Обоснование работоспособности техники в аграрном

Аннотация.

Научная проблема заключается в необходимости углубления знаний и установления закономерностей влияния расхода ресурса агрегатов трактора на эксплуатационные показатели и показатели надежности техники с целью обоснования и обеспечения работоспособности машины, реализация которых способствует устранению противоречий между потенциальным и фактическим уровнями надежности тракторного парка.

Ключевые слова: надежность трактора, работоспособность, условия функционирования, ресурс агрегата.

На основании углубления знаний и установления закономерностей влияния расхода ресурса агрегатов трактора на эксплуатационные показатели могут быть усовершенствованы методики по обоснованию периодичности ремонта тракторов и правил их назначения, улучшены условия функционирования, создана математическая модель управления работоспособностью тракторов.

Решение данной проблемы направлено на обоснование и обеспечение работоспособности тракторов с учетом расхода ресурса агрегатов при производственной эксплуатации и способствует значительному снижению ремонтных затрат и издержек, из-за потерь продукции вследствие простоев машин при устранении их отказов.

Решающим фактором интенсификации производства, значительного повышения темпов экономического и социального развития страны является развитие научно-технического прогресса.

Развитие науки и техники в сельском хозяйстве объясняется следующими причинами:

- во-первых, лишь на базе освоения и широкого распространения высокоэффективной, конкурентоспособной техники нового поколения, ресурсосберегающих, интенсивных технологий можно добиться роста национального дохода и производительности труда;

- во-вторых, комплексная механизация и автоматизация производственных процессов дают возможность качественно улучшить условия труда, в несколько раз сократить долю тяжелого физического и монотонного ручного труда, доведя ее в производственной сфере до 15-20% к 2005 году [1].

Состояние трактора в процессе его использования по назначению и под воздействием технических, эксплуатационных факторов и факторов окружающей среды, непрерывно изменяется. Изменение состояния характеризуется расходом ресурса агрегатов трактора и непосредственно отражается на его работоспособности.

Обоснование и обеспечение работоспособности техники в течение срока службы требует определения совокупности факторов условий функционирования, ремонтно-обслуживающих воздействий, материально-технической базы, квалифицированных специалистов и нормативно-технической документации. Указанная совокупность взаимосвязанных элементов образует комплекс факторов, влияющих на состояние техники и, согласно ГОСТ 18322-78, систему технического обслуживания, ремонта машин, предназначенную для поддержания и восстановления их работоспособности.

В процессе эксплуатации тракторов осуществляется их взаимодействие как объекта управления с природно-климатическими, эксплуатационными, организационными условиями с одной стороны и техническая эксплуатация – с другой. Управляющим звеном, определяющим программу действий, является комплекс мероприятий по улучшению условий функционирования; нормативно-техническая документация, содержащая структуру ремонтно-обслуживающих работ; правила назначения ремонтно-обслуживающих воздействий на тракторы по результатам диагностирования их технического состояния; положения и нормативы, определяющие потребность парка в техническом обслуживании и ремонте [2].

Значительное варьирование в направлениях производства сельскохозяйственной продукции, плотности механизированных работ, условий функционирования, объемов ремонтно-обслуживающих работ ставит задачу обоснования и обеспечения работоспособности тракторов, которая должна способствовать решению следующих задач:

- выполнение запланированных объемов механизированных работ;

- соблюдение оптимальных сроков ремонтно-обслуживающих работ;

- реализация оптимальных вариантов ремонтно-обслуживающих воздействий.

На основании изучения литературных источников и фактического состояния использования тракторов составляется перечень факторов, определяющих условия функционирования техники. В последствии они систематизируются как факторы, определяющие технические, производственные, организационные и природно-климатические условия функционирования тракторов.

На основании данных о наработке и результатах ресурсного диагностирования тракторов систематизируется информация о техническом состоянии их агрегатов. С учетом исходного технического состояния и закономерностей влияния на него условий функционирования оцениваются весомости определяющих и обобщенных факторов технических условий эксплуатации техники и вычисляется уровень технической эксплуатации тракторов.

На основании вышеизложенных мероприятий (с учетом влияния на технику уровня технической эксплуатации, природно-климатических, производственных и организационных условий), производится построение рационального варианта технологического процесса поддержания и восстановления работоспособности тракторов. Процесс включает следующие ремонтно-обслуживающие воздействия: техническое обслуживание, устранение последствий отказа, плановую замену узлов и агрегатов и полнокомплектный ремонт.

Изменение остаточного технического ресурса составных частей тракторов в процессе эксплуатации происходит в результате их использования (выработки ресурса), проведения ремонтных работ (восстановление ресурса), влияния на них уровня технической эксплуатации и природно-климатических условий (интенсивность выработки ресурса и его восстановление).

Значение параметра потока отказа трактора формируется величинами остаточных ресурсов его сборочных единиц w(t)=w`{T_oj(t)}. Продолжительность устранения последствий отказов трактора изменяется в широких пределах в зависимости от условий их функционирования [3].

Интегральным выходным показателем, характеризующим состояние условий функционирования, являются затраты на обеспечение работоспособности трактора C(t)=F{w(t)}. Задача состоит в определении и реализации таких управляющих воздействий на вектор T_oj (t), чтобы функция C(t) принимала минимальное значение.

Обоснование работоспособности трактора заключается в поиске оптимальных стратегий изменения остаточных ресурсов его сборочных единиц с учетом интенсивности расхода ресурса агрегатов. Схема системы управления надежностью трактора является агрегатной, в основу ее положена концепция многосвязного регулирования.

Схема функций обоснования работоспособности тракторов включает три подсистемы: оптимизация расхода ресурса агрегатов трактора, планирование объемов ремонтно-обслуживающих воздействий, выбор вариантов ремонтно-обслуживающих воздействий [4].

Первая подсистема направлена на разработку мероприятий по оптимизации интенсивности расхода ресурса агрегатов трактора, задача второй – обоснование оптимальной периодичности проведения ремонтно-обслуживающих воздействий для парков тракторов региона, и третья подсистема предназначена для совершенствования типовых технологий по поддержанию и восстановлению работоспособности тракторов на основе последних достижений науки и техники.

Решения, вырабатываемые системой управления, определяют стратегию обоснования работоспособности тракторов. Идеальный случай реализации этой стратегии заключается в том, что запланированные значения управляющих показателей будут строго выдержаны.

Однако при реализации проекта обоснования работоспособности тракторов могут возникнуть определенные несоответствия фактических показателей с расчетными. В этом случае целесообразно провести корректировку управляющих показателей в последующих периодах на основе повторного расчета.

Следовательно, полагаем, что существует определенный уровень устойчивости обоснования работоспособности тракторов, выходные показатели которой с учетом изменения внешних факторов могут не соответствовать оптимальным прогнозируемым. Поэтому эффективность обоснования повышается путем корректировки управляющих воздействий по мере уточнения исходной информации.

Анализ основных статей затрат на поддержание и восстановление работоспособности тракторов приводит к выводу, что их снижение достигается не только повышением уровня технической эксплуатации тракторов и качеством разработанного плана ремонтно-обслуживающих воздействий, но и точностью его выполнения в сфере производства.

Эти факторы влияют на эффективность процесса обоснования и работоспособности машин, которая зависит от того, насколько разработанный проект соответствует специфическим особенностям хозяйства. Погрешности, допущенные как при проектировании обоснования и обеспечения работоспособности тракторов, так и при его реализации, снижают эффект.

Системный метод исследования и обоснования работоспособности тракторов предусматривает взаимодействие трех аспектов: строения, состояния и поведения. Связи строения определяются конструктивно –технологическими свойствами управляемого объекта – трактора. Связи состояния характеризуют изменения параметров технического состояния его сборочных единиц от исходных до предельных значений. Связи поведения определяют динамику показателей надежности тракторов в реальных условиях функционирования.

Разработка и применение математического аппарата для расчета основных параметров обоснования работоспособности тракторов позволяет осуществлять его проектирование с целью достижения оптимальной надежности машин при определенном уровне расхода ресурса агрегатов трактора с учетом природно-климатических и производственных условий и уровня технической эксплуатации.

Для обоснования периодичности ремонта тракторов осуществляется обоснование работоспособности трактора за срок его службы. Определяется уровень технической эксплуатации и разрабатываются мероприятия по его повышению.

Следующим этапом исследования является проектирование процесса обеспечения работоспособности трактора в межконтрольном периоде и на основе этого создание методики для разработки правил назначения ремонтных воздействий. Разработана модель многошагового управления техническим состоянием тракторов по периодам цикла производства сельскохозяйственной продукции на основе теории математического программирования, реализация которой на ЭВМ позволит осуществить выбор рациональных вариантов ремонтно-обслуживающих воздействий с учетом возможности распределения объемов механизированных работ в зависимости от технического состояния тракторов. В этом случае осуществляется проектирование процесса обеспечения работоспособности парка тракторов за цикл сельскохозяйственных работ.

Поставленные задачи исследований направлены на оптимизацию расхода ресурса агрегатов трактора, путем выявления и повышения уровней факторов имеющих наибольший потенциал при их реализации, т.е. на достижение своевременности проведения ремонтно-обслуживающих воздействий на основе разработанных мероприятий и поиска решений по целенаправленному изменению технического состояния тракторов, что позволяет обеспечить их работоспособность с минимальными затратами средств труда.

Литература

1. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года. Изд-во Россельхозакадемии, 2003.- 49 с.

2. Галиев И.Г. Управление работоспособностью тракторов //Перспективы развития автомобилей и двигателей в республике Татарстан /Труды юбилейной научно- практической конференции. -ОАО КамАЗ, Набережные Челны, 1999. –С. 260-262.

3. Галеев Г.Г., Галиев И.Г. Резервы улучшения использования тракторов // Техника в сел. хоз-ве. 1996. - № 2. – С. 22-24.

4. Галеев Г.Г., Галиев И.Г. Обоснование работоспособности техники в аграрном производстве с учетом условий их функционирования //Автомобиль и техносфера /Труды II международной научно-практической конференции. –Казань, Изд-ство Казан. Гос. техн. ун-та, 2001. –С. 584-586.

Обеспечение работоспособности техники в аграрном производстве с учетом интенсивности расхода ресурса их агрегатов