CC BY
5
Научная статья
УДК 629.114.2.004
doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-183-187
Определение технико-экономических показателей технического обслуживания машин при их односезонном использовании
Василий Николаевич Хабардин
Иркутский государственный аграрный университет, Иркутск, Россия
Аннотация. Практическая реализация технологии технического обслуживания тракторов в сельском хозяйстве осложнена сезонным характером их применения. При односезонном порядке применения машин, например, только летом или зимой (в сельском хозяйстве чаще всего - летом) возникает необходимость технического обслуживания при подготовке и снятии машин с хранения. Предложена сезонно-цикловая технология технического обслуживания тракторов, которая наряду с периодическими обслуживаниями учитывает как сезонные, так и техобслуживание по хранению машин. Для её дальнейшего развития требуется технико-экономическое обоснование применения различных вариантов сезонно-цикловой технологии, при выборе которых должна быть учтена сезонная наработка машин. Такое обоснование представляется возможным, если известны соответствующие технико-экономические показатели, определению которых и посвящена настоящая работа. Получено математическое описание процесса технического обслуживания, позволяющее определить технико-экономические показатели обслуживания машин при их односезонном использовании. Установлено, что при определении вероятностей периодических обслуживаний нужно учитывать верхний предел сезонной наработки машин. Полученные результаты могут быть использованы при составлении программы для ЭВМ по расчёту технико-экономических показателей технического обслуживания машин.
Ключевые слова: техническое обслуживание, машина, использование односезонное, хранение, процесс, технология, технико-экономический показатель, определение.
Для цитирования: Хабардин В.Н. Определение технико-экономических показателей технического обслуживания машин при их односезонном использовании // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 183 - 187. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-183-187.
Original article
Determination of technical and economic indicators of maintenance of machines during their single-season use
Vasilij N. Habardin
Irkutsk State Agrarian University, Irkutsk, Russia
Abstract. The practical implementation of tractor maintenance technology in agriculture is complicated by the seasonal nature of their application. With a one-season order of using machines, for example, only in summer or winter (in agriculture, most often in summer), there is a need for maintenance during the preparation and removal of machines from storage. A seasonal-cycle technology of tractor maintenance is proposed, which, along with periodic maintenance, takes into account both seasonal and storage maintenance of machines. For its further development, a feasibility study is required for the use of various options for seasonal-cycle technology, the choice of which should take into account the seasonal operating time of machines. Such a justification seems possible if the relevant technical and economic indicators are known, the definition of which is the subject of this work. A mathematical description of the maintenance process has been obtained, which makes it possible to determine the technical and economic indicators of the maintenance of machines during their one-season use. It has been established that when determining the probabilities of periodic maintenance, it is necessary to take into account the upper limit of the seasonal operating time of machines. The results obtained can be used in compiling a computer program for calculating the technical and economic indicators of machine maintenance.
Keywords: maintenance, machine, one-season use, storage, process, technology, technical and economic indicator, definition.
For citation: Habardin V.N. Determination of technical and economic indicators of maintenance of machines during their single-season use. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 183-187. (In Russ.). https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-183-187.
Технологии и средства технического обслуживания (ТО) машин в сельском хозяйстве постоянно совершенствуются как в мире, так и в России в направлении ресурсосбережения, а в последние годы - с целью улучшения экологической безопасности ТО [1 - 6]. В соответствии с ГОСТом 20793-2009 [7] регламентированная технология при использовании тракторов включает в себя периодические обслуживания, первое - ТО-1,
второе - ТО-2 и третье - ТО-3, выполняемые соответственно через 125, 500 и 1000 моточасов - с интервалом наработки 125 моточ., а также сезонные ТО при подготовке машин к весенне-летнему и осенне-зимнему периодам. Кроме того, по ГОСТу 7751-2009 [8] этим машинам проводят ТО при их подготовке (ТО-ПХ) и снятии (ТО-СХ) с хранения, а во время хранения - ТО при хранении. При односезонном порядке использования машин,
например, только летом или зимой (в сельском хозяйстве чаще всего - летом [9 - 11]) возникает необходимость ТО при подготовке и снятии машин с хранения. Анализ технологии ТО отечественных тракторов показывает, что в периодических ТО, а также в ТО-ПХ и ТО-СХ возможны одни и те же технологические операции. В связи с этим возникает необходимость их совмещения или замещения с операциями периодических ТО, что позволяет сократить затраты труда и средств на ТО машин. На этой основе была предложена сезонно-цикловая технология ТО тракторов [12], которая наряду с периодическими обслуживаниями учитывает как сезонные, так и ТО по хранению машин. Для её дальнейшего развития требуется технико-экономическое обоснование применения различных вариантов сезонно-цикловой технологии, при выборе которых должна быть учтена сезонная наработка машин. Такое обоснование представляется возможным, если известны соответствующие технико-экономические показатели сезонно-цикловой технологии, определение которых стало целью настоящей работы. В целом эта технология направлена на ресурсосбережение и экологическую безопасность ТО машин в сельском хозяйстве, что весьма актуально в современных социально-экономических условиях развития России.
Материал и методы. Задача исследования -математическое описание процесса технического обслуживания машин при их односезонном использовании.
Объект исследования - процесс технического обслуживания машин.
На первом этапе была сформулирована задача определения технико-экономических показателей. Следующий этап исследования - математическое описание, в основу которого положено совмещение процессов ТО и применения машин в односезонном режиме [12]. При этом были использованы такие методы исследования, как анализ, сравнение, аналогии, теория вероятностей и интегрального исчисления. Вероятности периодических ТО определены на основе интегрального исчисления дифференциальных функций [13], что сделано в пределах сезонной наработки машин от 0 до 500 и от 0 до 1000 моточ. Полученные вероятности приняты за основные факторы, определяющие технико-экономические показатели ТО машин.
Результаты и обсуждение. На первом этапе сформулируем задачу определения технико-экономических показателей, к которым, например, могут быть отнесены трудоёмкость и продолжительность ТО, потери от простоев машин на ТО, расход смазочных материалов на ТО, а также затраты на ТО и другие аналогичные показатели.
Итак, пусть в сельскохозяйственном предприятии имеется пм тракторов одной модели, которые используются по назначению односе-зонно - только в весенне-летний период. Сезонная наработка этих машин т имеет случайный характер, изменяется в пределах от 0 до 1000 моточ. и согласуется с законом нормального распределения, как показано на рисунке 1 линией 2. Перед началом названного периода выполняют ТО каждой машины при снятии с хранения по сезонно-цикловой технологии [12]. После
Рис. 1 - Дифференциальные функции ^т) распределения сезонной наработки т машин, совмещённые с технологическими схемами их технического обслуживания (ТО): 1, 2 - при изменении т от 0 до 500 и от 0 до 1000 моточ; I, II - по регламентированной и предлагаемой технологии; •, х, о - первое, второе и третье периодические ТО; ▲,▼ -сезонно-цикловые ТО при снятии машин с хранения с одновременной подготовкой к их использованию и при их подготовке к хранению (стрелками обозначено совмещение периодических ТО с ТО при подготовке машин к хранению, цифрами в скобках - порядковые номера ТО-1, другие обозначения в тексте)
/ (т)
С
0 125 250 375 500 625 750 875 1000 т, моточ.
о .(1) .(2) •(З) х ▼
• (4) .(5) .(6) о Виды ТО
▼
▼
▼
х х х х
▼
▼
▼
▼
I
их проведения осуществляют периодические ТО с интервалом наработки 125 моточ., причём в соответствии с правилами ТО по ГОСТу 20793-2009 - в последовательности: ТО-1 (1) -первое, ТО-1 (2) - второе, ТО-1 (3) - третье, ТО-2, ТО-1 (4) - четвёртое, ТО-1 (5) - пятое, ТО-1 (6) - шестое, ТО-3. При этом за начало отсчёта наработки для постановки машин на периодическое обслуживание принимают ТО при снятии с хранения. В завершение полевых работ каждую машину направляют на ТО при подготовке к хранению, которое проводят совмещённо (или в порядке замещения) с очередным периодическим обслуживанием. Требуется определить значение одного из технико-экономических показателей, например, суммарной трудоёмкости ТО этих машин.
Решение задачи. Разделим сезонную наработку машин на равные интервалы, кратные периодичности ТО (125 моточ.): 0 - 125, 125 - 250 ... 875 - 1000. Затем найдём значение какого-либо показателя X в каждом 7-м интервале по 7-му виду ТО - по формуле:
I X = , (1)
где ^Ху - суммарное значение показателя, вычисленное в 7-м интервале, по 7-му виду ТО; пм - суммарное число машин одной модели, используемое за сезон;
Р7 - вероятность того, что сезонная наработка машин окажется в 7-м интервале. Если учесть все виды ТО, то выражение (1) примет вид:
IX = Хупмр , (2)
7=1
п
где IX7 - суммарное значение показателя,
7=1
вычисленное в 7-м интервале, с учетом всех 7-х видов ТО. Если просуммировать этот показатель (2) по всем интервалам, то получим:
т п
IIX = ХуПмР, (3)
7=1 .7=1
т п
где Ц X 7 - суммарное значение показателя,
7=1 7=1
вычисленное по всем 7-м интервалам наработки и с учетом всех 7-х видов ТО. Следовательно, при известном числе пм решение задачи на первом этапе сводится к нахождению вероятностей интервалов Р7, а также видов ТО, которые могут быть приняты как случайные события в каждом 7-м интервале наработки.
Виды ТО по интервалам наработки показаны на рисунке 1, а вероятность т в каждом 7-м интервале может быть вычислена по формуле [13]:
В7
Р = | f (т^ т, (4)
Н;
где Н7, В; - нижняя и верхняя границы 7 -го интервала наработки.
Полученные результаты сведены в таблицу 1, где виды ТО представлены их показателями, например, трудоёмкостью ТО: Хтщу Хщ2у Х-Щ3), Хт1(4), ХТ1(5), ХТ1(6) - ТО-1 с порядковыми номерами по технологической схеме 1, 2, 3, 4, 5
1. Интервалы наработки, их вероятности и виды ТО
Интервал наработки Вероятность интервала, Р7 Вид ТО:
периодические при подготовке к хранению
0 < т < 125 125 Р = | /(тУт 0 Не требуются ХПХ+Т1(1)
125 < т < 250 250 р =| f (тут 125 ХТ1(1) ХПХ+Т1(2)
250 < т < 375 375 р =| f (тут 250 ХТ 1(2) ХПХ+Т1(3)
375 < т < 500 500 р =| f (тут 375 ХТ 1(3) ХПХ+Т2
500 < т < 625 625 р =| f (тут 500 ХТ2 ХПХ+Т1(4)
625 < т < 750 750 р = | f (тУт 625 ХТ 1(4) ХПХ+Т1(5)
750 < т < 875 875 р = | f (тУт 750 ХТ 1(5) ХПХ+Т1(6)
875 < т < 1000 1000 р = | /(тУт 875 ХТ 1(6) ХПХ+Т3
и 6; ХТ2 - ТО-2; ХПХ+Т1(1> ХПХ+Т1(2> ХПХ+Т1(3> ХПХ+Т1(4> ХПХ+Т1(5> ХПХ+Т1(6) - TО-ПХ, выполняемые совмещённо с ТО-1, имеющими те же порядковые номера согласно технологической схеме; Хпх+т2, Хпх+тз - ТО-ПХ, проводимое совмещённо с ТО-2 и ТО-3.
Далее положим, что вероятность каждого интервала - это вероятность тех видов ТО, которые попадают в этот интервал. Тогда при наработке машин до 1000 моточ. (рис. 1, табл. 1), получим:
а) вероятность ТО-1 - РТ1:
250 375 500
= | f (т)dт+ | f (т)dт+ | f (т)dт +
125 250 375 (5)
750 875 1000
+ | f (т)dт+{ f (т)dт+ | f (т)dт
625 750 875
или после упрощения:
500 1000
Рт1 =| /(т)dт+ | /(т)dт; (6)
125 625
б) вероятность ТО-2 - Рт2:
625
РТ2 | /(тМт; (7)
500
в) вероятность ТО-ПХ - РТО-ПХ = 1, если просуммировать вероятности всех интервалов.
Таким образом, зная число используемых машин, верхний предел их сезонной наработки -до 1000 моточ., а также вероятности видов ТО и значения технико-экономических показателей (например, трудоёмкости) по каждому виду ТО, несложно определить суммарное значение этих показателей по формуле (3). Следовательно, поставленная задача решена, но при сезонной наработке машин до 1000 моточ.
Однако на практике сезонная наработка машин может иметь различный верхний предел тв, например, с интервалом наработки, кратным периодичности ТО 125 моточ.: до 125, 250, 375, 500, 625, 750, 875, 1000 и более моточ. Принимая это во внимание, а также результаты анализа технологических схем ТО по сезонно-цикловой технологии (рис. 1, табл. 1), для сезонной наработки с верхним пределом тв, например, 500 моточ. по аналогии с (5) - (7) можно записать следующие формулы для вычисления вероятностей ТО:
а) вероятность ТО-1 - РТ1:
250 375 500
РТ1 = | /(тМт + | /(тМт + | /(тМт (8)
125 250 375
или после упрощения:
500
Рт1 =| /(тМт; (9)
125
б) вероятность ТО-2 - Рт2 = 0;
в) вероятность ТО-ПХ - РТО-ПХ = 1, если просуммировать вероятности всех интервалов.
В завершение необходимо отметить, что вероятности периодических ТО по одним и тем же интервалам, но при разных значениях верхнего предела сезонной наработки тв, не равны между собой. Это следует и из рисунка 1, где площади трапеций, ограниченные линиями АВ (^4в) и А'В' ^а'в') в интервале наработки от 125 до 250 (принят для примера), действительно не равны между собой: площадь трапеции с линией А'В' больше площади трапеции с линией АВ. Поскольку SAB Ф SА'B' или, что одно и то же,
| /(т^т* | /(тМт,
А А'
то
РТ1(125-250;1000) ф РТ1(125-250;500> где РТ1(125-250;1000> РТ1(125-250;500) - вероятность
ТО-1 в интервале наработки от 125 до 250
моточ. соответственно с верхним пределом
наработки 1000 и 500 моточ.
Следовательно, при определении вероятностей периодических ТО нужно учитывать верхний предел сезонной наработки тв машин.
Выводы
1. Получено математическое описание процесса ТО, позволяющее определить технико-экономические показатели обслуживания машин при их односезонном использовании.
2. Установлено, что при определении вероятностей периодических обслуживаний нужно учитывать верхний предел сезонной наработки машин.
Список литературы
1. Картошкин А.П., Любимов С.В. Использование мобильной диагностической лаборатории при проведении технического обслуживания тракторов смешанного парка // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей: сб. науч. труд. Междунар. науч.-технич. конф. СПб, 2012. С. 58 - 66.
2. Кушнарев Л.И., Чепурина Е.Л., Чепурин А.В. Особенности и направления совершенствования системы технического сервиса машин в АПК // Наука без границ. 2018. № 4 (21). С. 58 - 66.
3. Кушнарев Л.И. О создании инженерно-технической системы АПК Российской Федерации // Техника и оборудование для села. № 8 (194). 2013. С. 30 - 34.
4. Никитченко С.Л., Воронов Е.В. Причинные факторы снижения эксплуатационной надёжности сельскохозяйственной техники // Вестник НГИЭИ. 2020. № 2 (105). С. 56 - 66.
5. Ресурсосберегающее управление процессами эксплуатации и технического сервиса сельскохозяйственной техники / С.Л. Никитченко, Н.П. Алексенко, А.В. Кото-вич и др. // Вестник аграрной науки Дона. 2018. № 4 (44). С. 57 - 65.
6. Никитченко С.Л., Смыков С.В. Передвижной информационно-технический комплекс для обслуживания машин // Труды ГОСНИТИ. 2014. Т. 117. С. 91 - 96
7. ГОСТ 20793-2009. Тракторы и машины сельскохозяйственные. Техническое обслуживание. (Взамен
ГОСТа 20793-86); введ. 2011-05-01. М.: Стандартинформ, 2011. 20 с.
8. ГОСТ 7751 - 2009. Техника, используемая в сельском хозяйстве. Правила хранения. (Взамен ГОСТа 7751-85); введ. 2011-05-01. М.: Стандартинформ, 2011. 19 с.
9. Никитченко С.Л., Мохирев Е.В., Смыков С.В. Обоснование базы технического сервиса машин для сельскохозяйственного производства // Международный научный журнал. 2015. № 5. С. 79 - 83
10. Поляков Г.Н., Шуханов С.Н. Состояние и тенденции технического обеспечения АПК Иркутской области // Известия Международной академии аграрного образования. 2019. № 45. С. 52 - 57.
11. Шуханов С.Н. Совершенствование работы двигателей тракторов сельскохозяйственного назначения путём автоматического регулирования // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2019. № 7. С. 168 - 172.
12. Хабардин В.Н. Ресурсосберегающие технологии, методы и средства технического обслуживании тракторов: монография. Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2009. 384 с.
13. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. 2-е изд., перераб. М.: Наука, 1965. 512 с.
References
1. Kartoshkin A.P., Lyubimov S.V. The use of a mobile diagnostic laboratory when carrying out maintenance of tractors of a mixed fleet // Improvement of operational indicators of automobiles, tractors and engines: coll. scientific work. International scientific and technical conf. St. Petersburg, 2012. Р. 58-66.
2. Kushnarev L.I., Chepurina E.L., Chepurin A.V. Features and directions of improving the system of technical service of machines in the agro-industrial complex. Science without borders. 2018; 21(4): 58-66.
3. Kushnarev L.I. On the creation of the engineering and technical system of the agro-industrial complex of the Russian Federation. Machinery and Equipment for Rural Area. 2013; 194(8): 30-34.
4. Nikitchenko S.L., Voronov E.V. Causal factors for reducing the operational reliability of agricultural machinery. Vestnik NGIEI. 2020; 105(2): 56-66.
5. Resource-saving management of the processes of operation and technical service of agricultural machinery / S.L. Nikitchenko, N.P. Aleksenko, A.V. Kotovich et al. Don agrarian science bulletin. 2018; 44(4): 57-65.
6. Nikitchenko S.L., Smykov S.V. Mobile informationtechnical complex for machine maintenance. Proceedings ofGOSNITI. 2014; 117: 91-96.
7. GOST 20793-2009. Tractors and agricultural machines. Maintenance. (Instead of GOST 20793-86); input. 2011-05-01. M.: Standartinform, 2011. 20 p.
8. GOST 7751-2009. Technique used in agriculture. Storage rules. (Instead of GOST 7751-85); input. 2011-0501. M.: Standartinform, 2011. 19 p.
9. Nikitchenko S.L., Mokhirev E.V., Smykov S.V. Substantiation of the base of technical service of machines for agricultural production. The International science journal. 2015; 5: 79-83.
10. Polyakov G.N., Shukhanov S.N. Status and trends in the technical support of the agro-industrial complex of the Irkutsk region. Proceedings of the International Academy of Agrarian Education. 2019; 45: 52-57.
11. Shukhanov S.N. Improving the operation of tractor engines for agricultural purposes by automatic control. Bulletin of Altai State Agricultural University. 2019; 7: 168-172.
12. Khabardin V.N. Resource-saving technologies, methods and means of tractor maintenance: monograph. Irkutsk: Izd-vo IrGSHA, 2009. 384 p.
13. Smirnov N.V., Dunin-Barkovsky I.V. Course of Probability Theory and Mathematical Statistics for Technical Applications. 2nd ed., revised. M.: Nauka, 1965. 512 p.
Василий Николаевич Хабардин, доктор технических наук, профессор, HabardinV@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-9201-2492
VasilijN. Habardin, Doctor of Technical Sciences, Professor, HabardinV@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-9201-2492
Статья поступила в редакцию 12.03.2022; одобрена после рецензирования 04.04.2022; принята к публикации 18.04.2022.
The article was submitted 12.03.2022; approved after reviewing 04.04.2022; accepted for publication 18.04.2022. -♦-
