Обеспечение эксплуатационной технологичности лесозаготовительных машин

В настоящее время одним из приоритетных направлений повышения эффективности лесопромышленного комплекса Российской Федерации является повышение уровня технической эксплуатации используемых машин и оборудования, в том числе путем совершенствования их эксплуатационной технологичности [1], [3].

Современные ЛЗМ, как отечественного, так и зарубежного производства, не имеют нормативно-технических документов, оговаривающих величины продолжительности и трудоемкости выполнения операций их ТО и текущего ремонта, то есть одних из основных показателей эксплуатационной технологичности машин. Это затрудняет организацию рациональной технической эксплуатации ЛЗМ, конкурентоспособную оценку приобретаемой лесозаготовителями техники.

Исследование и оценка эксплуатационной технологичности ЛЗМ позволят ранжировать ее уровень у приобретаемых или выпускаемых машин, определять более совершенную технику, внедрять мероприятия по улучшению ЭТ серийных машин, прогнозировать величины параметров ЭТ на стадии проектирования [7].

Для осуществления оценки ЭТ ЛЗМ необходима систематизация факторов, свойств, параметров, обуславливающих и характеризующих ЭТ, разработка методик ее оценки и прогнозирования.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Обоснование номенклатуры основных показателей, методик их определения и их оценка являются актуальной задачей в деле повышения эффективности как отечественных, так и зарубежных ЛЗМ. Эта задача в настоящее время, возможно, решается самими производителями

машин, однако ее результаты не придаются широкой огласке, не публикуются, поэтому не могут быть использованы широким кругом заинтересованных организаций и учебных учреждений.

Анализ состояния сравнительной, конкурентоспособной оценки ЭТ отечественных и зарубежных ЛЗМ позволил сформулировать основную цель исследования: для реализации потенциала лесозаготовительного производства путем повышения уровня технической эксплуатации отечественных и зарубежных ЛЗМ необходимо в наибольшей технически возможной и экономически целесообразной мере оценивать и повышать уровень их эксплуатационной технологичности.

На рис. 1 представлен перечень оценочных показателей ЭТ ЛЗМ.

Методы оценки технологичности при ТО включают аналитический, графоаналитический, экспериментально-расчетный, комплексный методы [1], [4].

В основе аналитического метода оценки лежит положение о том, что между техническими параметрами, характеризующими конструкцию, и показателями ЭТ существует корреляционная связь. Выявленную корреляционную связь можно представить в виде уравнения регрессии, например:

Y = a + bX + bX^ +... + b,X,, 11 22 kk где Y – оперативная трудоемкость ТО; a, b1… bk – коэффициенты уравнения регрессии; Х1… Хk – конструктивные и эксплуатационнотехнологические факторы (число операций ТО, периодичность ТО, число используемых при ТО видов инструментов/приспособлений, численность исполнителей и др.).

По полученным уравнениям регрессии можно определять оперативную трудоемкость ТО на этапе проектирования.

Комплексный метод сравнительной оценки разных вариантов конструкций позволяет одно- временно учесть влияние нескольких показателей ЭТ машин, следовательно, является наиболее показательным методом. Единичные показатели не дают возможности достаточно полно и объективно оценить разные конструкции при их сравнительном анализе. Так, модернизированный узел может иметь большую периодичность ТО по сравнению с прототипом, но низкий коэффициент унификации масел и смазочных материалов, или для узла с высокой степенью доступности к местам ТО необходима большая разновидность применяемого инструмента. Поэтому для более объективной оценки уровня ЭТ ЛЗМ возможно использование комплексного показателя, определяемого по выражению [2]:

nn

Q = X ^ко Ф^ )/ £* ) , i = 1 i = 1

где k_o – относительный показатель значимости; i – номер единичного оценочного показателя; n - общее число оценочных показателей; ^ ( i ) -функция, нормирующая весомость оценочных показателей, входящих в их ранжированную последовательность.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В работе разработана методика, обоснованы объекты и условия проведения экспериментальных исследований, в ходе которых впервые определены величины продолжительности и трудоемкости выполнения операций всех плановых видов ТО форвардеров «Komatsu» модели 840.4, перечень используемых инструментов и приспособлений; проведена соответствующая математическая обработка полученных результатов с интервальной оценкой их точности. В качестве исследуемых выбраны плановые виды ТО форвардеров, поскольку они являются наиболее насыщенными по числу и сложности выполняемых операций, а также имеют фиксированную периодичность

Показатели эксплуатационной технологичности ЛЗМ

Экономические показатели (в целом характеризующие уровень ЭТ): •    суммарная оперативная продолжительность ТО; •    суммарная оперативная трудоемкость ТО; •    суммарная оперативная стоимость ТО с учетом их удельных значений за единицу наработки

Организационнотехнические показатели (отражающие принятую плановопредупредительную систему ТО): •    средневзвешенная периодичность ТО; •    число видов ТО; •    число операций ТО; •    численность исполнителей при ТО

Технологические показатели (характеризующие совершенство конструкции): •    коэффициент доступности составных частей машины; •    число видов / коэффициент унификации инструмента; •    число видов / коэффициент унификации масел и смазочных материалов; •    число заправочных емкостей и точек смазывания; •    число встроенных контрольных приборов

Рис. 1. Комплекс оценочных показателей ЭТ ЛЗМ

В. Н. Шиловский, А. В. Питухин, В. А. Кяльвияйнен, В. М. Костюкевич проведения (в моточасах) и могут быть суммарно оценены за определенную наработку.

Исследования проводились в условиях рядовой эксплуатации машин при поддержке лесозаготовительного предприятия ЗАО «Шуялес». На основании полученных данных по величинам продолжительностей и трудоемкостей выполнения операций плановых видов ТО форвардеров «Komatsu» 840.4 определены средние значения оперативных продолжительностей и трудоемкостей выполнения каждого планового вида ТО исследуемых машин (табл. 1). Различия в значениях продолжительностей и трудоемкостей указывают на то, что при выполнении некоторых операций требуется участие более одного исполнителя.

Из рис. 2 видно, что наибольшая фактическая трудоемкость работ по техническому обслуживанию приходится на периодичность 25 и 50 часов.

В табл. 2 приведены полученные значения единичных оценочных показателей ЭТ форвар-деров «Komatsu» 840.4 и тракторов ТБ-1М15 согласно применяемой комплексной методике. Данные по трактору ТБ-1М15 принимались согласно материалам, представленным в [4], [5].

Значение комплексного (обобщающего) оценочного показателя:

■ ТО-25 ■ ТО-50 ■ ТО-250 ■ ТО-500 ■ Т0-1ООО 110-2000

Рис. 2. Оперативная продолжительность 1 (трудоемкость 2) технического обслуживания

n

X ко A i )

Q=—---- n

XA)

l = 1

5,4

3,75

= 1,44 >  1.

ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенного анализа можно заключить:

• 1.    По большинству из рассмотренных оценочных показателей ЭТ (оперативной трудоемкости ТО, числу операций, числу встроенных конт-

• Таблица 1

• 2.    В результате сравнительной комплексной оценки уровня приспособленности сравниваемых ЛЗМ к выполнению операций их ТО, одновременно учитывающей влияние целого ряда параметров, обобщающий показатель (Q) получился равным 1,44 (>1), что, согласно базисной системе оценок данной методики, говорит о преимуществе общего уровня ЭТ (при проведении ТО) форварде-ров «Komatsu» в сравнении с тракторами «ОТЗ».

Средние оперативные продолжительности и трудоемкости плановых видов ТО форвардеров «Komatsu» 840.4

Вид ТО (условное обозначение)	Оперативная продолжительность ТО данного вида ( сум м. за цикл ), час	Оперативная трудоемкость ТО данного вида ( сум м. за цикл ), чел. час	Число раз выполнения ТО за весь цикл
ТО через 25 моточасов ( ТО 25 )	0,3 [ 24 ]	0,3 [ 24 ]	80
ТО через 50 моточасов ( ТО 50 )	0,8 [ 32 ]	0,8 [ 32 ]	40
ТО через 250 моточасов ( ТО 250 )	0,8 / 0,3* [ 2,9 ]	0,8 / 0,3* [ 2,9 ]	1 / 7
ТО через 500 моточасов ( ТО 500 )	3,4 / 3* [ 12,8 ]	3,4 / 3* [ 12,8 ]	2 / 2
ТО через 1000 моточасов ( ТО 1000 )	7,7 / 6,2* [ 13,9 ]	8,2 / 6,7* [ 14,9 ]	1 / 1
ТО через 2000 моточасов ( ТО 2000 )	5,5 [ 5,5 ]	6,6 [ 6,6 ]	1
Общее за цикл 2000 моточасов	91	93

Примечение. * – без выполнения некоторых операций (выполняются не каждый раз).

Таблица 2

Величины единичных оценочных показателей ЭТ сравниваемых ЛЗМ

Номер (i) единичного оценочного показателя Единичный оценочный показатель ЭТ Значение единичного оценочного показателя Функция φ (i) ko×φ (i) Komatsu 840.4 Трактор ТБ1М15 1 Суммарная оперативная трудоемкость плановых видов ТО (за цикл 2000 моточасов), чел. час 93 141 1 1,52 2 Средневзвешенная периодичность плановых видов ТО 89 208 1 0,43 3 Число всех видов ТО Число плановых видов ТО 8 6 6 3 0,75 0,56 0,38 4 Число операций всех видов ТО Число операций плановых видов ТО 61 50 86 65 0,5 0,71 0,65 5 Число встроенных контрольных приборов 25 10 0,31 0,78 6 Число видов инструмента/приспособлений, используемых при плановых видах ТО 17 33 0,19 0,37 Итого 3,75 5,4 рольных приборов, числу видов инструмента/ приспособлений) форвардеры «Komatsu» 840.4 имеют предпочтительные значения в сравнении с тракторами ТБ-1М15.

Полученное уравнение зависимости величины оперативной трудоемкости плановых видов ТО (Y) форвардеров «Komatsu» 840.4 от числа операций ТО (Х1), числа видов инструментов/при-способлений (Х2) и минимальной численности исполнителей (Х3), которое может быть использовано для прогнозирования оперативной трудоемкости плановых видов ТО модернизированных форвардеров:

Y = - 5,747 + 0,222 X 1 - 0,119 X 2 + 4,869 X 3 .

Коэффициент детерминации данного уравнения R² = 0,997, или 99,7 %. Критическое значение на уровне значимости 0,05 в случае n = 6 наблюдений (видов ТО) и k = 3 Х-переменных дает R² = 0,966, или 96,6 %. Поскольку полученное значение R² больше критического, регрессию следует признать значимой. Также, по F-тесту данной методики, полученное p-значение (значимость F) менее 0,05 (0,0049 < 0,05), а значение F больше критического в F-таблице (205,102 > 19,164), что подтверждает значимость полученной модели.

PROVISION OF FOREST MACHINES’ MAINTAINABILITY AND RELIABILITY