцов 3% соответствует времени очистки около 150 с. Поэтому в процессе очистки сельскохозяйственных машин с помощью установки с применением жидкостной многокомпонентной струи следует ограничивать время очистки одного участка в пределах 150 секунд для обеспечения сохранности лакокрасочного покрытия.
Исследование технологии очистки с помощью жидкостной многокомпонентной струи в производственных условиях. В процессе производственных испытаний нами были поставлены следующие задачи [215]. 1. Определить эксплуатационные характеристики универсальной установки для очистки с применением жидкостной многокомпонентной струи. 2. Провести сравнительные испытания различных способов очистки сельскохозяйственных машин от сильносвязанных загрязнений и определить технико-экономические показатели работы установок реализующих сравниваемые способы очистки.
Разработать технологию наружной очистки сельскохозяйственных машин с помощью предлагаемой установки.
Исследование проводилось на сельскохозяйственных машинах, которые используются в малых и фермерских хозяйствах Рязанской области (картофелеуборочный комбайн – КПК2-01; зерновая сеялка – СЗУ-3.6; зерноуборочный комбайн – ДОН-1500Б).
Для получения достоверной информации с вероятностью 0,95 при коэффициенте вариации 0,15 испытания проводилось на трех машинах каждой марки [88,215].
При проведении испытаний использовалось современное измерительное оборудование, прошедшее в установленном порядке государственную поверку и имели все необходимые сертификаты. В качестве исследуемых видов загрязнений выступали средне- и сильносвязанные загрязнения, характеристики которых приведены в таблице 3.1.
Эффективность очистки сельскохозяйственных машин и определение технико-экономических показателей установок для очистки производилась по следующим показателям: - трудомкость, чел/ч; - расхода электроэнергии, кВт ч; - расход воды, м - затраты дополнительных средств для очистки, руб/м2; - время очистки, мин; - остаточное загрязнение, г/м2. Степень очистки оценивалась на эталонных участках сельскохозяйственных машин [215,218].
Экспериментальные исследования параметров и режимов активного теплового экрана
При креплении образцов выполнялись следующие условия: не допускалось стекание влаги с элементов конструкции машины на ниже установленные образцы; крепление образцов осуществлялось с помощью материалов устойчивых к коррозии.
На корпусе и раме сельскохозяйственной машины размещалось не менее 5 образцов из каждой контрольной группы [57]. Экспериментальные исследования проводились по образцам двух видов, представленных в таблице 4.4. Таблица 4.4 – Характеристика образцов для исследования сохранности при различных способах хранения Исследуемый процесс Материал образца Вид покрытия Характеристика защитного покрытия Коррозийноеразрушениеметаллов Сталь 0,8 кп Без покрытия Шероховатостьповерхности образца, Rz125 Старениеполимерноголакокрасочногопокрытия Сталь 0,8 кп Лакокрасочное покрытие Эмаль МЛ152, толщина покрытия 150±5 мкм.
Исследования в производственных условиях позволили установить эффективность применения защитного теплового экрана для хранения сельскохозяйственных машин. В результате сравнительного анализа различных способов хранения в условиях малых и фермерских хозяйств с учтом факторов климатического воздействия были установлены показатели эффективности хранения сельскохозяйственных машин. Показатели изменчивости климата в Рязанской области представлены в таблице 4.5. Анализ климатических факторов показывает, что показатели: температура, влажность воздуха, количество осадков наиболее часто меняются в весенне-летний период. Большие перепады температуры при высокой влажности создают условия для выпадения конденсата, так как разница температур машины и окружающего воздуха соответствует точке росы. Анализируя выпадение осадков в период хранения сельскохозяйственных машин, можно отметить, что их максимальное количество приходится на октябрь и апрель.
На рисунке 4.20 приведены полученные в ходе исследований месячные значения количества, выпавших на поверхность сельскохозяйственных машин атмосферных осадков, с учтом способа хранения и времени года. Рисунок 4.20 – Общее количество влаги на поверхности сельскохозяйственной машины. Анализ рисунка 4.20 показывает, что максимум атмосферных осадков приходится на октябрь и апрель. При этом способ хранения сельскохозяйственных машин так же существенно влияет на количество влаги находящейся на поверхности машины. Наличие влаги на поверхности машины при открытом хранении обуславливается совместным влиянием атмосферных осадков и конденсата. Следует отметить, что даже при закрытом хранении и хранении под защитным тепловым экраном возможно образование плнок влаги при резких колебаниях температуры. Образование конденсата так же возможно при разгерметизации закрытых объектов.
Наибольшая вероятность конденсации влаги наблюдается в весенне-летний период. Сельскохозяйственная машина, обладая более низкой температурой, нагревается тплым атмосферным воздухом, попадающим в помещение. Для предотвращения конденсации влаги поступающего воздуха необходимо чтобы температура машины была выше точки росы, то есть предварительный нагрев машины перед разгерметизацией или ограничение поступления воздуха (постепенный нагрев) позволит избежать конденсации влаги.
Для уточнения условий выпадения влаги на поверхности машины, были проведены исследования, в ходе которых были установлены характеристики процессов конденсации для различных способов хранения машин. Полученные характеристики конденсации: суммарное время наличия конденсата и частота образования конденсата на поверхности машины представлены на рисунке 4.21.
Изменение сезонных погодных условий и солнечной активности способствует возникновению колебаний температур, что характеризует динамику образования конденсата на поверхности машин. Наибольшая частота и время нахождения конденсата на машине соответствует весенне-летнему периоду. Даже при закрытом хранении, когда в весенний период производят ремонт техники, наблюдается высокая частота выпадения конденсата из-за разгерметизации (открытие ворот).
Защитный тепловой экран позволяет избежать выпадения конденсата, благодаря зазору между площадкой и его нижним краем, тем самым обеспечивая постепенный нагрев машины без резких перепадов.
Хранение под навесом и на открытой площадке показывает наибольшую частоту и время нахождения влаги на машине, так как в ночные и утренние часы машина интенсивно излучает тепло в окружающую среду, в результате чего она охлаждается ниже точки росы. Следует отметить, что при хранении под навесом, тепловое излучение частично отражается навесом и возвращается к машине, вследствие чего конденсат выпадает не на всех поверхностях машины, а в некоторых случаях вообще не выпадает. Наибольшее суммарное время наличия конденсата на машине наблюдается в мае и июле, что обусловлено высокой влажностью воздуха и суточными колебаниями температуры. Так суммарное время нахождения влаги на машине для открытого способа хранения составляет 60-68 часов в месяц, для навеса 47-52 часа в месяц, для закрытого хранения 1-28 часов в месяц и для хранения под защитным тепловым экраном 9-12 часов в месяц. Так как наличие плнки влаги на поверхности машины является основным фактором коррозии, то закрытое хранение и хранение под защитным тепловым экраном обеспечивают наилучшую защиту от коррозии. Существенное повышение продолжительности нахождения конденсата на поверхности машины при закрытом хранении вызвано процессом разгерметизации помещения (ангара) в период ремонта и перемещения другой техники.
Исследование климатических условий Рязанской области показало, что колебания влажности и температур воздуха, а так же способ хранения машин влияют на развитие коррозионных процессов.
