Книги по разным темам
Pages: | 1 | 2 | 3 | На правах рукописи
Урюпин Андрей Игоревич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ МАШИНЫ 05.21.01 Ч Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Воронеж - 2007
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования УВоронежская государственная лесотехническая академияФ (ВГЛТА)
Научный консультант: доктор технических наук, доцент Скрыпников Алексей Васильевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Бондарев Борис Александрович /профессор кафедры строительных материалов Липецкого государственного технического университета/ кандидат технических наук Картавцев Андрей Владимирович /ведущий специалист-эксперт отдела организации, надзора и контроля по ГО и ЧС Главного управления МЧС по Воронежской области/
Ведущая организация: Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Защита диссертации состоится 26 октября 2007 г. в 1300 час на заседании диссертационного совета Д 212.034.02 при Воронежской государственной лесотехнической академии (394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, зал заседания - аудитория 118)
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВГЛТА.
Автореферат разослан 24 сентября 2007 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Курьянов В.К.
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. При проектировании и изготовлении машин формируется определенный ресурс или запас их потенциальных возможностей, который расходуется по мере эксплуатации и возобновляется при обслуживании или ремонте. Показатели технической эксплуатации большинства типов машин весьма чувствительны к экономическим реалиям той среды, в которой они используются по назначению. Во многих случаях это обстоятельство объясняется техникоэкономической природой надежности машины и реакцией ее показателей, таких как:
предельное состояние, лотказ, ресурс, срок службы и пр. на условия, в которых используется ремонтопригодная техника.
Превентивные ремонтно-обслуживающие работы, замены деталей, узлов, машин составляют основу существующей ремонтной политики, которая сформировалась в дорыночных условиях при действовавших в тот период соотношениях цен на сырьевые ресурсы и машины для их добычи (выращивания, уборки, заготовки). Именно для тех условий была создана концепция плановопредупредительной системы технического обслуживания и ремонта машин: упреждающие допуски, нормативы и регламенты.
В особенно невыгодные условия попали сырьевые отрасли, в том числе лесопромышленная. В этих отраслях за каждую единицу недоиспользованного технического ресурса, потерянную при предупредительных ремонтах машины и ее составных частей приходится расплачиваться в 5 и более раз, чем прежде, объемом производимой продукции. И это не временная, а долгосрочная тенденция, о чем свидетельствует мировая практика таких развитых стран как США, Канада, Германия, Франция.
В нынешних экономических условиях требуются новые подходы к формированию методологии технической эксплуатации и ремонта машин.
Техническое сопровождение эксплуатации машин, в том числе и машин лесопромышленного комплекса, можно рассматривать как инструмент управления запасом их потенциальных возможностей, заложенных при изготовлении и пополняемых (восстанавливаемых) при обслуживании и ремонте. Определение момента для проведения работ по восстановлению технического состояния машины зависит от различных факторов, часто противоречащих друг другу. Эта противоречивость является исходной предпосылкой для поиска оптимальных решений среди множества возможных.
Достаточно ясно, что потребность в техническом сопровождении, включая ремонт одной и той же машины, будет оценена различными субъектами поразному. Эти различия связаны: с инвариантностью режимов использования и обслуживания машины, от качества технического обслуживания и ремонта и других причин.
Поэтому разработка научных основ технической политики, которую необходимо использовать при эксплуатации ремонтопригодной техники на современном этапе развития экономических отношений, является важной народнохозяйственной задачей, определяющей актуальность работы.
Цель работы - формирование научно обоснованных теоретических предпосылок к избирательному подходу применения стратегий технического сопровождения и совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта лесных машин с целью повышения эффективности их эксплуатации. Предлагаемые подходы основаны на разработке новых концептуальных и рецептурных технических решений на задачи, поставленные перед лесопромышленным комплексом в связи с изменившимися экономическими и организационными условиями его развития.
Объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись: параметры надежности машин и их элементов; процессы использования в современных условиях групповых ремонтных процедур для тракторов; процессы групповых ремонтных процедур для тракторов; системы технического обслуживания и ремонта.
Научные исследования проводились при помощи методов: дифференциального и интегрального исчислений, теории вероятностей, аналитической геометрии, теоретической механики, имитационного моделирования, экономического анализа. Обработка результатов производилась методами математической статистики с применением современных средств вычислительной техники. Достоверность результатов научных исследований подтверждается апробацией рекомендаций на предприятиях лесного комплекса.
Научной новизной обладают:
1 Методы совершенствования организации технической эксплуатации лесозаготовительных машин, отличающаяся системным подходом к использованию запаса их годности или ресурса при изменяющемся в рыночных условиях паритете цен на лесоматериалы и используемую для их производства технику.
2 Закономерность, определяющая граничные условия, минимальных потерь при проведении превентивных ремонтных работ, отличающаяся учетом недоиспользованных ресурсных возможностей машины и ее элементов.
3 Экономико-математическая модель определения наиболее приемлемых для различных экономических условий параметров ремонтной политики и формирования на перспективу парк машин, отличающаяся учетом динамики заготовки лесоматериалов.
4 Научно обоснованные рекомендации по сближению допускаемых и предельных значений контролируемых параметров состояния отдельной детали, агрегата или машин в целом, отличающаяся учетом минимальных эксплуатационных затрат и динамики заготовки лесоматериалов.
Значимость для науки заключается в: обосновании, ограничения на применение предупредительных ремонтных работ, связанных с неполным использованием ресурсных возможностей машин и их элементов; уточнении рекомендаций по сближению допускаемых значений контролируемых параметров состояния деталей с предельными значениями, уменьшению потерь остаточного ресурса превентивно заменяемых агрегатов лесозаготовительных машин при групповых ремонтных процедурах; математической модели для определения единого допуска в рамках стратегии технического обслуживания и ремонта по состоянию для случаев аппроксимирования издержек эксплуатации элемента непрерывными функциями.
Практическая ценность работы заключается в создании и разработке:
Х методики обеспечения разработок новых и корректировок для современных условий существующих нормативов допустимых и предельных значений параметров технического состояния элементов лесозаготовительных машин;
Х комплекса критериев, позволяющих определять сроки и объемы проведения групповых ремонтных процедур, обеспечивающих минимальные эксплуатационные затраты на единицу продукции за срок службы;
Х компьютерной программы, предназначенной для расчетов техникоэкономических параметров при составлении бизнес планов и планов по техническому перевооружению лесозаготовительных предприятий;
Х предпосылок повышения конкурентоспособности вновь проектируемых машин за счёт повышения показателей их надёжности и ремонтопригодности.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Обоснование целесообразности избирательного подхода к использованию различных стратегий технического сопровождения эксплуатации лесозаготовительных машин, позволяющая учитывать экономические условия производства.
2. Исследование влияния технико-экономических факторов на параметры управления надежностью машин и их элементов, позволяющая установить критические зоны их значений для эффективной технической эксплуатации лесозаготовительных машин.
3. Разработка имитационной модели, позволяющей описывать закономерность изменения затрат на обновление и пополнение парка машин, а также на их техническое сопровождение в зависимости от динамики изменения их технического состояния и состояния экономической среды, в которой эти машины эксплуатируются.
4. Исследование зависимости параметров предлагаемой системы технического обслуживания и ремонта, позволяющая управлять запасом потенциальных возможностей парка машин от различных сценарных особенностей развития производственных структур отрасли.
Достоверность получаемых результатов обеспечена проведением системного анализа проблемы и применением аналитических, теоретических и экспериментальных исследований; методов математической статистики при планировании экспериментов и обработке их материалов; установлением структуры и окончательных видов расчетных формул путем использования методов высшей математики, теоретической механики и проверки адекватности.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях с 2003 по 2006 гг. Воронежской государственной лесотехнической академии, Воронежского государственного архитектурно-строительного университета, Московского государственного университета леса, Уральского государственного лесотехнического университета, Липецкого государственного технического университета, Сибирского государственного технологического университета, Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии, на международной научно-практической конференции в Воронеже (г.), а также на кафедре транспорта леса и инженерной геодезии Воронежской государственной лесотехнической академии.
Публикации. Основные научные разработки по теме диссертации опубликованы в 10 работах, 1 статье в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования РФ.
В работах, опубликованных в соавторстве, личное участие автора заключается в определении целей и задач работы, в выполнении научно-технических исследований и анализа их результатов.
Реализация работы. Разработанные научно-практические результаты работы были внедрены:
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений. Основное содержание работы
изложено на 177страницах машинописного текста.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Изложено содержание диссертационной работы, показаны актуальность и научная новизна выполненных исследований, их практическая значимость, результаты внедрения, а также сформулированы основные положения, выносимые на защиту.
В первом разделе представлен анализ вопроса сбережения ресурса или годности средств механизации лесосечных работ.
Проблема улучшения использования годности технических средств имеет многоплановый характер. Эта многоплановость является прямым следствием тесной связи достоинств и недостатков машин, как объектов управления их техническим состоянием и надёжностью, с экономическими процессами использования их по назначению.
Подразумевается, что безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость полностью определяется в процессе проектирования и изготовления изделия. За эксплуатацией, в том числе и технической, признаётся способность содействовать реализации свойств, заложенных в изделие изначально в процессе его создания. Однако, почти на все технические характеристики надёжности, оказывают существенное влияние процессы использования и обслуживания, причем уже на уровне первичной системной связи: машина - среда.
Условия лесозаготовительного производства влияют на решаемую нами проблему с трёх позиций:
Х условиями использования выбранных объектов исследования - лесозаготовительных машин;
Х экономикой данной отрасли лесопромышленного комплекса, влияющей на структуру издержек, возникающих при эксплуатации машин;
Х динамикой объёмов производства лесоматериалов и его прогнозом на ближайшие 10-20 лет. Этот аспект непосредственно касается управления техническими ресурсами парка машин.
К публикациям, отражающим первое из обозначенных направлений, следует отнести работы В.И. Алябьева, Г.К. Виногорова, А.К. Редькина, В.С. Сюнева, Ф.В.
Пошарникова и др., в которых обоснованы модели оптимизации систем машин для лесосечных работ. Важной для нас проблеме эксплуатации машин на лесозаготовках посвящены работы В.Б. Прохорова, Г.М. Анисимова, В.П. Тюкавина и Ф.П.Попова и др.
Однако вопросы сбережения ресурса или годности средств механизации лесосечных работ в этих работах не ставятся.
Внедрение лесозаготовительной техники и превращение предприятий, осуществляющих лесозаготовки, в постоянно действующие, требовали поиска эффективных технологических решений. В нашей стране по ряду объективных причин основное внимание уделялось технологии лесозаготовок, при которых трелевка и вывозка древесины осуществлялись в виде деревьев или хлыстов.
Развитию этих технологий и средств механизации посвящены работы Г.К. Виногорова, К.И. Вороницына, В.П. Немцова, В.А. Барановского, И.К. Иевеня, А.А.
Камусина, В.М. Котикова, В.К. Курьянова, Н.И. Лебедева, П.М. Мазуркина, А.В.
Скрыпникова и др.
Анализ научных работ по проблеме сбережения ресурса или годности средств механизации лесосечных работ позволил сформулировать цель работы, для достижение которой необходимо решить следующие задачи:
1. Обосновать целесообразность избирательного подхода к использованию различных стратегий технического сопровождения эксплуатации лесозаготовительных машин с учетом экономических условий производства.
Pages: | 1 | 2 | 3 | Книги по разным темам