Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Морозова Наталья Михайловна
ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПОДГОТОВКИ И ХРАНЕНИЯ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ
Специальность 05.20.03 - технологии и средства
технического обслуживания
в сельском хозяйстве
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата технических наук
Рязань - 2012
Работа выполнена на кафедре Безопасность жизнедеятельности Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева (ФГБОУ ВПО РГАТУ)
Научный руководитель:
доктор технических наук,
профессор Михаил Борисович Латышенок
Официальные оппоненты:
Андрей Михайлович Кравченко доктор технических наук,
Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище
(военный институт) имени генерала армии В. Ф. Маргелова /
кафедра Общепрофессиональных дисциплин, профессор;
Андрей Сергеевич Попов кандидат технических наук,
ФГБОУ ВПО РГАТУ / кафедра
Теоретической и прикладной механики, доцент.
Ведущая организация:
Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агротехнического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук.
Защита состоится л 27 апреля 2012 года в 900 часов на заседании диссертационного совета Д 220.057.02 при ФГБОУ ВПО РГАТУ по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1 в зале заседаний диссертационного совета.
Объявление и автореферат размещены на сайте Министерства образования и науки РФ www.vak2.ed.gov.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО РГАУ.
Автореферат разослан л 26 марта 2012 г.
Учёный секретарь
Диссертационного совета,
Кандидат технических наук, доцент А. В. Шемякин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В настоящее время в России осуществляется Приоритетная национальная программа всестороннего развития агропромышленного комплекса. Решение этой масштабной задачи невозможно без широкого применения современной сельскохозяйственной техники, особенностью эксплуатации которой является сезонный характер занятости.
В процессе длительного хранения на сельскохозяйственную машину действуют климатические и атмосферные факторы, которые вызывают изменение физических и химических свойств конструкционных материалов, технических жидкости, смазки. Поэтому разработка технических и организационных мер связанных с повышением эффективности хранения зерноуборочных комбайнов, представляет актуальную научную задачу, которой занимаются ведущие научные институты страны.
Современная концепция развития машинно-тракторного парка хозяйств, предусматривает совершенствование системы технического обслуживания комбайнов сельских товаропроизводителей силами сервисных центров МТС.
В настоящее время в России функционируют около 850 МТС, из которых 60% являются убыточными.
Одной из причин такого положения является отсутствие научной концепции организации поддержания в работоспособном состоянии сельскохозяйственной техники в специфических условиях перехода от централизовано регулируемой экономики к экономике рыночного типа.
Взаимоотношения сельских товаропроизводителей и МТС должны складываться на взаимовыгодных условиях. Для хозяйств - это доступные цены на услуги при высоком качестве работ, для МТС - заинтересованность в снижении собственных затрат на выполнение технического обслуживания.
Цель исследования. Повышение эффективности хранения зерноуборочных комбайнов путём обоснования организации подготовки и хранения комбайнов с привлечением ресурсов и средств сервисных центров.
Объект исследования. Технологии подготовки и хранения зерноуборочных комбайнов.
Предмет исследования. Взаимосвязи параметров и закономерности технологического процесса хранения зерноуборочного комбайна при различных формах организации технического сервиса.
Методика исследования. Достижение поставленной цели осуществлялось теоретическими и экспериментальными исследованиями.
Теоретические исследования были посвящены разработке методики организации работ по хранению зерноуборочных комбайнов и программы для расчёта эффективности их проведения.
Экспериментальные исследования выполнены на специально изготовленных установках с использованием частных и стандартных методик с применением методов планирования эксперимента.
Обработка результатов экспериментов проводилась методом математической статистики с применением ЭВМ.
Научная новизна работы заключается в обосновании современной организационной структуры решения задачи хранения зерноуборочных комбайнов, с привлечением средств и ресурсов сервисных центров, разработке методики оценки качества хранения, на основе критерия приспособленности составных частей комбайнов к длительному хранению и определении математических зависимостей показателей надёжности и использования комбайнов от качества их хранения.
Практическую значимость представляет компьютерная программа для расчёта эффективности выполнения работ по подготовке и хранению зерноуборочных комбайнов, методика оценки качества хранения и способ хранения зерноуборочных комбайнов под тепловым экраном.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международной научной сессии Инновационные проекты в области агроинженерии Московского государственного агроинженерного университета в 2011 году, а также доложены и обсуждены на научно-практических конференциях ФГБОУ ВПО РГАТУ в 2009-2011 годах.
Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 6 статей, из которых 3 статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, а так же имеется патент на полезную модель РФ.
Защищаемые положения:
- метод организации работ по выполнению подготовки и хранения зерноуборочных комбайнов;
- методика оценка качества хранения сельскохозяйственных машин;
- компьютерная программа для расчёта эффективности выполнения работ по подготовки и хранению зерноуборочных комбайнов;
- способ хранения зерноуборочного комбайна на открытой площадке под тепловым экраном.
Исследования проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ на 2011-2015гг. Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева тема №5 Повышение эффективности эксплуатации автотранспорта и мобильной сельскохозяйственной техники за счёт разработки новых конструкций, методов. И средства технического обслуживания, ремонта, диагностики (№ гос. рег. 01201174433).
Структура и объём работы. Диссертация состоит из аннотации, введения, четырёх глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 187 страницах машинописного текста, из которых 33 страницы приложений. Работа содержит 26 рисунков, 20 таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, её научная новизна и практическая значимость. Приведены основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе Состояние вопроса и задачи исследования на основании анализа литературных источников дан краткий обзор существующих способов технологии и организации работ по подготовке сельскохозяйственной техники к хранению. Разработкой научных основ технических и организационных мер связанных с повышением эффективности хранения зерноуборочных комбайнов, занимаются ведущие научные институты страны и учёные А. А. Валько, М. Б. Латышенок, М. М. Севернев, А. Э. Северный, Е.А. Пучин, А. П. Соломкин, Н. Ф. Тельнов, Н, Д. Томашов и др. Выполненные ими исследования по научной организации подготовки и хранения сельскохозяйственных машин не потеряли своей актуальности и сегодня. Однако они требуют существенной корректировки с учётом развития рыночной экономики.
Взаимоотношения сельских товаропроизводителей и сервисных технических центров в области подготовки и хранения зерноуборочных комбайнов должны складываться на взаимовыгодных условиях. Это невозможно без обоснованной технологии и системы организации подготовки и хранения сельскохозяйственных машин в нерабочий период с разработкой новых подходов к обоснованию эффективности и объективной оценки качества выполнения работ по подготовке техники к длительному хранению.
Так же, в связи с тем, что большинство сельскохозяйственных предприятий не в состоянии обеспечить хранение зерноуборочных комбайнов в закрытом помещении, необходимо обосновать способ хранения комбайна, который позволит при меньших затратах защитить машину от атмосферных осадков в виде дождя и снега, солнечной радиации и уменьшить частоту образования конденсата влаги на поверхности зерноуборочного комбайна, за счёт ограничения его теплообмена с окружающей средой.
Поэтому, для повышения сохранности зерноуборочных комбайнов, путём оптимизации работ по подготовке и хранению комбайнов необходимо было:
- разработать метод обоснования организации работ по выполнению подготовки и хранения комбайнов;
- разработать методику оценка качества хранения сельскохозяйственных машин;
- разработать компьютерную программу для расчёта эффективности выполнения работ по подготовке и хранению зерноуборочных комбайнов;
- обосновать способ хранения зерноуборочного комбайна на открытой площадке под тепловым экраном.
Во второй главе Теоретические исследования отмечено, что зерноуборочные комбайны эксплуатируются в довольно жёстких климатических условиях.
При хранении комбайна его температурное состояние определяется интенсивностью теплообмена поверхности машины с окружающей средой.
Количество тепла Q поглощённое поверхностью комбайна и расходуемое на изменение его температуры, складывается из тепла, поступившего от солнечной радиации QE; тепла поступившего при лучисто-конвективном теплообмене от окружающей среды с которой соприкасается поверхность QS; а также тепла поступившего вследствие конденсации влаги на поверхность комбайна Qк и может быть определено выражением:
Q = QE + QS + QK (1)
где Q - количество тепла, поглощённое поверхностью комбайна и расходуемое на изменение его температуры, Дж;
QE - тепло, поступившее от солнечной радиации, Дж;
QS - тепло поступившее при лучисто-конвективном теплообмене от окружающей среды с которой соприкасается поверхность, Дж;
QK - тепло поступившее вследствие конденсации влаги на поверхность комбайна, Дж.
Возникновение конденсата влаги на поверхности комбайна наблюдается при неустановившихся тепловых режимах, когда справедливы неравенства (2 и 3):
(2)
(3)
Следовательно, для повышения сохранности зерноуборочных комбайнов его теплообмен с окружающей средой должен быть ограничен до величины, не допускающей возникновение предельных перепадов температур.
Количество, поглощаемое комбайном теплоты, установленного на открытой площадке, является переменной величиной и поэтому для отрезка времени dt условия теплового баланса определяется выражением:
, (4)
где - количество теплоты, поступившей к комбайну от действия солнечной радиации за единицу времени, Дж/с.;
- количество теплоты, поступившей к комбайну при теплообмене с окружающей средой за единицу времени, Дж/с..;
- количество теплоты, поступившей к комбайну при конденсации влаги на её поверхности за единицу времени, Дж/с..;
- коэффициент теплопроводности комбайна, Вт/кг*град;
- масса комбайна, кг.;
- изменение температуры комбайна за время dt, град.
После соответствующих математических преобразований была получена математическая модель, описывающая тепловой режим хранения комбайна, находящегося на открытой площадке (5)
(5)
где - начальная разница температуры поверхности комбайна и окружающего воздуха, 0К;
- коэффициент, характеризующий способность конкретной марки зерноуборочного комбайна к теплоотдаче;
- коэффициент, характеризующий изменение лучисто-конвективного теплообмена комбайна с окружающей средой за счёт действия ветра;
- степень черноты поверхности деталей комбайна;
- коэффициент поглощения (излучения) тепла абсолютно чёрным телом, Вт/м2*град.*сек.;
- средний коэффициент теплоотдачи конденсата за единицу времени, Вт/сек.*м2*град.;
- площадь поверхности комбайна на которой сконденсировалась влага, м2;
- способность поверхности комбайна поглощать тепло под действием солнечной радиации;
- облучающая способность солнца, Вт/м2*сек.;
- площадь поверхности комбайна, облучаемая солнцем, м2.
Закрытое помещение защищает установленный в нём комбайн от солнечных лучей =0 и ветрового воздействия =1, а также предупреждает возможность конденсации влаги =0, т. е. уравнение (5) примет вид:
, (6)
При хранении зерноуборочного комбайна под навесом, он защищен от действия прямой солнечной радиации =0, следовательно, уравнение (5) будет иметь вид:
, (7)
Уменьшение теплообмена с окружающей средой до предельно допустимой величины возможно за счёт специальных конструкций, выполняющих роль тепловых экранов.
При установке у поверхности зерноуборочного комбайна теплового экрана, экран защитит его от действия солнечных лучей =0, а лучистый теплообмен с окружающей средой проходит поэтапно: окружающая среда - экран, экран - поверхность комбайна.
После интегрирования и логарифмирования уравнения (5) получили выражение:
, (8)
Выражение (8) характеризует тепловой режим хранения зерноуборочного комбайна, установленного на открытой площадке с частичной защитой его поверхности тепловым экраном.
Из уравнения видно, что возможно создать конструкцию, выполняющую роль теплового экрана, для хранения зерноуборочного комбайна на открытой площадке, при этом между поверхностью экрана и комбайном должна быть воздушная прослойка для обеспечения конвективного теплообмена, а также степень черноты поверхности экрана должна быть минимальной для обеспечения лучшего отражения тепловых лучей.
Учитывая всё выше сказанное, нами была разработана конструкция теплового экрана (рис. 1 и 2), на которую получен патент на полезную модель № 108067. Экран состоит из металлического каркаса (профиль Knauf) и чехла, изготовленного из теплоизоляционного материала Пенофол.
Условные обозначения: 1 - металлического каркаса; 2 - чехол; 3 - зерноуборочный комбайн Дон-1500Б с демонтированной жаткой.
Рисунок 1 - Устройство для хранения сельскохозяйственной техники (тепловой экран).
Рисунок 2 - Зерноуборочные комбайны Дон-1500 Б установленные на хранении под тепловым экраном.
Работа по сезонному техническому обслуживанию зерноуборочных комбайнов товаропроизводителей возможно проводить, как видно из детерминальной модели (рис. 3) на стационарных пунктах ответственного хранения комбайнов, при сервисных центрах, которые так же имеют мобильные комплексы для проведения сезонного технического обслуживания.
Необходимо создать условия, когда от выполненных работ МТС будет получать прибыль, при этом цена на подготовку комбайнов к хранению не должны превышать затрат, которые может понести сельский товаропроизводитель, если будет проводить работы по сезонному техническому обслуживанию своими силами.
Алгоритм проведения работ по хранению зерноуборочных комбайнов средствами сервисных центров представлены на рисунке 4.
Организация выполнения работ по проведению сезонного технического обслуживания и хранения зерноуборочных комбайнов связана с необходимостью выбора способа хранения по признаку минимум затрат, максимум надёжности.
Условные обозначения: СП - стационарный пункт ответственного хранения сельскохозяйственной техники МТС (сервисный центр);
МК - мобильный комплекс по подготовке зерноуборочных комбайнов к длительному хранению;
М - обслуживаемый объект (зерноуборочного комбайна);
Х2, Х3 - соответственно параметры работы стационарного пункта ответственного хранения и мобильных комплексов МТС (сервисного центра);
Y - условия функционирования системы технического обслуживания МТС (сервисного центра);
Z (t) - технологическая связь, определяемая переадресацией заявок на сезонное техническое обслуживание зерноуборочных комбайнов в зависимости от загрузки мощностей СП и МК;
Р1 и Р2 - внешние климатические факторы, оказывающие влияние соответственно на объект хранения (комбайна) и эксплуатацию мобильного комплекса;
З1 (t), З2 (t), З3 (t) - затраты на хранение зерноуборочных комбайнов и эксплуатацию СП и МК;
Н(t) - показатели долговечности обслуживаемых комбайнов;
Э2 (t), Э3 (t) - экономический эффект от хранения.
Рисунок 3 - Детерминальная модель подготовки сельскохозяйственной техники к длительному хранению средствами МТС
Работа по подготовке комбайнов к хранению начинается с того, что сервисный центр формирует банк заявок от сельских товаропроизводителей на проведение работ по подготовке комбайнов к длительному хранению и их хранению. Все заявки делятся на две группы. В первую группу включаются заявки от товаропроизводителей, которые не имеют необходимых условий для хранения зерноуборочных комбайнов на своих машинных дворах и желающие сдать свою технику на ответственное хранение на базу сервисного центра.
Во вторую группу относятся все остальные заявки, которые связаны с необходимостью проведения работ по сезонному техническому обслуживанию на базе хозяйств.
Рисунок 4 - Алгоритм проведения работ по хранению зерноуборочных комбайнов.
Работы по проведению сезонного технического обслуживания по второй группе заявок должны выполняться мобильными комплексами, которые будут развёрнуты в МТС.
Если объем заявок превышает мощность мобильных комплексов, тогда часть заявок должна быть передана в первую группу.
Заявки первой группы выполняются стационарным пунктом ответственного хранения комбайнов.
Анализируя возможности выбора сельский товаропроизводитель имеет три варианта.
Первый вариант: сумма затрат, связанных с сезонным техническим обслуживанием и хранением комбайна сельским товаропроизводителем меньше цены предлагаемой услуги сервисного центра, а так же меньше суммы затрат совместного выполнения этих же работ.
(9)
где - общая сумма затрат, связанных с сезонным техническим обслуживанием и хранением комбайна сельским товаропроизводителем при i-ом варианте хранения, руб.;
- цена предлагаемой услуги МТС на подготовку и хранение зерноуборочного комбайна силами МТС при i-ом варианте хранения, руб.;
( - сумма затрат, которые понесёт сельский товаропроизводитель, если работы по выполнению подготовки к длительному хранению будет выполнять частично самостоятельно, частично привлекать к ним средства МТС, руб.
В этом случае сельскому товаропроизводителю выгодно самостоятельно выполнять работы по хранению комбайна, а МТС необходимо изменить технологию предлагаемых услуг для снижения цены.
Второй вариант: цена предлагаемой услуги МТС на подготовку и хранение зерноуборочного комбайна меньше суммы затрат, связанных с сезонным техническим обслуживанием и хранением комбайна сельским товаропроизводителем, и меньше суммы затрат совместного выполнения этих же работ:
(10)
При втором варианте сельскому товаропроизводителю выгодно все работы по проведению подготовки и хранению комбайна передать в сервисный центр.
Третий вариант: суммы затрат совместного выполнения работ по подготовки и хранению зерноуборочного комбайна меньше сумма затрат, связанных с сезонным техническим обслуживанием и хранением комбайна сельским товаропроизводителем и меньше цены предлагаемой услуги сервисным центром
(11)
Цена предлагаемой услуги сервисным центром на подготовку и хранение зерноуборочного комбайна силами сервисного центра при i-ом варианте хранения может быть определена из выражения
(12)
где - затраты на проведение операций по подготовке к длительному хранению при i-ом варианте хранения, руб.;
- затраты на хранение комбайнов, руб.;
- сумма прибыли за оказание услуг, руб.
Сумма прибыли сервисного центра за выполнение услуг по подготовке и хранению комбайнов рассчитывается исходя из среднестатистического уровня рентабельности для подобных предприятий.
Сумма затрат, которые понесёт сельский товаропроизводитель, если работы по выполнению сезонного технического обслуживания будет выполнять частично самостоятельно, частично привлекать к ним средства сервисного центра будет складываться из двух частей и определится по формуле:
(13)
В свою очередь, затраты на выполнение операций по сезонному обслуживанию будут включать затраты на эксплуатацию мобильного комплекса, но при этом затраты на электроэнергию будет нести сельский товаропроизводитель. Поэтому формула будет выглядеть следующим образом:
(14)
где - затраты, связанные с перемещением мобильного комплекса в зоне обслуживания, руб.
Особенностью работы МК являются многочисленные переезды к месту выбранной работы. МК, перемещаясь к месту выполнения работ несёт затраты, связанные с оплатой труда водителя и расходом топлива. Эти затраты могут быть определены по формуле:
(15)
где R Ч радиус перемещения комбайнов, км.;
H Ч норма расхода горюче-смазочных материалов, л./100 км.;
n Ч число комбайнов;
Цгсм Ч цена ГСМ, руб./л;
- часовая тарифная ставка водителя, руб.
- трудоёмкость выполняемой работы, час.
- количество водителей, чел.
Затраты на проведение сезонного технического обслуживания силами сельского товаропроизводителя могут быть определены по формуле:
(16)
где - затраты на проведение операций подготовки к длительному хранению при i-ом варианте хранения, руб.;
- затраты на хранение комбайна, руб.;
- затраты на восстановление работоспособности комбайна из-за нарушения технологии её хранения, руб.
Одной из составляющих затраты на проведение сезонного технического обслуживания силами сельского товаропроизводителя являются затраты на восстановление работоспособности комбайна.
(17)
где - сезонная наработка зерноуборочного комбайна, тонн;
- удельные убытки от потери работоспособности комбайна в нерабочий период, руб./тонн.
Удельные убытки показывают, на сколько возрастут затраты на восстановление работоспособности n-ого комбайна, если его хранить в условиях отличных от эталонных.
В качестве эталонных условий, по ранее разработанным методикам оценки качества хранения, выбрано хранение в закрытом помещении. Но получаемые по ним результаты имеют значительную погрешность, которая вызвана:
- во-первых, тем, что коэффициент весомости технологической операции был установлен без учёта конкретных конструктивных особенностей зерноуборочного комбайна.
- во-вторых, в качестве эталонного способа хранения был принят способ хранения комбайна в закрытом помещении и ему была присвоена наивысшая вероятность сохранности 1. Но на практике закрытое хранение не может полностью защищать комбайн от воздействия внешних климатических факторов. В тоже время сельскому товаропроизводителю приходится выбирать между условиями хранения, которые он сам может создать для своего комбайна и конкретными j-ими условиями, которые предлагает сервисным центром. Поэтому формула примет вид уравнения:
(18)
где - коэффициент не приспособленности конструкции зерноуборочного комбайна к j-ому способу хранения, определяется из выражения:
(19)
где - число составных частей зерноуборочного комбайна, относящихся к g-ой группе приспособленности к хранению при j-ом способе хранения.
Преобразовав уравнение 22 было получено выражение:
(20)
обозначим
(21)
(22)
получим
(23)
Первый член разности характеризует технический и организационный уровень предприятия, которое берёт на себя обязанности по хранению зерноуборочного комбайна.
Второй член разности характеризует качество выполнения работ по подготовке зерноуборочного комбайна к хранению. Он отражает тенденцию роста эксплуатационных затрат в связи с некачественным хранением комбайна в нерабочий период и должен использоваться при проведении приёмки качества выполнений работ.
- в третьих, не определён физический смысл коэффициента приспособленности составных частей зерноуборочного комбайна к хранению.
В нашем случае приспособленность зерноуборочного комбайна к хранению - это свойство комбайна, которое закладывается при его конструировании и производстве, и заключается в способности узлов и деталей комбайна в нерабочий период сохранять свою работоспособность независимо от условий их хранения.
Проведение выше приведённых расчётов, по предложенной методике, трудоёмко, поэтому нами была разработана компьютерная программа.
В разработанной программе расчёта затрат на техническое обслуживание при подготовке к длительному хранению и хранению зерноуборочных комбайнов предусмотрено выполнение нескольких последовательных шагов, которые складываются из основных статей затрат, представленных на листах книги Excel.
В ходе выполнения расчёта возникает необходимость передвижения между листами книги Excel, которое осуществляется через ярлыки листов.
Первым шагом производится ввод данных на лист Исходная информация, в котором вносится стоимость места хранения, норму амортизации машин и сооружений, стоимость моющих и консервационных средств, электроэнергии, часовую тарифную ставку работников. Выбрав способ подготовки и хранения, расчёты проводятся в автоматическом режиме.
Программа позволяет провести расчёты по 4 способам хранения, 4 технологиям мойки и очистки и 4 технологиям консервации. При выборе способа хранения автоматически выбирается место хранения, а при выборе способа мойки и очистки, консервации - выбирается моющее и консервационное средство. При необходимости список может быть расширен.
В ходе выполнения расчёта программа позволяет получить и проанализировать промежуточные результаты по отдельным статьям затрат: амортизация оборудования, амортизация мест хранения, затраты на очистку и мойку, расходы на консервацию, затраты на ГСМ, затраты на восстановление работоспособности зерноуборочного комбайна.
Итоговые результаты расчёта представляются на листе Общие затраты книги Excel, по которым проводится выбор рационального способа хранения зерноуборочного комбайна. В качестве рационального принимается способ, позволяющий достигнуть максимальную оценку качества хранения при минимальных затратах на подготовку и хранение.
В третьей главе Методики экспериментальных исследований изложена программа и методика исследований, приведены описание лабораторных установок, оборудования и приборов, применяемых для определения коэффициентов весомости и технологичности операций подготовки зерноуборочных комбайнов к хранению, показатели приспособленности составных частей зерноуборочных комбайнов Дон-1500 Б. Статистическая обработка полученных экспериментальных данных проводилась с применением программы Statistica 8.0.
В четвёртой главе Результаты экспериментальных исследований в результате натурных исследований были определены защитные свойства теплового экрана, применяемого для хранения зерноуборочных комбайнов, и проведен сравнительный анализ воздействия внешних климатических факторов на узлы и детали комбайна.
Выяснили, что способ хранения зерноуборочных комбайнов под тепловым экраном позволил обеспечить минимальные, из исследуемых вариантов хранения, частоту образования конденсата на поверхности комбайна 2-4 дня в месяц и суммарную продолжительность пребывания влаги на поверхности комбайна, которая составила 31 час, что почти в три раза меньше чем при открытом хранении. (рис. 5)
Всё это, в конечном счёте, сказывается на развитии коррозионных разрушений и старении узлов и деталей зерноуборочных комбайнов.
Скорость коррозионных разрушений металлических деталей снизилась в 8 раз, старение лакокрасочного покрытия уменьшилось более чем в 8 раз, по сравнению с открытым способом хранения. (рис. 6, 7)
Рисунок 5 - Характеристики образования конденсата на поверхности зерноуборочных комбайнов в зависимости от их способа хранения.
Рисунок 6 - Повреждение (растрескивание) лакокрасочного покрытия металлических образцов в зависимости от способов хранения. | Рисунок 7 - Изменение коррозии стали по периодам года в зависимости от способа хранения. |
Так как технология подготовки зерноуборочного комбайна ДОН-1500 к длительному хранению, в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, включает кроме специальных операций, проведение в полном объёме операций, предусмотренных вторым техническим обслуживанием (ТО-2) все работы в соответствии с ГОСТ 7751-2009 были разделены на операции. (рис. 8)
Рисунок 8 - Диаграмма коэффициентов весомости операций сезонного технического обслуживания зерноуборочных комбайнов перед постановкой её на длительное хранение.
В ходе экспертного опроса специалистов сельского хозяйства, связанных с хранением машин, было установлено, что на качество хранения зерноуборочного комбайна наибольшее влияние оказывает качество проведения операции консервации комбайна коэффициент весомости 0,39 и очистка и мойка комбайна коэффициент 0,29.
О неслучайном совпадении мнений экспертов с вероятностью 0,99 свидетельствуют полученные значения коэффициента конкордации 0,53 и критерия Пирсона 66,78.
По результатам наблюдений за работой зерноуборочных комбайнов были установлены наработки на отказ составных частей комбайнов.
Наивысший уровень и группа приспособленности составных частей наблюдается при хранении зерноуборочных комбайнов в закрытом неотапливаемом помещении. Наиболее приближенными к эталонному были получены показатели по приспособленности при хранении комбайна под тепловым экраном. Наихудшие результаты были получены при хранении на открытых площадках.
В результате обработки на ЭВМ значений оценок качества хранения зерноуборочных комбайнов и наработки на отказ было установлено, что с повышением качества хранения растёт и величина наработки.
Улучшение качества хранения привело к снижению количества отказов зерноуборочных комбайнов и, как следствие этого, повышению коэффициента технической готовности комбайна. (рис 9)
(коэффициент корреляции равен 0,95, (коэффициент корреляции равен 0,96,
коэффициент адекватности 0,9) коэффициент адекватности 0,92)
Рисунок 9 - Зависимости наработки на отказ и коэффициента технической готовности зерноуборочных комбайнов от оценки качества их хранения.
Как видно из полученного графика, если отказаться от проведения сезонного технического обслуживания и не подготавливать комбайн к длительному хранению, то наработка на отказ у зерноуборочных комбайнов снижается в среднем более чем на 75 %.
Наиболее обобщающим показателем использования зерноуборочных комбайнов являются затраты на его эксплуатацию, приходящиеся на единицу выполненной работы. (рис. 10)
(коэффициент корреляции равен 0,93, коэффициент адекватности 0,87)
Рисунок 10 - Зависимость удельных затрат на эксплуатацию зерноуборочных комбайнов от качества их хранения
Полученные аналитические зависимости и результаты расчётов коэффициентов корреляции и адекватности позволяют сделать заключение, что разработанная методика оценки качества хранения зерноуборочного комбайна даёт объективный результат.
Для получения исходных данных для обоснования рационального способа хранения зерноуборочного комбайна был проведён хронометраж работ по подготовке комбайна к длительному хранению, восстановлению его работоспособности в ходе эксплуатации и проанализирована бухгалтерская отчётность и первичная документация хозяйств.
В августе 2008 года сервисный технический центр Михайловской МСО (межхозяйственная строительная организация), по разработанной нами методике организации хранения зерноуборочных комбайнов, предложил хозяйствам района проводить работы по подготовке и хранению комбайнов на своих производственных площадях, а также осуществлять работы по очистке, мойке и консервации техники на машинных дворах хозяйств для чего создал мобильный комплекс на базе автомобилей УАЗ. Организационно-экономическое обеспечение этих работ проводилось на основании описанной выше методике.
Исходя из ценовой политики предложенной сервисным центром МСО хозяйства района используя разработанную нами программу расчёта затрат на техническое обслуживание при подготовке к длительному хранению и хранение зерноуборочных комбайнов выбирали рациональную форму организации хранения комбайнов в сезоны 2008-2011 годы эксплуатации. В ходе чего были приняты следующие меры по повышению качества хранения техники.
КФХ Урожайное заключило с сервисным центром договор на проведение сезонного технического обслуживания зерноуборочных комбайнов на машинном дворе предприятия с привлечением мобильного комплекса центра. Хранение техники осуществлялось собственными средствами. При этом в 2008 году капитальные вложения на ремонт имеющегося неотапливаемого помещения для хранения зерноуборочных комбайнов составили 348 тыс. руб., так как длительный период времени здание использовалось под склад и требовало косметического ремонта. (табл. 1)
В 2008 году фактическая оценка качества хранения составил 0,74. А затраты на хранение и восстановление работоспособности зерноуборочного комбайна уже в 2008 году достигли размера 98890,9 руб. на комбайн, что на 14,1% ниже уровня 2007 года.
Учитывая, что хозяйство заключало договор на оказание услуг не по одному, а по трём комбайнам, сумма экономического эффекта в 2008 году составила 136109 руб.
С 2009 год фактическая оценка качества хранения увеличилась. Тем самым уменьшились удельные затраты на восстановление работоспособности зерноуборочного комбайна и, как следствие, затраты на хранение и восстановление работоспособности комбайнов.
Аналогично принимали решение по организации хранения зерноуборочных комбайнов в других хозяйствах Михайловского района.
КФХ Полуботок и СПК лим. Кирова не имея материально-технической базы для хранения техники, в 2008 году приняли решение о заключение договора с сервисным центром на проведение подготовки к длительному хранению зерноуборочных комбайнов на станции технического обслуживания сервисного центра и их дальнейшее хранение в закрытом помещении центра.
Таблица 1 - Экономическая эффективность хранения зерноуборочных комбайнов в хозяйствах Михайловского района Рязанской области
№ п/п | Наименование показателя | 2007 г. | 2008 г. | 2009 г. | 2010 г. |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
КФХ Урожайное | |||||
1. | Количество комбайнов, ед. | 3 | 3 | 3 | 3 |
2. | Средняя годовая наработка комбайна, тонн | 968,7 | 1112,4 | 1209 | 434,2 |
3. | Капитальные вложения, тыс. руб. | - | 348 | - | - |
4. | Общая сумма затрат, связанная с проведением сезонного ТО и хранения комбайнов (Sn),тыс. руб. | 10,71 | 48,72 | 15,65 | 15,81 |
5. | Фактическая оценка качества хранения | 0,39 | 0,74 | 0,9 | 0,96 |
6. | Удельные затраты на восстановление работоспособности зерноуборочного комбайна прошедшего сезонное ТО на машинном дворе сельского товаропроизводителя, (Yi), руб./тонн | 115,1 | 74,3 | 51,8 | 43 |
7. | Затраты на восстановление работоспособности зерноуборочных комбайнов, (Звр), тыс. руб. | 334,5 | 247,95 | 187,89 | 56,01 |
8. | Сумма затрат на хранение и восстановление работоспособности зерноуборочных комбайнов (Sn+Звр), тыс. руб. | 345,21 | 296,67 | 234,84 | 103,44 |
9. | Годовой экономический эффект от улучшения условий хранения зерноуборочных комбайнов, тыс. руб. | - | 136,16 | 198,28 | 62,30 |
КФХ Полуботок | |||||
1. | Количество комбайнов, ед. | 2 | 2 | 2 | 2 |
2. | Средняя годовая наработка комбайна, тонн | 563,2 | 674,1 | 821,3 | 310,7 |
3. | Капитальные вложения, тыс. руб. | - | - | - | - |
4. | Общая сумма затрат, связанная с проведением сезонного ТО и хранения комбайнов (Sn),тыс. руб. | 3,4 | 83,84 | 44,12 | 53 |
5. | Фактическая оценка качества хранения | 0,18 | 0,95 | 0,93 | 0,95 |
6. | Удельные затраты на восстановление работоспособности зерноуборочного комбайна прошедшего сезонное ТО на машинном дворе сельского товаропроизводителя, (Yi), руб./тонн | 119,3 | 44,3 | 49,7 | 44,3 |
7. | Затраты на восстановление работоспособности зерноуборочных комбайнов, (Звр), тыс. руб. | 134,38 | 59,73 | 81,64 | 27,52 |
8. | Сумма затрат на хранение и восстановление работоспособности зерноуборочных комбайнов (Sn+Звр), тыс. руб. | 137,78 | 143,57 | 125,76 | 80,52 |
9. | Годовой экономический эффект от улучшения условий хранения зерноуборочных комбайнов, тыс. руб. | - | 101,11 | 114,32 | 46,61 |
Продолжение таблицы 1 | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
СПК "им. Кирова" | |||||
1. | Количество комбайнов, ед. | 2 | 2 | 2 | 2 |
2. | Средняя годовая наработка комбайна, тонн | 654,7 | 701,3 | 835,6 | 368,8 |
3. | Капитальные вложения, тыс. руб. | - | - | - | - |
4. | Общая сумма затрат, связанная с проведением сезонного ТО и хранения комбайнов (Sn), тыс. руб. | 3,18 | 75,82 | 46,3 | 53 |
5. | Фактическая оценка качества хранения | 0,19 | 0,93 | 0,94 | 0,95 |
6. | Удельные затраты на восстановление работоспособности зерноуборочного комбайна прошедшего сезонное ТО на машинном дворе сельского товаропроизводителя, (Yi), руб./тонн | 118,9 | 49,7 | 48,3 | 44,3 |
7. | Затраты на восстановление работоспособности зерноуборочных комбайнов, (Звр), тыс. руб. | 155,68 | 69,7 | 80,72 | 32,68 |
8. | Сумма затрат на хранение и восстановление работоспособности зерноуборочных комбайнов (Sn+Звр), тыс. руб. | 158,86 | 145,54 | 127,02 | 85,66 |
9. | Годовой экономический эффект от улучшения условий хранения зерноуборочных комбайнов, тыс. руб. | - | 97,05 | 117,99 | 55,04 |
ООО "Продресурс" | |||||
1. | Количество комбайнов, ед. | 4 | 4 | 4 | 4 |
2. | Средняя годовая наработка комбайна, тонн | 985,83 | 1120,54 | 1478,75 | 534,2 |
3. | Капитальные вложения, тыс. руб. | - | 112,25 | - | - |
4. | Общая сумма затрат, связанная с проведением сезонного ТО и хранения комбайнов (Sn), тыс. руб. | 117,04 | 111,08 | 104,24 | 106 |
5. | Фактическая оценка качества хранения | 0,8 | 0,8 | 0,95 | 0,95 |
6. | Удельные затраты на восстановление работоспособности зерноуборочного комбайна прошедшего сезонное ТО на машинном дворе сельского товаропроизводителя, (Yi), руб./тонн | 68,4 | 68,4 | 44,3 | 44,3 |
7. | Затраты на восстановление работоспособности зерноуборочных комбайнов, (Звр), тыс. руб. | 269,72 | 306,56 | 262,04 | 94,68 |
8. | Сумма затрат на хранение и восстановление работоспособности зерноуборочных комбайнов (Sn+Звр), тыс. руб. | 386,8 | 417,64 | 366,28 | 200,64 |
9. | Годовой экономический эффект от улучшения условий хранения зерноуборочных комбайнов, тыс. руб. | - | 0,02 | 142,55 | 51,52 |
С 2009 года КФХ Полуботок и СПК лим. Кирова перезаключили договор с сервисным центром выбрав хранение не в ангаре, а под тепловым экраном.
ООО Продресурс, имея наилучшие условия для подготовки и хранения зерноуборочных комбайнов, при рассмотрении вопроса об организации хранения комбайнов было принято решение о продолжении развития собственной материальной базы.
В 2010 году по вопросу хранения было принято решение и заключён договор с сервисным центром на проведение подготовки к длительному хранению зерноуборочных комбайнов на станции технического обслуживания сервисного центра и их дальнейшее хранение под тепловым экраном.
В результате внедрения в производство сделанных нами разработок по организации эффективного хранения зерноуборочных комбайнов с привлечением средств и ресурсов сервисного центра Михайловского МСО хозяйства района ежегодно получали экономический эффект от 20,67до 231,35 тыс. руб.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
- Установлено, что организация работ по хранению зерноуборочных комбайнов сельских товаропроизводителей должны проводиться стационарными пунктами ответственного хранения машин на базе сервисных центров, в состав которых входят пост технического обслуживания, подготовленные места хранения комбайнов и транспортное звено, занятое доставкой техники от товаропроизводителей на пункт и после хранения обратно, а также мобильными комплексами.
Решение задачи повышения эффективности работ по подготовке и хранению зерноуборочных комбайнов средствами сервисных центров может быть выполнена на основе разработанной компьютерной программы, которая позволяет осуществить весь комплекс запланированных работ с минимальными затратами средств и времени.
- Полученные математические зависимости показателей надёжности и использования зерноуборочных комбайнов от оценки качества хранения доказывают, что разработанная методика определения оценки качества хранения зерноуборочных комбайнов даёт объективный результат. Из полученных уравнений и результатов исследований следует, что повышение оценки качества хранения зерноуборочных комбайнов Дон-1500 Б с 0,174 (минимальная оценка качества хранения комбайнов установленная в ходе исследований) до 0,96 (максимальное качество, которое было достигнуто) позволило увеличить наработку на отказ более чем на 75 %, коэффициент технологической готовности повысился с 0,43 до 0,96, при этом удельные затраты на эксплуатацию комбайна сократились в среднем со 118 рублей на тонну убранного зерна до 9,4 рублей.
- Применение тепловых экранов, ограничивающих теплообмен машины с окружающей средой при длительном хранении зерноуборочных комбайнов на открытой площадке, позволило защитить их от воздействия солнечной радиации, атмосферных осадков в виде дождя и снега, снизить частоту образования, количество и время нахождения сконденсированной влаги на поверхности деталей комбайнов по сравнению с открытым хранением в 3 раза. Вследствие этого, скорость коррозионного разрушения уменьшилась более чем в 9 раз и составила в среднем за 10 месяцев хранения 25 г/м2. Скорость старения полимерных защитных материалов замедлилась в 8 раз по сравнению с хранением на открытой площадке.
- Внедрение способа хранения зерноуборочных комбайнов под тепловым экраном дало возможность хозяйствам обеспечить условия хранения машин близкие к условиям в закрытом помещении, при этом затраты на хранение одного комбайна снизились в среднем с 41,1 тыс. руб. до 20,15 тыс. руб.
- Внедрение результатов настоящих исследований позволило более целенаправленно проводить мероприятия по улучшению условий хранения зерноуборочных комбайнов, обеспечить их коэффициент технической готовности не ниже чем 0,9, на 75 % повысить наработку на отказ, уменьшить удельные затраты на эксплуатацию комбайна за счёт уменьшения расходов на ремонт и устранение отказов во время работы комбайнов Дон-1500 Б со 119,3 рублей до 44,3 рублей на тонну убранного зерна.
Годовой экономический эффект от внедрения результатов исследований, подтверждённый актами внедрения в хозяйствах Михайловского района Рязанской области составил от 20,67до 231,35 тыс. руб.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
Публикации в изданиях рекомендованных ВАК:
- Морозова Н.М., Латышенок М.Б., Шемякин А.В., Конов И.В. Обоснование вариантов хранения сельскохозяйственных машин // Естественные и технические науки. - 2011. №3. (53) С. 517-520.
- Морозова Н.М., Латышенок М.Б., Шемякин А.В., Соловьёва С.П., Юдачёв А.Ю. Укрыти е для хранения сельскохозяйственной техники // Известия ТуГУ - 2011 г. №4. С. 137-139.
- Морозова Н.М. Организационные принципы выполнения работ по сезонному техническому обслуживанию и хранению зерноуборочных комбайнов // Известия ТуГУ - 2011 г. №5 (3). С. 299-303.
- Морозова Н.М., Латышенок М.Б., Шемякин А.В., Соловьёва С.П.
Публикации в других изданиях:
- Морозова Н.М., Латышенок М.Б., Астахова Е.М. Современные проблемы сезонного технического обслуживания сельскохозяйственной техники и перспективы их решения // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. №2, 2010. - Рязань РГАТУ. С. 66-67
- Морозова Н.М., Латышенок М.Б., Шемякин А.В., Володин В.Н., Подъяблонский А.В. Совершенствование процесса межсезонного хранения сельскохозяйственной техники // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. №3, 2010. - Рязань РГАТУ. С. 66-67
- Морозова Н.М., Латышенок М.Б., Астахова Е.М., Тараканова Н.М. Приспособленности составных частей зерноуборочных комбайнов к длительному хранению // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. №4 (12), 2011. - Рязань РГАТУ. С. 40-44
- Устройство для хранения сельскохозяйственной техники. (Патент на полезную модель). Патент на полезную модель №108067, опубл. 10.09.2001 г. Бюл. №25
Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать лазерная
Усл. печ. л.1
Тираж 100 экз. Заказ №724
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Рязанский государственный агротехнологический университет
имени П.А.Костычева
390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1
Отпечатано в издательстве учебной литературы и
учебно-методических пособий
ФГБОУ ВПО РГАТУ
390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1
Отпечатано с оригинала макета заказчика
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям