ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ТРАКТОРОВ И ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ

На правах рукописи

КОСТОМАХИН МИХАИЛ НИКОЛАЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ТРАКТОРОВ И ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ
НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

05.20.03.-технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2008

Работа выполнена в ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ)»

Научный руководитель	академик РАСХН, доктор технических наук, профессор Краснощеков Николай Васильевич
Официальные оппоненты	доктор технических наук, профессор Бурумкулов Фархад Хикматович
	кандидат технических наук Стопалов Сергей Григорьевич
Ведущая организация	Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ВИМ)»

Защита состоится « 11 » декабря 2008 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.034.01 Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка» (ГНУ ГОСНИТИ) по адресу: 109428, г. Москва, 1-й Институтский пр., д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ГОСНИТИ по адресу: 109428, г. Москва, 1-й Институтский пр., д.1.

Автореферат разослан и опубликован на сайте http://gosniti.ru

« 7 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Соловьёв Р.Ю

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы в стране происходят серьезные изменения, создана новая многоуровневая экономика, расширены права и полномочия сельских товаропроизводителей, в их собственность передано более 90% сельскохозяйственных угодий. Значительно изменилась структура сельских товаропроизводителей.

Вместе с тем аграрная реформа проходит на фоне кризисных явлений, в результате которых снизилась покупательная способность сельских товаропроизводителей, замедленно обновление основных фондов и приобретение технологических материалов. По сравнению с 1990 г. парк тракторов к 2006 г. сократился в 2,6 раза, а зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов, соответственно, в 3,6 и 3,2 раза. Примерно половина сельхозпредприятий убыточна. В сложном экономическом положении оказались заводы-изготовители техники и обслуживающие предприятия. Даже принятие и реализация Национального проекта «Развитие АПК» пока еще не смогло существенно исправить негативные процессы, происходящие в сельском хозяйстве. На низком уровне организации и ремонта продолжают оставаться предприятия технического сервиса. Медленно выходят из кризиса машиностроительные заводы. Например, в 2007 году отечественные заводы произвели и поставили селу всего около 4,7 тыс.тракторов, а зарубежные – более 27 тыс., в том числе 20 тыс.было закуплено в Белоруссии.

Вместе с тем на селе начали появляться молодые, хорошо подготовленные люди, способные в сравнительно короткие сроки поднять хозяйство и добиться заметных успехов без существенной помощи государства. Это свидетельствует, что у сельских товаропроизводителей имеются значительные неиспользуемые резервы, позволяющие без больших затрат улучшить положение и повысить эффективность использования техники.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы состоит в изучении влияния эксплуатационной надежности тракторов и зерноуборочных комбайнов на эффективность их использования, и выработке мер по ее повышению и снижению потребности в технике.

В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи:

1. Исследовать факторы, влияющие на эксплуатационную надежность тракторов и зерноуборочных комбайнов, и подготовить предложения по ее повышению;

2. Разработать технико-экономическую модель и обосновать рациональную стратегию ремонта тракторов, с учетом современных условий их использования в эксплуатации.

3. Разработать рекомендации по снижению потребности в машинах в эксплуатации, путем создания ненагруженного резерва техники и его использования в пиковые периоды.

Вступивший в силу и начавший эффективно действовать Национальный проект «Развитие АПК» призван изменить сложившееся положение. Однако для этого необходима научно обоснованная система модернизации отрасли, что призвана обеспечить отраслевая наука, в том числе ее раздел по использованию машинно-тракторного парка. Главное в этом плане – разработать предложения по обеспечению надежности машин в процессе их использования и максимальной реализации резервов, имеющихся в хозяйствах.

Научная новизна. Научная новизна диссертации включает:

- разработку технико-экономической модели и обоснование стратегии ремонтов тракторов с учетом новой классификаций отказов по группам значимости, совершенствование методики оценки затрат на поддержание в работоспособном состоянии и ущерба от неплановых простоев техники, и определение характеристик механизаторов;

- разработку рекомендаций по формированию ненагруженного резерва машин, снижающего потребность в их приобретении.

Практическая значимость работы. Практическую полезность выполненного исследования имеют:

- рекомендации по созданию ненагруженного резерва из машин, отработавших свой срок службы, предназначенного для снятия пиковых нагрузок в эксплуатации;

- предложение о возможности замены капитальных ремонтов текущими профилактическими, снижающими эксплуатационные издержки и сокращающими простои по техническим причинам;

- предложение о совершенствовании системы оплаты механизаторов, способствующей улучшению качества работы;

- выявление факторов, негативно влияющих на эксплуатационную надежность тракторов и зерноуборочных комбайнов, и нуждающихся в особом внимании со стороны руководителей службы эксплуатации.

Апробация работы. Положения диссертации были доложены на международной научно-практической конференции «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве» (г. Москва, 2005), на ежегодной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО МГАВМ и Б им.К.И. Срябина (г. Москва, 2006).

Предложения по замене капитального ремонта тракторов на текущие профилактические ремонты и по созданию ненагруженного резерва машин из числа отработавших запланированный срок службы были доложены руководству СПК им.Крупской (Ульяновская область) и на совещании специалистов Павловской МТС и Павловского РТП (Воронежская область). Рекомендации получили положительную оценку и приняты к реализации.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 4 методиках, 7 научных статьях, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК России.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Исследование эксплуатационных факторов, влияющих на надежность тракторов и зерноуборочных комбайнов, и предложения по ее повышению;

2. Технико-экономическая модель, определяющая рациональную стратегию ремонта тракторов, в современных условиях их использования в эксплуатации.

3. Рекомендации по снижению потребности в машинах в эксплуатации, путем создания ненагруженного резерва техники и его использования в пиковые периоды.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 152 страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы, программ и методов исследований, собственных исследований и их результатов, выводов и предложений, списка использованной литературы, приложений. Список литературы включает 148 источников, в том числе 19 иностранных. Работа содержит 33 таблицы и 33 рисунка.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, приведены практическая ценность и область применения результатов диссертации. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние проблемы и задачи исследования» дан аналитический обзор опубликованных материалов по теме диссертации, приведены оценка машинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий на современном этапе развития АПК, характеристика надежности машин, зарубежный опыт ремонтно-технического обслуживания сельскохозяйственной техники, а также сформулированы цели и задачи исследования. Намеченные задачи направлены на модернизацию отрасли и призваны в рамках Национального проекта «Развитие АПК» разработать научное обоснование, предложения по обеспечению надежности машин и максимальной реализации имеющихся резервов.

Современное состояние сельского хозяйства характеризуется острым дефицитом машин, низким уровнем технической эксплуатации и серьезными недостатками в сфере производства и агротехнического сервиса. Все это в большей степени объясняется последствиями экономического кризиса, замедлившего и частично приостановившего процесс преобразований промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Приобретение новых машин в настоящее время для большинства сельских товаропроизводителей, особенно с неустойчивой экономикой и убыточных, практически нереально из-за финансовых трудностей.

Рассмотренные научные разработки позволяют считать, что одним из путей выхода из сложившегося положения может стать совершенствование эксплуатации техники и улучшение ее использования.

Основополагающие работы в области надежности и использования машин широкого применения, в т.ч. сельскохозяйственных, принадлежат Бараму Х.Г., Бурумкулову Ф.Х, Величкину И.Н., Кузнецову Е.С., Краснощекову Н.В., Кугелю Р.В, Михлину В.М., Северному А.Э., Селиванову А.И., Халфину М.А., Черепанову С.С., Черноиванову В.И., Шейнину А.М. и др. Их исследования легли в основу создания современной теории надежности сельскохозяйственной техники, формирования закономерностей и статистических связей, определяющих влияние различных факторов на работоспособность изучаемых объектов.

В соответствии с этими работами надежность представляет собой одно из важнейших составляющих качества изделия.

Все отказы машин были разделены на три группы сложности по признакам доступности к месту ремонта и замены. Предложенная классификация проста и удобна в использовании. Однако она лишь в малой степени отражает значимость отказов, с точки зрения оценки их последствий для потребителей. В ней, в частности, не отражены такие важные факторы, как затраты на устранение отказа, продолжительность простоя машины в связи с его устранением, технические возможности выполнения ремонта в условиях хозяйства и другие. Это послужило основанием для разработки новой классификации отказов тракторов по уровням значимости, учитывающим вышеуказанные факторы.

Во второй главе «Программа и общие методы исследования» предусмотрено проведение теоретических и экспериментальных исследований в трех основных направлениях:

- изучение и оценка факторов, определяющих уровень технической эксплуатации и надежности тракторов и зерноуборочных комбайнов;

- обоснование рациональной стратегии восстановления работоспособности тракторов;

- выявление возможности сокращения потребности в сложной сельскохозяйственной технике в пиковые периоды путем создания ненагруженного резерва из машин, отработавших запланированный срок службы.

Теоретические исследования включают разработку методики сбора и обработки информации для ранжирования факторов, влияющих на эксплуатационную надежность машин, усовершенствование методики определения ущерба от неплановых простоев техники; изучение показателей старения машин и разработку технико-экономической модели ремонтов; исследование влияния срока службы и капитального ремонта на техническое состояние машины и возможность ее использования в режиме ненагруженного резерва; разработку методики расчета экономического эффекта от ненагруженного резерва.

Экспериментальная часть работы предусматривает сбор и обработку информации о надежности машин.

В третьей главе «Исследование факторов, определяющих эксплуатационную надежность» на основании анализа результатов испытаний и наблюдений в реальной эксплуатации машин был уточнен перечень факторов и их ранги, влияющие на значимость отказов тракторов и комбайнов (табл. 1).

Таблица 1.

Классификация отказов тракторов и комбайнов

Факторы, характеризующие последствия отказов	Показатели	Группы значимости отказов
		мало-значимые	сущест- венные	тяжелые
Затраты на устранение последствий отказов	Стоимость запчастей, % от цены машины	Тракторы
		менее 0,05	0,05 – 0,5	более 0,5
		Зерноуборочные комбайны
		менее 0,04	0,04 – 0,4	более 0,4
Убытки от простоя машины	Продолжи-тельность простоев, ч	менее 1	1 – 5	более 5
Сложность устранения последствий отказа (требования к рембазе)	Необходи-мое оборудо-вание	Штатный инструмент, накидные ключи, универсаль-ные съемники	Комплект ме­ха­­ника, уни­вер- са­­льное обору­до­вание, сва­ро­ч­­ный аппарат	Специальное обо­рудова­ние, конт­рольно-испыта-тельные стенды
Угроза безопасности	Вероят­ность не­счас­тного случая	Несчастные слу­­чаи, вы­з­ван­ные от­ка­зом не­из­вес­тны и по­тен­ци­а­льно нево­зможны	Известны или потенциально возможны случаи нанесения вреда людям

При использовании предлагаемой классификации наиболее высокая группа значимости отказа принимается по фактору, имеющему наихудшие показатели.

В последние годы, роль трактористов и комбайнеров в повышении эффективности техники стала особенно важной. За критерий оценки влияния характеристик тракториста на надежность, было принято число значимых отказов, возникших (зарегистрированных) в течение одного полевого сезона (апрель – октябрь) на однотипных тракторах одного – двух смежных лет выпуска, изначально находившихся в примерно равном техническом состоянии. Отношение тракториста к своим обязанностям оценивалось по результатам опроса работников эксплуатации хозяйства.

При подготовке к эксперименту в 9 крупных хозяйствах было отобрано 19 тракторов МТЗ-80/82 выпуска 2002-2003 годов, за каждым из которых постоянно был закреплен один тракторист.

На основании результатов выполненного исследования было установлено, что больше всего надежность трактора зависит от отношения тракториста к труду. Так, при его добросовестном отношении к своим обязанностям число отказов за год может быть сокращено в несколько раз (рис.1).

Рис. 1. Влияние характеристик работы тракториста на безотказность трактора.

Для уточнения перечня основных показателей, характеризующих техническую эксплуатацию и влияющих на надежность машин, а также для оценки их рангов в современных условиях, было отобрано и проранжировано 8 основных факторов характеризующие техническое обслуживание, ремонт, качество используемых горюче-смазочных материалов, хранение машин и характеристика механизатора.

К окончательному выбору и ранжированию факторов было привлечено 9 экспертов – высококвалифицированных специалистов, имеющих многолетний опыт работы в области эксплуатации, ремонта и анализа надежности сельскохозяйственной техники.

Состояние фактора было оценено не только количественными, но и качественными показателями. Связь между ними во многом характеризуется степенью соблюдения правил эксплуатации (табл. 2).

Таблица 2

Оценочные показатели состояния факторов технической эксплуатации тракторов и комбайнов

Количественная оценка,		Качественная оценка	Степень соблюдения правил эксплуатации
средняя	интервал
0,95	1,00 - 0,91	Высокий	Правила эксплуатации практически соблюдаются
0,80	0,90 - 0,71	Средний	Имеются отдельные отклонения от правил эксплуатации, не вызывающие тяжелых отказов
0,60	0,70 - 0,51	Низкий	Нарушений правил эксплуатации много, из-за чего возникают отказы, в том числе тяжелые
0,35	0,50 – 0,20	Очень низкий	Правила эксплуатации нарушаются систе­матически. Возникает много тяжелых отказов, в том числе требующих капитального ремонта агре­гатов. Сокращается срок службы трактора.