CC BY
73
вал, можно увеличить частоту вращения выше 200-300 об/мин, не опасаясь поломок вала, так как при данных частотах угловая деформация вала практически не возрастает с частотой вращения.
Выполненное в рамках данной работы теоретическое исследование динамики фрезерной почвообрабатывающей машины с двухпоточным предохранительным устройством предлагаемой конструкции позволяет сделать следующие выводы:
1. Предохранительное устройство сохраняет свою эффективность при существенном отклонении момента инерции фрезерного барабана от базового значения (изменение количества и типа фрез в барабане, налипание почвы на фрезы).
2. Для уменьшения нагрузок на вал фрезы необходимо, с одной стороны, повышать угловую жесткость вала (увеличением его диаметра или выбором материала) для уменьшения максимального угла закручивания. С другой стороны, необходимо увеличивать упругую податливость вала, чтобы значительные угловые деформации не вызывали необратимого скручивания вала. Последнее требование достигается при использовании резиновых втулок в конструкции предохранителя.
3. Для увеличения рабочей частоты вращения фрезерного барабана необходимо усиливать вал и крепления ведомой полумуфты и фрезерного барабана к валу. Достаточно усилив механическую систему, можно увеличить частоту вращения более 300 об/мин, не опасаясь поломок вала и рабочих органов, так как при данных частотах угловая деформация вала практически не возрастает с частотой вращения.
Литература
1. Пат. №36599 Российская Федерация, МПК7 А01 В33/02. Фрезерная почвообрабатывающая машина /
B.Р. Карамышев, И.Н. Журавлев; заявитель и патентообладатель ВГЛТА; опубл. 20.03.2004, Бюл. № 8.
2. Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ / под ред. Е.Ю. Малиновского. -М.: Машиностроение, 1980. - 216 с.
3. Синеоков, Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, И.М. Панов. - М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.
4. Инженерные расчеты на ЭВМ: справ. пособие / под ред. В.А. Троицкого. - Л.: Машиностроение, 1979. - 288 с.
5. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов /
C.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Колос, 1980. - 168 с.
УДК 631.3:636 Н.М. Антонов, В.А. Борознин, Ю.В. Бобылев
ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ ДОИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
В статье представлены результаты исследований технического состояния систем доения в Волгоградской области. Определены показатели надежности вакуумной системы доильной установки и построены графики их распределения.
Ключевые слова: доильная установка, вакуумная система, показатели надежности, отказы.
N.M. Antonov, V.A. Boroznin,Yu.V. Bobylev
INDICATORS OF MILKING MACHINE VACUUM SYSTEM RELIABILITY
The results of the research of milking systems technical condition in the Volgograd region are given in the article. Indicators of milking machine vacuum system reliability are determined and the graphs of their distribution are plotted.
Key words: milking machine, vacuum system, reliability indicators, refusals.
В рамках исследований технического состояния систем доения были задействованы в семи хозяйствах Волгоградской области племзавод "Кузьмичевский”, СПК "Светлоярский”, ОАО " Племзавод Котлубань”, ООО "Совхоз Карповский”, ООО СП "Донское”, ЗАО "Корма”, колхоз "Колобовский”, СХПК "Арчединское”. Обследовались 26 ферм с поголовьем от 150 до 600 голов каждая. Главное внимание уделялось вопросам
технического состояния машин и оборудования, соответствию эксплуатационным нормам, организации производства, профессиональным знаниям обслуживающего персонала. Результаты представлены в таблице.
Общая комплектация доильных установок и их техническое состояние
Показатель й” и к с в е ч ь з з"Ку З П й” и к с р я о СЦ 1— е в "С К П С ООО совхоз "Карповский” "Племзавод Котлубань” ООО СП "Донское” ЗАО "Корма” й” и к с в о б о с; О "К з о х л о К й” и к с н и д е т р "А К П X С Всего Доля от всего, %
Основные агрегаты и узлы доильных установок
Количество ферм 3 2 3 3 4 4 3 4 26 100
Вакуумный насос (по норме) 6 5 6 6 4 5 3 8 43 100
Имеется в наличии 7 5 3 4 7 4 3 7 40 93,3
В т.ч. лопастные - 2 - 4 7 4 3 7 27 67,5
водокольцевые 7 3 3(7) - - - - - 13 32,5
Недостает - - - - 1 - - - 1
Неисправных 4 3 1 6 2 5 2 8 31 77,5
Вакуум-регулятор (по норме) 4 4 3 3 6 4 1 4 29 100
Имеется в наличии 3 2 2 3 4 2 1 4 21 72,5
Недостает 1 2 1 - 2 2 - - 8 27,5
Неисправных - 1 - 3 3 2 - 4 13 61,9
Вакуумметр (по норме) 8 8 6 6 12 8 2 8 58 100
Имеется в наличии 8 4 6 2 3 2 2 2 29 50
Недостает - 4 - 4 9 6 - 6 29 50
Неисправных - 2 4 2 3 2 1 2 16 56
Доильный аппарат (по норме) 36 34 18 24 48 20 4 36 220 100
Имеется в наличии 36 34 18 22 48 15 6 40 219 99,6
Недостаток / лишнее - - - 2/- - 5/- -/2 -/4 7/6 -
Неисправные 12 28 11 16 36 10 3 22 138 63
Неправильная комплектация - 8 - 8 6 6 2 5 33 15
Правильность монтажа + - + - - - + - 26
Анализ результатов обследования систем доения (см. табл.) показывает, что оборудование на большинстве ферм находится в неисправном состоянии. Доильные установки ферм либо неисправны на 82 %, либо некомплектны, только две из 26 ферм имеют полнокомплектные доильные установки со всеми исправными узлами и агрегатами. Из 43-х вакуумных насосов, находящихся на этих фермах, 31 неработоспособны (77,5%). Вакуум-регуляторов (при норме 29 штук) на фермах имеется 21 (72,5 %), из имеющихся 13 - неисправны (59 %). Вакуумметры (при норме 58 штук) имеются в наличии в количестве 29 (50 %). Из имеющихся 16 (56 %) неисправны. В неработоспособном состоянии находится 91 % доильных аппаратов.
Правила монтажа доильных установок соблюдены только в трех хозяйствах - ПЗ "Кузьмичевский”, ООО "Совхоз Карповский”, ОАО "Племзавод Котлубань”, что составляет 26 % от всех обследованных ферм.
Исследование показало, что доильно-молочное оборудование находится в неудовлетворительном техническом состоянии, что влияет на работу вакуумной системы доильной установки и может привести к значительным по величине и продолжительности колебаниям вакуумметрического давления.
Как известно из практики, на показатели эффективности влияет надежность отдельных узлов и агрегатов доильной установки: вакуумной системы (А); доильно-молочного оборудования (В); системы первичной обработки молока (С); системы промывки (0). На рис. 1 показано количественное распределение отказов среди отдельных систем доильной установки.
17% С
Рис. 1. Диаграмма распределения отказов среди отдельных агрегатов и узлов доильной установки
Как видно из диаграммы, наибольшее число отказов в доильных установках приходится на вакуумную систему (47 %).
Одной из основных задач исследования является оценка фактического уровня надежности вакуумной системы с целью повышения эффективности её эксплуатации. Вакуумная система дольной установки состоит из последовательно соединенных элементов: вакуумный насос (ВН), вакуум-регулятор (ВР), вакуумный баллон (ВБ), вакуум-провод (ВП).
Проведенный анализ работы вакуумной системы с позиции надежности позволил выделить основные показатели для характеристики безотказности: вероятность безотказной работы (функция надежности) Р(0;
интенсивность отказов /(/); плотность отказов Щ наработка на отказ £.
Исходя из этого, можем представить функцию надежности вакуумной системы как произведение функций надежности ее элементов:
Р(і)=Рвн(і)-Рвр(і)-Рвв(і)-Рвп(і),
(1)
где Pвн(t) - вероятность безотказной работы вакуумного насоса;
Pвp(t) - вероятность безотказной работы вакуум-регулятора;
PвБ(t) - вероятность безотказной работы вакуумного баллона;
Pвп(t) - вероятность безотказной работы вакуум-провода.
При этом плотность отказов вакуумной системы можно выразить формулой:
А интенсивность отказов вакуумной системы выразить как:
(3)
Наработка на отказ определяется как:
+= г+=
| (4)
В результате исследований была построена математическая теория надежности технических систем. На ее основе разработаны способы выбора и построения оптимальных оценок параметров таких теоретических распределений (законов распределений), которые находятся в наилучшем согласии с эмпирическими распределениями вероятности исследуемых величин. Данные параметры являются случайными величинами, что объясняется как рассеиванием характеристик при изготовлении новых узлов и агрегатов, так и многообразием условий эксплуатации.
Для обработки результатов исследований статистической информации об отказах вакуумной системы доильной установки были выбраны методы математической статистики и теории вероятностей. Применив
метод наименьших квадратов, были определены показатели надежности, которые приведены на рис. 2-4.
Рис. 2. Функция надежности вакуумной системы: жирная линия - теоретическая функция надежности (1); 1 - распределения Гаусса с параметрами а=334, о =261; 2 - распределения Вейбулла с параметрами
К = 0,0019, 5 = 1086
Рис. 3. Плотность отказов вакуумной системы: жирная линия - теоретическая плотность отказов (2); 1 - распределения Гаусса с параметрами а=334, о=261; 2 - распределения Вейбулла с параметрами
К = 0,0019, 5 = 1,086
Рис. 4. Интенсивность отказов вакуумной системы: жирная линия - теоретическая интенсивность отказов (3); 1- распределения Гаусса с параметрами а=334, о = 261; 2 - распределения Вейбулла
с параметрами А=0,0019, 5 = 1,086
В применяемых расчетах оценка согласия теоретического и эмпирического распределений производится по абсолютной величине коэффициента корреляции т^у[1-6], чем ближе полученное значение к единице, тем выше степень согласия этих распределений. По результатам исследования коэффициент корреляций для нормального распределения (Гаусса) составил 0,996255, для распределения Вейбулла -
0.917185. Анализ значений показывает, что плотность отказов вакуумной системы можно с достаточной точностью аппроксимировать нормальным распределением (Гаусса).
На основе полученных данных сделаны следующие выводы: вероятность безотказной работы P(t) вакуумной системы доильной установки уменьшается с увеличением наработки в интервале 0-1000 ч. Плотность отказов вакуумной системы f(t) наиболее велика в интервале 200-600 ч. Интенсивность появления отказов A(t) в вакуумной системе увеличивается пропорционально увеличению наработки. Средняя наработка на отказ вакуумной системы составляет 340 часов.
Результаты исследований позволяют провести расчеты периодичности диагностирования вакуумной системы с целью предотвращения появления отказов, что, в свою очередь, увеличит эффективность использования вакуумной системы доильной установки.
Литература
1. Айвазян, С.А. Прикладная статистика: основы моделирования и первичная обработка данных: справ. изд. / С.А. Айвазян, И.С. Енюков, Л.Д. Мешалин. - М.: Финансы и статистика, 1983. 470 с.: ил.
2. Айвазян, С.А. Прикладная статистика: исследование зависимостей: справ. изд. / С.А. Айвазян, И.С. Енюков, Л.Д. Мешалкин. - М.: Финансы и статистика, 1985. - 486 с.: ил.
3. Общая теория статистики: Статистическая методология в изучении коммерческой деятельности: учеб. / А.И. Харламова, О.Э. Башина, В.Т. Бабурина [и др.]; под ред. А.А. Спирина, О.Э. Башиной. - 4-е изд. М.: Финансы и статистика, 1997. - 296 с.
4. Львовский, Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул / Е.Н. Львовский. - М.: Высш. шк., 1988.
5. Гмурман, В.Т. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике / В.Т. Гмурман. - М.: Высш. шк., 1979. - 400 с.
6. Колемаев, В.А. Теория вероятностей и математическая статистика / В.А. Колемаев, О.В. Староверов, В.Б. Турундаевский. - М.: Высш. шк., 1991. - 400 с.
