Сельское хозяйство. Механизация сельского хозяйства

д.т.н. И.Г.Галиев, инженер Р.К.Хусаинов

Казанский государственный аграрный университет

Дифференцированный подход в решении проблемы обеспечения работоспособности тракторов

Управление работоспособностью, рациональное использование ресурсов машинно- тракторного парка является стратегическим и приоритетным фактором повышения его эффективности, поскольку парк сельскохозяйственной техники имеет высокую капиталоемкость. Стоимость оптимального парка машин сельского хозяйства страны оценивается более чем в один триллион рублей [1]. Ежегодно производственная сфера сельского хозяйства потребляет около 15,6 млн. тонн моторного топлива. Эта составляющая часть аграрного производства формирует до 40…60% издержек на конечную продукцию. Поэтому для сельского хозяйства управление работоспособностью, ресурсосберегающая стратегия машиноиспользования имеет жизненно важное значение, как основа обеспечения конкурентоспособной политики аграрной отрасли национальной экономики.

Основным ограничительным фактором эффективного использования техники в сельскохозяйственном остается проблема управления надежностью тракторов и сельскохозяйственных машин, поскольку аграрное производство находится под влиянием производственных, природно- климатических условий, т.е. зависит от условий хозяйственной деятельности.

Основными факторами роста эффективности использования техники определяется уровнем реализации следующих мероприятий интенсификации сельскохозяйственного производства: энергообеспеченность технологий производства продукции; поддержание высокой работоспособности тракторов с учетом условий их функционирования.

В связи с этим, необходимо решить следующие задачи: качественно и точно соблюдать технологию возделывания сельскохозяйственных культур; повышение эффективности мероприятий по поддержанию техники в работоспособном состоянии. Задачи решаются путем обоснования и обеспечения надежности тракторов, т.е. управления работоспособностью техники.

Несмотря на то, что потенциальные возможности отечественных тракторов улучшается, существует тенденция снижения эффективности их эксплуатации.

Применение существующей системы ремонтно– обслуживающих воздействий не обеспечивают надежность функционирования производственных процессов растениеводства из– за отсутствия методов оптимизации и обеспечения работоспособности машинно-тракторного парка с учетом многообразия меняющихся факторов.

Разработки отечественных ученых позволили сделать планово-предупредительную систему технического обслуживания и ремонта достаточно эффективной. В хозяйствах, применяющих эту систему в полном объеме, затраты на капитальный ремонт машин снижаются на 45…47%.

Однако, анализ планово-предупредительной системы показал, что использование нормативов регламентной стратегии проведения ремонтных работ для определения сроков проведения ремонта конкретного трактора имеет серьезные недостатки, а так же известно, что показатели надежности в доремонтном периоде у агрегатов и машин выше, чем в межремонтном, что также не нашло отражения в существующей системе.

Условия эксплуатации машин различны. Интенсивность износа одинаковых элементов одинаковых машин носит случайный характер, потребность в их ремонте возникает в различные моменты времени.

В силу указанных недостатков существующей системы, только 22% ремонтных работ по поддержанию тракторов в работоспособном состоянии совпадает по периодичности с плановыми текущими ремонтами.

В связи с этим, при назначении ремонтно- обслуживающих воздействий следовало бы исходить из фактического состояния каждого трактора с учетом условий их эксплуатации.

Разработанные нами методы оценки состояния тракторов [2] и условий их функционирования [3] позволяют осуществить дифференцированный подход в планировании использования техники, который заключается в привидении в соответствие работоспособности трактора и планируемого объема сельскохозяйственных операций с учетом условий работы.

Общим показателем любой сельскохозяйственной операции, которая влияет на надежность трактора, является степень неравномерности загрузки двигателя. Более того, существует тенденция – чем больше глубина обработки, тем больше коэффициент неравномерности, например: для вспашки- d_м=0,2…0,6, а для каткования -d_м=0,06…0,12. Очевидно, если при выполнении сельскохозяйственной работы двигатель загружается неравномерно. то и остальные системы и агрегаты претерпевают динамические нагрузки.

Нами были проведены исследования по выявлению закономерностей изменения наработки на отказ различных групп сложности в зависимости от вида выполняемой операции, т.е. коэффициента загрузки двигателя с учетом состояния трактора.

Результаты определения закономерностей приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Зависимости параметров потока отказов по группам

сложности трактора ДТ-75М от уровня их работоспособности

№ п/п	Вид с/х работ	Группа сложности отказа	Уравнение зависимости параметра потока отказов от уровня работоспособности, 10^3/м.ч	Коэффициент корреляции	Ошибка коэффициента корреляции
1	Вспашка	I		0,63	0,14
		II		0,49	0,16
		III		0,51	0,18
2	Культивация	I		0,49	0,18
		II		0,62	0,17
		III		0,65	0,15
3	Боронование	I		0,43	0,13
		II		0,67	0,14
		III		0,54	0,19
4	Каткование	I		0,63	0,19
		II		0,48	0,14
		III		0,66	0,17

Используя приведенные зависимости были определены предельные и допустимые значения уровней работоспособности для представленных операций. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Предельные и допустимые значения уровня работоспособности

трактора ДТ-75М для основных видов сельскохозяйственных работ

Наименование сельскохозяйственных работ	Значения уровня работоспособности трактора
	предельное	Допустимое
Вспашка	0,46	0,67
Культивация	0,30	0,45
Боронование	0,26	0,38
Каткования	0,19	0,28

После определения уровня работоспособности трактора, в зависимости от планируемого объема работ, определяют требуемое значение уровня [4], решается вопрос возможного привлечения его на ту или иную работу, т.е., тракторы дифференцируется по видам сельскохозяйственных работ по признаку выполнения операции безотказно. При этом может возникнуть следующие ситуации: а) все сельскохозяйственные работы распределены по тракторам с учетом их состояния; б) некоторые работы могут быть невыполнены в связи с тем, что состояние техники ниже требуемого значения уровня работоспособности.

При возникновении второй ситуации возможны следующие пути решения задачи:

- привести в соответствие состояние техники с требуемым значением уровня работоспособности, т.е. повысить его;

- привести в соответствие требуемое значение величины и фактического уровня работоспособности трактора, т.е. снизить требуемое значение уровня до величины, соответствующего состоянию трактора или уменьшить его годовую нагрузку.

В настоящее время применяется первый путь решения задачи. Для скорейшей реализации необходимо выявить агрегаты систем трактора, в которых заложен наибольший потенциал увеличения уровня их работоспособности.

Второй путь решения задачи приведения в соответствие фактического и требуемого значений уровня работоспособности заключается в снижении этого значения до фактического. Реализация этого заключается в искусственном снижении сопротивления агрегата, т.е. уменьшении количества корпусов, борон, культиваторных лап и т.д. или уменьшении годовой нагрузки трактора.

В настоящее время в литературе все чаще встречается резервирование тракторов, т.е. применение трактора, работоспособность которого не позволяет выполнять сельскохозяйственные операции в течение всего года, только в напряженные периоды технологии возделывания сельскохозяйственных культур. В нашем случае техника агрегатируется с искусственным уменьшением сопротивления агрегата или годовой наработки, т.е. если первый вариант определяется как активное резервирование трактора, то второй- называется пассивным резервированием. Данный способ применяется в случае, если затраты от потери урожая, из-за несоблюдения агротехнических сроков проведения операций, выше затрат, связанных с эксплуатацией трактора с меньшим количеством рабочих агрегатов СХМ или низкой годовой наработкой.

Количество рабочих органов СХМ, которые должны будут сняты с агрегата, определятся по формуле:

(6.6)

где n_роi - количество рабочих органов для i-ой СХМ, шт; У_рт- требуемое значение уровня работоспособности трактора; У_рф -фактическое значение уровня работоспособности трактора; В_кi- конструктивная ширина захвата i- ой СХМ, м; -конструктивная ширина захвата одного рабочего органа i- ой СХМ, м; W_i- объем сельскохозяйственной работы для i-ой СХМ.

Дифференциация тракторов по сельскохозяйственным работам в зависимости от их состояния, т.е. подбор для каждого трактора индивидуально номенклатуру операций и их объем на планируемый период, дает эксплуатационнику возможность предотвращать сложные отказы, планировать и оптимизировать расход ресурса, наиболее рационально использовать технику в напряженные периоды. Это, в конечном счете, повышает эффективность эксплуатации тракторов.

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.