CC BY
32
УДК 620.19
Фёдоров В.В., Шестов А.Н., Прохоров В.Ю,
ФГБОУ ВО «Московский Государственный университет леса», Мытищи, Россия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
В условиях высокой конкуренции в сфере грузовых перевозок, ориентированных на обслуживание лесопромышленного, строительного комплекса, к транспортным компаниям и организациям предъявляются жесткие требования по оказываемым транспортно-экс-педиционным услугам. Вышеотмеченные требования в значительной степени зависят от надежности автотранспортных средств, которая напрямую оказывает существенное влияние на формирование потребности в запасных частях с целью обеспечения заданного уровня работоспособности подвижного состава и безопасности его эксплуатации. В статье изложены формирование и удовлетворение потребности в запасных частях для автомобилей лесопромышленных предприятий. Ключевые слова:
лесной комплекс, запасные части
В условиях высокой конкуренции в сфере грузовых перевозок, ориентированных на обслуживание лесопромышленного комплекса, к автомобилям предъявляются жесткие требования по оказанию транспортных услуг. Вышеотмеченные требования в значительной степени зависят от надежности автотранспортных средств (АТС), которая напрямую оказывает существенное влияние на формирование потребности в запасных частях (ЗЧ) с целью обеспечения заданного уровня работоспособности подвижного состава и безопасности его эксплуатации [1]. Это вынуждает пересматривать и оптимизировать политику в сфере формирования, хранения и управления запасами для снижения эксплуатационных затрат и повышения рентабельности перевозочного процесса. Одновременно, увеличивается доля автомобилей иностранного производства, которые является более дорогостоящими в плане приобретения и стоимости ЗЧ, что приводит к существенному увеличению эксплуатационных расходов. При этом необходимо отметить, что на эксплуатационные расходы оказывают влияние особенности эксплуатации АТС, которыми, для предприятий обслуживающих лесную отрасль, являются: высокая интенсивность эксплуатации и необходимость осуществления погрузочных работ в условиях бездорожья [2, 3] . Между тем, к АТС предъявляются серьезные требования по надежности, безопасности и экономичности.
В то же время в процессе определения объема запасов необходимо учитывать оптимальную потребность в запасных частях для конкретных условий эксплуатации АТС, с учетов особенностей тяжёлых условий эксплуатации. Таким образом, появляется противоречие между необходимостью минимизировать расходы на запасные части, их доставку и хранение и отсутствием оптимальной системы управления запасами ЗЧ на уровне автотранспортного предприятия (АТП). Исходя из данного противоречия, можно сформулировать задачу исследования, а именно: какая должна быть система управления запасами ЗЧ на уровне АТП, чтобы обеспечить минимальные расходы на приобретение, доставку и хранение ЗЧ в условиях жестких требований к качеству оказываемых услуг.
Целью данной статьи является: формирование и удовлетворения потребности в запасных частях для автомобилей лесопромышленного предприятия.
В качестве основных причин создания и управления запасами ЗЧ (агрегатов, механизмов, узлов, деталей) могут являться:
1. Нарушения установленного графика поставок ЗЧ, приводящие к негативным последствиям, связанным с остановкой производственного процесса обслуживания и ремонта техники и, как следствие, приостановки выполнения им транспортной работы.
2. Необходимость обеспечения равномерности и стабильности производственных процессов ТО и ремонта АТС в условиях существенных колебаний спроса на ЗЧ путем формирования рациональных уровней запасов и оптимизации интервалов их поставок.
3. Требования упрощения управления процессами материально-технического обеспечения и, соответственно, производством ТО и ремонта техники (наличие производственных запасов позволяет снизить требования к степени согласованности производственных процессов, что снижает издержки на организацию управления этими процессами).
Значительный эффект при обеспечении выполнения планируемой транспортной работы грузовыми автотранспортными средствами (АТС) достигается за счет реализации комплекса мероприятий по совершенствованию организации снабжения, планирования потребности и управления запасами запасных частей.
Наличие достаточной информации об интенсивности и условиях эксплуатации АТС, уровне из технической эксплуатации, надежности элементов (деталей, механизмов, агрегатов), возрастной структуре АТС служит важнейшим исходным материалом для разработки нормативной базы, позволяющей предприятию более качественно составлять структуру и объемы потребляемых ЗЧ, что в конечном итоге обеспечит для владельцев подвижного состава поддержание заданного уровня его работоспособности при минимальных стоимости и трудовых затратах.
Опыт эксплуатации АТС показывает, что у всех моделей автомобилей имеется весьма ограниченная номенклатура ЗЧ (деталей, узлов, сборочных единиц), потребность в которых в процессе устранения отказов наиболее часто возникает при значительных затратах на приобретение этих ЗЧ и трудозатратах на замену отработавших ресурс элементов.
В рамках исследований производился сбор информации о надежности АТС охватывающий период времени их эксплуатации с 14.10.2014г. по 15.02.2016 г. Под наблюдением находилось 15 грузовых автомобилей семейства КамАЗ (модели КамАЗ 4310, КамАЗ 53212, КамАЗ 53228) с продолжительностью эксплуатации от 0,35 до 1,8 лет. При этом средняя продолжительность эксплуатации составила 1,25 года. Накопленные пробеги на окончание проведения исследований по рассматриваемой совокупности АТС лежат в диапазоне от 50,3 до 412 тыс. км., при среднем накопленном пробеге равном 285,6 тыс.км. и среднеквадратичном отклонении в 108,1 тыс. км. Оценки годовых пробегов АТС находятся в пределах от 7 8,47 до 278,5 тыс. км при их математическом ожидании равном 214,7 тыс. км. и среднеквадратичном отклонении в 62,2 тыс.км.
В процессе проведения испытаний рассматриваемых АТС (15 ед.) в диапазоне накопленных пробегов от 50,3 до 412 тыс. км были зафиксированы отказы по следующим элементам (группам элементов систем): форсункам (Эг), турбине (Э2), рулевому управлению (Эз), тормозной системе (Э4), электрооборудованию (Э5), кабине (Эб), седельно-сцепному устройству (Э7). Оценка уровней запасов ЗЧ, их общей переменной стоимости и годовых затрат представлена ниже в таблице.
Анализ полученных результатов показывает, что наибольшие затраты приходятся на элементы Эг, Э2, Эз, Э4 и Э5. Общая величина затрат на запасные части по 15 ед. АТС на их суммарном пробеге равном 3 220,5 тыс. км за год составляет 2200,78 тыс. руб. (14 6, 72 тыс. руб. на ед. АТС) . При этом общие затраты на ремонт и запасные части составят для всей совокупности АТС 3516,41 тыс. руб. (234,43 на ед. АТС).
В результате проделанной работы по данному направлению исследования можно сделать следующие выводы:
1. Выполнен анализ и проведена систематизация факторов, влияющих на рациональный уровень запасов ЗЧ и материалов для АТП.
2. Установлено, что при эксплуатации автомобилей, работающие при транспортировке лесной продукции в тяжелых условиях, элементами лимитирующими надежность АТС являются: турбины, рулевое управление, тормозная система.
3. Разработана классификация факторов, влияющих на рациональный уровень запасов запасных частей для АТП.
Оценка уровней запасов ЗЧ, их общей
4. Полученные результаты указывают на то, что оптимальный интервал подачи повторных заказов составляет 1 год. Оптимальное значение общей переменной стоимости запасов не превышает 128 158 руб., а максимальная величина общих годовых издержек составляет 2 271 408 руб.
переменной стоимости и годовых затрат
№ п/п Наименование элемента (группы элементов) Обо- знач. элем. Ч(ТВ), ед ТС, руб. ОГИ, руб.
Расч. ш1п шах ш1п шах ш1п шах
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 Форсунки Эх 13,4 13 14 24173 24500 459809 460135
2 Турбина Э2 8,5 8 9 20280 20625 384478 384820
3 Рулевое управление Эз 12,6 12 13 25568 25862 476885 47717 9
4 Тормозная система Э4 24,2 24 25 25130 25344 462974 463188
5 Электрооборудо-вание Э5 12,7 12 13 19393 19456 327776 327839
6 Кабина Эв 26,1 26 27 5540 5591 50797 50848
7 Седельно-сцепное устройство Э7 20,2 20 21 6811 6831 107430 107450
Итого (руб.) 126948 128158 2270200 2271408
Группа I (элементы Эх - Э5)
Математическое ожидание 22909,2 23157,4 422632,3 422384,1
Среднеквадратичное отклонение 2866,42 2916,02 64113,4 64043,3
Группа II (элементы Эв - Э7)
Математическое ожидание 6200,9 6185,2 79123,2 79138,9
Среднеквадратичное отклонение 862,9 912,9 40059,8 40009,8
ЛИТЕРАТУРА
1. Кузнецов, Е.С. Управление технической эксплуатацией автомобилей. М.: Транспорт, 1990. - 272
с.
2. Прохоров, В.Ю. Предпосылки к определению структуры парка лесных машин / В.Ю. Прохоров, Д.В. Акинин, Г.О. Комаров // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. - 2014. - Т. 2. -С. 179-180.
3. Прохоров, В.Ю. Методика проектирования близкой к оптимальной структуре парка лесных машин / В.Ю. Прохоров, Д.В. Акинин, Г.О. Комаров // Труды Международного симпозиума Надежность и качество.
- 2014. - Т. 2. - С. 178-179.
УДК 620.113.2
Шестов А.Н., Фёдоров В.В, Прохоров В.Ю.
ФГБОУ ВО «Московский Государственный университет леса», Мытищи, Россия
ПРИНЦИПЫ ПОДБОРА МАТЕРИАЛА ДЛЯ ШАРНИРНЫХ СОПРЯЖЕНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
Причиной отказов шарнирных соединений технологических и транспортных машин является износ, который зависит от множества факторов: нагрузки, скорости относительных перемещений, материала трущихся поверхностей, шероховатости поверхностей, температуры и др. Увеличение зазора в шарнирах из-за износа элементов трущихся пар приводит к большим динамическим нагрузкам и ударам, особенно при изменении направления действия нагрузки. Это характерно для звеньев манипуляторов навесного оборудования. Ключевые слова:
подшипник скольжения, износ, нагрузка
Отсутствие научно-обоснованных рекомендаций по выбору конструктивных параметров шарнирных сопряжений и материалов для их изготовления вынуждает предприятие-изготовитель порой необоснованно заменять один материал другим. В частности, замена стали 4 0Х на сталь 20Х была рекомендована после ускоренных испытаний машин на стенде в заводских условиях, что свидетельствует о низкой износостойкости шарнирных узлов лесозаготовительных машин [1]. Целью данной статьи является: обосновать выбор и подбор материалов для шарнирных сопряжений технологических и транспортных машин.
Шаровые шарниры, иногда называемые шарнирными сопряжениями (ШС), или, в соответствии с принципом действия, подшипниками скольжения, применяются в технологических и транспортных машин для связи элементов машин и механизмов, подвижных относительно друг друга, в режиме скольжения. Шарнирные соединения используются при недостаточно жестких валах, допускающих колебания между валом и корпусом механизма, в частности,
когда опоры разнесены на значительные расстояния. Шаровые шарниры и наконечники существуют в различных исполнениях, с различными поверхностями скольжения для определённого применения. По принципу технического обслуживания шаровые шарниры подразделяются на шарниры, требующие технического обслуживания в процессе эксплуатации и шарниры, не требующие такого обслуживания (самосмазывающиеся) [2].
Во фрикционном материаловедении все материалы подразделяются на фрикционные и антифрикционные. Обычно материалы рассматриваются в отрыве от условий, в которых они могут быть использованы. Влияние среды на силовые взаимодействия элементов подвижных сопряжений и изнашивание их трущихся поверхностей существенно зависят от напряжённого состояния в зонах фактического касания микронеровностей и температуры. Напряжённое состояние на фактических контактах обусловливается механическими свойствами материалов деталей, микротопографией их поверхностей, нагрузками, возникающими в узле трения. Температура узла
