Обзор работ по исследованию надежности зерноуборочных комбайнов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Даг ГАУ имени М.М. Джамбулатова», г. Махачкала

Обзор работ по исследованию надежности зерноуборочных комбайнов

Мазанов Р.Р., к.т.н., доцент кафедры

«Эксплуатация, РМиМЖ»

Повышение эффективности применения сельскохозяйственной техники предусматривает исследование надежности машин, в том числе и зерноуборочных комбайнов, в рядовых условиях эксплуатации и решение на этой основе комплекса различных задач.

Существенное место в исследованиях надежности тракторов, зерноуборочных комбайнов и сельскохозяйственных машин занимает статистический анализ нагруженности деталей машин с позиции теории накопления усталостных повреждений. Основой этих исследований явились фундаментальные работы академика С.В. Серенсена.

Проблемами надежности тракторов, зерноуборочных комбайнов занимались и занимаются коллективы многих научно-исследовательских и учебных заведений. Ведущая роль принадлежит НАТИ, ВИМ, ВИСХОМ, ГОСНИТИ, КубНИТИМ, ВНИПТИМЭСХ, Ростовской - на - Дону государственной академии сельскохозяйственного машиностроения, Санкт-Петербургскому, Московскому, Челябинскому агроинженерным университетам.

Одна из основных задач - введение согласованного нормирования значений показателей надежностей тракторов разного технического состояния и используемых в разных условиях. Это нормирование должно охватывать весь срок службы машины до списания. Причем, для оптимизации уровня надежности тракторов необходима информация о долговечности их деталей, узлов и агрегатов, о затратах на выполнение разных операций по поддержанию тракторов в работоспособном состоянии, об объемах, методах, продолжительности и стоимости испытаний по определению долговечности разных вариантов конструкции машины, о причинах той или иной долговечности деталей, о стоимости изготовления тракторов повышенной долговечности.

Основных показателей долговечности машин является срок службы. Причем, многие положения по нормированию показателей надежности вытекают из условий эксплуатации:

- сроки службы агрегатов и деталей машин зависят от условий ее эксплуатации и не могут рассматриваться изолировано от них, поэтому долговечность должна нормироваться применительно к типичным условиям эксплуатации;

типичные условия эксплуатации должны включаться в техническое задание на проектирование машины, рассматриваться как основа для ее конструирования, испытаний и доводки, а в дальнейшем входить в стандартную техническую характеристику машины вместе с нормой долговечности;

выбор оптимальной долговечности машин и агрегатов должен проводиться с учетом сведений о фактических сроках службы машин данного типа и назначения в целом, а также их агрегатов и деталей в определенных условиях эксплуатации;

машину следует рассматривать как совокупность различных агрегатов и деталей, обладающих разнообразными особенностями и при назначении оптимального срока службы требующими разнообразного подхода, в частности, должны быть приняты во внимание последствия выхода данного агрегата или детали из строя, стоимость агрегатов или деталей, трудоемкость и сложность операций по их замене, неодинаковая напряженность различных агрегатов и деталей при данных условиях эксплуатации и неодинаковое зменение их напряженности при изменении условий эксплуатации машины;

при назначении норм долговечности необходимо исходить из того, что обслуживание машины в эксплуатации будет производиться в соответствии с правилами, установленными заводом-изготовителем или руководящими организациями данной отрасли;

затраты заводов на повышение сроков службы деталей и агрегатов при их изготовлении методами массового или крупносерийного производства, как правило, значительно меньше суммы эксплуатационных потерь вследствие частых ремонтов, увеличения трудоемкости обслуживания и снижения эффективности использования машин с недолговечными агрегатами.

Так, применительно к показателю надежности - наработки на отказ зерноуборочного комбайна критерий оптимизации представлен в виде:

,

где Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности;

С₀ - начальная оптовая цена комбайна, приходящаяся на один год эксплуатации;

t₀ - наработка на отказ комбайна повышенной надежности;

t_n- наработка на отказ комбайна - прототипа;

б_пр - эмпирический показатель, характеризующий уровень прогрессивности производства с точки зрения возможностей заданного повышения надежности комбайна;

Т_р - суммарная наработка комбайна на сезон;

С_р - заработная плата рабочих, занятых устранением одного отказа;

С_3.4. - затраты на запасные части и материалы при устранении одного отказа;

С_зер - потери денежных средств на один отказ, связанные с потерями урожая из-за растягивания сроков уборки.

Однако экономического критерия оптимизации показателей надежности обосновано и целесообразно при стабильном развитии экономики страны. В настоящее время при значительном диспаритете цен на технику и зерно, топливо смазочные материалы и зерно, а так же при нестабильности заработной платы механизаторов оптимизация показателей надежности по экономическим критериям приводит к неадекватным результатам. Поэтому, необходим иной подход к оптимизации показателей надежности.

При исследовании надежности зерноуборочного комбайна и, особенно, отдельных его агрегатов возникает необходимость анализа отказов и разграничения их по группам. Но в зависимости от типа изделия применяют различные способы классификации отказов.

Выбор той или иной классификации отказов позволяет анализировать их в соответствии с задачами исследования и разрабатывать на основе анализа рекомендации по повышению надежности машин.

Известно, что возникновение отказов, нарушение и потеря работоспособности машин являются вероятностными процессами. В связи с этим, все показатели надежности есть случайные величины.

Случайные величины делятся на дискретные (они могут принимать любое значение в течение какого-то интервала времени) и непрерывные (они могут принимать любое значение в некотором интервале времени). В зависимости от того является случайная величина дискретной или непрерывной, применяются тот или иной закон распределения.

В связи с тем, что процессы износа и усталостного разрушения многообразны из-за влияния различных факторов, то для различных агрегатов, узлов и деталей машины всеобщность какого-либо закона маловероятна. Это показано во многих работах.

Все работы по исследованию надежности зерноуборочных комбайнов можно условно разделить на две группы. Первая группа - это исследования надежности комбайнов на стадии проектирования или доработки конструкции. Вторая группа - это исследования фактического уровня надежности в рядовых условиях эксплуатации.

В первой группе исследований используется, как правило, методы моделирования нагруженности динамических систем зерноуборочных комбайнов, а во второй - статистическая информация об отказах и неисправностях комбайнов при их эксплуатации.

Из сказанного следует вывод о важности исследований надежности комбайнов в различных условиях их эксплуатации.

Для сельскохозяйственных производителей важно не только какой уровень надежности комбайна заложен при его конструировании, но чему он равен в процессе эксплуатации, т.к. частые отказы машин приводят к значительным потерям уже выраженного урожая и затратам средств на восстановление работоспособного состояния. Кроме того, желательно, чтобы затраты на ремонт и обслуживание комбайна были одинаковыми во все годы его эксплуатации. Однако, как показали наши исследования, затраты растут с увеличением срока эксплуатации комбайна. Это подтверждают и другие исследователи.

Снижению затрат денежных средств на эксплуатацию комбайнов может способствовать правильно организованное, с соблюдением требований и правил техническое обслуживание.

При использовании зерноуборочных комбайнов их техническое обслуживание в полевых условиях связана с выбором варианта действия для достижения поставленной цели. Причем принятие решения происходит в условиях обработки нечеткой информации, а также природной неопределенности и в ограниченное время. Фактор времени является одним из важнейших показателей деятельности при уборке [1].

Из данных положений следует, что повышение эффективности использования зерноуборочных комбайнов возможно за счет совершенствования их технического обслуживания.

Известно, что надежность любой системы зависит от надежности ее элементов. Причем, на снижение уровня надежности системы оказывают в большей степени менее надежные ее элементы.

В своей работе В.В. Радин [2]., используя созданный им аналитический аппарат, установил, что приводы отечественных комбайнов обладают достаточным запасом устойчивости:

,

где - параметры квазистационарной модели, зависящие от инерционных, жесткостных, диссипативных, силовых и конструктивных характеристик систем; - функции неголономных характеристик кинематических трансляторов; - время; - фронт изменения нагрузки.

Однако достаточный запас устойчивости ременных передач, очевидно, соответствует качественной передачи крутящего момента от энергетических средств к рабочим органам, но не означает их надежность. Так, по данным [3] гамма процентный ресурс при в= 0,90 ремня привода ходовой части комбайна СКД-5 составляет лишь 55 га.

Таким образом, исследованиям надежности зерноуборочных комбайнов и отдельных ее систем, а так же их техническому обслуживанию посвящено достаточно много работ.

Литература

надежность трактор деталь машина

1. Димитров В.П. Совершенствование методов технического обслуживания зерноуборочной техники на основе экспертных систем: Автореф. дисс. … доктора техн. наук. - Зерноград, 2002. - 38 с.

2. Радин В.В. Динамика и оптимизация процессов в приводах зерноуборочных комбайнов: Автореф. дисс. … доктора техн. наук. - Ростов-на-Дону, 1991. - 58 с.

3. Колтунов В.А. Исследование методических вопросов анализа равнопрочности, ремонтопригодности и долговечности сельскохозяйственных машин: Автореф. дисс. к.т.н. - Москва, 1973. - 32 с.

4. Мазанов Р.Р. Улучшение показателей зерноуборочных комбайнов за счет совершенствования технического обслуживания ременных передач: Автореф. дисс. к.т.н. - Волгоград, 2006. - 20 с.

Размещено на Allbest.ru