Оценка технического состояния тракторов на предприятиях агропромышленного комплекса Омской области с учетом затрат на устранение возникающих отказов

Основная задача сельхозтоваропроизводителей - получение качественного урожая с наименьшей себестоимостью производства [1]. Эксплуатационные расходы на используемую технику - одни из основных затрат при производстве сельскохозяйственной продукции. В процессе работы машин изменяется их техническое состояние. Работоспособность любой машины теряется из-за появления отказа в составляющих сборочных единицах ее агрегата. Они же выходят из строя из-за отказа какого-либо сопряжения или детали. Таким образом, причиной возникновения отказов работающих машин является появление тех или иных неисправностей у деталей. Даже при эффективно функционирующей системе технического обслуживания и ремонта машин возникают отказы. Важной характеристикой надежности технической системы является поток отказов [2]. Анализ отказов тракторов показывает, что их можно разделить на постепенные и внезапные. По тракторам на постепенные приходится 65-75% всех отказов [3]. Их возникновение можно прогнозировать, поскольку они связаны с параметрами технического состояния машины, и они управляемы. Возникновение внезапных отказов, к сожалению, трудно предугадать. Все отказы классифицируют по группам сложности на отказы первой, второй и третьей группы. Наиболее сложные отказы – третьей группы сложности – ресурсные отказы. Для их устранения необходимо произвести ремонтные работы с возможной заменой или восстановлением основных, в том числе базовых деталей узлов и агрегатов машин, это значительно увеличивает затраты на эксплуатацию техники. При этом выделяют три причины отказов: производственные, материаловедческие и эксплуатационные. Производственные связаны с технологией изготовления и сборки трущихся деталей узлов и агрегатов машин, при нарушении данных процессов и комбинации других факторов, влияющих на режимы работы узла, может наступать отказ. Материаловедческие причины отказов связаны с недостатками используемых материалов при изготовлении узлов и деталей машин, что приводит к несовершенству узлов и впоследствии к их отказам [4]. Эксплуатационные причины отказов связаны с не соответствующими нормативам режимами эксплуатации машин. Процесс возникновения внезапных отказов машин в эксплуатации тракторов на предприятиях АПК исследован недостаточно. При проведении исследований предполагается выявить и статистически обработать возникающие отказы тракторов в условиях сельскохозяйственных предприятий, разделить существующие отказы по причинам возникновения, что позволит дать рекомендации по снижению количества внезапных отказов в зависимости от причин их появления при эксплуатации техники в условиях агропромышленных предприятий.

Объекты и методы

При проведении исследования использовались статистические методы анализа данных. Данные по использованию тракторов в сельском хозяйстве получены

Vestnik of Omsk SAU, 2026, no. 1 (61)

AGROENGINEERING

в условиях эксплуатации техники в производственном процессе хозяйств Омской области. Анализируемый период составил три года, под наблюдение взяты трактора марки К-701.

Результаты исследований

По данным Государственной инспекции по надзору за техническим состоянием самоходных машин и других видов техники при Министерстве сельского хозяйства, пищевой и перерабатывающей промышленности Омской области, доля тракторов Кировец составляет порядка 15% от всех зарегистрированных тракторов по 32 районам Омской области. Их средний возраст – порядка 32 лет (рис. 1), т. е. данные трактора в основной массе используются далеко за пределами рекомендуемых сроков эксплуатации.

Рис. 1. Возраст тракторов К-701 по Омской области

Возраст тракторов является лимитирующим фактором возникновения отказов его агрегатов и систем [5]. Согласно теории изнашивания сопряженных деталей машин в первый период эксплуатации, называемый приработкой, интенсивность износа и впоследствии разрушение поверхностей узлов трения протекают довольно быстро. Данный процесс приработки узлов связан с выравниванием микронеровностей, возникающих в связи с их механической обработкой. Период приработки завершается переходом ко второму периоду установившейся, или нормальной, работы. В этот период интенсивность изнашивания очень низкая. Но в процессе наработки износ сопряженных деталей постепенно нарастает, интенсивность данного процесса зависит от множества факторов, в конечном итоге влияющих на его продолжительность. Длительность периода установившегося износа определяет ресурс узла. По окончании данного периода условия трения узлов изменяются скачкообразно, вызывая форсированный износ и соответственно отказ.

Отдельные составные части машин имеют разную частоту отказов. В соответствии с этим необходимо выявить и определить составные части, имеющие наибольшую частоту отказов. Это лимитирующие составные части, определяющие показатели надежности техники [6].

Возникающие отказы различаются между собой тем, что на выявление последствий и причин затрачивается разное количество времени. Имеются явные и скрытые отказы. Для сокращения времени, связанного с поиском скрытых отказов, необходимо разработать методику, позволяющую сократить время на установление последствий и их причин.

Vestnik of Omsk SAU, 2026, no. 1 (61)

AGROENGINEERING

Исследования проведены в хозяйствах Омской области по результатам наблюдений работы тракторов марки К-701, получены статистические данные по оценке загрузки тракторов, простоев и затрат на поддержание технической готовности парка машин. На их основании построены графики машиноиспользования (рис. 2).

Распределение работ по месяцам года

Рис. 2. График машиноиспользования тракторов марки К-701 за анализируемый период

Анализ графика машиноиспользования позволяет: установить пиковые периоды загрузки тракторов в течение года, показывает неравномерность загрузки тракторов на сельскохозяйственных предприятиях, связано это с сезонностью выполнения основных полевых работ. Наиболее напряженные периоды - май, июнь, сентябрь и октябрь, в эти четыре месяца выполняется до 60-80% полевых работ. При оценке влияния факторов эксплуатации на безотказность тракторов необходимо учитывать техническое состояние каждой конкретной машины. Рассматривают техническое состояние узлов и агрегатов трактора в результате совокупного влияния на него факторов эксплуатации с учетом деятельности механизаторов, ремонтного и обслуживающего персонала, объемов профилактических работ [7; 8].

В результате проведенных наблюдений и систематической оценки организованных ремонтов тракторов и мероприятий по устранению последствий отказов машин выявлено: значительную величину в устранении последствий отказов (до 50% от общего времени) составляет время на поиск последствий и их причин. В качестве критерия оптимальности при наблюдениях выбраны удельные эксплуатационные затраты, связанные с подготовкой и выполнением сельскохозяйственных работ в напряженный период, минимум отказов и соответственно простоев тракторов.

Большие потери сельскохозяйственное производство несет из-за отказов техники. Под воздействием ряда причин и негативных процессов произошло сокращение количества машин, снизились показатели их готовности, возросло количество отказов [9]. В совокупности это привело к тому, что показатели надежности стареющей техники выходят на первый план при расчете объемов посева сельскохозяйственных культур, сроков выполнения технологических операций, в конечном итоге формируя затраты на выполнение полевых механизированных работ [10; 11].

Vestnik of Omsk SAU, 2026, no. 1 (61)

AGROENGINEERING

Затраты на проведение технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) по тракторам марки К-700 одного из предприятий Омской области за анализируемый период представлены на рис. 3.

—♦—Сумма за период, руб.

И Сумма за 1 ра 1 за 2022 год, руб.

-♦ Сумма за ipai за 2023 од, руб.

X Сумма за ipai за 2024 год, руб.

Марка, номер трактора

Рис. 3. Затраты на запасные части и материалы на ТО и ТР по тракторам марки К-700 за анализируемый период

Сумма затрат на запасные части и материалы взята по возрастающему итогу за анализируемый период на каждый трактор. Из графика можно сделать вывод, что затраты на поддержание работоспособного состояния парка тракторов марки К-701 распределяются неравномерно как по годам, так и по отдельным машинам.

Потери предприятия от простоев машин и дополнительные затраты на ремонт и техническое обслуживание можно определить как [12]:

П п = П r + П I , II + ^Пто ,

Д З = З сез + З упо + З ТО ,                                          (2)

где П R - снижение потерь предприятия на простой тракторов по причине отказов III группы сложности или ресурсных отказов);

П I,II - снижение потерь предприятия на простой тракторов по причине отказов (I и II групп сложности);

П ТО - снижение потерь предприятия на простой тракторов при проведении технического обслуживания;

Зсез - затраты, необходимые на проведение сезонного ремонта тракторов (в зимний период);

Зупо - затраты, необходимые на устранение последствий внезапных отказов тракторов;

Зто - затраты, необходимые на техническое обслуживание тракторов.

Снижение потерь предприятия при простоях машин на устранении отказов III группы сложности (ресурсных отказов)

n

П r = Е N i ^Tn P i ⁿⁿ P i ^{,                              (3)}

i = 1

Vestnik of Omsk SAU, 2026, no. 1 (61)

AGROENGINEERING

где Тпр - время (период) простоя i-х видов машин на ремонт тракторов при сложном (ресурсном) отказе;

Ппр - потери от простоя i-х видов тракторов;

N i - количество i-х видов тракторов.

Также можно определить величину потерь от простоя машин при устранении последствий простых отказов I и II групп.

Снижение потерь от простоя при проведении технического обслуживания

n

П то = х N i g3 i ,                                  (4)

i = 1

где g i – доля i-х видов тракторов, подвергающихся техническому обслуживанию перед периодом полевых работ;

З i – затраты i-х видов тракторов на выполнение технического обслуживания.

При ремонте тракторов (в зимний период) необходимые затраты определяются как

З сез = Д R + З р + З в + З с + З о ,

где Зр - затраты предприятия на разборку техники;

Зв - затраты предприятия на восстановление некоторых деталей трактора;

Зс - соответственно затраты на сборку узлов и агрегатов;

Зо – затраты предприятия на последующую обкатку и регулировку агрегатов и узлов тракторов;

Д R – стоимость применения диагностики для определения ресурса узлов трактора .

При расчете затрат также учитываются дополнительные расходы на устранение отказов тракторов во время интенсивной загрузки при проведении основных (сезонных) работ

З

упо

= З

n упо

в упо ,

где З ⁿ , З ^в , - дополнительные затраты, необходимые для устранения последствий отказов перед периодом полевых работ и во время их проведения.

При возникновении отказа в период основных работ затраты определяют по формуле n m

i = 1    j = 1

где n ij - количество отказов j-й группы сложности по i-м тракторам;

C ij , t ij - соответственно стоимость и трудоемкость восстановления работоспособности i-х тракторов после отказа j-й группы сложности.

Дополнительные затраты по устранению последствий отказов во время вы полнения полевых работ вычисляют из выражения n m

З Упо = S Z n j + З ч ,                      (8)

1 = 1    j = 1

где n ij - количество отказов по i-м машинам, j-й группы сложности устраняемых в период полевых работ;

t i j , C ij - трудоемкость и стоимость устранения последствий отказов по i-м машинам, j-й группы сложности в период полевых работ;

З - затраты на создание резервного фонда запасных частей, узлов и агрегатов.

Vestnik of Omsk SAU, 2026, no. 1 (61)                                                              AGROENGINEERING

Дополнительные затраты по техническому обслуживанию рассматриваются также двух видов – выполняемые перед и во время полевых работ.

З то = З То + З во ,                                          (9)

где З ⁿ , З ^в - дополнительные затраты по выполнению технических обслуживаний перед проведением и во время полевых работ.

Расчитывают затраты на проведение технического обслуживания, выполняемого перед основными работами

n

^ЗТО = У N Mi g Mi ³TOi                                 ⁽¹⁰⁾

i=1                           , где N - число машин i-го вида;

g - доля машин i-го вида, находящихся на техническом обслуживании;

З - затраты на машины i-го вида, необходимые при проведении технического обслуживания.

Затраты на техническое обслуживание, проводимое во время выполнения основных полевых работ

n

З ТО = У N M g М З Oi ,                          (11)

= 1

где N_;, g^_;, З' j - количество, доля и затраты i-х видов машин, которые выполняют технические обслуживания во время выполнения полевых работ.

По результату наблюдения тракторов в условиях производственного процесса проведено распределение возникающих отказов тракторов марки К-701 по основным системам и агрегатам (таблица).

Распределение отказов тракторов по основным системам и агрегатам

Наименование систем и агрегатов	Процентное распределение отказов тракторов К-701 по системам и агрегатам, %
Несущая система	2,35
Электрооборудование	20,00
Приборы	4,20
Двигатель	38,42
Трансмиссия	11,62
Ходовая система	4,55
Агрегаты гидросистемы	9,32
Вспомогательные агрегаты двигателя	7,07
Кабина и элементы оперения	2,13

Таким образом, наибольшее количество отказов приходится на двигатель – 38,42%. При анализе потока отказов двигателей выявлено, что основная доля отказов двигателей наблюдаемых тракторов – в системе топливоподачи – 24,6%, системе охлаждения – 24,2%, блоке цилиндров – 19,15%, головке блока цилиндров – 6,5%, турбокомпрессоре – 11,9% и системе смазки – 13,3% (рис. 4).

Vestnik of Omsk SAU, 2026, no. 1 (61)

AGROENGINEERING

Рис. 4. Распределение отказов в двигателе

Самый большой процент отказов в двигателе приходится на прогорание прокладки между блоком и головкой цилиндров, из-за коробления головки цилиндров, а также нерегулярной подтяжки их шпилек (72,6% общего количества отказов по головке). Износ цилиндропоршневой группы и проворот вкладышей относят к основным отказам по блоку цилиндров (34,3 и 26,8% соответственно), далее идут закоксовывание и износ поршневых колец (21,8 и 28,5%), нарушение уплотнений гильзы (6,3 и 7,2%). Причины выхода из строя турбокомпрессора – износ втулок и заклинивание вала ротора.

По системе топливоподачи основная доля отказов приходится на закоксовывание распылителей форсунок (41,6 и 52,8%), отказы топливного насоса (39,6 и 27,4%), а по системе охлаждения – на обрыв и расслоение ремней (33,3 и 48,6%), разрушение валика и крыльчатки водяного насоса (19,4 и 6,3%).

Заключение

На основании проведенной работы определенна загрузка тракторов марки К-701 и построены графики машиноиспользования данных тракторов в течение года за анализируемый период. Установлены затраты на запасные части и материалы при проведении технического обслуживания и ремонта тракторов, проработана методика определения потерь от простоев тракторов и дополнительных затрат на ремонтнообслуживающие воздействия. В результате проведенного исследования выявлена доля отказов, приходящихся на системы и агрегаты тракторов марки К-701 в реальных условиях эксплуатации; узлы и агрегаты, имеющие больший процент отказов, являются лимитирующими и определяющими показатели надежности тракторов.