Обоснование времени простоя для устранения последствий технического отказа зерноуборочных комбайнов

Введение. Эффективное использование высокопроизводительных зерноуборочных машин в сельскохозяйственном производстве требует рационального соотношения затрат на их привлечение и объема получаемой продукции. Увеличение срока эксплуатации зерноуборочных комбайнов снижает их техническую готовность и увеличивает время простоя для устра- нения последствий технических отказов. Эксплуатация технологических машин с малым остаточным ресурсом может быть экономически целесообразна при небольшой площади уборки зерновых и зернобобовых культур. Развитие рынка подержанной техники обуславливает целесообразность её использования в фермерских хозяйствах с небольшой сезонной нагрузкой уборочных машин, так как при высокой технической готовности зерноуборочных комбайнов и низкой сезонной нагрузке увеличиваются затраты на их привлечение. Однако с увеличением площади уборки урожая при низкой надёжности машин и большими затратами времени на устранение последствий технических отказов предприятия несут убытки от потерь продукции из-за нарушения агротехнических сроков. В современных условиях требуется обоснование рационального времени простоя зерноуборочных машин для устранения последствий технических отказов с учетом их сезонной нагрузки и основных производственных и природных факторов.

Цель исследования : обоснование времени простоя для устранения последствий технического отказа зерноуборочных комбайнов с учетом их сезонной нагрузки.

Задачи исследования:

• 1.    Установить взаимосвязь показателей технической готовности зерноуборочных комбайнов с их сезонной нагрузкой.

• 2.    Выявить резервы повышения безотказности и снижения времени простоя машин для устранения последствий технического отказа.

Методы и результаты исследования. Обоснование времени простоя для устранения последствий технического отказа зерноуборочных машин возможно на основе экономикоматематического моделирования с учетом основных природных, производственных факторов и сбора статистических данных. Для определения безотказности зерноуборочных комбайнов используется коэффициент готовности (Кг), который можно представить в виде [1]

K Г —T-

1+— тп t о

или

Г     T +T

1+ у.о д t_о

K Г

1 + K p

.

,

где К Г – коэффициент готовности; t o – наработка на отказ, ч; Т т.п – время восстановления работоспособности ЗУК, ч; Т у.о – время устранения последствий отказов, ч; Т д – время ожидания доставки запчастей, ч.

Оценить взаимосвязь времени на устранение последствий отказа, доставки запасных частей и наработки на отказ позволяет коэффициент простоя машин:

т' +т

= у.о    д

Kпр = tо

Т>ЛТ, tо

,

где Т' у.о – это суммарная трудоемкость устранения последствий отказа.

В общем виде выражение (1) по определению коэффициента готовности зерноуборочных машин примет следующий вид:

Анализируя выражение (3), можно сделать вывод, что коэффициент готовности тесно взаимосвязан с коэффициентом простоя машин. Так, с увеличением коэффициента простоя для устранения последствий устранения технических отказов с 0,2 до 0,9 коэффициент готовности снижается с 0,85 до 0,5 (рис. 1).

Для согласования сезонной нагрузки с коэффициентом простоя зерноуборочного комбайна разработана экономико-математическая модель на основе минимума затрат [2]:

U c.3 =З+П+З 3а_п +З т ^ min,

где З – затраты на привлечение зерноуборочных комбайнов в зависимости от технической готовности, руб/га; П – ущерб от потерь продукции, руб/га; З зап , ^ЗT – затраты на техническое обслуживание, ремонт, хранение и топливо в зависимости от коэффициента готовности,

Коэффициент простоя

Рис. 1. Зависимость коэффициента готовности от коэффициента простоя

В развернутом виде функцию цели можно представить в виде выражения

- B к⁽ K г ^(Knp^{)) a}Y U с —---------------

Q

0,5К К У С Q

+ j--с---^ + z ср ( _К (к )) + Q cm К см К г (К пр )     зап¹ Г¹ пр”

+ R Т (К г ^(Кпр^))Ст ^ min,

где Bк – рыночная цена ЗУК в зависимости от уровня технической готовности, руб.; а - коэффициент амортизационных отчислений; Y ‘ - доля занятости комбайна; Kр - коэффициент потерь урожая, доля/день; Kс – коэффициент снижения потерь от сочетания сортов, культур по скороспелости; Qсм – сменная производительность ЗУК, га; Ксм – коэффициент сменности; Q – площадь уборки одного комбайна, га; С – стоимость получаемой продукции, руб/ц; 2зрп(кГ) - затраты на техническое обслуживание, ремонт и хранение в зависимости от коэффициента готовности, руб/га; Rт (кг) -расход топлива в зависимости от коэффициента готовности, кг/га; СТ – стоимость топлива, руб/кг; У – урожайность, т/га.

Уравнения, описывающие затраты на использование зерноуборочных комбайнов, техническое обслуживание, ремонт, хранение и расход топлива в зависимости от их технической готовности представлены в работах [2, 3]. Моделированием определены рациональные показатели коэффициента простоя при различной сезонной нагрузке на зерноуборочный комбайн 3-го класса. Установлено, что при уменьшении сезонной нагрузки зерноуборочного комбайна коэффициент простоя увеличивается. Так, с уменьшением сезонной нагрузки зерноуборочного комбайна 3-го класса с 300 до 200 гектаров коэффициент простоя увеличивается с 0,2 до 0,8 (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость суммарных затрат от коэффициента простоя для устранения последствий технических отказов (Q см = 12 га/день; С = 7000 руб/т; У = 1,5 т/га)

Выявлено, что на коэффициент простоя технологических машин значительное влияние оказывает время доставки запасных частей (а) и количество отказов (б) (рис. 3). Установлены рациональные показатели времени доставки запасных частей и наработки на отказ при заданном коэффициенте простоя машин. При рациональном показателе коэффициента простоя, равном 0,4, необходимо иметь наработку на отказ девять часов и среднее время доставки запасных частей два часа, при увеличении среднего времени доставки до четырех часов наработка на отказ комбайна должна быть увеличена с девяти до четырнадцати часов за счет ремонта. При рациональном значении коэффициента простоя 0,5 и увеличении отказов с пяти до десяти наработка должна быть увеличена с одиннадцати до пятнадцати часов, за счет сокращения времени на устранение последствий технических отказов.

^^^^^^^в Тд = 2 ч         Тд = 4 ч         Тд = 6 ч

Наработка на отказ, ч

^^^^вnот = 2        nот = 5        nот = 10

а

б

Рис. 3. Зависимость коэффициента простоя от наработки на отказ при различном времени доставки запасных частей (а) и количества отказов (б)

Повысить эффективность машиноиспользо-вания возможно за счет увеличения агротехнических сроков уборки при использовании различных по скороспелости культур, сортов и сокращения технологических простоев рациональным построением уборочно-транспортных комплексов [4–8]. Для увеличения наработки на отказ и снижения количества отказов при агрегатном методе ремонта зерноуборочного комбайна определены его трудоемкость и капиталовложения (рис. 4, 5).

Рис. 4. Значение трудоемкости устранения последствий отказа по агрегатам зерноуборочных комбайнов 3-го класса (1 – жатка; 2 – молотильно-сепарирующее устройство;

3 – моторно-силовая установка; 4 – ходовая часть)

Рис. 5. Значение затрат на ремонтно-обслуживающие воздействия по агрегатам зерноуборочных комбайнов 3-го класса (1 - жатка; 2 - молотильно-сепарирующее устройство;

3 - моторно-силовая установка; 4 - ходовая часть)

Как видно из рисунков 4 и 5, наибольшая трудоемкость устранения последствий технического отказа – у молотильно-сепарирующего устройства, а максимальные денежные затраты приходятся на моторно-силовую установку комбайна.

Производственное внедрение результатов исследований по согласованию рационального соотношения времени простоя на устранение последствий технических отказов и сезонной нагрузки зерноуборочного комбайна 3-го класса позволило получить годовой экономический эффект до 740 руб/га.

Выводы

• 1.    Установлено, что при уменьшении сезонной нагрузки зерноуборочного комбайна коэффициент простоя из-за устранения последствий технических отказов увеличивается. Так, с уменьшением сезонной нагрузки зерноуборочного комбайна 3-го класса с 300 до 200 гектаров коэффициент простоя увеличивается с 0,2 до 0,8.

• 2.    Определены рациональные показатели времени доставки запасных частей и наработки на отказ зерноуборочного комбайна 3-го класса. При рациональном показателе коэффициента простоя, равном 0,4, необходимо иметь наработку на отказ девять часов и время доставки запасных частей два часа. С увеличением среднего времени доставки с двух до четырех

• 3.    Резервами повышения безотказности зерноуборочного комбайна является снижение времени на доставку запасных частей и устранения последствий технического отказа, увеличение наработки на отказ за счет агрегатного метода ремонта комбайна перед началом уборки.

часов наработка комбайна на отказ должна быть увеличена с девяти до четырнадцати часов.