автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эффективности использования тракторов путем оптимизации сроков и объемов ремонтно - обслуживающих воздействий

На правах рукописи

МУХАМЕТШИН АЛЬБЕРТ АХАТОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАКТОРОВ ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ СРОКОВ И ОБЪЕМОВ РЕМОНТНО -ОБСЛУЖИВАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ (на примере хозяйств Республики Татарстан)

Специальность: 05.20.03 - Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

З ОКТ 2013

005534035

УФА-2013

005534035

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ)

Научный руководитель - доктор технических наук профессор кафедры инженерного менеджмента ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ Галиев Ильгиз Гакнфович

Официальные оппоненты: Габдрафиков Фаниль Закариевич

доктор технических наук, доцент, кафедра теплотехники и энергообеспечения предприятий, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ), профессор

Иншаков Александр Павлович

доктор технических наук, профессор, кафедра «Мобильные энергетические средства», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», заведующий кафедрой

Ведущая организация - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Вятская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита состоится 18 октября 2013 года в 13 часов 00 минут на заседании диссертационного совета ДМ 220.003.04 при ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34, ауд. 257/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Автореферат разослан «1 }г> сентября 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

С.Г. Мударисов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие сельского хозяйства в условиях рыночных отношений сопровождается обострением проблемы эффективности использования техники.

Существующая в настоящее время система ремонтно-обслуживающих работ не могут обеспечить эффективность использования тракторов при выполнении операций в растениеводстве из-за отсутствия методов оптимизации сроков и объемов ремо!шю-обслуживаю1цн>, воздействий машинно-тракторного парка с учетом остаточных ресурсов агрегатов, узлов техники и условий функционирования тракторов в целом.

Состояние трактора, его работоспособность, определяется остаточным ресурсом агрегатов и систем. В зависимости от изменения остаточного ресурса агрегатов и систем трактора будут меняться показа гели их надежности. По этому, обоснование сроков и объемов проведения ремошно-обслужипаюших работ должно быть связано с состоянием техники, т.е. с ос1 а точным ресурсом, как основных сборочных единиц, так и трактора в целом с учетом условий их функционирования.

Цель работы. Повышение эффективности использования тракторов путем оптимизации сроков и обьемов ремонтно-обслуживающих воздействий для различных условий функшюнировз! шя.

Обьект исследовании. Трактор и параметры его надежности в различных условиях аграрного производства.

Предмет исследования. Закономерности изменения показателей надежности эксплуатация тракторов при различных состояниях агрегатов и систем с учетом условий их функционирования.

Научная нопизна:

- разработана математическая модель обоснования оптимальных значений наработок тракторов для периодов до ремонта, после первого и второго капитальных ремонтов с учетом условий их функционирования, остаточного ресурса агрегатов и разновременности затрат;

-обоснованы предельные величины остаточных ресурсов агрегатов, которые могут быть заменены предупредительно при ТО-3 с учетом условий функционирования тракторов;

-выявлены закономерности изменения показателей надежности в зависимости от остаточного ресурса агрегатов и уровня технической эксплуатации тракторов.

Практическая ценность н реализация исследований.

Разработай проект оптимизации сроков и объемов ремонтно-обслуживающих воздействий для различных условий функционирования.

Для различных значений уровня технической эксплуатации тракторов в хозяйствах рекомендованы предельные величины остаточных ресурсов агрегатов, которые могу г быть заменены предупредительно при ТО-3.

Разработана методика выбора варианта ремонтно-обслуживающих воздействий с учетом остаточных ресурсов агрегатов тракторов и условий функционирования

Разработанные мероприятия ;то повышению эффективности использования тракторов путем оптимизации сроков и объемов ремонтно-обслуживающих воздействий внедрены в ОАО «Ак Каре Пестрецы» Пестречинского района, в ЗАО «Татагроэксим» Зеленодольского района, а так же в УСХиН Актанышского района

Республики Татарстан и обеспечило уменьшение простоев по причинам устранения последствий отказов на 56%.

Годовой экономический эффект от внедрения мероприятий составил 16788,3 рублей на эталонный трактор.

Личный вклад автора.

Проведены теоретические исследования по оптимизации сроков и объемов ремонтно-обслуживающих воздействий, обоснованы рациональные варианты ремонтных воздействий на технику в зависимости от величины остаточных ресурсов агрегатов и систем тракторов. Разработана математическая модель, позволяющая вычислить оптимальные сроки проведения капитальных ремонтов для каждого трактора по критерию минимума удельных издержек на обеспечении работоспособности тракторов с учетом их состояния, условий функционирования и разновременности затрат. Определены предельные значения величин остаточных ресурсов агрегатов систем трактора, позволяющие производить их замену предупредительно при проведении ТО-3 с учетом условий их функционирования. Разработана методика и проведены экспериментальные исследования, обработка и анализ полученных результатов. Подготовлены основные публикации и выводы по работе.

Достоверность результатов работы.

Обоснованность и достоверность основных научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена экспериментальными данными, которые проводились с применением современных диагностических приборов. Адекватность модели обоснования оптимальных значений наработок для периодов до ремонта, после первого и второго капитальных ремонтов тракторов с учетом условий их функционирования, остаточного ресурса агрегатов путем сопоставления расчетных и фактических промежуточных значений удельных затрат и суммарной наработки трактора с расчетными - отклонения, соответственно, равняется 9,8% и 8,6%.

Апробация.

Основные результаты исследований по теме диссертации обсуждены на итоговых и международных научных конференциях ФГБОУ ВПО Казанской ГАУ (2005-2010 гг.), Ижевский ГСХА (2008 г.), ГНУ «Татарский НИИСХ» (2008 г.), ФГБОУ ДПОС "ТИПКА" (2009 г.), ФГБОУ ВПО Чувашской ГСХА (2009 г.).

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 16 научных работах, в том числе 7 статей опубликованы в изданиях указанных в «Перечне... ВАК» общим объемом 3,12 печатных листов, из них автору принадлежит 1,4 печатных листов.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Материал изложен на 171 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 32 рисунка. Список использованной литературы содержит 196 наименований.

Научные положения и результаты исследования, выносимые на защиту.

1. Математическая модель обоснования оптимальных значений наработок для периодов до ремонта, после первого и второго капитальных ремонтов тракторов с учетом условий их функционирования, остаточного ресурса агрегатов и разновременности затрат.

2. Методика выбора варианта ремонтно-обслуживающих воздействий с учетом остаточных ресурсов агрегатов тракторов и условий функционирования;

3. Закономерности изменения показателей надежности тракторов в зависимости от остаточных ресурсов его агрегатов и уровня технической эксплуатации.

4. Мероприятия по повышению эффективности использования тракторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель, задачи исследования и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» приведен анализ работ посвященных повышению эффективности эксплуатации тракторов и формированию системы технического обслуживания.

Повышению эффективности использования машинно-тракторного парка посвящены труды С.А.Иофинова, Ю.К.Киртбая, В.М.Кряжкова, Б.В.Павлова, М.А.Путинцевой, Б.С.Свищерского и др. Разработке методов оптимизации периодичности проведения ремонтно-обслуживающих воздействий посвящены работы А.С.Гальперина, К.М.Кавалерчика, Р.Н.Колегаева, Р.В.Кугеля, Н.С.Макарова, Е.М.Мещерина, А.И.Селеванова, К.Ю.Скибневского, С.В.Шумика, Н.М.Хмелевой, Е.Е.Чудновского и др. В.И.Черноивановым, И.П.Добролюбовым, В.М.Лившицем, Г.Е.Топилиным, В.М.Забродским ведутся исследования по обоснованию режимов процесса технического обслуживания машин с дискретным и непрерывным контролем в зависимости от характеристик технических средств диагностирования. Проблема оптимизации наработок, сроков службы отражены в работах А.С.Гальперина, Р.Н.Колегаева, Р.В.Кугеля, В.М.Михлина, С.С.Некрасова, С.В.Оганесяна, А.И.Селиванова, И.И.Трепененкова, В.А.Ушанова, А.М.Плаксина, М.А.Халфина и др.

Из приведенного анализа существующих методов повышения эффективности использования тракторов, можно сделать следующие выводы:

• показатели использования тракторов зависят от мероприятий по обеспечению работоспособности техники;

• регламентная стратегия назначения ремонтно-обслуживающих воздействий не позволяет в принципе исключить издержки от несвоевременного устранения последствий отказа;

• при определении сроков ремонта и службы техники исследователями не учитываются условия функционирования и состояния тракторов, тем самым процесс использования техники предполагается, что неуправляем и не зависит от целенаправленной деятельности человека.

Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи:

1) установить закономерности изменения показателей надежности в зависимости от величины остаточного ресурса агрегатов и систем для различных условий функционирования тракторов;

2) разработать математическую модель обоснования наработки для периодов до ремонта, после первого и второго капитальных ремонтов тракторов на основе минимизации затрат по обеспечению их работоспособности для различных условий использования с учетом остаточных ресурсов агрегатов и систем техники;

3) обосновать рациональные варианты ремонтных воздействий на технику в зависимости от величины остаточных ресурсов агрегатов и систем для различных условий функционирования тракторов;

4) разработать мероприятия и практические рекомендации по повышению эффективности эксплуатации тракторов.

Во второй главе «Методика оптимизации срока и объема ремонтно-обслуживающих воздействий тракторов для различных условии их использования» разработана математическая модель определения оптимальных значений наработок трактора до ремонта, после первого и второго капитальных ремонтов (КР) с учетом остаточных ресурсов агрегатов и уровня технической эксплуатации тракторов. Схема процесса повышения эффективности эксплуатации тракторов путем оптимизации сроков и объемов ремонтно-обслуживающих воздействий приведена на рисунке 1.

Целевые функции выглядят следующим образом:

(^-^¿С.О^,)) У(ТД12)=---мшп , (4)

д.1.2

где См- стоимость новой машины, руб; остаточная стоимость трактора, руб; 1,2,3,4- соответственно издержки на проведение технического обслуживания, устранение отказов и замену агрегата, капитальный ремонт в течении ремонтных периодов, руб; Тд, Ть Т2- соответственно наработка до ремонта, после первого и второго капитальных ремонтов, м.ч.

После преобразования целевые функции (3) примут вид:

У(Тд1.2)=(Си-8п+Сто-Тд!>2+2к:Г[С°,(ТЛ1.2) + 3„ ■ 1,(Тд,2)]х

1=1

С Т -Т3 с Xе

Та. Т"' +—---Та. Т"1 +

¿-I 1С р£ т-1 /-(1С рс 1С рс

С=1 С=1 1кс=1

+Скр)Яд12-^тт , (5)

1„ с=1 ) М

где: С°;(Тд12)- издержки на устранение отказов \ -ой группы сложности в ремонтных периодах, руб; Зп- потери из-за простоя в один час трактора по причине устранения отказа, руб; 1;(ТД1.2)- продолжительность времени простоя техники из-за отказа в ремонтных периодах, ч; коэффициент, который учитывает уменьшение издержек от устранения отказов и простоев при повышении уровня ТЭТ; Т'рс - значение остаточного ресурса с -ой системы трактора, в периоде до ремонта; Т"с -значение остаточного ресурса с- ой системы трактора в период после первого КР; Т"с - значение остаточного ресурса с -ой системы трактора в периоде до списания; Ср издержки на замену j -го агрегата, руб; п^Тд12)- количество замен; ] -го агрегата за ремонтные периоды; С^- стоимость капитального ремонта трактора, руб.

Однако, издержки, производимые в течении эксплуатации трактора, неодинаковы, потому что они происходят в разные, достаточно удаленные друг от друга периоды времени. Издержки, выполненные ранее, ценятся дороже, чем выполненные в данный период времени. В связи с этим, все издержки следует привести к одному моменту времени, используя коэффициент приведения издержек.

Коэффициент приведения затрат зависит от продолжительности периода приведения и определяется по известной формуле:

Ч=(1+Е)т-', (6)

где Т- временной период приведения издержек к одному моменту, лет;

Е- коэффициент народнохозяйственного эффекта дополнительных капиталовложений.

Издержки, которые осуществляются до момента приведения необходимо умножить, а издержки, произведенные после этого момента, следует делить на коэффициент.

Рисунок 1- Схема прог/есса повышения эффективности эксплуатации тракторов путем оптимизации сроков а объемов ремонтно-обслуживающих воздействий

В данном случае все издержки будут приводиться к моменту начала эксплуатации трактора (нового, после ремонта). Величину периода приведения в годах необходимо определить по формуле:

Т= —, (7)

где I- наработка трактора от момента приведения до момента осуществления затрат.

После преобразований целевые функции (5) примут следующий вид:

У(Тл)=± с -5

т Iм -

1

1 + Е

3П'1,(ТД)

1 + Е

(Ч.СГ,)]

1 + Е

У(Т,)=±

1 + Е ,

(С°,(Т,)

1 + Е

3„Л(ТД)

1 у,

1 + Е

Т, -Т?,

,(9)

1 + Е

1+2 с

1

1 + Е

1 уг' +

1 + Е

(С°(Т2)

1 + Е

1

1 + Е т.

(10)

" -|СГ«)+с,(—У™

При этом накладывается следующее ограничение:

У(ТД)>У(Т,)>У(Т2) (11)

Чтобы вычислить оптимальные значения Тд, Т] и Тг следовало бы определить производную функции по этим значениям, далее приравнять их к нулю и решить данные уравнения как систему. Сложность определения производных функций (8), (9), (10) затрудняет реализации такого подхода. В связи с этим, решением задач может быть осуществление численного метода, заключающийся в переборе различных вариантов с использованием ЭВМ, который характеризуется определением искомых показателей с учетом ограничений (11) при определении минимума удельных затрат на эксплуатацию трактора.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» приведена программа и методика экспериментальных исследований. Обоснование оптимальных значений ремонтных наработок тракторов для различных условий их использования основаны на установлении закономерностей изменения показателей надежности тракторов от остаточного ресурса агрегатов и узлов. В связи с этим, ставится цель исследования: установление закономерностей влияния технического состояния тракторов на показатели их надежности, в частности на наработку на отказ в различных условия эксплуатации.

Для достижения цели необходимо выполнить следующие исследовательские работы:

-определение показателей надежности каждого исследуемого трактора в определенных условиях функционирования;

- определение остаточных ресурсов агрегатов и узлов тракторов.

В процессе проведения исследования, техническое состояние тракторов оценивается совокупностью остаточных ресурсов их сборочных единиц, на которые оказывают влияние условия функционирования. Поскольку в исследуемой зоне наиболее распространенными тракторами являются гусеничные тракторы, в качестве объекта наблюдения был выбран трактор ДТ-75М, они составляли почти 31% от всего парка. В соответствии с РД 50-690-89 и с рекомендациями в литературных

источниках, количество наблюдаемых тракторов N=32. В связи с тем, что погрешность оценки показателей надежности систем и агрегатов трактора, количества отказов различных групп сложности имеет непрогнозируемый характер, для ее характеристики можно задается двумя числами - доверительным интервалом и доверительной вероятностью. Достоверность полученных результатов можно определить при помощи доверительной вероятности.

Среднеквадратическая погрешность оценки диагностических параметров составляет ±10% . Тогда можно констатировать, что вероятность получения погрешности (+10%) равна вероятности получения погрешности (-10%). В связи с этим, справедливо, что Р (+10%) = Р (-10%) = У2, т.е. вероятность получения только положительной или только отрицательной погрешности, равна (0,5)" и резко уменьшается с ростом п.

Исходя из вышеизложенного, погрешность предсказания остаточного ресурса отдельных агрегатов не будет сильно влиять на трудоемкость проведения технических обслуживании и ремонта всего тракторного парка.

Сбор информации в условиях эксплуатации для оценки показателей надежности тракторов осуществлялся в соответствии с ОСТ 70.2.8-82.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты и анализ экспериментальных исследований.

После совместной обработки полученных данных методом математической статистики были выявлены зависимости наработки на отказ от остаточных ресурсов систем трактора. Графики закономерностей представлены на рисунке 2. В результате проверки адекватности расчетных показателей наработки на отказ, выявлено, что отклонение расчетных показателей от фактических составляют 8,2%.

Закономерности изменения интенсивности износа агрегатов и систем, т.е. интенсивности уменьшения остаточных ресурсов во времени в зависимости от условий эксплуатации за периоды до ремонта и после ремонта представлены на рисунке 3.

Из рисунка 3 видно, что с изменением уровня технической эксплуатации от 0,5 до 1 интенсивность уменьшения остаточного ресурса двигателя увеличивается 36,3%, т.е. в 1,36 раз; трансмиссии-на 28,8%; электрооборудования-на 21,4%; гидросистемы - на 15,8 %. На практике это означает, что если при номинальных условиях эксплуатации до очередного ТО-3 остаточный ресурс уменьшится на 1000 м.ч., то при У1Э1=0,5 за тот же период, в связи с увеличением интенсивности расхода ресурса, уменьшается на 1360 м.ч. В связи с этим, при прогнозировании работоспособности трактора до очередного ТО-3 необходимо учитывать условия их функционирования.

Проводились расчеты параметров управляющих и управляемых показателей при проведении оптимизации ремонтных периодов и объемов ремонтно - обслуживающих работ трактора на основе реализации математической модели.

Управляющее воздействие процесса заключается в целенаправленном варьировании наработками до капитального ремонта (КР), после первого и второго КР тракторов, его сборочных единиц с учетом уровня технической эксплуатации, которые направлены на оптимизацию расхода ресурса и планируемых затрат.

Исходя из данных хозяйственной деятельности, определены зависимости затрат от простоев, на текущий ремонт, устранение отказов от использованного ресурса, в скобках приведены коэффициенты корреляции и их ошибки:

- до ремонта (Я° -0,683; шк=0,198)

Т„, м.ч 3750

ЗОЮ

С°" = 6,3 84 • 1 (Г8 • Т3'209 - 397,48; -после первого капитального ремонта (11° =0,695; тк=0,162)

С, = 154294,5-56,395■ Т + 5,247-10~3 Т2; -после второго капитального ремонта (13.^=0,72; Шя=0,212) С°" = 1375,8 • 103 - 3 20,68 • Т + 0,0187 ■ Т2 ;

То м.ч

(13)

(14)

2250

1500

750

0 м

III "Л / Л

\ 0 / с

/1 / /с □ 0 0 1 "о

VI

0

1000 2000

3000

2000

1000

/ / II 0

с / /1 / у О О □ ) 0

/1 п/ I

/ /

/ 0

3000 «СО То*!, м.ч.

(а)

1000 3000

5000 7000 Тост,м.ч. (б)

То,м.ч

и

I / Ув к

/ Г X 01/ 7 □ 1

4 п, □

(В)

Т0,м.ч 3500

1500

500

II □ / а \ □ 1 / в

\/ 3/ а / X в >1

//

(Г)

3000 Тост, м.ч.

Рисунок 2- Закономерность изменения наработки на отказ I, II, III групп сложности трактора ДТ-75М в зависимости от остаточного ресурса: а) двигателя; б) трансмисии; в) электрооборудования; г) гидросистемы

1 - двигатель, 2 - трансмиссия, 3 - электрооборудование, 4 - гидросистема Рисунок 3- Закономерности изменений интенсивности уменьшения остаточных ресурсов систем трактора ДТ-75Мв зависимости от уровня технической эксплуатации: а) в периоде до ремонта; б) в послеремонтный период

Коэффициент, учитывающий снижение затрат от отказов с увеличением уровня технической эксплуатации тракторов, вычисляется из выражения следующего вида:

- для периода до ремонта (устранение отказов)

К° = 0,999+ 0,001-У ^т1'879 ; (15)

- для периода после первого и второго капитальных ремонтов (устранение отказов)

к° =0,965 + 0,0337-у;7;956 ; (16)

- для периодов после первого и второго капитальных ремонтов (издержки от простоя)

К -_1=____(17)

пр (1,986-Ут-0,986) На рисунке 4 представлены результаты определения оптимальных значений наработок до первого капитального ремонта для нормативного значении уровня технической эксплуатации и при Утэт=0,5.

Как видно из графиков, оптимальная наработка при повышении уровня технической эксплуатации до нормативного значения увеличится от 3700 до 5200 м.ч., а удельные издержки уменьшатся от 210 до 175 руб/м.ч.

Полученные данные свидетельствуют о нерациональности применяемой периодичности капитального ремонта. Так, рекомендуемая их наработка до первого капитального ремонта, составляющая 6000 м.ч., в значительной мере не согласуется с расчетными величинами, что приводит к производственным издержкам. Оптимальные значения наработок после первого ремонта составляют 8250 м.ч. и 6440 м.ч. соответственно при уровнях технической эксплуатации 1 и 0,5. При этом удельные издержки меняются в пределах от 99,5 до 128,4 руб/м.ч.

В настоящее время все чаще встает вопрос о дополнительном капитальном ремонте для увеличения срока службы техники. Однако, в результате расчетов установлено, что при проведении третьего капитального ремонта удельные издержки при оптимальном значении наработки будет выше удельных затрат соответствующих второму капитальному ремонту, это противоречит условию (11). Далее расчеты велись без учета затрат на капитальный ремонт.

Рисунок 4 -Зависимости удельных затрат от наработки при нормативном и минимальном уровне технической эксплуатации тракторов (1-удельные издержки на приобретение трактора; 2-удельные издержки на капитальный ремонт; 3-удельная остаточная стоимость трактора; 4- удельные издержки на ТО; 5-уделные издержки от простоев,

отказов и на ТР; 6- суммарные удельные издержки (- при У„,т=1,

—П—Ш—■- при У,„„„=0,5).

В пятой главе «Рекомендации производству и экономическая эффективность результатов исследований» приведены рекомендации по определению сроков и

объемов ремонтно-обслуживающих воздействий тракторов с учетом условий их функционирования и экономическая эффективность результатов исследований. При определении оптимальных сроков и объемов ремонтных работ следует пользоваться методикой выбора варианта ремонтных воздействий по результатам ресурсного диагностирования при ТО-3 с учетом уровня технической эксплуатации тракторов, изложенной в разделе 2.

В соответствии с этой методикой определялись значения остаточных ресурсов агрегатов с учетом интенсивности падения ресурса в зависимости от уровня ТЭТ, при котором издержки при использовании агрегата до ресурсного отказа с последующим его заменой, равны затратам от предупредительной замены агрегата при ТО-3.

Потребность тракторов в капитальном ремонте определяется по величине прогнозируемых удельных издержек на поддержание тракторов в работоспособном в период наработки его до планового ТО-3

Определенные предельные значения остаточного ресурса систем и агрегатов, заменяемые предупредительно, составляют от 890 до 1990 м.ч. и зависят от уровня ТЭТ. Зависимости изменения предельных значений остаточного ресурса масленого насоса, топливного насоса, коробки перемены передач и цилиндро - поршневой группы приведены на рисунке 5.

Из рисунка 5, видно, что с увеличением уровня технической эксплуатации тракторов от 0,5 до нормативного значения предельные значения остаточного ресурса цилиндро поршневой группы меняются от 963 до 1134 м.ч.; коробки перемены передачи - от 970 до 1247 м.ч.; топливного насоса -от 987 до 1470 м.ч. и масленого насоса -от 1004 до 1753 м.ч. Очевидно, с увеличением предельных значений остаточного ресурса агрегатов систем трактора повышается вероятность их отказа, что делает дальнейшую эксплуатацию агрегатов экономически не целесообразным.

Разработан проект по оптимизации межремонтных наработок тракторов реализуемый на ЭВМ. В результате внедрения рабочего проекта уровень технической эксплуатации повысился от 0,66 до 0,92, время на устранение последствий отказов уменьшились на 31,7 %, т.е. от 1091 до 743,6 м.ч; трудоемкость проведения ремонтно-обслуживающих работ увеличилось на 21,7% за счет повышения плановых технических обслуживание среднее значение доремонтной наработки тракторов повысилась на 34,3%, наработка до второго капитального ремонта

Рисунок 5- Предельные значения остаточного ресурса агрегатов трактора ДТ-75М, заменяемые предупредительно при ТО-3, в зависимости от уровня технической эксплуатации (1 - масленый насос, 2 - топливный насос, 3 - коробка перемены передач, 4 - цилиндро- поршневая группа)

- на 26,8%, и наработка до списания - на 22,9%, годовой экономический эффект от внедрения мероприятий составил 16788,3 рублей на эталонный трактор.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлены закономерности изменения наработки на отказ систем (по группам сложности) трактора в зависимости от их остаточных ресурсов. С изменением остаточного ресурса от 4500 м.ч. до 1500 м.ч. наработка на отказ изменится I группы сложности от 551 м.ч. до 178 м.ч., II - от 744 м.ч. до 274 м.ч., III - от 1530 до 571 м.ч. Полученные регрессионные зависимости позволяют определить трудоемкость ремонта трактора по результатам диагностирования. Доверительная вероятность для доверительного интервала наработки на отказ, который не превышает 7,8% от значения, полученного расчетным путем, равняется 0,95.

Выявлены закономерности интенсивности изменения остаточных ресурсов агрегатов и систем в зависимости от уровня технической эксплуатации тракторов. С изменением уровня технической эксплуатации от 1 до 0,5 интенсивность расхода остаточного ресурса двигателя увеличивается 36,3%,; трансмиссии- на 28,8%; электрооборудования - на 21,4%; гидросистемы - на 15,8 %. Полученные регрессионные зависимости позволяют прогнозировать надежность техники до очередного ТО-3 для различных условий их функционирования, что дает полное представление об интенсивности износа при оптимизации сроков и объемов ремонтно- обслуживающих воздействий трактора. Среднее значение коэффициента корреляции 0,64, относительная ошибка коэффициента корреляции 0,17, что в пределах допустимого.

2. Разработана математическая модель, позволяющая вычислить оптимальные сроки проведения капитальных ремонтов для каждого трактора. При этом в качестве критерия принят минимум удельных издержек на обеспечении работоспособности тракторов с учетом их состояния, условий функционирования и разновременности затрат. Оптимальная наработка до первого капитального ремонта, при повышении уровня технической эксплуатации до нормативного значения увеличится от 3700 до 5200 м.ч., наработка до второго КР - от 6440 м.ч. до 8250 м.ч., наработка до списания трактора - от 7895 м.ч. до 10445 м.ч. Проверка адекватности математической модели путем сопоставления расчетных и фактических промежуточных значений удельных затрат и суммарной наработки трактора показала, отклонения, соответственно, равняется 9,8% и 8,6%. В целом, фактические показатели ремонтных наработок на практике подтверждают значения, найденные расчетным путем.

3. Обоснованы рациональные варианты ремонтных воздействий на технику в зависимости от величины остаточных ресурсов агрегатов и систем тракторов, позволяющие не лимитировать остаточные ресурсы основных агрегатов машины и минимизировать затраты на их замену. При этом предельные значения величин остаточных ресурсов агрегатов систем трактора позволяют производить их замену предупредительно при проведении ТО-3 - они изменяются от 890 до 1990 м.ч. и зависят от условий эксплуатации тракторов в хозяйстве.

4. Разработан проект по повышению эффективности эксплуатации тракторов с использованием трех программы на ЭВМ, которые значительно сокращают время на расчеты для реализации предложенных мероприятий. Внедрение разработанного проекта, т.е. мероприятий оптимизирующие сроки и объемы ремонтных воздействий с учетом остаточных ресурсов агрегатов и систем трактора позволило: уро-

вень ТЭТ повысить с 0,65 до 0,92; время, затраченное для устранения отказов снизить на 31,8 %, т.е. от 744,6 до 1092 ч; затраты труда на проведение ремонтно-обслуживающих работ повысилось на 20,7% за счет увеличения количества технических обслуживании; средняя наработка до первого капитального ремонта тракторов увеличить на 35,3 %, наработка после первого капитального ремонта тракторов - на 26,8%, и наработка после второго капитального ремонта тракторов на 22,9%.

При внедрении результатов теоретических и экспериментальных исследований в производство можно сократить простои по техническим причинам в среднем на 56%. Годовой экономический эффект от внедрения мероприятий составил 16788,3 рублей на один эталонный трактор.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, определенных перечнем ВАК РФ

1. Галиев И.Г. Программа обработки экспериментальных данных и выбор оптимального вида зависимости между двумя параметрами по критерию минимума ошибки коэффициента корреляции / И.Г.Галиев, А.А.Мухаметшин // Свидетельство о регистрации в Федеральной службе по патентам и товарным знакам (Роспатент). Регистрационный номер №2005612113 30.11.05.

2. Галиев И.Г. Оптимизация сроков ремонта и службы тракторов с учетом остаточного ресурса агрегатов, узлов и условий функционирования /И.Г.Галиев, А.А.Мухаметшин // Свидетельство о регистрации в Федеральной службе по патентам и товарным знакам (Роспатент). Регистрационный номер №2005612114 30.11.05.

3. Мухаметшин A.A. Программа управления работоспособностью тракторов по остаточному ресурсу агрегатов и систем /А.А.Мухаметшин, И.Г. Галиев//Свидетельство о регистрации в Федеральной службе по патентам и товарным знакам (Роспатент). Регистрационный номер №2005612115 30.11.05.

4. Мухаметшин A.A. Повышение эффективности использования тракторов в современных условиях / А.А.Мухаметшин, И.Г.Галиев, И.Р.Исхаков, А.Р.Шамсутдинов // Вестник Казанского ГАУ. № 2-2009, с. 68-72.

5. Мухаметшин A.A. Результаты по обоснованию влияния остаточного ресурса на надежность агрегатов и систем трактора /А.А.Мухаметшин, И.Г. Галиев // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. №2(17)-2010, с. 66-67.

6. Мухаметшин A.A. Управление работоспособности техники с учетом условий аграрного производства / А.А.Мухаметшин, И.Г.Галиев, И.Р.Исхаков, А.Р.Шамсутдинов // Вестник Казанского ГАУ. №3-2010, с. 86-89.

7. Мухаметшин A.A. Определение межремонтной наработки трактора / А.А.Мухаметшин, И.Г.Галиев, В.Г.Калимуллина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. №12-2010, с. 18-19.

Статьи в сборниках и других научных изданиях

8. Мухаметшин A.A. Обоснование предельного состояния агрегатов автомобиля по остаточному ресурсу /А.А.Мухаметшин, И.Г. Галиев //Актуальные вопросы механизации и технического сервиса: материалы научной конференции -Казань: КГСХА, 2005. Т72.-279 с.

9. Галиев И.Г. Анализ влияния условий использования на работоспособность тракторов в аграрном производстве / И.Г.Галиев, А.А.Мухаметшин, С.Г.Смирнов // Актуальные вопросы механизации и техн ического сервиса: материалы научной конференции -Казань: КГСХА, 2005. Т72.-279 с.

10.Галиев И.Г. Общий подход к решению задачи повышения эффективности использования тракторов / И.Г.Галиев, А.А.Мухаметшин //Актуальные вопросы механизации и технического сервиса: материалы научной конференции -Казань: КГСХА, 2005. Т72.-279 с.

11. Мухаметшин А.А. Теоретические и экспериментальные результаты исследований изменения интенсивности расхода ресурса тракторов /А.А.Мухаметшин, И.Г. Галиев // Проблемы, Идеи, Инновация: Материалы IV международной научно-практической конференции,- Чистополь, ИНЭКА, 2009.-428 с.

12. Галиев И.Г. Обеспечение надежности сельскохозяйственной техники / И.Г.Галиев, А.А.Мухаметшин, А.Р.Валиев, С.М.Яхин, Р.К.Хусаинов // Materialy VIII mezinarodni vedecko - prakticka konference "Predni vedecke novinky - 2012". - Dil 9. Ekologie. Chemie a chemicka technologie. Zemedelstvi: Praha. Publishing House "Education and Science" s.r.o - 96 stran (c. 66-72).

13. Галиев И.Г. Обоснование выбора критериев обеспечения надежности функционирования сельскохозяйственной техники / И.Г.Галиев, А.А.Мухаметшин, А.Р.Валиев, С.М.Яхин, Р.К.Хусаинов// Материали за 8-а международна научна практична конференция, «Новини на научния прогресс»,-2012. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД-96 с.

Подписано в печать 13.09.2013. Формат бумаги 60x84і/,б. Усл. печ. л. 0,93 Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнігтура «Тайме». Заказ 409. Тираж 100 экз.

РИО ФГБОУ ВПО БГАУ, 450001, г. Уфа, ул. 50-летня Октября, 34