автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эффективности технического сервиса мобильной сельскохозяйственной техники машинно-технологических станций

На правах рукописи

Портнов Владимир Иванович

Повышение эффективности технического сервиса мобильной техники машинно-технологических станций

Специальность: 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2008

003452652

Работа выполнена на кафедре тракторов и автомобилей ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Габитов йльдар Исмагилович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Эвиев Валерий Андреевич

кандидат технических наук Вахитов Наиль Усманович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет»

Защита диссертации состоится «05» декабря 2008 г. на заседании диссертационного совета ДМ 220.003.04 при ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, г. Уфа, ул.50 лет Октября, д.34, учебно-лабораторный корпус №3, ауд. 259.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет».

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу. 450001, г. Уфа, ул.50 лет Октября, д.34, Башкирский государственный аграрный университет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 220.003.04.

Автореферат разослан и размещен на сайте http://www.bsau.ru «31» октября 2008г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Простои машинно-тракторных агрегатов и комбайнов машинно-технологических станций (МТС), укомплектованных, как правило, высокопроизводительной импортной техникой, ведут к существенным потерям урожая обслуживаемых сельскохозяйственных предприятий и ухудшают экономические показатели МТС. Сокращение продолжительности и снижение себестоимости ремонтно-обслуживающих работ являются приоритетными направлениями повышения эффективности технического сервиса машинно-тракторного парка (МТП) МТС.

Качественный состав МТП и конструкционная сложность сельскохозяйственной техники, большие территориальные зоны обслуживания, неравномерная годовая загрузка техники и персонала обусловливают специфику технического сервиса.

Эффективность технического сервиса в значительной мере определяется качеством проведения технического обслуживания (ТО) и ремонта, продолжительностью простоя по техническим неисправностям, своевременностью поставки качественных запасных частей, агрегатов и услуг. Как правило, владелец дорогой и высокопроизводительной техники готов оплатить дорогостоящие услуги, требуя при этом быстрый и качественный ремонт и техобслуживание.

Существующая система ТО и ремонта не учитывает в достаточной мере специфику функционирования МТС, оснащенных высокопроизводительной техникой отечественного и зарубежного производства, особенности обеспечения эксплуатационной надежности современных агрегатов гидравлической системы, системы питания двигателя, трансмиссии и др.

При формировании уровня фонда сложных запасных агрегатов мобильной техники недостаточно учитываются условия эксплуатации и различный ресурс заменяемых деталей. Не в полной мере определены структуры электронной сервисной информации при организации технического сервиса в предприятии.

В этой связи повышение эффективности технического сервиса мобильной техники машинно-технологических станций путем снижения потерь от простоя по техническим причинам на основе формирования рациональных резервов запасных агрегатов и совершенствования организации технического сервиса является весьма актуальной задачей.

Связь с планами научных исследований и производством. Работа выполнена в соответствии с республиканской программой «Научные основы создания ресурсосберегающих конструкций, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники», на основе договорных работ с филиалом ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры» - ООО НПФ «Башдизель», ГУСП МТС «Башкирская», ОАО «Росагросервис», ФГУП «487 ЦАРЗ» и рядом других предприятий и организаций,

Цель исследования: повышение эффективности технического сервиса мобильной техники машинно-технологических станций путем снижения потерь от ее простоя по техническим причинам на основе формирования рациональных резервов запасных агрегатов и совершенствования организации технического сервиса.

Объект исследования: ремонтно-обслуживающая система машинно-тракторного парка МТС и авторемонтных предприятий, эксплуатационные показатели автотракторной и комбайновой техники МТС.

Предмет исследования: определенные с учетом эксплуатационных условий

закономерности влияния фонда и качества запасных агрегатов на потери МТС, связанные с простоями высокопроизводительной техники по техническим причинам.

Методы исследований и достоверность результатов. Теоретической и методологической основой исследования явились работы ведущих ученых по изучаемой проблеме, использование основных положений математической статистики, метода Монте-Карло. Достоверность и обоснованность научных положений и результатов работы подтверждаются, использованием стандартных пакетов прикладных программ анализа данных, совпадением расчетных данных с экспериментальными. Научная новизна состоит в:

- предложенной модели формирования уровня фонда запасных агрегатов мобильной техники, позволяющей определить рациональный фонд запасных агрегатов с учетом условий эксплуатации и возможной замены полнокомплектных узлов с различным назначенным ресурсом;

- разработанных алгоритмах и программах расчета уровня фонда запасных узлов и агрегатов различных машин с учетом эксплуатационных условий, новизна которых подтверждена официальной регистрацией;

- определении эксплуатационных показателей высокопроизводительной мобильной сельскохозяйственной техники различных зарубежных фирм для организации их эффективного обслуживания и использования в МТС.

Практическую ценность представляют технологии организации технического сервиса мобильной сельскохозяйственной техники с определением рациональных фондов множества наименований запасных агрегатов с учетом условий эксплуатации, результаты исследований показателей надежности и эксплуатационных показателей современных тракторов и самоходных комбайнов при эксплуатации в МТС.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования используются на спутнике завода «КамАЗ» - ОАО «Ремдизель»; филиале ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры» - ООО НПФ «Башдизель»; МТС «Башкирская»; ГУСП «Башсельхозтехника»; ЗАО «Росагросервис»; ФГУП «487 ЦАРЗ», а также используются в учебном и научно-исследовательском процессах Башкирского ГАУ.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- модель формирования уровня фонда запасных узлов и агрегатов мобильной техники МТС с учетом условий эксплуатации;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по формированию рациональных фондов запасных агрегатов при МТС;

- результаты исследований эксплуатационных показателей импортных тракторов и самоходных комбайнов при эксплуатации в МТС Республики Башкортостан.

Апробация. Основные положения исследования обсуждались на научно-практических конференциях Ижевской ГСХА (2003 г.), Башкирского ГАУ (2004...2007 гг.), Мордовского ГАУ (2004 г.), Челябинского ГАУ (2005 г.), ГНУ ГОСНИТИ (2007 г.), научно-техническом семинаре стран СНГ «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» в Санкт-Петербургском ГАУ (2005 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Общий объем - 144 е., основного текста -106 е., имеется 25 рисунков, 41 таблица, библиография из 107 наименования, при-

ложений на 37 с.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК, а также два свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и ее практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава «Состояние вопроса и целевые установки в направлении повышения эффективности технического сервиса мобильных машин и автотракторной техники» посвящена анализу особенностей эксплуатации современной техники в МТС, моделей управления запасами в предприятиях и рассмотрена система технического сервиса.

Проблеме повышения эффективности технического обслуживания и ремонта машинно-тракторного парка предприятий АПК посвящены труды В.А.Аллилуева, Г.В.Веденяпина, В.Г.Еникеева, Н.С.Ждановского, САИофинова, Ю.К.Киртбая, В.М.Михлина, А.В.Николаенко, А.И. Селиванова, Б.С.Свирщевского, В.Н.Смирнова, ДС.Орсика, Б.А.Улитовского, М.А.Халфина, В.И.Черноиванова и Др.

Вопросы развития технического сервиса современных машин машинно-технологических станций рассмотрены в работах Р.Ш.Аблеева, И.И.Габитова, А.П. Иншакова, В.В.Извозчиковой, А.В.Неговора, Ю.Н.Сидыганова, Н.Л.Трофимец и ДР-

Анализ эксплуатации современной техники машинно-технолошческих станций в России выявил специфику технического сервиса, которая связана с качественным составом машинно-тракторного парка и конструкционной сложностью сельскохозяйственной техники, большими территориальными зонами обслуживания, неравномерной годовой загрузкой техники и персонала. Современные конструкции зарубежных машин значительно отличаются от отечественной техники наличием большого количества различных электро- и гидроуправляемых узлов и элементов. Особенностью функционирования МТС является то, что она является производителем товарной сельскохозяйственной продукции и также выступает исполнителем услуг по заказу с.х. предприятий (цикл технологических операций или единичные: основная и вспомогательная обработки почвы, посев, уборка и др.), при этом его техническая служба обслуживает парк машин как самой МТС, так и различных предприятий и организаций не только аграрного профиля.

Важным фактором повышения эффективности технического сервиса машин является сокращение продолжительности простоев высокопроизводительной техники по техническим причинам. При этом существенное внимание уделяется снижению себестоимости ремонтно-обслуживающих работ.

Формирование рациональных резервов запасных частей и агрегатов позволяет снизить вероятность простоя техники из-за ожидания их поставки и уменьшить объемы финансовых средств, расходуемых на их приобретение и хранение. Высокая цена заменяемых узлов и агрегатов делает актуальной задачу наиболее полного использования их ресурса, создания рациональных объемов запасных агрегатов и узлов в предприятиях.

Модели, используемые для определения фондов запасных частей и агрегатов, в не-

достаточной мере учитывают рыночные аспекты современного сельскохозяйственного производства, существенное возрастание потерь в связи с простоями высокопроизводительной сельскохозяйственной техники МТП МТС, конкуренцию между МТС, различные стоимость и ресурс запасных частей формируемого фонда и др.

Эффективным направлением совершенствования организации технического сервиса является применение электронной сервисной информации. Множество моделей и типов мобильных сельскохозяйственных машин, тракторов, автомобилей, разнообразие применяемых в них узлов и агрегатов требует управления данными, в частности, номерами запасных частей, контрольными параметрами и др.

С учетом обзора и анализа состояния проблемы была сформулирована цель и определены задачи исследований:

- разработать модель формирования рационального уровня фонда запасных агрегатов мобильной техники с учетом условий эксплуатации и возможной замены полнокомплектных узлов с различным ресурсом;

- разработать алгоритмы и программы расчета уровня фонда запасных узлов и агрегатов с учетом эксплуатационных условий;

- провести исследования эксплуатационных показателей тракторов и комбайнов в МТС в Республике Башкортостан;

- осуществить внедрение и дать экономическую оценку выполненных разработок.

Во второй главе «Теоретические основы формирования рациональных резервов запасных агрегатов» дополнена методика расчета потерь от простоя мобильной сельскохозяйственной техники и автомобилей с учетом особенностей функционирования МТС, разработан алгоритм и модель формирования фонда запасных агрегатов мобильной техники при МТС.

Простои дорогостоящей сельскохозяйственной техники из-за поломки или неисправности любой детали или узла в условиях рыночной экономики для конкретной МТС обходится очень дорого. Потери МТС, связанные с простоем техники в течение суток, можно оценить величиной Д.. В зависимости от вида техники можно рекомендовать следующие формулы по определению До для комбайна:

Дс = Су-1Гсм~3„, (1)

где Су - стоимость использования комбайна за единицу выполненной работы, руб./т;

1¥см - средняя выработка комбайном, т/сутки;

3„ - переменные затраты, связанные с простоем и зависящие от объема невыполненной работы;

Суточная выработка комбайна может быть выражена в тоннах убранного урожая, а эксплуатационная производительность в т/ч.

Чем больше время простоя сельскохозяйственной техники, тем больше потеряет МТС. Если общее время простоев всех и единиц техники определенного вида

(машин), принадлежащих МТС, за год (сезон) составит у < , то МТС недополучит

¿ши прг

Ы

/ту, руб./год. Время простоя /'-ой машины по причине поломки или неисправ-

1-1

ности одного из к узлов, например у-го узла, можно определить в общем случае по формуле

¿пру ~ ¿дисп^ ¿демон^ Уиоц^букс^ ^тр]^ ^дос]^ ¿рем] > (2)

б

где 1ьищ - время диспетчеризации; ¡ьемощ ~ время демонтажа7-го узла; ¡мои] - время монтажа 7-го узла;

кУхс1 - время буксировки техники с места поломки (аварии) до МТС или доставки узла от МТС к этому месту;

1тр! - время транспортировки узла с места поломки до МТС (в случае имеющейся буксировки иначе ¡тр]= /5>ж;);

Ьос! ~ время доставки узла от МТС до технического центра (специализированного ремонтного предприятия) и обратно; Цщ - время ремонта7-го узла.

В случае наличия запаса 7-ых узлов в обменном фонде МТС время простоя сельскохозяйственной техники сокращается и составит:

1пр<}~ ''дисп'демоцу"^" 'моц'буке/ ~ 'обм/'

Обозначим время, потребное для ремонта и доставки 7-ого узла от места поломки до технического центра и от технического центра до МТС через

1дос>

тогда в случае отсутствия обменного фонда:

В случае же наличия запасного 7-ого узла в обменном фонде:

Известно, что необходимое количество Л^« деталей или узлов на складе при пуассоновском потоке заявок с определенной надежностью снабжения может быть определено по формуле:

а V а

где А" - коэффициент, определяющий надежность снабжения;

Г- период полного оборота узла, равный в нашем случае + 1р, а - средняя наработка данного узла.

Если обменный фонд формируется путем покупки новых запасных частей, то определенный ранее потерянный доход Дс следует рассматривать в совокупности с расходами, связанными с приобретением Ы0бщ запасных узлов7-го наименования.

Эффективность создания обменного фонда запасных частей при МТС можно оценить функцией затрат

Ь^м^Г™"' (3)

(=1 ¡'I

где п - количество машин у МТС определенной марки;

к - количество узлов в машине, определяющее номенклатуру обменного фонда для данной марки машины;

Ь1 - норма отчислений на амортизацию и хранение7-го узла; - балансовая стоимость7-го узла. Данная целевая функция является случайной величиной, зависящей от числа различных запасных узлов в обменном фонде, времени простоя сельскохозяйственной техники в случае отказа того или иного узла и удельных потерь МТС от простоя техники. Время простоя зависит от времени I наработки на отказ и от числа N„6» запасных узлов. Наработка до момента отказа / является случайной величиной. Известно, что наиболее употребительным законом распределения для описания

наработки до отказа является распределение Вейбулла. При экспоненциальном распределении с вероятностью P(t) что в интервале времени t произойдет поломка определится по формуле:

t= -aln[l-P(t)] (4)

Рассмотрев функцию F в случае отсутствия обменного фонда (N^-m =0) и приняв для всех узлов tnpj= to6MJ+ tPj (/' = 1, ..., к) и среднее число неисправностей у'-го узла в течение годового срока эксплуатации равным

т.

Тгод ' " momKifto6Mi tpi) __MQ*J)__

°mhi a1 + to6M]+tn

можно получить:

^cin!

J-1

В случае имеющегося обменного фонда в МТС в таком количестве Л^.«/, когда данный запас N„2^ всегда удовлетворяет потребности в у'-ом узле, функция Т7 определится как:

где

F= Дс + !LbjSjNo6«j

J* J-1

к

^год 'n~ momJo6m!

m =_mai_•

mo mxt

Если же в определенные моменты времени возможны случаи отсутствия в обменном фонде запасов тех или иных узлов, то значение функции определится по формуле:

J-'

где

к

ш =-«iM-,

где t'Pi - среднее время, затрачиваемое на ремонт и транспортировку /-го узла с места поломки до сервисного технического центра и обратно до МТС. Чем меньше обменный фонд N^mj и больше число машин п у МТС, тем чаще будут встречаться случаи, когда в обменном фонде отсутствуют узлы у-ого наименования, и поэтому будет больше t'pi. Для каждого узла оптимальное число N^ определяется из условия:

F —* mill.

Для этого можно воспользоваться методом Монте-Карло разыгрывания случайной величины t,j - времени безотказной работы у'-го узла /'-ой машины. Зная закон распределения этой величины t, для каждой из п машин можно разыграть время работы у'-го узла до очередного отказа tomK по формуле (4), где значения P(t) можно рассматривать как значения случайной величины, распределенной по закону равной вероятности в интервале [0, 1], т.е.

P(l)=xR.

Так как величина (1-Хр) также распределена по закону равной вероятности в интервале [0, 1], то ее можно заменить на xR. Тогда

W = - a In xR.

По данной формуле можно генерировать бесконечное число случайных величин tomx, распределенных по экспоненциальному закону с параметром а (среднее время безотказной какого-нибудь узла) для моделирования процесса отказов любых узлов всей совокупности п машин, имеющихся у МТС.

Общее время простоя всех машин в течение года определяется суммой всех tm. Затем по формуле (3) вычисляется значение целевой функции F, найденной для заданной совокупности числа узлов NoSmj (J = 1, ••■, к) в обменном фонде. Полученное путем такого моделирования значение F является случайным и может рассматриваться как относящееся к одному из возможных сезонов или лет. Для усреднения значения функции F с учетом всевозможных вариантов данные вычисления по расчету F с фиксированным набором значений [iVofi„] следует повторять. Усредненное значение функции получается как

— л F

F = Z-"

i-i т

При т —* =о F стремится к некоторому пределу, который можно считать истинным значением.

Аналогично определяется значение F при другом векторе [Л^]. Очевидно, что некоторому вектору [AW] соответствует минимальное значение функции F. Тогда найденная совокупность числа узлов Л^ (J = 1, ... , к) в обменном фонде и является оптимальной для конкретной МТС.

Заметим, что составляющие времени простоя для каждого конкретного случая могут рассматриваться так же, как случайные величины с известным законом распределения. Тогда данная задача может решаться не при фиксированных значениях tducnj, tdeMOHj, t„0»j, t6yia], t„P], toocj, tpeMj для каждого j-го узла, а разыгранных аналогично величине наработки до отказа, но по отличному закону распределения.

Согласно описанной методике расчета целевой функции разработаны две программы на ЭВМ на языке Visual Basic, которые прошли официальную регистрацию.

Первая программа «Расчет оптимального уровня запаса топливной аппаратуры при МТС» позволяет произвести расчет оптимального фонда запасных частей только для одного конкретного узла или агрегата (Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004610739).

Вторая программа «Оптимизация обменного фонда запасных частей» позволяет произвести расчет оптимального фонда запасных частей множества узлов или агрегатов для парка машин одноименной (Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2006614086).

В третьей главе «Общая программа и методика экспериментальных исследований» изложены программа исследований, общая методика определения показателей эксплуатационной надежности автотракторной и комбайновой техники МТС.

Программа исследований включала проведение исследований существующей системы технического обслуживания и ремонта с учетом специфики функционирования машинно-технологических станций в Республике Башкортостан, показателей использования техники отечественного и зарубежного производства, показателей

надежности тракторов и их двигателей, агрегатов гидравлической системы, трансмиссии, а для комбайнов дополнительно молотильного аппарата, адаптеров и др.

В основу методик проведения экспериментальных исследований положены действующие ГОСТы и нормативные документы. Обработка экспериментальных данных проводилась на персональном компьютере при помощи стандартных программных продуктов Excel, SPSS и др.

В четвертой главе «Исследование эксплуатационных показателей машинно-тракторного парка МТС и определение рациональных фондов запасных агрегатов» даны результаты исследований эксплуатационных показателей современных тракторов, зерноуборочных, кормоуборочных и свеклоуборочных комбайнов, самоходных косилок в условиях РБ, а также показателей их использования и наработки и ЯР-

Среднегодовая наработка двигателя комбайна составила, например, в 1998...2003 гг. в ОАО «МТС Нива» и ОАО «Зирганская МТС» 474..,580 моточасов. Анализ динамики данных по выработке комбайнов показывает снижение этих показателей с 1156 га и 1505 т в 2000 г до 644 га и 1100 т в 2006 г. и объясняется в большей мере увеличением парка комбайнов.

Группировка зерноуборочных комбайнов по выработке в 2007 г показала, что наиболее благоприятные показатели имеют импортные комбайны. В частности, до половины и более комбайнов моделей Кейс 525, Нью Холланд ТХ-65, Нью Хол-ланд ТС-56, Доминатор Mera 208, Джон Дир 9550 имели выработку свыше 500 га на один комбайн.

Исследование эксплуатационных затрат и анализ потерь времени при работе и простоях сельскохозяйственной техники выявили резервы повышения эффективности использования машин.

Ежегодно около 30% комбайнов МТС «Башкирская» работают на значительном (до 200 км) удалении от места постоянной дислокации. Коэффициент продуктивной работы (отношение годовой наработки молотильного устройства к годовой продолжительности работы двигателя комбайна) составляет, например, по группе из 393 комбайнов Нью Холланд ТХ 65 в 2007 г. (417 моточасов и 284 роторочасов) 0,68, т.е. около 32 % времени работы комбайнов ушло на переезды, перегоны и развороты.

В структуре эксплуатационных затрат на один зерноуборочный комбайн в 2007 г. расходы на ремонт, техническое обслуживание и хранение составляют 19,5%, причем из них основная часть 16,6% приходится на расходы по приобретению запасных частей и агрегатов (таблица 1). Наиболее значительные средства и высокий удельный вес расходов на запасные агрегаты приходится на комбайны марок Кейс 525 и 527 соответственно 31,1% и 31,2% от всех эксплуатационных затрат, что в значительной степени объясняется более низкой эксплуатационной надёжностью этих машин.

Наблюдаются сверхнормативные простои гарантийных комбайнов по вине сервисной службы инофирм. При этом фирмы не несут должной ответственности за простои техники.

Наиболее высокий удельный вес простоев наблюдается по отказам двигателя - 20%, по отказам молотильно-сепарирующего устройства - 17,5%, несколько ниже по отказам гидропривода трансмиссии и ходовой части - 13,5%, по отказам электроники - 7,5%, по отказам гидросистемы, адаптеров и наклонной камеры - по

9,6% соответственно. Наибольшее количество отказов наблюдалось в работе моло-тильно-сепарирующего устройства 374 из 1760 (17,5%).

Таблица 1 Производственные показатели и эксплуатационные затраты по зерноуборочным комбайнам в 2007 г.__

Модель зерноуборочного комбайна g S è э о « « S Средняя выработка на комбайн Эксплуатационные затраты на один комбайн

Убрано, га Намолочено, т Всего, руб. ТО и ремонт, руб. Зап.части

руб. %от всего

ДОН -1500Б 156 604 1187 390287 54144 37466 9,6

Кейс-2366 85 632 907 458642 100603 86079 18.8

Кейс-525 34 494 1003 708517 248407 220262 31.1

Кейс-527 16 321 709 502800 182015 159772 31.8

Нью-Холлавд ТХ 65 393 718 1535 557488 110636 95826 17.2

Нью-Холланд ТС 56 29 555 855 443492 134334 107612 24,3

Нью-Холланд СХ 880 1 1161 3523 599928 70400 19431 3,2

Нью-Холланд CS 640 2 948 2066 524248 118902 89577 17.1

Нью-Холланд CS 660 70 846 1528 461285 63856 48123 10.4

Джон Дир 9550 20 811 2281 585146 140228 129347 22,1

Джон Дир 9560 35 823 1298 674457 147461 142724 21.2

Доминатор Mera 208 25 738 1002 870224 135587 131920 15,2

Клаас Mera 360 15 896 1255 420355 34966 33838 8,0

Клаас Mera 370 25 968 1377 508678 4722 3227 0,6

Среднее на комбайн - 751 1466 550396 110447 93229 16.9

Наибольшее количество отказов первой группы сложности наблюдается в комбайнах Дон-1500Б - 2,84, наименьшее количество 0,47 и 0,75 соответственно Клаас Mera 360 и Джон Дир 9560. Наблюдается также некоторый рост удельного веса отказов по мере эксплуатации машин. В частности, для комбайнов Нью Хол-ланд ТХ65 количество отказов на одну машину в 2007 г. составил для введенных в эксплуатацию в 1998 г. - 3,19, в 2000 г. - 3,29, в 2001 г.- 3,04, в 2002 г. - 1,55, в 2003 г. - 1,23, в 2004 г .- 1,27, при среднем значении для всех комбайнов этой модели 1,89.

Наиболее низкие показатели надежности по отказам второй и третьей группы сложности имеет комбайн Дон 1500Б, значения которых составляют соответственно 0,89 и 0,22. Наилучшие показатели имеют модели Джон Дир 9560 - соответственно 0,14 и 0,17. Однако для дальнейшего использования численные значения этих параметров следует рассматривать в зависимости от общей наработки на машину за весь период эксплуатации.

Для выявления узлов и агрегатов, имеющих наиболее низкую эксплуатационную надежность, были проанализированы повторяющиеся (систематические) отказы узлов и агрегатов тракторов и комбайнов в МТС. Исследования выявили ряд узлов и агрегатов, отказы в которых наблюдаются у всего парка машин данной модели, в частности, отказы в заднем мосту Нью Холланд ТХ65, отказы в наклонной камере, радиаторе гидросистемы, вариаторе комбайнов Кейс 527, отказы генератора Дон 1500Б. Высокие значения отказов узлов в более чем 80% машин наблюдаются в муфте соломоизмельчителя Нью Холланд ТХ65 (100%), ступицы вариатора

барабана Кейс 525 (81%), трещины в наклонной камере Кейс 525 (92%), отказ ГСТ Дон 1500Б (89%).

В целом, проведенные исследования выявили более высокие эксплуатационные показатели и надежность зарубежных машин в сравнении с отечественной техникой.

Для проведения численных исследований по формированию рационального уровня фонда сложных запасных агрегатов мобильной техники с учетом условий эксплуатации и возможной замены полнокомплектных узлов с различным назначенным ресурсом на начальном этапе были определены основные данные для расчетов.

Продолжительность монтажных и демонтажных работ, время доставки, продолжительность ремонта определялись хронометражем и методом экспертных оценок. Стоимость отдельных узлов и агрегатов представлена по усредненной цене из анализа предложений фирм-производителей техники на 01.06.2008 г. Среднее число отказов мобильной сельскохозяйственной техники принято по количеству приобретения агрегатов, находящихся в фонде запасных частей МТС «Башкирская», в 2006 и 2007 гг.

В таблицу 2 сведены некоторые данные для расчета рационального фонда запасных частей и агрегатов для комбайнового парка МТС «Башкирская» машин из 393 единиц модели Нью Холланд ТХ65. Следует также отметить, что комбайновый парк New Holland ТХ65 за два последних года не менялся. В расчетах принималось, что средний срок службы комбайнов составляет 3000 моточасов или 10 лет.

На рисунке 1 приведены данные результатов численных исследований по оптимизации затрат МТС с определением рационального фонда запасных агрегатов по девяти наименованиям для комбайнового парка с учетом данных таблицы 2, экспериментальных исследований показателей надежности и использования мобильной техники МТС.

Таблица 2 Сводные экспериментальные и аналитические данные для определения потребности в запасных агрегатах комбайнов Нью Холланд ТХ65 в МТС «Башкирская»____

Наименование Стоимость, Время, ч Поставлено, шт

тыс. руб демонтаж монтаж в 2006г 2007г

Подбарабанье 68,5 1,5 2,0 29 20

Решето нижнее 42,3 0,8 1,5 13 19

Диск вариатора 35,6 5 3 26 30

Муфта 103,4 6 6 7 12

Ступица электромуфты 60,6 4 4 12 16

Вал транспортера 47,2 8 8 6 5

Гидрораспределитель 57,5 1,5 3,0 3 3

Шнек колосовой нижний 26,6 1,5 2,0 10 12

Шнек загрузочный 37,8 1,0 1,0 10 37

Из анализа рисунок 1-а, при применении запасных агрегатов с меньшей в два раза стоимостью (например, производства фирмы-имитатора) при сохранении ресурса оригинального узла и суточной потери из-за простоя комбайна в размере 15

тыс. руб. минимальные потери МТС снизятся с 1,78 млн. руб. до 0,81 млн. руб. Кроме того, восстановление изношенных деталей (при стоимости восстановленной детали ниже оригинальной и 100%-ном сохранении ресурса) и использование их в обменном фонде также позволит снизить суточные потери комбайна.

4000000 « 3500000

1 зоооооо

' 2500000 | 2000000

£ 1500000

Е!

Р 1000000 с

500000

0 0,5 1 1.5 2 2.5 0 0,5 1 1,5 2

Стоимость опасных агрегатов в долях от средней стоимости оригинальной детали Наработка на откат в долях от средней

2500000 2000000 1500000 1000000 500000 0

0 50 100

Продолжительность работы комбайнов, дней в с

4000000 3500000 ЗОООООО 2500000 2000000 1500000 1000000 500000

Время ремонта отказавшего узла. ч.

в г

Рисунок 1 Функция затрат МТС при различных значениях суточной потери из-за простоя комбайна: а - от стоимости запасных агрегатов в долях от средней стоимости оригинальной детали; б - от наработки на отказ в долях от средней; в -от продолжительности работы комбайна в днях в сезон; г - от времени ремонта отказавших агрегатов в часах

Повышение наработки на отказ узлов комбайна в 1,5 раза (рисунок 1-6) и неизменной стоимости узлов и суточной потери из-за простоя комбайна в размере 10 тыс. руб. (например, низкая урожайность или качество зерна) минимальные потери МТС снизятся с 1,25 млн. руб. до 0,78 млн. руб.

При использовании комбайнового парка в течение 100 дней в сезон изменение суточной потери из-за простоя комбайна с 5 тыс.руб. до 15 тыс. руб. при прочих равных условиях минимальные потери МТС возрастут с 0,61 млн. руб. до 1,65 млн.руб. (рисунок 1-в).

Увеличение времени нахождения отказавшего узла в ремонте при прочих равных параметрах влияет незначительно на минимальные потери МТС (рисунок 1-г).

Таким образом, численные исследования, проведенные для комбайнового парка Нью Холланд ТХ65 МТС «Башкирская», подтвердили эффективность модели и возможность ее применения для определения рационального уровня фонда множе-

ства наименований агрегатов при их различных средних наработках на отказ и эксплуатационных и экономических показателях.

В пятой главе «Производственная проверка предложенных мер по совершенствованию технического сервиса и оценка экономической эффективности» представлены сведения об использовании разработок в НПФ ООО «Башдизель», ГУСП МТС «Башкирская», ФГУП «487 ЦАРЗ», ОАО.«Ремдизель» На предприятиях введена система учета отказов и неисправностей автотракторной и комбайновой техники, топливной аппаратуры и др. с составлением электронной базы данных, что позволило существенно упорядочить и систематизировать инженерной и экономической службам проведение аналитики работоспособности (учет отказов и предложения по модернизации, планирование и выполнение работ по сервису и др.) использования парка машин и моделей, формировать рациональные резервы запасных частей и агрегатов и вести учет складских запасов. Все это обеспечивает существенное снижение потерь МТС в связи с простоями высокопроизводительной сельскохозяйственной техники МТС, позволяет определить вложения финансовых средств в приобретение фондов запасных частей.

Результаты проведенных исследований позволили оптимизировать запасы склада запчастей для поточной линии по капитальному ремонту дизелей сельскохозяйственной техники на предприятии «487 ЦАРЗ»; а организация поточной линии, каждый рабочий пост которой оборудован специальными стеллажами с достаточных ассортиментом перечнем запчастей, кантователями, спец. инструментом (в т.ч. с пневмоприводом), подробными техкартами, позволило повысить дневную производительность участка по сборке двигателей после ремонта с 3 двигателей до 8.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Повышение эффективности технического сервиса мобильной техники машинно-технологических станций обеспечивается путем снижения потерь от простоя по техническим причинам на основе формирования рациональных резервов запасных агрегатов и совершенствования организации технического сервиса.

Разработана модель формирования рационального уровня фонда множества наименований запасных агрегатов для одного модельного ряда мобильной сельскохозяйственной техники машинно-технологических станций, которая позволяет учитывать условия эксплуатации и возможную замену полнокомплектных узлов с различным назначенным ресурсом и стоимостью. Для составления рационального уровня фонда запасных агрегатов для парка различных машин модель может применяться последовательно в отношении к каждой из всех марок машин МТС.

2. Разработаны алгоритмы и программы расчета фонда запасных узлов и агрегатов различных машин с учетом эксплуатационных условий и ресурса, позволяющие произвести расчет фонда запасных агрегатов:

- одного конкретного узла или агрегата (программа «Расчет оптимального уровня запаса топливной аппаратуры при МТС». Свидетельство №2004610739);

- множества узлов или агрегатов для парка машин одноименной модели (программа «Оптимизация обменного фонда запасных частей». Свидетельство №2006614086).

3. Исследования, проведенные для комбайнового парка из 393 машин Нью Холланд ТХ65 МТС «Башкирская» с использованием экспериментальных данных показателей использования и надежности, подтвердили эффективность разработан-

ной модели и возможность ее применения для определения рационального фонда множества наименований запасных агрегатов при различной их средней наработке на отказ и эксплуатационных и экономических показателях.

При применении запасных агрегатов с меньшей в два раза стоимостью при сохранении ресурса оригинального узла и суточной потери из-за простоя комбайна в размере 15 тыс. руб. минимальные потери МТС снизятся с 1,78 млн. руб. до 0,81 млн. руб. Повышение наработки на отказ узлов комбайна в 1,5 раза и неизменной стоимости узлов и суточной потери из-за простоя комбайна в размере 10 тыс.руб. минимальные потери МТС снизятся с 1,25 млн. руб. до 0,78 млн.руб. При использовании комбайнового парка в течение 100 дней в сезон изменение суточной потери из-за простоя комбайна с 5 тыс.руб. до 15 тыс. руб. при прочих равных условиях минимальные потери МТС возрастут с 0,61 млн. руб. до 1,65 млн. руб.

В результате проведенных исследований определены рациональные запасы склада запчастей для поточной линии по сборке дизелей сельскохозяйственной техники после ремонта на предприятии «487 ЦАРЗ», что позволило повысить дневную производительность поточной линии с 3 двигателей до 8.

4. Для организации эффективного обслуживания и использования высокопроизводительной импортной техники в МТС следует систематически вести оценку их эксплуатационных показателей. Выявлены более высокие эксплуатационные показатели и надежность зарубежных машин в сравнении с отечественной техникой в течение первых пяти лет эксплуатации. Наблюдается рост удельного веса отказов по мере эксплуатации машин. В частности, для комбайнов Нью Холланд ТХ65 МТС «Башкирская» количество отказов на одну машину в 2007 г. составил для введенных в эксплуатацию в 1998 г. - 3,19, в 2000 г. - 3,29, в 2001 г.- 3,04, в 2002 г. -1,55, в 2003 г. - 1,23, в 2004 г 1,27, при среднем значении для всех комбайнов этой модели 1,89. В структуре эксплуатационных затрат импортных комбайнов расходы на приобретение запасных частей достигают до 31,2% и имеют тенденцию к увеличению при возрастании срока эксплуатации.

Наиболее низкие показатели надежности по отказам второй и третьей группы сложности в 2007 г. в данной МТС имеет комбайн Дон 1500Б, значения которых составляют соответственно 0,89 и 0,22.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Портнов В.И. К вопросу проектирования ТНВД для аккумуляторной системы топливоподачи / А.В. Неговора, В.И. Портнов // Мат-лы XIV н.-п. конф. ВУЗов Приволжья и Предуралья «Улучшение ТЭП мобильной техники». - Ижевск: ИГСХА, 2003 -с. 38-42.

2. Портнов В.И. Совершенствование методики определения потерь от простоя по техническим причинам современной мобильной техники / Габитов И.И., Портнов В.И. // Сб.н.тр. м/н.н.-т. конф. Мордовского ГАУ «Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем». - Саранск: Изд-во Красный Октябрь, 2004. - с.333-337.

3. Портнов В.И. Определение обменного фонда сложных агрегатов высокопроизводительных мобильных машин / Аблеев Р.Ш., Габитов И.И., Портнов В.И. // Мат-лы 110 н.-п. конф. в 8 частях «Достижения аграрной науки - производству». -Уфа: БГАУ, 2004 - с. 79-82.

4. Портнов В.И. Расчет оптимального уровня фонда запасных частей для со-

временной мобильной техники / Габитов И.И., Портнов В.И. // Сб.н.тр. м/н.н.-т. конф. «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей». - СПб: С-ПбГАУ, 2004. -с.249-251.

5. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004610739. Расчет оптимального уровня запаса топливной аппаратуры при МТС. / Аблеев Р.Ш., Габитов И.И., Неговора A.B., Портнов В.И.; Заявлено 27.01.04 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24.03.04 г.

6. Портнов В.И. Использование потенциала оборонных предприятий в сфере технической эксплуатации АПК. / Неговора A.B., Портнов В.И. // Мат-лы Всероссийской н.-п. конф. «Повышение эффективности, устойчивости развития АПК». -Уфа, Изд-во БГАУ, 2005. - с.31-33.

7. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2006614086. Оптимизация обменного фонда запасных частей. / Габитов И.И., Неговора A.B., Портнов В.Н.; Заявлено 02.10.06 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 29.11.06 г.

8. Портнов В.И. Оптимизация фонда запасных частей ремонтно-технических предприятий / Неговора A.B., Портнов В.И. // Мат-лы м/н.н.-п. конф. XVI спец. выставки «АгроКомплекс-2006» «Перспективы агропромышленного производства регионов России». -Уфа, Изд-во БГАУ, 2006.

9. Портнов В.И. Формирование фонда запасных частей в машинно-технологической станции / Габитов И.И., Неговора A.B., Портнов В.И. // Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2006 -№11,- с.2-4.

10. Портнов В.И. Особенности технического сервиса импортных мобильных сельхозмашин / Габитов И.И., Портнов В.И. // Тракторы и СХМ - 2007 - №1. - с.52-53.

Лицензия РБ на издательскую деятельность № 0261 от 10 апреля 1998 года. Подписано в печать «30» октября 2008 г. Формат 60x84. Бумага типографская. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0. Усл. изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 724. Издательство ФГОУ ВПО БГАУ. Типография ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет». Адрес издательства и типографии: 450001, г. Уфа, ул.50лет Октября, 34.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЦЕЛЕВЫЕ УСТАНОВКИ В НАПРАВЛЕНИИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА МОБИЛЬНЫХ МАШИН И АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ МТС

Особенности эксплуатации современной техники в МТС.

Анализ моделей управления запасами в предприятиях.

Анализ систем технического сервиса.

Выводы по главе 1.

Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВОВ ЗАПАСНЫХ АГРЕГАТОВ.

Совершенствование методики расчета потерь от простоя мобильной сельскохозяйственной техники и автомобилей с учетом особенностей функционирования МТС.

Разработка алгоритма и модели формирования фонда запасных агрегатов мобильной техники при МТС.

Выводы по главе 2.

3. ОБЩАЯ ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Программа исследований.

Общая методика определения показателей эксплуатационной надежности техники.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА МТС И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ФОНДОВ ЗАПАСНЫХ АГРЕГАТОВ.

Исследование эксплуатационных показателей современных высокопроизводительных тракторов и комбайнов МТС в условиях

Исследование показателей использования и наработки тракторов, комбайнов и самоходных машин.

Исследование эксплуатационных затрат и анализ потерь времени при работе и простоях сельскохозяйственной техники.

Исследование основных неисправностей и отказов сельскохозяйственной техники.

Численные исследования по оптимизации обменного фонда агрегатов мобильных машин МТС.

Выводы по главе 4.

5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕР ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИ

СА И ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

Простои машинно-тракторных агрегатов и комбайнов машинно-технологических станций (МТС), укомплектованных, как правило, высокопроизводительной зарубежной техникой, ведут к существенным потерям урожая обслуживаемых сельскохозяйственных предприятий и ухудшают экономические показатели МТС. Сокращение продолжительности и снижение себестоимости ре-монтно-обслуживаюгцих работ являются эффективными направлениями повышения работоспособности машинно-тракторного парка (МТП) МТС.

Качественный состав МТП и конструкционная сложность сельскохозяйственной техники, большие территориальные зоны обслуживания, неравномерная годовая загрузка техники и персонала обусловливают специфику технического сервиса.

Технический сервис - это комплекс услуг по эффективному использованию машин и оборудования в определенной сфере производства и поддержанию их в работоспособном состоянии. Как правило, технический сервис включает в себя изучение конъюнктуры рынка представляемых услуг и используемых машин, предпродажную подготовку и продажу, гарантийное и послегарантийное обслуживание, обеспечение запасными частями и другими материалами, представление услуг технического обслуживания и ремонта, обучение и консультирование по вопросам правильной эксплуатации. В связи с этим, развитие технического сервиса является производной от наличного модельного состава, насыщенности, степени использования и территориального размещения парка машин и др.

Эффективность технического сервиса в значительной мере определяется качеством проведения технического обслуживания (ТО) и ремонта, реализацией запасных частей и услуг. Как правило, владелец дорогой и высокопроизводительной техники готов оплатить дорогостоящие услуги, требуя при этом быстрый и качественный ремонт и техобслуживание.

Существующая система ТО и ремонта не учитывает в достаточной мере специфику функционирования МТС, оснащенных высокопроизводительной техникой отечественного и зарубежного производства, особенности обеспечения эксплуатационной надежности современных агрегатов гидравлической системы, системы питания двигателя, трансмиссии и др.

При формировании уровня фонда сложных запасных агрегатов мобильной техники не достаточно учитываются условия эксплуатации и различный ресурс заменяемых деталей (в частности, оригинальных и производителей-имитаторов). Не в полной мере определены структуры электронной сервисной информации при организации технического сервиса в предприятии.

В этой связи повышение работоспособности мобильных сельскохозяйственных машин и автотракторной техники на основе рациональных технологий и методов организации технического сервиса с применением электронной сервисной информации является весьма актуальной задачей.

Связь с планами научных исследований и производством. Работа выполнена в соответствии с республиканской программой «Научные основы создания ресурсосберегающих конструкций, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники», на основе договорных работ с филиалом ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры» - ООО «Башдизель», ГУСП МТС «Башкирская», ОАО «Росагросервис», ФГУП «487 ЦАРЗ» и рядом других предприятий и организаций,

Цель исследования: повышение эффективности технического сервиса мобильной техники машинно-технологических станций путем снижения потерь от ее простоя по техническим причинам на основе формирования рациональных резервов запасных агрегатов и совершенствования организации технического сервиса.

Объект исследования: ремонтно-обслуживающая система машинно-тракторного парка МТС и авторемонтных предприятий, эксплуатационные показатели автотракторной и комбайновой техники МТС.

Предмет исследования: определенные с учетом эксплуатационных условий закономерности влияния фонда и качества запасных агрегатов на потери МТС, связанные с простоями высокопроизводительной техники по техническим причинам.

Методы исследований и достоверность результатов. Теоретической и методологической основой исследования явились работы ведущих ученых по изучаемой проблеме, использование основных положений математической статистики, метода Монте-Карло. Достоверность и обоснованность научных положений и результатов работы подтверждаются, использованием стандартных пакетов прикладных программ анализа данных, совпадением расчетных данных с экспериментальными.

Научная новизна состоит в:

- предложенной модели формирования оптимального уровня фонда запасных агрегатов мобильной техники с учетом условий эксплуатации и возможной замены полнокомплектных узлов с различным назначенным ресурсом;

- разработанных алгоритме и программах расчета уровня фонда запасных узлов и агрегатов различных машин с учетом эксплуатационных условий, новизна которых подтверждена официальной регистрацией;;

- определении эксплуатационных показателей высокопроизводительной мобильной сельскохозяйственной техники различных зарубежных фирм для эффективного их использования в МТС.

Практическую ценность представляют технологии организации технического сервиса мобильной сельскохозяйственной техники с определением рациональных фондов множества наименований запасных агрегатов с учетом условий эксплуатации, результаты исследований показателей надежности и эксплуатационных показателей современных тракторов и самоходных комбайнов при эксплуатации в МТС.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования используются на спутнике завода «КамАЗ» - ОАО «Ремдизель»; филиале ОАО «Ногинский завод топливной аппаратуры» - ООО НПФ «Башдизель»; МТС «Башкирская»; ГУСП «Башсельхозтехника»; ЗАО «Росагросервис»; ФГУП «487 ЦАРЗ», а также в учебном и научно-исследовательском процессах Башкирского ГАУ.

На защиту выносятся следующие научные положения: - модель формирования оптимального уровня фонда сложных запасных узлов и агрегатов мобильной техники с учетом условий эксплуатации;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по формированию рациональных фондов запасных агрегатов при МТС;

- результаты исследований параметров надежности и эксплуатационных показателей зарубежных тракторов и самоходных комбайнов при эксплуатации в МТС в условиях Республики Башкортостан.

Апробация. Основные положения исследования обсуждались на научно-практических конференциях Ижевской ГСХА (2003 г.), Башкирского ГАУ (2004.2007 гг.), Мордовского ГАУ (2004 г.), Челябинского ГАУ (2005 г.), ГНУ ГОСНИТИ (2007 г.), научно-техническом семинаре стран СНГ «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» в Санкт-Петербургском ГАУ (2005 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Общий объем - 144 е., основного текста- 106 е., имеется 25 рисунков, 41 таблица, библиография из 107 наименования, приложений на 37 с.