Підвищення ефективності використання зернозбиральних комбайнів в умовах господарств на основі оцінки рівня їх надійності - Автореферат

Дисертаційна робота виконувалась згідно з планами науково-дослідних робіт Національного наукового центру „Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” на 2001-2005 роки за темою: „Обґрунтувати організаційні форми і структуру виробничої бази та розробити технології і універсальне обладнання для технічного обслуговування автотракторної техніки і сільськогосподарських машин в сільськогосподарських підприємствах” (державна реєстрація за № 0102U000233) та на 2006-2010 роки за темою: „Дослідити закономірності виникнення відмов і зміни довговічності сільськогосподарських машин та розробити заходи щодо їх недопущення або усунення шляхом ефективного використання технологій та технічних засобів технічного обслуговування” (державна реєстрація за № 0106U011251), що є складовою НТП УААН „Механізація та електрифікація АПК” і спрямована на вирішення питань забезпечення працездатності сільськогосподарських машин. Розробити математичні моделі формування комплекту запасних частин та функціонування пересувних засобів технічного обслуговування і усунення відмов для забезпечення працездатності зернозбиральних комбайнів в період виконання польових робіт. Особистий внесок здобувача полягає в аналізі вихідної інформації стосовно стану парку зернозбиральних комбайнів і системи їх обслуговування в сучасних умовах, методів оптимізації періодичності виконання робіт з технічного обслуговування і ремонту, методів розрахунку запасних частин, існуючих технічних засобів. Також автором виконувались аналітичні дослідження надійності зернозбиральних комбайнів в залежності від характеристик технічного рівня надійності складових підсистем, розроблено теоретичні передумови щодо обґрунтування оптимальних нормативів періодичності виконання основних операцій технічного обслуговування та математичні моделі процесу забезпечення працездатності зернозбиральних комбайнів в період виконання польових робіт. У першому розділі „Сучасний стан питання забезпечення надійності зернозбиральних комбайнів” наведено стислу характеристику парку зернозбиральних комбайнів і системи їх технічного обслуговування в сучасних умовах експлуатації, проведено аналіз результатів наукових досліджень з методів оптимізації періодичності виконання робіт, методів розрахунку запасних частин на ремонтно-експлуатаційні потреби та обґрунтування пересувних засобів в системі технічного обслуговування і ремонту сільськогосподарської техніки.На основі аналізу існуючих методів забезпечення надійності, зокрема обґрунтування періодичності ремонтно-обслуговуючих робіт, визначення потреби в запчастинах та технічних засобах, встановлено, що для підтримання працездатності та ефективного використання зернозбиральних комбайнів перспективним напрямком є удосконалення системи технічного обслуговування і ремонту шляхом комплексного обґрунтування нормативів і параметрів з урахуванням характеристик технічного рівня надійності машин і умов їх використання в агарних господарствах. Одержано аналітичні залежності, що враховують вплив характеристик технічного рівня надійності складових підсистем на надійність зернозбиральних комбайнів за основними показниками безвідмовності, ремонтопридатності та комплексним, а також залежність для визначення впливу тривалості відновлення працездатності комбайна на його безвідмовність та надійність взагалі. Встановлено, що зміна тривалості в межах розсіювання показника від 1,3 до 1,7 год (або збільшення на 24-31 %) завдяки забезпеченню якості відновлення прогнозує підвищення наробітку на відмову на 61,6 %. Визначено, що наробіток на відмову першої групи складності знаходиться в межах 11,5...17,1 мото-год, другої - 8,4...11,2 мото-год, третьої - 26,4...53,4 мото-год; тривалість усунення відмов першої групи складності складає 0,34...0,40 год, другої і третьої відповідно 1,39...1,70 год і 10,03...16,18 год; наробіток на відмову жниварки складає 22,4 мото-год, молотарки - 33,1 мото-год, обладнання НЧУ - 93,7 мото-год, двигуна - 55,3 мото-год, трансмісії - 117,6 мото-год, привідних передач - 31,3 мото-год, гідросистеми 53,7 мото-год, електрообладнання - 131,6 мото-год; коефіцієнт готовності становить 0,69..0,79; коефіцієнт технічного використання - 0,58..0,68.

1. На основі аналізу існуючих методів забезпечення надійності, зокрема обґрунтування періодичності ремонтно-обслуговуючих робіт, визначення потреби в запчастинах та технічних засобах, встановлено, що для підтримання працездатності та ефективного використання зернозбиральних комбайнів перспективним напрямком є удосконалення системи технічного обслуговування і ремонту шляхом комплексного обґрунтування нормативів і параметрів з урахуванням характеристик технічного рівня надійності машин і умов їх використання в агарних господарствах.

2. Одержано аналітичні залежності, що враховують вплив характеристик технічного рівня надійності складових підсистем на надійність зернозбиральних комбайнів за основними показниками безвідмовності, ремонтопридатності та комплексним, а також залежність для визначення впливу тривалості відновлення працездатності комбайна на його безвідмовність та надійність взагалі. Встановлено, що зміна тривалості в межах розсіювання показника від 1,3 до 1,7 год (або збільшення на 24-31 %) завдяки забезпеченню якості відновлення прогнозує підвищення наробітку на відмову на 61,6 %.

3. На основі диференційованого підходу визначено залежності щодо обґрунтування періодичності виконання контрольно-оглядових, регулювально-кріпильних та мастильно-заправних операцій технічного обслуговування агрегатів і систем зернозбиральних комбайнів, що враховують рівень їх безвідмовності та пристосованості до обслуговування.

4. Для формування комплекту запасних частин на основі фактичної їх витрати використано функцію біноміального закону розподілу, в результаті чого складено вихідну імовірнісну модель та розроблено методику визначення потреби запчастин, що дозволяє врахувати конкретні умови експлуатації зернозбиральних комбайнів та імовірнісний характер достатності елементів.

5. Визначено операційні характеристики математичної моделі системи обслуговування зернозбиральних комбайнів з використання пересувних технічних засобів та сформовано цільову функцію щодо їх обґрунтування з урахуванням необхідності виконання пріоритетних ремонтно-обслуговуючих робіт.

6. Встановлено, що основний вплив на зниження надійності комбайнів в понаднормативний термін експлуатації чинять експлуатаційні (57 % відмов) та виробничі фактори (32 % відмов). При цьому 59 % відмов становлять відмови другої групи складності та 9 % - відмови третьої групи складності. На загальний рівень надійності суттєво впливає рівень надійності жниварки (22 % відмов), молотарки (21 %), привідних передач (17 %), гідросистеми (15 %) та двигуна (11 %).

7. Визначено, що наробіток на відмову першої групи складності знаходиться в межах 11,5...17,1 мото-год, другої - 8,4...11,2 мото-год, третьої - 26,4...53,4 мото-год; тривалість усунення відмов першої групи складності складає 0,34...0,40 год, другої і третьої відповідно 1,39...1,70 год і 10,03...16,18 год; наробіток на відмову жниварки складає 22,4 мото-год, молотарки - 33,1 мото-год, обладнання НЧУ - 93,7 мото-год, двигуна - 55,3 мото-год, трансмісії - 117,6 мото-год, привідних передач - 31,3 мото-год, гідросистеми 53,7 мото-год, електрообладнання - 131,6 мото-год; коефіцієнт готовності становить 0,69..0,79; коефіцієнт технічного використання - 0,58..0,68. Встановлено, що зміна технічного стану, яка веде до втрати чи відновлення працездатності зернозбиральних комбайнів, з достатнім рівнем імовірності може бути описана експоненціальним законом, що підтверджує пуассонів характер потоків відмов і відновлень та правомірність теоретичних передумов.

8. Застосування науково-обґрунтованих заходів удосконалення системи забезпечення працездатності зернозбиральних комбайнів дозволяє підвищити коефіцієнт готовності в середньому на 6-8 %, коефіцієнт технічного використання на 11-13 %, середньодобовий наробіток на 16-18 % та зменшити простої з технічних причин на 8-10 %, що забезпечує економічний ефект не менше 3700 грн. на один комбайн за сезон експлуатації.

1. Молодик М.В., Смашнюк О.В. Особливості технічного обслуговування і ремонту зернозбиральних комбайнів у сучасних умовах // Механізація та електрифікація сільського господарства: Міжвідомчий тематичний науковий збірник. - Глеваха: ННЦ ”ІМЕСГ”, 2000. - Вип. 83. - С. 177-179. (Особистий внесок - аналіз сучасних умов проведення технічного обслуговування і ремонту зернозбиральних комбайнів).

2. Смашнюк О. Проблема технічного сервісу вітчизняних зернозбиральних комбайнів // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження. - Львів: ЛДАУ, 2001. - № 5. - С. 250-256.

3. Смашнюк О.В. Дослідження відмов зернозбиральних комбайнів та визначення основних показників надійності // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства “Підвищення надійності відновлюємих деталей машин”. - Харків: ХДТУСГ, 2001. - Вип. 8, том 2. - С. 37-40.

4. Смашнюк О.В. Обґрунтування потреби запасних частин для підтримання працездатного стану зернозбиральних комбайнів // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства “Підвищення надійності відновлюємих деталей машин”. - Харків: ХДТУСГ, 2003. - Вип. 17. - С. 279-281.

5. Смашнюк О.В. Прогнозування періодичності технічного обслуговування зернозбиральних комбайнів, що відпрацювали амортизаційний термін // Збірник наукових праць Національного аграрного університету “Механізація сільськогосподарського виробництва”. - К.: НАУ, 2003. - Т. XV. - С. 339-342.

6. Смашнюк О. Оцінка коефіцієнта готовності зернозбиральних комбайнів, що відпрацювали амортизаційний термін // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Збірник наукових праць. - Дослідницьке: УКРНДІПВТ, 2003. - Вип. 6 (20), кн.1. - С. 158-163.

7. Смашнюк О.В. Оцінка показників безвідмовності зернозбиральних комбайнів, що відпрацювали нормативний термін експлуатації // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства ”Технічний сервіс АПК, техніка та технології у сільськогосподарському машинобудуванні”. - Харків: ХДТУСГ, 2004. - Вип. 24. - С. 150-154.

8. Смашнюк О.В., Роговський І.Л. Відмови зернозбиральних комбайнів „Дон-1500” в умовах рядової експлуатації та їх класифікація // Науковий вісник Національного аграрного університету. - К.: НАУ, 2005. - Вип. 80. - С. 200-205. (Особистий внесок - проведення спостережень, систематизація та аналіз причин виникнення і характеру відмов зернозбиральних комбайнів „Дон-1500”).

9. Смашнюк О.В. Дослідження надійності зернозбиральних комбайнів як складних механічних систем // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Мелітополь: ТДАТА, 2005. - Вип. 30. - С. 97-105.

10. Смашнюк О. Аналітичне дослідження моделі формування комплектів запасних частин на сезон використання зернозбиральних комбайнів // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Збірник наукових праць. - Дослідницьке: УКРНДІПВТ, 2005. - Вип. 8 (22), кн.1. - С. 273-279.

11. Смашнюк О.В. Обґрунтування періодичності технічного обслуговування зернозбиральних комбайнів за рівнем надійності їх агрегатів та систем // Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. - Кіровоград: КНТУ, 2005. - Вип. 35. - С. 229-235.

12. Смашнюк О.В. Оцінка показників ремонтопридатності зернозбиральних комбайнів в понаднормативний термін експлуатації // Праці Таврійської державної агротехнічної академії - Мелітополь: ТДАТА, 2006. - Вип. 41. - С. 141-148.

13. Смашнюк О.В. Аналітичне дослідження завантаження пересувних засобів технічного обслуговування і усунення несправностей зернозбиральних комбайнів // Механізація та електрифікація сільського господарства: Міжвідомчий тематичний науковий збірник. - Глеваха: ННЦ ”ІМЕСГ”, 2006 - Вип. 90 - С. 142-150.

14. Смашнюк О. Аналіз методів обґрунтування ремонтно-обслуговуючих втручань стосовно зернозбиральних комбайнів // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Збірник наукових праць. - Дослідницьке: УКРНДІПВТ, 2006. - Вип. 9 (23), кн.2. - С. 296-302.

15. Смашнюк О. Дослідження надійності зернозбиральних комбайнів “Дон-1500”, що відпрацювали амортизаційний термін // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Збірник наукових праць; Науково-технічні засади розробки, випробування і прогнозування перспективної сільськогосподарської техніки і технологій: Тези доповідей міжнародної науково-технічної конференції. - Дослідницьке: УКРНДІПВТ, 2003. - Вип. 6 (20), кн.2. - С. 409-410.

16. Смашнюк О.В. Обґрунтування доцільності профілактичних замін деталей і вузлів // Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи: Збірник матеріалів четвертої міжвузівської науково-практичної конференції аспірантів. Вінниця, 5-7 квітня 2004 р. - Вінниця: ВДАУ, 2004. - С. 238-240.

17. Смашнюк О.В. Взаємозвязок експлуатаційної надійності зернозбиральних комбайнів з системою технічного обслуговування і усунення відмов // Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві: Збірник тез доповідей молодих вчених XIV Міжнародної науково-практичної конференції. Глеваха, 10-13 жовтня 2006 р. - Глеваха: ННЦ ”ІМЕСГ”, 2007 - С. 61-64.

18. Настанова 29.3-37-47:2005. Методика розрахунку норм витрат запасних частин та перспективної потреби в них до сільськогосподарських машин для рослинництва на ремонтно-експлуатаційні потреби / М.Молодик, А.Моргун, Л.Молодик, О.Смашнюк, В.Тараненко, Б.Харченко, В.Чумак - К.: Украгростандартсертифікація, 2005. - 37 с. (Особистий внесок - методика визначення потреби запчастин для техобслуговування і оперативного усунення відмов машин сезонного використання).

СМАШНЮК О.В. ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ЗЕРНОЗБИРАЛЬНИХ КОМБАЙНІВ В УМОВАХ ГОСПОДАРСТВ НА ОСНОВІ ОЦІНКИ РІВНЯ ЇХ НАДІЙНОСТІ. - РУКОПИС

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 - машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. - Національний науковий центр „Інститут механізації та електрифікації сільського господарства”, Глеваха, 2008.

Дисертація присвячена вирішенню питань підвищення ефективності використання зернозбиральних комбайнів шляхом удосконалення системи забезпечення працездатності з урахуванням технічного рівня їх надійності та умов експлуатації. На основі системного аналізу запропоновано стратегію, що полягає в комплексному обґрунтуванні організаційно-технічних заходів процесу забезпечення працездатності машин. Удосконалено методику оцінки надійності складних машин та одержано аналітичні залежності щодо обґрунтування періодичності виконання основних операцій технічного обслуговування. Сформовано математичні моделі визначення потреби запчастин та функціонування пересувних засобів обслуговування і усунення відмов. Досліджено надійність зернозбиральних комбайнів в понаднормативний термін експлуатації та обґрунтовані напрями її підвищення. Виробнича перевірка розроблених організаційно-технічних заходів підтвердила ефективність результатів досліджень.

Ключові слова: надійність, працездатність, зернозбиральний комбайн, система, технічне обслуговування, усунення відмов, запчастина, пересувний засіб, модель.

СМАШНЮК А.В. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ В УСЛОВИЯХ ХОЗЯЙСТВ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ИХ НАДЕЖНОСТИ. - РУКОПИС

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.11 - машины и средства механизации сельскохозяйственного производства. - Национальный научный центр „Институт механизации и электрификации сельского хозяйства”, Глеваха, 2008.

Диссертация посвящена решению вопросов повышения эффективности использования зерноуборочных комбайнов путем усовершенствования системы обеспечения работоспособности с учетом технического уровня их надежности и условий эксплуатации.

Результаты анализа показали, что система технического обслуживания и ремонта зерноуборочных комбайнов не адаптирована к условиям их эксплуатации и технического уровня надежности. В связи с этим была предложена стратегия, которая состоит в комплексном обосновании организационно-технических мероприятий усовершенствования процесса обеспечения работоспособности.

Установлены аналитические зависимости для учета влияния надежности составных частей зерноуборочных комбайнов на их надежность в процессе эксплуатации. Доказано, что время восстановления работоспособности непосредственно влияет на безотказность работы комбайнов. Качество и своевременность выполнения ремонтно-обслуживающих работ обеспечивает повышение наработки на отказ более чем на 60 %.

В результате теоретических исследований получены зависимости для обоснования периодичности выполнения основных операций технического обслуживания комбайнов на основе характеристик уровня их безотказности и приспособленности к обслуживанию. Сформированы математические модели системы обеспечения работоспособности машин с использованием передвижных средств обслуживания и устранения отказов. В результате чего разработано методику определения потребности запчастей на сезон уборки и обоснования средств обслуживания с учетом необходимости первоочередного выполнения ремонтно-обслуживающих работ, направленных на повышение надежности комбайнов и снижение потерь урожая.

Экспериментальными исследованиями в реальных условиях эксплуатации установлены основные оценочные характеристики надежности зерноуборочных комбайнов, их систем и агрегатов. Основное влияние на снижение надежности в процессе длительного использования комбайнов оказывают эксплуатационные (57 % отказов) и производственные (32 %) факторы, что влечет за собой падение коэффициента технического использования до 0,63.

Основные решения и рекомендации по усовершенствованию системы обеспечения работоспособности апробированы в условиях аграрных хозяйств, имеющих зерноуборочные комбайны со сверхнормативным сроком использования, что позволило повысить уровень их надежности в среднем на 6-8 % и уменьшить простои по техническим причинам на 8-10 %, в результате чего увеличилась среднесуточная наработка на 16-18 %.

Ключевые слова: надежность, работоспособность, зерноуборочный комбайн, система, техническое обслуживание, устранение отказов, запасная часть, передвижное средство, модель.

SMASHNYUK O.V. RISING OF EFFICIENCY OF THE USE OF COMBINE HARVESTERS IN THE CONDITIONS OF ECONOMIES ON THE BASIS OF ESTIMATION OF THEIR RELIABILITY LEVEL. - MANUSCRIPT

Thesis for Candidate Degree in technical science on speciality 05.05.11 - machines and means of mechanization of an agricultural production. - National scientific centre „Institute of mechanization and electrification of agriculture”, Glevaha, 2008.

The dissertation is dedicated to the decision of questions of rising of the efficiency of using the combine harvesters by improvement of system of the providing with ability to work with taking into account the technical level of their reliability and conditions of exploitation. On the basis of systematic analysis the strategy that is based on complex substantiation of organizational-technical measures of the process of providing the ability to work of the machines has been offered. The method of estimation of the reliability of complex machines has been improved and the analytical dependencies in relation to the substantiation of periodicity of implementation of the basic operations of technical maintenance have been received. The mathematical models of determining of the necessity of spare parts and functioning of the mobile facilities and removal of refusals have been formed. The reliability of combine harvesters in above standard term of exploitation has been investigated and the directions of its rise have been substantiated. Production checking of the developed organizational-technical measures has confirmed the efficiency of the results of researches.

Key words: reliability, ability to work, combine harvester, system, technical service, removal of refusals, spare part, mobile facilities, model.

Размещено на .ru