УДК 622.233.29

М.Б. Жаркынбаев

Магистрант, Казахский Агротехнический Университет КазАТУ

г. Астана, Казахстан

 

об оценке адаптации Мобильной техники к проведению агрегатного метода ремонта и технической диагностики

 

Анализ положений о планово-предупредительных системах ремонта (ППР) в различных отраслях промышленности показывает, что в настоящее время применяются детерминированные методы разработки ремонтных нормативов, что дает только приближенные их значения. С использованием детерминированных методов во всех отраслях промышленности для каждого типа машин составлены постоянные ремонтные нормативы. Эти нормативы остаются постоянными весь срок службы машин и, как правило, без учета условий и длительности эксплуатации машин. Структура и длительность ремонтного цикла, длительность межремонтных периодов ТО и ремонтов, состав, их объём и длительность пребывания в ремонте остаются неизменными.

В большинстве положений о ППР ремонтные нормативы не корректируются с учетом условий и длительности работы машины. В других отраслях промышленности это делается путем введения различных коэффициентов.

Возраст машины в автомобильной и строительной промышленности для всех условий эксплуатации учитывается только одним коэффициентом, поэтому практически невозможно оценить изменения состояния машин в зависимости от изменяющихся условий и длительности эксплуатации, а значит, невозможно обеспечить безотказную работу машин. В связи с тем, что системы ППР, основанные на послеосмотровом, стандартном и периодическом методах ремонта и с детерминированными ремонтными нормативами не обеспечивали эффективной и безаварийной эксплуатации сложных механических систем в авиации, машиностроении и на автомобильном транспорте разрабатываются научные основы ремонта машин по техническому состоянию. Для установления параметров систем ремонта предложены вероятностно-оптимизационные методы. Эти методы находят все большее применение в теоретических разработках по техническому обслуживанию и ремонту машин, оборудования и технических средств в различных областях промышленности стран СНГ и за рубежом. С помощью этих методов устанавливаются рациональные сроки замен машин и их составных частей, проведения ТО и ремонтов, продолжительности пребывания машин в ремонтах.

Система ремонта по фактическому техническому состоянию впервые начала применяться в авиации. Это объясняется тем, что для перечисленных систем ремонта очередность ремонта задается заранее и не связана с состоянием конкретного летательного аппарата (ЛА). При этом оказывается, что для части ЛА, которые находились в благоприятных условиях эксплуатации, ремонты могут быть выполнены намного позже, чем это диктуется длительностью межремонтного периода.

Для мобильной техники с ростом типоразмеров [3] экономически целесообразно ремонтировать машину в тот момент, когда её техническое состояние требует ремонта. Актуальность использования системы ремонтов по фактическому техническому состоянию возросла в связи с поступлением в эксплуатацию сложных машин, оборудования и других технических систем. Выполнение требований высокоэффективной и безопасной работы оборудования и транспортных средств системы ремонта по фактическому техническому состоянию является сложной технической задачей.

Основой выполнения ремонта по техническому состоянию является не только выявление состояния машин и её частей без существенного объёма разборки , но и прогнозирование технического состояния машины на длительный срок эксплуатации. Это особенно относится к агрегатам машины, устранение неисправностей которых в условиях эксплуатации слишком трудоемко.

Внедрение системы ремонта по фактическому техническому состоянию машин актуально для сельского хозяйства по следующим причинам. В последние годы выросла доля комплексной механизации и в частности за счет применения высокопроизводительной мобильной техники (МТ). В сельскохозяйственном производстве эксплуатируются разнообразные технологические и вспомогательные, мобильные самоходные машины, имеющие сложную конструкцию, дизельный, электрический, пневматический и гидравлический приводы. Большинство типов самоходных машин заимствованы из других отраслей промышленности. Широкое внедрение сложной и разнотипной МТ поставили перед учеными и проектировщиками новые задачи по разработке научных основ, проектированию и внедрению единой системы ремонта МТ.

В результате проведенных исследований в 90-ые годы была разработана система ремонта, способная приспосабливаться к различным условиям эксплуатации, адаптивная система ремонта (АСР). АСР обеспечивает организацию, оперативное планирование, управление и технологию ремонта машин по их техническому состоянию с наименьшими затратами на ремонт. АСР базируется на использовании средств и методов диагностики.

Функционирование такой системы основано на компьютерной обработке информации по действительному ресурсу частей машин, установлению стойкости сборочных единиц и агрегатов, оптимизации объемов и сроков проведения ремонтов с оценкой фактического состояния средствами технической диагностики.

Таким образом, в современных системах применяют методы ремонта по фактическому техническому состоянию. Расчет параметров системы ведется с использованием вероятностно-оптимизационных моделей.

Неотъемлемой частью таких систем является техническая диагностика, с помощью методов и средств которой устанавливается фактическое состояние сборочных единиц, агрегатов и механизмов машин. Совокупность средств и объектов диагностирования, а также исполнителей,  осуществляющих  диагностирование  по  правилам, установленным соответствующей документацией, составляет систему технического диагностирования.

Внедрение современных систем по фактическому техническому состоянию машин на автомобильном и железнодорожном транспорте, в авиации позволило резко снизить затраты на проведения ТО и ремонта, повысить уровень их надежности [1]. АСР для МТ сельского хозяйства  является разновидностью систем ремонта машин и оборудование машин по их фактическому состоянию. Основой этих систем является агрегатной метод ремонта (АМР) с применением методов и средств технической диагностики. Соответственно и конструкция МТ должна быть адаптирована к АМР и применению для оценки их технического состояния методов и средств неразрушающего контроля.

При установлении стратегии ремонта в АСР принят агрегатный метод ремонта, при котором на ремонтируемую машину вместо неисправных устанавливает заранее  отремонтированные сборочные единицы и агрегаты из оборотного фонда этот прогрессивный метод позволяет сократить время ремонта, улучшить качество ремонта и снизить ею стоимость. Необходимость внедрения АМР объясняется следующими причинами:

·        в сельском хозяйстве эксплуатируется разнотипная мобильная техника, поэтому ремонт сборочных единиц и агрегатов на месте эксплуатации в большинстве случаев невозможен, т.к. для этого требуются специальная оснастка, испытательные стенды, высококвалифицированный ремонтный персонал и специальные помещения; 

·        машины зачастую работают без резерва и на значительном удалении от ремонтных баз, поэтому только быстрая замена составных частей машины вместо их ремонта на месте, ускоряют ввод машины в работу;

·        из-за жесткого регламента ведение работ в сельскохозяйственном производстве на ремонт выделяется ограниченное время.

Условиям способствуют следующие обстоятельства: 

·        компоновка большинства типов МТ осуществлена быстросъемными блоками, агрегатами;

·        эксплуатация большого числа однотипной МТ (комбайнов, тракторов, автомобилей и др.).

Основными условиями  внедрения АМР на подземных  рудниках являются выгодность его применения и  адаптация машин к нему. Выгодность внедрения АМР обосновывается технико-экономическим расчетом внедрение АМР, накладывает определение требование к конструкции машин и предъявляет определенные требования к расчленению машин на части.  Основным условиям для перевода МТ на агрегатный метод ремонта является: практическое расчленение машин на заменяемые агрегаты, блоки, СЕ. Расчленение машин имеет своей целью  разработку такой  номенклатуры съемных элементов, которая обеспечила бы наиболее экономичный путь восстановления работоспособности и ресурса машин в эксплуатационных условиях. Следовательно, для каждого типа машин должна быть сформирована  оптимальная номенклатура съемных элементов,  расчлененные элементы машины должны удовлетворять этим  требованиям. 

К основным достоинствам АМР  относятся:

·        сокращение продолжительности  ремонта путем разделения ремонтно-восстановительных и сборочных работ (первые выполняются в мастерской или на ремонтном пункте, а вторые – на ремонтируемой машине), то есть машина  не работает только то время, которое требуется на замену ремонтной единицы и регулировки, что значительно повышает коэффициент  технического использования парка машин;

·        сокращение времени и повышение качества ремонта СЕ и агрегатов, выполняемого в мастерских или на ремонтных заводах;

·        рациональное разделение труда между исполнителями и их специализация;

·        снижение потребности в расходовании запасных частей  по причине конструкции их на ремонтных предприятиях или складах; 

·        более полная и рациональная загрузка ремонтников и оборудования   ремонтных предприятий путем планирование завоза агрегатов на ремонт;

·        возможность внедрение средств механизации и автоматизации в ремонтном деле;

·        упрощение процесса ремонта самой машины;

·        упрощение  составление нормативной и ремонтной документации;

·        снижение трудоемкости и стоимости ремонта, а также улучшение использование производственных мощностей при создании узкоспециализированного производства вместе с тем, при переходе на АМР необходимо увеличивать и специализировать средства ремонтных предприятий, направленные на формирование оборотного фонда агрегатов, а также провести большую работу по перестройке структуры ремонтной службы эксплуатационного предприятия

Они должны быть:

·        конструктивно законченными, автономными, т.е. легкосъемными от   других частей машины, с которыми они непосредственно связаны, без сложных разборочно-сборочных и наладочных операций;

·        нетрудоемкими в демонтаже по отказе и монтаже на машине вместо отказавшего элемента;

·        транспортабельны и удобны при хранении, т.е. допускающие транспортирование без особых предосторожностей; из-за опасности деформации, нарушения регулировки, попадания грязи, пыли, влаги и т.п.;

·        обладать допустимыми для транспортирования массой и габаритами;

·        взаимозаменяемыми.

Кроме того, они должны:

·        допускать ремонт на специализированных ремонтных предприятиях;

·        обеспечить экономическую целесообразность специализации их ремонта.

Для формирования списка съемных сборочных единиц и агрегатов составляется ведомость неисправностей и методов их восстановления сборочных единиц и агрегатов (СЕ и А) каждого типа машин. Ведомость дефектов составляется по установленной форме [2]. По ведомости устанавливают из-за каких неисправностей снимаются СЕ и А и где они восстанавливают на основе этих данных для каждого типа машин составляется список съемных и самостоятельно ремонтируемых СЕ и А.

Ниже приводится методология оценки пригодности МТ к агрегатному методу ремонта. Оптимальная номенклатура съемных элементов формируется в три этапа.

На первом этапе формируется первоначальный проект номенклатуры обменного фонда с учетом указанных выше требований, а также с соблюдением условия, что значения средних  ресурсов сменных элементов не должна превышать соответствующие показатели базовых СЕ и агрегатов. В номенклатуру обменного фонда включаются также элементы, ремонт которых не возможен на месте.

На втором этапе производится уточнение номенклатуры обменного фонда. Производится опыт элементов, долговечность которых обеспечивает безотказную работу машины за весь период эксплуатации. Затем номенклатуру обменного фонда уточняют путем сравнения оставшихся элементов по критерию.

                           

Т3iТрi,

 

где Т3i – трудоемкость замена отказавшего iго элемента с учетом доставки его со склада к машины. Трi –трудоемкость ремонта iго элемента на машине.

На третьем этапе производится окончательное формирование номенклатуры обменного фонда и дается окончательная оценка экономической целесообразности включения элементов в нее. Оценка производится по следующему критерию АМР целесообразно применять в том случае, когда сумма (Кс), на которую сократятся ремонтные затраты, превысит величину Ку, характеризующую повышение объема затрат от увеличения оборотного фонда и необходимости его хранения.

Сумма, на которую сократятся приведенные затраты

                           

Кс=К1с+КIIc+КIIIc, тенге,                                    (1)

 

где К1с – экономия в связи с сокращением простая машин в ремонте; КIIс – экономия по стоимости основных производственных фондов ремонтных баз при переходе на АМР; КIIIc – экономия по себестоимости ремонтных работ переходе на АМР.

Важное преимущество АМР – существенное сокращение простоя машин в ремонте, что дает дополнительную прибыль. Экономия, полученная вследствие сокращения времени ремонта

                  

К1с=(Тс-Ти)[(z+р)+]х Асс, тенге/год                             (2)

 

где Тс – простой одной машины в ремонте, дней; Ти – простой одной машины в ремонте при АМР, дней, Р - эксплуатационная прибыль, приходящаяся в среднем на одну машину, тенге/сутки; z - постоянные расходы эксплуатационного предприятия на содержание одной машины, тенге/сутки; Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; Q - оптовая цена одной машины, тенге; Асс -среднесписочное число машин, ремонт которых осуществляется АМР в течение года.

Ожидаемая экономия КIIIс связана с улучшением использования производственных площадей ремонтных баз при переходе на АМР. Эффективность  в использовании производственных фондов достигается:

1.     в результате сокращения машин в ремонте;

2.     в связи с повышением эффективности ремонта при создании специализированных производств.

В общем виде размер сокращения фондоемкости производства, вычисленный по приведенным затратам, определяется зависимостью

                  

КIIс=(1-тенге,                             (3).

 

где Кук – удельные капиталовложение  по созданию производственно-технический базы ремонта машин n

                           

КIIIC= тенге,    (4)

 

где Sс, Su – себестоимость ремонтных работ машины iго типа соответственно при индивидуальном и агрегатном методах ремонта; Три, Трс – транспортные затраты по доставке машин и перевозке его агрегатов соответственно при агрегатном и индивидуальном методах ремонта: величина КIIIс может быть отрицательный  в том случае, если концентрация ремонтных мощность связанная с внедрением АМР, увеличивает расстояние перевозки ремонтного фонда и дополнительные транспортные расходы превышают экономию на производственных затраты.

Увеличение объема приведенных затрат происходит за счет следующих факторов:

 

                                     Ку=Ку1+КуII+КуIII,             тенге,               (5)

 

где КуII – затраты на увеличение потребного количества оборотных агрегатов, связанного с созданием оборотного фонда; КуII – затраты на постройку складских помещений для хранения оборотного фонда агрегатов; КIII – затраты на содержание дополнительных складских помещений для хранения оборотного фонда агрегатов. Затраты на увеличение обменного фонда агрегатов определяются созданием оборотного фонда ремонтных базах и ремонтных службах эксплуатационного предприятия.

 

                            Ку1=Ен[с(m1+m11)-Ксоб],  тенге                                    (6)

 

где  с – стоимость одного комплекта агрегатов; m1 и m11 – количество агрегатов, находящихся соответственно в ремонте и на складе оборотного фонда при АМР; шт; Ксоб – капитальные вложения в оборотные фонды агрегатов при индивидуальном методе ремонта;

                                        тенге,                   (7)    

где m – дополнительные количество обменных агрегатов при АМР; t- срок хранения одного комплекта агрегатов, ч; Gкаг – масса одного комплекта оборотного фонда агрегатов, Т; h-высота складских помещений , м; Фс – годовой эффективный фонд времени работы производственно – складских помещений; ч; q – допустимая нагрузка на 1 м2 складских помещений m/м2,  Кскл – стоимость 1 м3 складских помещений тенге/м3. Пользуясь формулой (5), учтем дополнительные затраты, связанные с эксплуатацией складских помещений

 

                            ,   тенге,           (8)

 

где Сскл – затраты на эксплуатацию складских помещений, установленные на 1м2 площади, тенге/м2; Z - норма амортизационных отчислений на складские помещении.

Таким образом, годовая экономия от внедрения агрегатного метода ремонта одного типа машин

                  

Э = Кс - Ку.

 

Литература

1.     Технические средства диагностирования: Справочник/ В.В. Клюев, В.П. Пархоменко, В.Е. Абрамчук и др. Под общ. ред. В.В. Клюева. – М.: Машиностроение, 1989. – 672 с., ил.

2.     Филимонов А.Т., Корник П.И., Данияров Н.А, Техническая диагностика в системах ППР. / Енбек нарығындағы мамандар бәсекелестегін көтеру мәселері. 2 Халықаралық Байқоныров оқуларының ғылыми жинағы. Жезқазған 2002.

3.     У.Т. Абдрахимов, Г.К. Саменов, Жалгасбеков А.З., Р.С. Толеуов Анализ тенденций развития конструкций и типоразмерных рядов мобильной техники и возможности производства шасси самоходного горного оборудования в Республике Казахстан 4-е Международные Байконуровские чтения, г. Жезказган, 2004

© М. Б. Жаркынбаев, 2015