CC BY
21
15. Muthu S. Red, Green and Blue LEDs for white light illumination / S. Muthu, F. J. P. Schuurmans, M. D. Pashley // IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. 2002. Vol. 8. P. 333-338.
16. Nakamura S. The Blue Laser Diode / S. Nakamura, G. Fasol. Berlin : Springer, 1999. 343 p.
17. Ultraviolet Pumped Tricolor Phosphor Blend White Emitting LEDs / U. Kaufmann [et al.] // Phys. stat. sol.(a). 2001. Vol. 188, JMb 1. P. 143-146.
18. White LED / G. Bogner [et al.] // Proc. SPIE, Light-Emitting Diodes: Research, Manufacturing and Applications. III. 1999. Vol. 3621. P. 143.
19. Zehnder U. Компания Osram Opto Semiconductors повысила яркость синих InGaN-светодио-дов / U. Zehnder, F. Kuhn, V. Harle // www.corvette-lights.ru.
20. Zukauskas A. Introduction to Solid-State Lighting / A. Zukauskas, M. Shur, R. Gaska. N. Y. : J. Wiley&Sons, 2002. 207 p.
Поступила 09.03.05.
НАЗНАЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ АГРЕГАТОВ МАШИН
В. А. КОМАРОВ, кандидат технических наук
Согласно системе технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве [2] предельное состояние агрегата грузового автомобиля считается достигнутым, если базовая и одна из основных деталей нуждаются в ремонте, требующем полной разборки основной составной части (СЧ). В данном случае предельное состояние агрегата не зависит от наработки, т. е. от технического состояния изделия. Выполненное в [1] обоснование критериев предельного состояния (КПС) позволяет установить их с учетом этого важного фактора.
На первом этапе оптимизировались предельные издержки 17*^ / на текущий ремонт (ТР). Они определяют границу целесообразности капитального ремонта (КР) и для каждого момента контроля рассчитываются по формуле
ик,1 = СКР + и6уДк о - и6уДк1, (1)
где Скр — стоимость КР агрегата, руб.; [/6уд — будущие издержки на ремонт, если^'при наработке проводится КР
агрегата, руб; ^будк1 ~ будущие издержки на ремонт, если при наработке Ь^ не проводится КР агрегата, руб.
Следует отметить, что реализованная в моделирующем алгоритме (МА) методика отличается от известной тем, что статистические характеристики издержек на ТР в моменты проведения контрольно-диагностических работ (КДР) формируются не по упрощенной модели, а при полном воспроизведении вариантов структуры КДР и использовании всех правил назначения ремонтных работ (НРР). Таким образом, в большей мере обеспечивается единая методическая основа обоснования комплекса правил НРР. При этом рассмотрены два варианта. В первом срок службы ГСР сл задан: Гср сл = 600 тыс. км (рис. 1, 2); во втором он не нормирован (рис. 3, 4).
В первом варианте определялись способы сокращения объемов расчетов с помощью итерационных методов. Сначала воспроизводилась без изменений модель эксплуатации согласно методике, приведенной в [1]. При этом в качестве объемов контроля задавалась КДР-2, КДР-3 или КДР-4 и варьировалась периодичность их проведения от 10 до 200 тыс. км. В каждом варианте расчета вычислялись
и соответствующие удельные издержки Суд. Последние позволили оце-
© В. А. Комаров, 2005
нить оптимальным межконтрольиыи период и использовать ограничения числа вариантов расчетов на следующем этапе.
Второй этап состоял в том, что моделировался процесс технической эксплуатации с применением всех указанных правил НРР и дополнительно — КПС и правил назначения КР При этом рассчитывались фактическая стоимость КР С^р
и Суд. Если отличалась от приня-
той на первом этапе более чем на 1 полный цикл расчетов повторялся с полученным значением С^р.
Найденные Суд дали возможность оценить эффективность данной структуры цикла с комплексом оптимальных правил НРР Предельные издержки на ТР имеют вид, показанный на рис. 1, 2.
Зависимость правомерна для случая, когда за срок службы проводится один КР Приемлемость этого условия прове-
рена и подтверждена результатами моделирования. Как видно из рис. 2, величина предельных издержек и^ с увеличением наработки уменьшается от
5 ООО руб. до 1 600 руб. Следовательно, жесткость критерия предельного состояния с ростом наработки снижается. Скр при этом равна 5 ООО руб. По результатам первого этапа оптимальная межконтрольная наработка ¿РР оказалась равной 120 тыс. км для КДР-4, т. е. если не проводить попутные КДР, то следовало бы с этой периодичностью делать плановую частичную разборку и контроль в объеме КДР-4.
Такая концепция неприемлема, когда вид ремонта нужно устанавливать в эксплуатационных условиях, а ТР и КР не совмещены на ремонтном предприятии. Однако на специализированных предприятиях, где имеются единые рабочие места ремонта агрегатов, диагноз ставится именно после частичной разборки.
«л*««
- (У* тыс. руб
4,5
; 4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
1
2
3
4 600
550 500
450 400 350 300 ^
1С-П юо 50 200 150
0
0,5 0
тыс. км
Г
Рис
1. Поверхность отклика сЛ = {(Ь, Т) изменения предельных издержек на текущий ремонт С/* в зависимости от наработки г и уровня глубины разборки Г (ТС?С1 = 600 тыс. км)
руб.
5000
4000
3000
2000
1000
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 г, тыс
Рис. 2. Зависимость предельных издержек на текущии ремонт
от наработки £ (^ср сл = 600 тыс'
и
руб. 5 4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
тыс. км
Г
у
Р и с. 3. Поверхность отклика V (О = ¡(Ь, Т) изменения предельных издержек на текущий ремонт [/^ ^ в зависимости от наработки Ь и уровня глубины разборки Г
4000
3000 2000 1000 0
Vруб. 5000
150 300 450
t, тыс. км
Р и с. 4. Зависимость предельных издержек на текущии ремонт
от наработки £ (^ср сл не ноРмиРован)
и
В результате расчетов Суд на втором отдельной СЧ коробки передач (КП)
этапе оказались меньше, чем на первом этапе, на 15 %. Таким образом, вариант, когда проводится КДР-1 планово, а КДР-2 — КДР-4 — попутно, в сочетании с применением КПС, является наиболее рациональным.
Стоимость КР, как уже отмечалось,
и
рассчитывалась всякии раз при выполнении второго этапа расчетов. Ее значение изменяется только вследствие различной
о
суммарной стоимости запасных частей Сзпч. В свою очередь Сзпч при фиксированной долговечности СЧ зависит от величины послеремонтного периода £мр, которая играет роль, аналогичную гарантируемому периоду безотказной работы при установлении оптимальных допускаемых величин £)опт параметров СЧ. С увеличением ¿мр будет возрастать Сзпч, и наоборот. В этой связи наряду с оптимизацией и*к[ изменялись значения ¿мр. Следовательно, минимальным Суд соответствовал и оптимальный послеремонт-ный период (200 тыс. км). Практическое значение этого результата ограничивается его учетом при обосновании технических требований на дефектацию (установлении Допт).
Анализ исходных данных показывает, что стоимость предупредительной замены (устранения последствий отказа)
автомобилей семейства ГАЗ-САЗ не превышает 1 900 руб. С учетом рис. 2 для и*к I предельное состояние любой отдельной СЧ коробки передач на большем интервале эксплуатации до наработки более 400 тыс. км не определяет предельное состояние агрегата. Некоторые возможные комбинации СЧ, совместная потребность в ремонте которых обусловливает предельное состояние КП в соответствии с ик I , приведены в [ 1 ]. При этом указаны границы их наработок;
В конце срока службы (7^/ также растут, т. е. КПС ужесточаются'. Это логично, поскольку при ограниченном сроке службы с приближением к его окончанию КР становится все более нежелательным (вложенные затраты не смогут окупиться). В этом случае ориентируются на
о
хозяйственную ситуацию, и для данного периода эксплуатации регламентирование КПС нецелесообразно.
Итак, обоснование КПС проведено в соответствии с методикой, изложенной в [1], и включает установление: предельных издержек на текущий ремонт и\ / , определяющих предельное состояние агрега-та ({У/^/ получены как результаты исследования статистической модели); технических критериев предельного состояния для их практического использования при эксплуатации.
С целью установления СЧ (групп СЧ), предельное состояние которых обусловливает предельное состояние агрегата в целом, необходимо на графике и*(0 (см. рис. 2) провести:
во-первых, параллельно кривую с координатами по оси ординат
U\t) - S
Б V
(2)
где — балластные издержки в связи с заменой СЧ или группы СЧ;
во-вторых, параллельную оси абсцисс прямую с координатой Сд; (стоимость СЧ или группы СЧ). Рассматриваемый критерий корректен в случае пересечения кривой (и*(О - 5Б1) прямой Сдх-. Причем абсцисса точки пересечения определяет начало периода, в котором действует
критерии.
Решение о включении в состав KIT С отдельных групп СЧ принимается с учетом ряда принципиальных моментов: если действие КПС по расчетам не распространяется на небольшой период от начала эксплуатации (до 75 тыс. км), данная ситуация игнорируется: вероятность наступления предельного состояния нескольких СЧ в этом интервале практически равна нулю; если в конце срока службы получено незначительное (до 75 тыс. км) ограничение наработки, до которой действует КПС, данной ситуацией также можно пренебречь, поскольку в данном случае преобладают хозяйственные факторы (наличие резервных машин, напряженность транспортных и полевых работ и др.).
На рис. 3 представлена поверхность отклика U* = fit, Г) изменения предельных издержек на текущий ремонт в зависимости от наработки t и уровня глубины разборки Г при ненормированном сроке службы Гср сл.
Проведенная аппроксимация результатов исследований показала высокую величину их достоверности. Зависимость предельных издержек на текущий ремонт U h от наработки t (см. рис. 4) при ненормированном сроке службы ^ср.СЛ ап~ проксимируется полиномиальным рядом 3-й степени с величиной достоверности аппроксимации R2 = 1 :
U*kJ = (5Е - 0,5)t3 - 0,031 U2 -- 4,5556£ + 5 ООО. (3)
Результаты окончательного обоснования технико-экономических КПС отражены на рис. 5 (для специализированных сельхозпредприятий) и рис. 6 (для неспециализированных сельхозпредприятий).
Таким образом, проведение КР для специализированных предприятий определяется необходимостью замены группы СЧ (за исключением наработки свыше 450 тыс. км), номенклатура которых может быть установлена при проведении ТР-2 или ТР-3. Причем весь срок службы КП разбит на четыре интервала наработки, в которых критерии предельного состояния отличаются. Например, в интервале от 0 до 150 тыс. км предельное состояние КП считается достигнутым, если необходимо заменить не менее четырех деталей, а в интервале от 450 тыс. км до конца срока службы достаточна замена одной основной или базовой детали.
На специализированных предприятиях проверка достижения предельного состояния агрегата проводится в следующем порядке:
1) по результатам демонтажных и контрольных работ, произведенных при ТР-2 или ТР-3, в соответствии с картой дефектации фиксируется номенклатура деталей, требующих замены (аварийно, т. е. по отказу, или предупредительно);
2) по учетным картам определяется наработка узла с начала эксплуатации (нового) или от последнего КР (капитально отремонтированного);
3) с учетом наработки по карте проверки достижения предельного состояния (см. рис. 5) определяется группа СЧ, потребность в ремонте которых обусловливает целесообразность КР агрегата, и назначается КР, если предельное состояние установлено, или TP, если оно не установлено.
Аналогична проверка достижения предельного состояния агрегата и для неспециализированных предприятий. С целью эксплуатационной проверки предлагаемых мероприятий разработаны практические рекомендации по их применению, которые подробно описаны в [1].
1Г*(0, тыс. руб.
4
3
2
1
Картер
Картер
Картер
Верхняя крышка, или вал, или картер
О
150
300
450
тыс. км
Рис. 5. Схема назначения технико-экономических критериев предельного состояния агрегата для специализированных предприятий
5
и (О, тыс. руб.
и*(0
4
3
2
1
Верхняя крышка или шестерня +
Шестерня или два задних подшипника +
Шестерня +
Вал +
Картер
Верхняя крышка или шестерня +
Шестерня или два задних подшипника +
Вал +
Картер
Верхняя крышка, или шестерня, или два задних подшипника +
Вал +
Картер
Верхняя крышка, или шестерня, или два задних подшипника +
Картер
Верхняя крышка, или вал, или картер
0
100
200
300
400
тыс. км
Р и с. 6. Схема назначения технико-экономических критериев предельного состояния агрегата для неспециализированных предприятий
Вал +
Верхняя крышка или вал +
Вал +
Вал +
Верхняя крышка или вал +
Верхняя крышка или вал +
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Комаров В. А. Формирование структуры и содержания ремонтно-обслуживающих воздействий на агрегаты автомобилей сельскохозяйственного назначения / В. А. Комаров. Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2004. 224 с.
2. Черноиванов В. И. Система технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве / В. И. Черноиванов, А. Э. Северный, Л. М. Пильщиков. М. : ГОСНИТИ, 2001. 168 с.
Поступила 21.03.05.
ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ РАБОТ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
А. М. КАРПОВ, кандидат технических наук, профессор, А. П. ИНШАКОВ, доктор технических наук, профессор
Увеличение объема производства конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции возможно только на основе повышения его технологического и технического уровня. Исходя из важности этой проблемы нами разработана «Стратегия машинно-технологического обеспечения
о
о
производства сельскохозяйственной продукции на период до 2010 года». Особое место в ней отведено эффективности ма-шиноиспользования. Одним из факторов ее роста является подъем уровня техно-логизации и прецизионного (высокоточного) выполнения технологических процессов машинами вне зависимости от природно-климатических условий. Это означает проведение их в лучшие агротехнические сроки при минимальных возможных затратах труда и средств.
Главными принципами такой технологии выступают пропорциональность, согласованность , равномерность и непрерывность. Все они должны быть строго выдержаны при разработке технологических карт на возделывание сельскохозяйственных культур.
Точность выполнения технологических операций обеспечивается разработкой и неукоснительным соблюдением требований операционно-технологических карт (ОТК), которые вводятся на каж-
дую технологическую операцию по возделыванию той или иной культуры.
В каждой ОТК должны быть представлены в хронологической последовательности все материалы, необходимые для точного произведения технологической операции. К ним относятся:
— схема севооборота (или полей предприятия), конфигурация поля и его размер (площадь);
— агротехнические требования к выполнению заданной сельскохозяйственной работы;
— состав машинно-тракторного агрегата и режим его работы, которые берутся из технологической карты;
— правила установки и технологической регулировки рабочих органов машины, обеспечивающие безусловную реализацию агротехнических требований;
— порядок подготовки рабочего участка к осуществлению заданной работы с конкретными рекомендациями по разбивке поля на загоны, отбивке поворотных полос, выбору направления и способа движения, поворота агрегата, выполнению первых проходов агрегатов;
— норма выработки за смену и расход топлива;
— размер оплаты труда механизаторов и обслуживающего персонала за вы-
© А. М. Карпов, А. П. Иншаков, 2005
