Определение уровня оснащенности технологических конструкций контрольно-информационными системами. Разработка экономико-математической модели для определения оптимального уровня эксплуатационной технологичности средств механизации в природообустройстве.
Аннотация к работе
Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйстваРабота выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства» (ФГОУ ВПО МГУП) Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Евграфов Владимир Алексеевич Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства» (ФГОУ ВПО МГУП) Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Захарченко Анатолий Николаевич Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия им. Защита диссертации состоится «14 » июня 2011 г. в часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 220.045.01 при ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» по адресу: 127550, г.Полученные зависимости позволяют прогнозировать эффективность использования новых (модернизированных) машин в зависимости от степени оснащенности контрольно-информационными системами. Практическая ценность выполненной работы заключается в том, что ее научные результаты на основе системного подхода объединены общей методологией, позволяющей на основе разработанных методов оценки уровня эксплуатационной технологичности с учетом степени оснащенности контрольно-информационными системами выработать комплекс мероприятий по модернизации средств механизации в природообустройстве. К операциям технологического обслуживания относят: подготовку машины к работе (изменение колеи колес, настройку вала отбора мощности, регулирование гидронавесной системы и т.п.), подготовку агрегата к работе (навешивание или присоединение агрегатируемых орудий, подсоединение к ним коммуникаций, их технологическую настройку и т.п.), заправку машины топливом и технологическими материалами, контроль и управление агрегатом в процессе работы (управление траекторией движения, переключение передач, регулирование положения гидронавесной системы, наблюдение за щитком приборов и агрегатируемой машиной и т.п.), а также операции после завершения работ (снятие или отсоединение орудий, перевод их в транспортное состояние и т.п.). Наблюдается общая тенденция увеличения уровня оснащенности машин встроенными средствами контроля с ростом мощности машины (рисунок 3). Согласно нормативным документам, определяющим требования к качеству и эксплуатационной технологичности машин (ГОСТ 21624-81, ГОСТ 14.205-83, ГОСТ 4.40-84, ГОСТ Р 51033-97 и др.) в случае необходимости оценки конструктивных особенностей машин допускается использование дополнительных единичных показателей, а также комплексных оценочных систем, сформированных из частных и единичных показателей, наилучшим образом учитывающих исследуемые свойства конструкций машин.Установлено, что по мере увеличения мощности машин растет количество встраиваемых средств контроля. В систему оценочных показателей вошли коэффициенты: контролируемости операций технического обслуживания, контролируемости операций технологического обслуживания, оснащенности встроенными средствами контроля, коэффициенты доступности при техническом и технологических обслуживаниях и диагностировании. Наличие контрольно-информационных систем на машинах: Case IH JX90, New Holland Т7040 и John Deere 8430 обеспечивает высокий уровень эксплуатационной технологичности, который на 20-30% выше, чем у других машин. Выяснилось, что при высоком уровне оснащения контрольно-информационными системами (тракторы New Holland Т7040 и John Deere 8430) вероятность возникновения отказов II и III групп сложности резко снижается. Так, в общем числе отказов этих машин, на долю отказов II и III групп сложности приходится менее 30%, в то время как у остальных машин этот показатель приближается к 50%.
Вывод
1. Произведена классификация контрольно-информационных систем по уровню автоматизации и принадлежности к средствам обеспечения эксплуатационной технологичности машин. Установлено, что по мере увеличения мощности машин растет количество встраиваемых средств контроля. Наблюдается общемировая тенденция замещения простых средств контроля на более совершенные - контрольно-информационные системы.
2. Теоретически обоснован обобщенный показатель эксплуатационной технологичности машин. Он оценивается системой единичных показателей, сформированной по результатам факторного анализа с применением метода экспертных оценок. В систему оценочных показателей вошли коэффициенты: контролируемости операций технического обслуживания, контролируемости операций технологического обслуживания, оснащенности встроенными средствами контроля, коэффициенты доступности при техническом и технологических обслуживаниях и диагностировании. Их весомость составила 1,0; 1,0; 0,75; 0,5, 0,31 и 0,19 соответственно.
3. Произведен анализ статистических данных по эксплуатации машин на агромелиоративных работах, который показал, что эффективность эксплуатации средств механизации в природообустройстве в значительной мере определяется наработкой на отказ основных систем и агрегатов, а также средним временем их восстановления. Так, самая низкая средняя наработка на отказ наблюдалась у тракторов Т-150К (51,6 ч) и МТЗ-82.1 (56,2), самое высокое - у John Deere 8430 (247 ч) и New Holland Т7040 (157,6 ч).
4. Доказано, что повышение уровня оснащенности машин встроенными средствами контроля позволяет значительно повысить коэффициент технической готовности. Наличие контрольно-информационных систем на машинах: Case IH JX90, New Holland Т7040 и John Deere 8430 обеспечивает высокий уровень эксплуатационной технологичности, который на 20-30% выше, чем у других машин.
5. Произведен анализ отказов по основным системам и агрегатами объектов исследования. Выяснилось, что при высоком уровне оснащения контрольно-информационными системами (тракторы New Holland Т7040 и John Deere 8430) вероятность возникновения отказов II и III групп сложности резко снижается. Так, в общем числе отказов этих машин, на долю отказов II и III групп сложности приходится менее 30%, в то время как у остальных машин этот показатель приближается к 50%.
6. Анализ процесса эксплуатации исследуемых машин показал, что на производительность механизированного процесса влияет уровень эксплуатационной технологичности их конструкций. Наиболее высокие показатели производительности у тракторов Case IH JX90, New Holland Т7040 и John Deere 8430, которые в среднем в 1,5-2 раза выше по сравнению с другими.
7. Получена статистическая зависимость коэффициента готовности от обобщенного показателя эксплуатационной технологичности объектов исследования. Аналитическое выражение данной зависимости носит полиноминальный характер: У= -5,6625РЭТ2 7,5969РЭТ-1,5855 при достоверности аппроксимации R2=0.96, что говорит о тесной статистической связи.
8. Доказано, что относительно высокая стоимость рассмотренных зарубежных машин, оснащенных контрольно-информационными системами, не удорожает выполняемые работы, а, наоборот, позволяет получить экономию затрат в 50…70%. Это объясняется более высокой эксплуатационной технологичностью и техническим уровнем их конструкций.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ
(курсивом выделены работы, опубликованные в изданиях перечня ВАК РФ)
1. Новиченко, А.И. Повышение безотказности техники средствами диагностирования [Текст] // Механизация и электрификация сельского хозяйства: теорет. и науч.-практ. журн.- М., 2006.- №10.- С.25-26.-
ISSN 0206-572X.
2. Новиченко, А.И. К вопросу оценки уровня оснащенности машин встроенными средствами контроля [Текст] / А.И. Новиченко, В.А. Евграфов // Природообустройство: науч.-практ. журн.- М., 2010.- №4.- С.84-88.-
ISSN 1997-6011.
3. Новиченко, А.И. Оптимизация контролепригодности мелиоративных и строительных машин [Текст] / А.И. Новиченко, В.А. Евграфов // Мелиорация и водное хозяйство: теорет. и науч.-практ. журн.- М., 2010.- №5.- С.57-61.-
ISSN 0235-2524.
4. Новиченко, А.И. Основные направления совершенствования технического диагностирования машин [Текст] // Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России: Сб. материалов Международной научно-практической конференции, Ч.1- М.: МГУП, 2005.- С.443-446.- ISBN 5-89231-152-Х.
5. Новиченко, А.И. Оптимизация количества контролируемых параметров технического состояния машин с целью повышения их безотказности [Текст] / А.И. Новиченко, В.А. Евграфов // Роль природообустройства в обеспечении устойчивого функционирования и развития экосистем: Сб. материалов Международной научно-практической конференции, Ч.2- М.: МГУП, 2006.- С.222-225.- ISBN 5-89231-194-5.
6. Новиченко, А.И. Оценка контролепригодности машин [Текст] // Проблемы экологической безопасности и природопользования: Сб. материалов Международной научно-практической конференции.- М.: «Норма», МАЭБП, 2006., Вып. 7.- с.97-98.- ISBN 5-85302-352-7.
7. Новиченко, А.И. Стратегии технического обслуживания и ремонта машин [Текст] / А.И. Новиченко, В.А. Евграфов // Современные проблемы развития АПК: Сб. материалов научно-практической конференции.- Волгоград: ВГСХА, 2006.- С.151-154.
8. Новиченко, А.И. Эффективность оснащения машин встроенными средствами диагностирования (на примере системы контроля расхода топлива) [Текст] // Роль природообустройства сельских территорий в обеспечении устойчивого развития АПК: Сб. материалов Международной научно-практической конференции, Ч.2.- М.: МГУП, 2007.- С.203-205.- ISBN 978-5-89231-220-2.
9. Новиченко, А.И. Оптимизация степени контролепригодности с целью повышения качества технического обслуживания [Текст] // Международный технико-экономический журнал.- М., 2007.- №1.- С.57-59.- ISSN 1995-4646.
10. Новиченко, А.И. Совершенствование системы технического сервиса машинно-тракторных агрегатов [Текст] / А.И. Новиченко, С.А. Цымбал // Роль мелиорации и водного хозяйства в реализации национальных проектов: Сб. материалов Международной научно-практической конференции, Ч.2.- М.: МГУП, 2008.- С.234-235.- ISBN 978-5-89231-244-8.
11. Новиченко, А.И. Оценка приспособленности к диагностированию машин и оборудования природообустройства [Текст] / А.И. Новиченко, А.В. Шкиленко // Роль мелиорации и обеспечении продовольственной и экологической безопасности России: Сб. материалов Международной научно-практической конференции, Ч.2.- М.: МГУП, 2009.- С.422-425.- ISBN 978-5-89231-283-7.
12. Новиченко, А.И. Обеспечение эксплуатационной технологичности машин встроенными средствами контроля [Текст] / А.И. Новиченко, А.В. Шкиленко // Социально-экономические и экологические проблемы сельского и водного хозяйства: Сб. материалов Международной научно-практической конференции, Ч.4: Технологии и средства механизации в природообустройстве.- М.: МГУП, 2010.- С.160-166.- ISBN 978-5-89231-319-3.