CC BY
0А.В. Шистеев, канд. техн. наук, ст. преподаватель, e-mail: drive-er@yandex.ru М.К. Бураев, д-р техн. наук, доц., e-mail: buraev@mail.ru
Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск
А.П. Соломкин, д-р техн. наук, проф.
Н.И. Мошкин, д-р техн. наук, проф.
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 631.173
ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИМПОРТНОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ
В настоящее время в структуре машинно-тракторного парка сельхозпредприятий России все больший процент занимают машины и агрегаты иностранного производства, в том числе собранные на совместных предприятиях по лицензиям зарубежных фирм-производителей. Эти машины имеют ряд конструктивных и технологических преимуществ перед отечественной техникой и на фоне снижения поставок последних пользуются спросом со стороны хозяйств. Анализ существующих источников показал, что зарубежная техника сложнее отечественной и требует новых организационных и технологических подходов к поддержанию ее в работоспособном состоянии в зональных условиях использования. Наиболее важной задачей при этом является снижение времени простоя машин на техническом и ремонтном обслуживании, поскольку каждый час простоя этой дорогостоящей техники приводит к большим издержкам. По оценке НАТИ, средняя стоимость устранения одного отказа (поломки) зарубежного трактора в 3-5 раз выше, чем отечественного. Это связано, в числе многих причин, с неразвитостью системы технического сервиса, а также с тем, что многие хозяйства России укомплектовали свой парк подержанными импортными машинами, которым после достижения десятилетнего срока эксплуатации требуется более частый ремонт вплоть до замены отдельных узлов [1].
Несмотря на дороговизну импортной техники, спрос на нее сохраняется в силу высоких эксплуатационных показателей и надежности основных элементов конструкции. В связи с этим изучение зарубежных технологий и внедрение собственных в производство техники и продукции АПК является важным и перспективным направлением для общественных и научных организаций на фоне поставленных правительством РФ задач по разработке программ возможности импортозамещения и продовольственной безопасности регионов и областей страны в целом. Изучение факторов, оказывающих влияние на ресурсы деталей и узлов, позволяет сделать вывод о том, что техническое состояние и надежность сельскохозяйственной техники иностранного производства в числе других причин во многом зависят от таких факторов, как режим работы, внешняя среда, квалификация механизатора, организация и качество технического обслуживания и ремонта.
Ключевые слова: работоспособность, технический сервис, импортная сельскохозяйственная техника, составные части, отказы, коэффициент технической готовности.
A.V. Shisteev, Cand. Sc. Engineering, Senior Lecturer M.K. Buraev, Dr. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
A.P. Solomkin, Dr. Sc. Engineering, Prof. N.I. Moshkin, Dr. Sc. Engineering, Prof.
EFFICIENCY OF IMPORT AGRICULTURAL MACHINERY
Currently, in the structure of the machine and tractor park of agricultural enterprises of Russia, more and more machines and units are offoreign production. These machines have a number of constructive and technological advantages over domestic equipment. An analysis of existing sources has shown that foreign The most important task at the same time is to reduce the downtime of machines for technical and repair maintenance, since every hour of downtime of this expensive equipment leads to high costs. technology is more complex than the domestic one and requires new organizational and technological approaches to maintaining
it in a workable condition in zonal conditions of use. Despite the high cost of imported equipment, the demand for it persists due to the high performance criterion and reliability of basic elements of design.
In this regard, the study offoreign technologies and the introduction of their own is an important and promising direction for public and scientific organizations against the background of the tasks, set by the government of the Russian Federation to develop programs for the import substitution and food security of regions and regions of the country as a whole.
Key words: performance, technical service, imported agricultural machinery, component parts, the failures, coefficient of technical readiness.
Введение
Учеными в области технического сервиса машин установлено, что процесс восстановления работоспособности технических систем находится на стыке нескольких наук: теории вероятностей, математической статистики, теории экспериментальных исследований. При этом основными задачами являются изучение закономерностей возникновения отказов и неисправностей объекта, а на базе результатов исследований - разработка мероприятий, направленных на обеспечение выполнения объектом заданных функций с наименьшими затратами [2]. Необходимость таких исследований рассматривалась многими научными и проектными организациями, учеными и практиками в разных отраслях народного хозяйства страны, в их трудах впервые были изучены основы построения системы технического сервиса отдельных марок иностранных тракторов, однако количества актуальных данных и рекомендаций в этом направлении сегодня недостаточно для проведения полноценного анализа.
В связи с этим решение задач, связанных с повышением работоспособности машин иностранного производства в сельском хозяйстве, является своевременным и актуальным, имеет научное и практическое значение и служит непременным условием эффективности сельских товаропроизводителей.
Цель работы - исследование процесса обеспечения работоспособности иностранной техники за счет сокращения удельного времени простоя.
Метод исследования
Взаимосвязь и влияние факторов обеспечения работоспособности зарубежной сельскохозяйственной техники в эксплуатации на основе вероятностно-статистического метода исследований были представлены коэффициентом технической готовности тракторов, выраженным
в показателях удельного времени простоя из-за отказов.
к ._. (1)
ТГ tnp 1 + q В '
1 + q У JX- иР Р
ир х г хпр
где tпр - средняя продолжительность простоя в рабочее время машины (когда устраняется отказ или неисправность), ч; Хпр - средняя наработка на отказ, определяющая надежность машины, условия эксплуатации, а также качество проведения ТО и ремонта, мото-ч; q^ - коэффициент использования ресурса за эксплуатационный цикл трактора, мото-ч/ч; Вр - удельные простои машин с потерей рабочего времени за эксплуатационный цикл машины во всех видах ТО и ремонта, ч/мото-ч.
Откуда
Вр = . (2)
X пр
Анализ формулы (1) показывает, что коэффициент технической готовности связан с продолжительностью простоя и наработкой на отказ может быть выражен в показателях удельного времени простоя трактора, а из выражения (2) следует, что величина удельного простоя
машины на обслуживании (в ремонте) определяется сокращением средней продолжительности простоя за счет совершенствования технологии и организации ремонтно-обслуживающих воздействий.
Показатели надежности импортных тракторов марки Case IH и совместного производства New Holland определялись в результате проведения испытаний и наблюдений за группой машин в условиях их нормальной эксплуатации на предприятиях Иркутской области.
Экспериментальная часть
Эксплуатационные наблюдения за работой иностранной сельскохозяйственной техники в хозяйствах Иркутской области проводились в условиях ООО «Луговое», ЗАО «Иркутские семена», ООО «Барки», СХ ЗАО «Наследие», ООО «Колхоз "Труд"». Исследовались 12 тракторов марок New Holland - 9, Case IH Magnum - 3. Исследования были проведены с получением расширенной матрицы многофакторного эксперимента (табл. 1), с введением фиктивной переменной хо для определения коэффициентов уравнения регрессии.
Таблица 1
Расширенная матрица эксперимента
№ опыта Факторы в натуральном масштабе Факторы в безразмерной системе координат Выходной параметр
Хпр t np Яир Х1( Хпр ) Х2( tnp ) Х3(Яир) Х0 y
1 125min 5,6min 0,55min -1 -1 -1 +1 0,72
2 400max 5,6min 0,55min +1 -1 -1 +1 0,81
3 125min 59,4max 0,55min -1 + 1 -1 +1 0,80
4 400max 59,4max 0,55min +1 + 1 -1 +1 0,78
5 125min 5,6min 5,86max -1 -1 +1 +1 0,82
6 400max 5,6min 5,86max +1 -1 +1 +1 0,79
7 125min 59,4max 5,86max -1 + 1 +1 +1 0,89
8 400max 59,4max 5,86max +1 + 1 +1 +1 0,82
Обработка результатов наблюдений проводилась с помощью компьютерной оболочки Microsoft Office Excel.
Результаты и их обсуждение
Полученные результаты показали, что доминирующим фактором в обеспечении работоспособности тракторов иностранного производства является коэффициент технической готовности, который в силу своей комплексности характеризует такие свойства работоспособности объекта, как безотказность, ремонтопригодность и долговечность. Определение функциональных связей между параметрами хПр, tnp, qcc и показателями работоспособности машин проводилось с использованием теории регрессионного анализа [4]. Полученное уравнение регрессии имеет вид
Кг = 0,8 + 0,00032Хпр + 0,00017tnp - 0,0125qMp . (3)
Оценку статистической значимости опытных значений полученных коэффициентов модели проводили с помощью t-критерия Стьюдента. Проверка адекватности математической модели произведена с использованием критерия Фишера на 5 %-ном уровне значимости.
Математическое определение удельного времени простоя (2) и полученное уравнение регрессии подтверждают рабочую гипотезу о том, что повышение работоспособности тракторов иностранного и совместного производства возможно путем увеличения периода средней наработки на отказ в процессе нормальной эксплуатации.
Данные мониторинга эксплуатации и технического состояния тракторов и комбайнов марки New Holland Agriculture, а также Case IH серии Magnum, полученные в условиях указанного ряда сельскохозяйственных предприятий Иркутской области, показали наличие характерных дефектов и отказов иностранной техники, причинами которых являются факторы и условия, часть из которых для более удобного восприятия и интерфейса была приведена в таблицу 2 [3].
Таблица 2
Отказы и неисправности импортных машин
Машина (модель)
Фото
Проблема
Причина
Способ устранения
Тракторы
NEW HOLLAND T8.330, T8.360, T8.390
NEW HOLLAND: T8.330, T8.360, T8.390
NEW HOLLAND: T8.330, T8.360, T8.390
Износ и выход из строя подшипников натяжного устройства и суппорта вентилятора двигателя
Течь масла из-под сальника коленчатого вала
Течь масла из-под
крышки клапанов
Жесткость пружины натяжного устройства оказывала воздействие на болт крепления натяжного устройства и подшипники в суппорте вентилятора
Установка ролика натяжного устройства с уменьшенной жесткостью пружины (каталожный номер 47592400) или новый более прочный болт натяжного устройства
Неправильная установка сальника коленчатого вала на заводе
Замена сальника
Перегрев прокладки теплом, излучаемым турбокомпрессором
Замена прокладки на новую и установка дополнительного защитного экрана
NEW HOLLAND: T8.330, T8.360, T8.390 CASE IH: Magnum 290; 315; 340
Порез или разрыв впускного воздушного патрубка двигателя
Раздувание, деформация впускного патрубка как следствие перетирания о края хомутов крепления
Установка стального кольца по центру патрубка
Продолжение таблицы 2
Машина (модель)
Фото
Проблема
Причина
Способ устранения
NEW HOLLAND: T8.330, T8.360, T8.390
Перетирание проводов об оплетку жгута двигателя, перетирание основного жгута трансмиссии о стойку кабины
При работе трактора на двигателе возникают вибрации, являющиеся причиной перетирания проводки об оплетку
Замена жгута проводов и укладка согласно инструкции сервисного бюллетеня
NEW HOLLAND: T8.330, T8.360, T8.390; Т9.505; Т9.615
NEW HOLLAND: T9.505; Т9.615
Нестабильный поток масла при включении в режиме работы гидромотора
Старое программное обеспечение контролеров управления выносными клапанами. Залипание золотника в корпусе клапана
Загрузка нового программного обеспечения в контролеры управления выносными клапанами. Калибровка выносных клапанов
Течь охлаждающей жидкости из-под помпы
Инженерная группа исследует причины возникновения данной проблемы
Единственное решение на данный момент - замена помпы
TD5. 110
Утечка масла через сальник задней бортовой передачи
Нарушение целостности сальника
Замена сальника
Продолжение таблицы 2
Машина (модель)
Фото
Проблема
Причина
Способ устранения
TD5.90 TD5.H0
TD5. и IX.
Утечка охлаждающей жидкости через треснувшую верхнюю крышку заливной горловины радиатора, а также в стыке верхней крышки и тела радиатора. Утечка в сердцевине радиатора
Повреждение радиатора охлаждения при установке на отводную трубку болта с более длинной резьбой.
Плотное прилегание пылесборника к сотам радиатора
Замена болта крепления шланга на отводной трубке.
Ремонт сердцевины радиатора пайкой твердым припоем
Утечка масла в амортизаторе рулевой колонки
Некачественный материал уплотнения штока гидроцилиндра рулевого управления
Замена гидроцилиндра
Комбайны
Комбайны СХ
Комбайны CR 9080
Раскол шкива вариатора барабана
Чрезмерный износ роликов приводной цепи транспортера
наклонной камеры
Наличие в шкиве сколов и трещин
Замена узла
Неравномерная нагрузка на детали наклонной камеры вследствие несовершенной конструкции
Конструктивное изменение узла. Замена цепей и центральной и крайней звездочек транспортера наклонной камеры
Продолжение таблицы 2
Машина (модель) Фото Проблема Причина Способ устранения
Комбайны CR 8070 Шум в гидромоторе при работе под нагрузкой (с полным бункером или при движении вверх по склону) Износ шайбы и шестерни насоса в связи с попаданием металлических частиц Замена гидронасоса
Отказы и неисправности тракторов и комбайнов по основным агрегатам и системам свидетельствуют о больших объемах работ по восстановлению работоспособности машин иностранного производства. Установлено, что у тракторов New Holland превалируют частичные отказы ходовой системы, двигателя и гидравлической аппаратуры, внезапные отказы у этих тракторов составили 19 % от общего количества отказов, а полные и ресурсные отказы - 19 и 3% соответственно, преобладающими являются отказы в гидравлической системе (43,2 %).
Выводы
1. Результаты, полученные в ходе проведения эксперимента, показали, что доминирующим фактором, определяющим работоспособность тракторов, является коэффициент технической готовности, который в силу своей комплексности характеризует такие свойства работоспособности объекта, как безотказность, ремонтопригодность и долговечность.
2. Снижение удельного времени простоя иностранных тракторов достигается путем увеличения периода средней наработки на отказ в процессе нормальной эксплуатации.
3. Разработана модель обеспечения работоспособности сельскохозяйственных тракторов иностранного и совместного производства на основе методики определения функциональных связей между параметрами эксплуатационной безотказности.
Библиография
1. Бойко Н.И., Санамян В.Г., Хачкинаян А.Е. Сервис самоходных машин и автотранспортных средств: учеб. пособие. - Ростов н/Д.: Феникс, 2007. - 512 с.
2. Селиванов А.И., АртемьевЮ.Н. Надежность и качество. - М.: Колос, 1978. - 248 с.
3. Шистеев А.В. Обеспечение работоспособности иностранных тракторов с использованием сменно-обменных элементов при техническом сервисе: автореф. ... канд. техн. наук / А.В. Шистеев. -Иркутск, 2016. - 20 с.
4. Юдин М.И. Планирование эксперимента и обработка его результатов: монография. - Краснодар: Из-во КГАУ, 2004. - 239 с.
Bibliography
1. Boyko N.I. Sanamyan V.G., Khachkinanyan A.E. Service of self-propelled machines and vehicles: textbook. - Rostov on Don: Feniks, 2007. - 512 p.
2. Selivanov A.I., Artemiev Yu.N. Reliability and quality. - M.: Kolos, 1978. - 248 p.
3. Shisteev A. V. Ensuring availability of foreign tractors with the use of shift-exchange elements with the technical services: Author's abstract of Cand. Sc. Engineering / A.V. Shisteev. - Irkutsk, 2016. - 20 p.
4. Yudin M.I. Experiment planning and the results of its treatment: monograph. - Krasnodar: KSAU, 2004. - 239 p..
