автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обеспечение работоспособности мобильной сельскохозяйственной техники на основе резервирования обменного фонда

\

пн,У К

зокрское отделение

СиРШИМЗ} СО РАСХН

На правах рукописи

НЕМЦЕВ АНАТОЛИЙ ЕГОРОВИЧ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МОБИЛЬНОЙ СЕЛЪСКО/ШЗЯЙСТБЕННОЙ ТЕХНИКИ НА ОСНОВЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ОБМЕННОГО ФОНДА

Специальность G5.E0.03 -эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант доктор технических наук, профессор Натарзак Валерий Михайлович

Новосибирск

,____

1.1. Ь _ • - - ----- I

I.

ной техники ..................................... 38

1.2.1. Состояние работ по развитию планово - предупредительной системы технического обслуживания и ремонта машин ............................... 38

1.2.2= Существующие методики обоснования долговечности машин...................................... 45

1.2.3. Обвор исследований по обеспечению товаропроизводителей запасными частями ..................... 51

1.2.4. Анализ методик по оценке влияния ремонтно-обслуживающей базы на показатели использования техники .......................................... 56

1.3. Постановка цели и задач исследований ............ 58

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНО ТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ НА ОСНОВЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ОБМЕННОГО ФОНДА .............. 62

2.1. Системообразующие факторы работоспособности машины 63

2.2. Критерий опенки качества процесса ОРСХТ ......... 75

2.3. Обеспечение непрерывности технологического процесса восстановления работоспособности машин ....... 88

2.4. математическая модель оптимизации параметров системы ОСТОФ пои выполнении механизированных процессов по производству продукции растениеводства ... 97

2.4.1. методические предпосылки разработки модели .... 97

2.4.2. Время удовлетворения спроса на элементы обменного Фонда .................................... ЮО

Нормативно-расчетный метол определения параметров системы ОСТОФ

2.4.4, Определение спроса на элемент ":\~нкого фонда звеньев системы ОСТОФ

2.4.5, Взаимосвязь комплексных показателей надежности машин

2.5, Влияние срока службы машин на параметры системы ОСТОФ ...........................................

2.6, Обоснование параметров функционирования объектов

ремонтно-обслуживающей базы хозяйств,,,,,,,,,,,,, 123 2=5,1, Влияние ремонтно-обслуживающей базы на готовность техники ,,.,,=,,,,,,,,,,,,,=,,,,,,,,,,,,, 123 2,6,2, Определение типоразмеров объектов РОБ ,,,,=,,,, 136 2,5,3 Обоснование параметров мобильной опалубки для

возведения объектов РОБ модульного типа ,,,,,,, 139

Выводы ........................................ 142

3, РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОРСХТ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ...............................

3.1, Программа исследования и общие методические положения =

3.2, Обоснование предельного состояния машин и их элементов ..........................................

3.3, Определение коэффициентов охвата ремонтом агрегатов , узлов и машин .............................

3.4, Сбор информации об отказах машин и оперативности системы ОСТОФ

3.5, Приборы и оборудование для проведения экспериментальных исследований...........................

3.6, Расчет параметров системы ОСТОФ ,,,,,,,,,,,,,,,,

3.7, Оценка погрешности нормативно-расчетного метода

определения параметров системы ОСТОФ____....... 174

3,8, Определение производственных площадей технических

обменных пунктов 177

3,5, Опенка качества процесса обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники ,,,,,,,,,, . 178 ЗЛО, Определение потребности хозяйств в элементах

обменного фонда, о учетом возраста техники ,., ,, 184 ЗЛ1. Учет возраста техники при аренде, лизинге,

прокате 202

3,12, Сроки службы сельскохозяйственной техники ,,, „ 203

3,13= Параметры системы 0СТ0Ф и их взаимосвязи ,,,,,, £10

3,13 Л, Оперативность обслуживания потребителей ,,,,, 210

3.13.2. Опрос на элементы обменного фонда системы 0СТ0Ф ....................................... 215

3.13.3. Рекомендуемые производственные площади технических обменных пунктов и пунктов технического обслуживания ..........................,.........233

3.13.4. Опенка погрешности нормативно-расчетного метода, определения параметров системы 0СТ0Ф .... 235

3,14. Учет движения элементов обменного Фонда на ТОП 236

3 Л 5, Обоснование параметров объектов РОБ ........... 244

3,15Л. Параметры мобильной опалубки для возведения

объектов РОБ 246 3,15.2= Технология и комплекс технических средств

для оперативного возведения объектов РОБ ,,,, 251

3,16, Применение результатов исследований ........... 261

Выводы ........................................ 262

4, ОЦЕНКА ЭШЕКТИЕНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ОСНОВНЫХ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ................... 263

4.1. Практическая реализация результатов исследований 263

4.2, Экономический эффект от внедрения результатов исследований 267

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ й ПРЕДЛОЖЕНИЯ ........................... 272

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ..................... 276

ПРИЛОЖЕНИЯ ........................................... 308

- 5 -

ВВЕДЕНИЕ

Аграрная политика государства заключается в интенсивном развитии сельскохозяйственного производства для полного удовлетворения потребностей населения в продуктах питания, а промышленности - в сырье.

Необходимо за счет ускорения роста сельскохозяйственного производства и других отраслей АПК выйти сначала на уровень среднедушевого потребления важнейших продуктов питания, установленных Продовольственной программой страны, а в дальнейшем - на рациональные медицинские нормы потребления (табд.1) /1,2/.

Таблица 1

Среднедушевое потребление важнейших продуктов питания, кг в год

Наименование ; 1 | 1985 г. ! 1987 г. 1 ! 1990 г. ■...................... I Рацио-

продуктов ! ! | Задание | нальная

! ! | Продоволь- I норма

! 1 1 отвенной

! 1 5 1 | программы X ........ ..........

Хлебные продукты 133 1 Оу 135 115

Картофель 104 105 110 110

Мясо и мясопродукты 61.7 64.1 70 78

Рыба и рыбопродукты 18 18 19 18.2

Молоко и молочные

продукты 325 341 330 - 340 405

Яйца, шт. 260 272 260 - 266 29й

Растительное масло 9,7 10 13= £ 14

Овощи и бахчевые

культуры 102 100 126 - 135 130

Фрукты и ягоды 48 55 55 - 70 91

Сахар 42.2 47.2 45, 5 40

Проблема может быть успешно решена только за счет реекс

повышения производительности труда, развития к переоснащения материально-технической базы АПК, осуществления комплексной механизации сельского хозяйства и перевода его на индустриальную основу.

Многообразие форм собственности, реорганизация колхозов и совхозов, становление фермерства, приватизация государственных и муниципальных предприятий привели к возрастанию числа хозяйственных субъектов на селе более, чем в 10 раз, уменьшению среднего размера предприятий по объему производства, появлению большого количества мелких производств, изменению отношения к основным средствам,

По прогнозу Минсельхозпрода России площадь земли в предприятиях о коллективными формами частной собственности составит 78% площади сельскохозяйственных угодий, в крестьянских - 7%, а в личных подсобных хозяйствах и под коллективными садами и огородами - 5%.

Удельный вес в производстве валовой продукции хозяйств о разными формами собственности представлен в табл.2 /3/,

Таблица 2

Удельный вес хозяйств о разными формами собственности в производстве валовой продукции

| 1993 г, | 1995 г. | 2000 г. Тип предприятий (хозяйств) | (расчет | (расчет | (расчет

| МОХП РФ) 1 МОХП РФ) | ВНИИЗОХ)

Государственные сельскохозяйственные предприятия Коллективные сельскохозяйственные предприятия Кооперативные сельскохозяйственные предприятия Акционерные предприятия Крестьянские (фермерские) хозяйства

Личные подсобные (мелкотоварные) хозяйства

21 28

15

15

12

4

А и

ЙУ

оп

А ¿~\. г—'.

хии

ОП

!!' (

В условиях многообразия форм собственности (совхозы, колхозы, акционерные общества, товарищества, фермерские (крестьяне-

_ 'У _

!

кие) хозяйства имеющая место в настоящее время тенденция переоснащения сельского хозяйства России небольшими по мощности тракторами предполагает увеличение МТП не менее, чем в 1,3 раза с одновременным увеличением его сроков службы на 1-2 года,что обусловит увеличение объема ремонтно - обслуживающих работ на 10 - £5% /4/.

К сожалению, отсутствие концепции реформирования АПК привело к негативным последствиям, Производительность труда в сельском хозяйстве упала до 12% от уровня США и просматривается тенденция ее дальнейшего снижения. Основные фонды сельскохозяйственных предприятий морально устарели и находятся на грани физического износа. За последние годы в России обновление МТП практически не ведется, а остаточный ресурс имеющейся техники не превышает 15...25Х. Сезонная нагрузка на зерноуборочную, кормоу-борочную и другую технику более чем в 2.. .2,5 раза превышает нормативные показатели. В этих условиях о учетом существенного повышения цен на, новую сельскохозяйственную технику и оборудование значительно возрастает роль технического сервиса для поддержания техники в работоспособном состоянии в течение всего периода эксплуатации.

От уровня технического сервиса зависят затраты на ремонт» техническое и технологическое обслуживание, продолжительность простоев машин и их техническая готовность, сроки службы и сохранение высоких эксплуатационных показателей, что имеет решающее влияние на эффективность использования техники. Особую актуальность это приобретает в условиях многоукладности хозяйств.

При обеспечении работоспособности сельскохозяйственной техники предприятий всех форм собственности необходимо учитывать все разнообразие в потребностях и возможностях сельских товаропроизводителей, предложить им услуги технического сервиса, в том числе альтернативные с учетом специфики природко - климатических и производственно-экономических условий.

В настоящее время обеспеченность АПК России составляет: тракторами - 43%, зерноуборочными комбайнами - 701, кормоубороч-ными комбайнами - 50%. Обеспеченность хозяйств всех типов пунктами технического обслуживания машин, приближенными к местам их использования составляет менее 50% от потребности, ремонтными мастерскими коллективных хозяйств - 35...40%, районными мастерскими и станциями технического обслуживания - 25%.

Однако на этой ремонтно-обслуживающей базе выполняется более 80% всего объема работ по обеспечению эффективной эксплуатации машин и оборудования сельскими товаропроизводителями, Ее развитие позволит обеспечить повышение дневной выработки на трактор почти на 2015 наработки на отказ - в Е раза при одновременном снижении затрат на обслуживание и ремонт техники, которые еще велики. Затраты на техническое обслуживание и ремонт составляют более 40% от себестоимости тракторных работ. За амортизационный срок службы, т.е. за 8-10 лет эксплуатации, затраты на содержание тракторов превышают затраты на их производство в 6-10 раз /5/. Вместе о этим нарушение работоспособности техники ив-за возникновения отказов вызывает ее длительные простои к снижение эффективности MIA.

Создавшееся положение предопределяет актуальность исследований по обеспечению работоспособности сельскохозяйственной техники на основе совершенствования технического сервиса для сокращения простоев техники и затрат на эксплуатацию.

Исследования проводились в рамках всесоюзных заданий 16,17, 0,51.682, 0.СХ.105 и 0.0Х.108 МОХ СССР. связанных о разработкой более совершенных технологических процессов и средств технического обслуживания сельскохозяйственной техники и индустриальных методов восстановления ее работоспособности; ответственным исполнителем которых являлся автор,

Основные из этих тем; per.N 73019032, hhb.N Е322578: per.N 78006933, инв.М Б908705; per.N 81093999, hhb.N 02840086560; per.N 045052.

В диссертации в теоретическом и экспериментальном плане рассмотрена научная проблема формирования и обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники в условиях многоукладное™ хозяйств на основе резервирования обменного фонда агрегатов и узлов.

Общей методологической основой исследований являлось использование системного подхода, который позволил взаимоувязать разнородные величины и явления. При выполнении исследований применялись статистические методы, теория вероятностей, теория массового обслуживания, теория запасов» теория надежности и старения машин, дисперсионный и технике-экономический анализ,

Научная проблема заключается в необходимости углубления знаний и установления закономерностей влияния технического ооо-

- э -

тояния машин на их надежность о целью построения рациональной системы обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники (ОРСХТ) с учетом производственных факторов, зависящих от наличия и возрзота машинно-тракторного парка (МШ) у товаропроизводителей, а также объектов ремонтно-обслуживающей базы (РОБ), материальных ресурсов, кадров механизаторов и др., реализация которой позволит устранить противоречия между потенциальным и фактическим уровнями надежности машин, являющихся одной ив причин их значительных простоев, затрат на восстановление работоспособности и низкой производительности труда в сельском хозяйстве.

Цель исследования. Повышение эффективности выполнения механизированных работ в растениеводстве за счет совершенствования процесса обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники.

Объект исследования. Процесс обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники на основе оптимизации параметров областной системы обеспечения сельских товаропроизводителей обменным фондом (ООТОФ) с учетом их взаимосвязи.

Предметом исследования являлось установление закономерностей изменения параметров процесса обеспечения работоспособности машин в зависимости от их технического состояния в условиях эксплуатации.

В качестве гипотезы принято предположение о том, что процесс обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники может быть улучшен на основе комплексного рассмотрения составной части системы технического сервиса - многоуровневой системы обеспечения сельских товаропроизводителей обменным фондом, о учетом взаимосвязи ее параметров на всех уровнях между собой и с надежностью используемых машин.

Научную новизну представляют:

- методика построения многоуровневой системы обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники товаропроизводителей всех форм собственности, которая реализована на примере их обеспечения обменным фондом;

- математическая модель оценки эффективности системы обеспечения сельских товаропроизводителей обменным фондом в зависимости от параметров элементов системы;

- выявленные взаимосвязи между комплексными показателями

надежности машин применительно к отдельным сельскохозяйственным технологическим процессам и всему сроку их использования, позволяющие проектировать систему 0СТ0Ф для поддержания работоспособности техники о необходимыми параметрами;

- методика дифференцированного определения опроса на агрегаты и узлы обменного фонда (0Ф) технических обменных пунктов (ТОП) системы о учетом возраста и особенностей условий эксплуатации МТП товаропроизводителей;

- закономерности влияний обеспеченности производственными площадями объектов ремонтной базы на комплексные показатели надежности машин.

Практическая значимость работы заключается в выявлении дополнительных возможностей по дальнейшему повышению эффективности системы 00Т0Ф на основе оптимизации ее параметров. Применение разработанной методики позволяет формировать систему 0СТ0Ф для поддержания работоспособности техники о заданными параметрами и за счет этого значительно сократить время простоев машин, что будет способствовать выполнению механизированных работ в растениеводстве в агротехнические сроки.

Выявленные аналитически и экспериментально зависимости использованы для определения параметров системы 00Т0Ф Новосибирской области, представленной областной сетью ТОП, а также для возводимых реоуроообеопечквающих объектов РОБ в хозяйствах.

Результаты исследований могут быть использованы проектными и научно-исследовательокими институтами. КВ} учебными институтами. директивными органами, сельскими товаропроизводителями при проектировании предприятий технического сервиса» эксплуатации МШ;! а также при подготовке специалистов для агропромышленного комплекса.

Реализация результатов исследований. Материалы исследований были представлены в виде проектов, рекомендаций и технологий МОХ РСФСР, Минсельхозпроду РФ, Управлениям сельского хозяйства при администрации Новосибирской и Иркутской областей и Красноярского края:

- технология оперативного восстановления работоспособности тракторовг обеспечивающая непрерывность операций по замене их составных частей, рекомендована НТО МОХ Р0Ф0Р для внедрения в АПК Сибири;

- проект облегченного технического обменного пункта хозяйо-

тез, разработанный совместно о Новосибирским филиалом "Росагроп-ромсельстрой", одобрен и рекомендован к освоению в производстве научно-техническим советом АПК Новосибирской области;

- предложения по развитию ремонтной базы Красноярского края и Иркутской области, рекомендации по организации работы ТОП Новосибирской области о целью широкой реализации агрегатного метод