Анализ видов, последствий и критичности отказов безопасности стыковки «Толкач скрепер»

элементов у предлагаемого аппарата наблюдается более высокая вероятность подачи семян. У серийного высевающего аппарата на рабочей скорости 17 км/ч количество пропусков увеличилось в 1,5 раза от оптимального высева (100%) при дозировании кукурузы, а у модернизированного только в 1,2...1,3 раза. Опыты показывают, что на повышенных скоростях (15 км/ч) отклонение от допустимой агротребованиями частости пропусков модернизированным высевающим аппаратом в 3 раза для кукурузы и в 2 раза для подсолнечника меньше, по сравнению с серийным аппаратом.

Выводы. Сравнительные испытания серийного и предлагаемого высевающих аппаратов сеялки СПБ-8К подтвердили перспективность предложенной конструкции для проведения посева на повышенных скоростях. Кроме того, условия (3) и (7) позволяют

использовать при посеве и кукурузы и подсолнечника один универсальный комплект высевающих дисков (=2,5 мм) и прокладок вакуумной камеры, в результате чего снижается трудоемкость настройки сеялки на высев другой культуры и уменьшаются затраты на комплектование агрегата.

Литература. 1. Каскарбаев, Ж.А. Рекомендации по проведению весенне-полевых работ в Акмолинской области в 2010 году / Ж.А. Каскарбаев, В.П. Шашков, М.И. Матюшков. - Шортанды, 2010. - С. 58.

2. Лобачевская, Н.П. Совершенствование процесса высева семян клещевины аппаратом пневматической сеялки [Текст]: Дис. ... канд. техн. наук. - Зерноград, 2001.

3. Бузенков, Г.М. Машины для посева сельскохозяйственных культур / Г.М. Бузенков, С.М. Ма. - М.: Машиностроение, 1976. - С. 272.

УДК 629.114

Ю.Н. Баранов, кандидат биологических наук ВНИИ соцразвития села ФГБОУ ВПО Орел ГАУ

А.Н. Загородних, кандидат технических наук, Д.в. Елисеев, аспирант ГОУ ВПО ОГУ

АНАЛИЗ ВИДОВ, ПОСЛЕДСТВИЙ И КРИТИЧНОСТИ ОТКАЗОВ БЕЗОПАСНОСТИ СТЫКОВКИ

«ТОЛКАЧ - СКРЕПЕР»

Идея анализа видов, последствий и критичности отказов состоит в учете следующих факторов: частоты дефекта, обусловленного потерей точности операции стыковки, вероятности выявления этого события и последствий отказа. Анализ критичности операции начинают с разделения технологического процесса на отдельные операции и проводят анализ возможных опасностей в результате потенциальных нарушений операций.

Ключевые слова: скрепер, толкач, критичность операции, точность операции, точностью технологического процесса, индекс воспроизводимости, коэффициентом точности.

The idea the analysis of kinds, consequences and criticality of refusals consists in the account offollowing factors: frequencies of the defect caused by loss of accuracy of operation of joining, probability of revealing of this event and refusal consequences. The analysis of criticality of operation begin with division of technological process into separate operations and carry out the analysis.

Key words: Scraper, pusher, criticality of operation, accuracy of operation, accuracy of technological process, a reproducibility index, accuracy factor

Развитие агропромышленного комплекса (АПК) сопровождается возведением и реконструкцией таких объектов, как территориальные дороги. За последние годы в стране построено и реконструировано 47 тыс. км автодорог, находящихся в ведении АПК. Реализация Президентской программы «Дороги России XXI века» сыграло ключевую роль в строительстве, реконструкции, ремонте и содержании территориальных дорог АПК [1].

Скреперы является в АПК сегодня наиболее эффективной и распространенной системой производства земляных работ, так как средний объем земляных работ при постройке дорог в равнинной и слабопересеченной местности составляет на 1 км земляного полотна для дорог II и III категорий 20-30 тыс. м3, 1У-У категорий - 15-20 тыс. м3. При постройке дорог I категории объемы земляных работ достигают 50 тыс. м3 и более.

Анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО) представляет собой группу методов вероятностного анализа безопасности (ВАБ),

предназначенных для превентивного анализа отказов и дефектов элементов объекта, наиболее значимых с точки зрения безопасности (АВПКО объекта), а также операций, влияющих на безопасность технологических процессов (АВПКО процесса) [2].

Цель АВПКО процесса стыковки «толкач -скрепер» заключается в анализе воздействия операции на безопасность операторов техники и технологического процесса.

Одна и та же операция в зависимости от ситуации может анализироваться с точки зрения оценки ее влияния на безопасность операторов используемой техники или процесса его осуществления [3]. Например, операция стыковки «толкач - скрепер», может быть оценена с точки зрения ее влияния на безопасность самих операторов или процесса стыковки.

Идея анализа критичности операции состоит в учете следующих факторов: частоты дефекта,

обусловленного потерей точности операции стыковки, вероятности выявления этого события и последствий отказа.

Здесь под точностью технологического процесса (операции) понимается его свойство обеспечивать близость действительных и номинальных значений параметров производимой стыковки.

Нарушение точности операции как раз приводит к дефекту, т.е. не выполнением скрепером своих технологических функций (например, забор грунта). Для анализа точности операции сопоставляют поле рассеяния параметра производимой функции с полем допуска. Полем рассеяния будем называть область значений параметра производимой технологической функции, соответствующую близкой к единице вероятности их появления. При нормальном распределении параметра производимой

технологической функции поле рассеяния ю принимается равным 6о, где о — среднеквадратичное отклонение параметра технологической функции. В этом случае поле рассеяния определится как область значений параметра, соответствующая вероятности их появления 0,9973.

Для анализа точности процесса стыковки толкача и скрепера может использоваться следующий основной показатель - индекс воспроизводимости Ср, под которым понимают отношение между допуском Т на анализируемый параметр и полем рассеяния значений параметра:

Ср=Т /ю = Т / 6о

Чем выше величина Ср, тем меньше уровень дефектности 5, обеспечиваемой данным технологическим процессом. Существует

однозначная зависимость между величиной Ср и уровнем дефектности 5 (в случае нормального распределения параметра продукции).

Для параметра, распределение которого отлично от нормального, точность операции характеризуют коэффициентом точности КТ, который определяется по формуле (предполагается, что распределение близко к распределению Релея) [2]:

КТ = Т / 2,745ц

где ^ - среднее значение параметра.

Этим выражением следует пользоваться для параметров, характеризующих:

• несоосность двух номинально соосных цилиндрических поверхностей (эксцентриситет, биение);

• непараллельность двух плоскостей;

• неперпендикулярность двух плоскостей или оси к плоскости.

Следовательно, процесс стыковки скрепера с толкачем по своим технологическим параметрам может характеризоваться коэффициентом точности.

Выяснив эту связь, можно перейти к расчету критичности операции при АВПКО процесса, проводимого в целях анализа влияния технологической операции на безопасность процесса стыковки.

На рисунке 1 представлена схема учета факторов при расчете критичности операции.

Рисунок 1 - Схема учета факторов при расчете критичности операции

Таким образом, критичность операции С рассчитывают по формуле:

С = ВГВ2-Вз,

где В1 — оценка частоты (вероятности) наступления потенциального отказа;

В2 — оценка вероятности выявления отказа (дефекта) до его проявления;

В3 — оценка тяжести последствий отказа (дефекта).

При этом коэффициент В! находят по таблице 1, учитывая возможное значение индекса воспроизводимости процесса Ср (или коэффициента точности КТ).

Следует отметить, что величина Ср (или КТ) может быть оценена экспертно специалистами рабочей группы или рассчитана путем отбора мгновенных выборок и последующего анализа точности процесса.

Таблица 1 - Значение коэффициента В1

Характеристика частоты дефекта Ассоциируемое значение Ср Значение В!, баллы

Практически невозможен <1,67 1

Очень редкий 1,33 2

Редкий 1,00 3

Возможен 0,83 4

Весьма возможен 0,71 5

Частый 0,63 7 8

Очень частый >0,56 9 - 10

Значение коэ ффициента В2, который

характеризует вероятность выявления факта

нарушения точности, определяют по таблице 2 в зависимости от принятой системы контроля технологического процесса.

Таблица 2 - Значения коэффициента В2

Характеристика вероятности выявления нарушения точности Значение В2, баллы

Очень высокая, так как это событие легко идентифицируется 1 - 2

Высокая 3 - 4

Умеренная, так как это событие сложно идентифицировать 5 - 6

Низкая 7 - 8

Очень высокая. Это событие нельзя идентифицировать 9 - 10

Значение коэффициента В3, характеризующего последствия нарушения операции, определяется по таблице 3.

Таблица 3 - Значения коэффициента В3 в том, что отказ в операции может вызвать

критические последствия для процесса.

Анализ критичности операции начинают с разделения технологического процесса на отдельные операции. Затем проводят анализ возможных опасностей в результате потенциальных нарушений операций.

Выделение наиболее значимых операций осуществляется путем сравнения критичности ьй операции Сь с предельным значением Ск= 125. Если С > Ск, то ья операция признается критической, и поэтому необходима обязательная разработка корректирующих мер.

Рассмотрим критичность стыковки толкача и скрепера до использования разработанного нами нового устройства (табл. 4).

АВПКО позволяет оценить влияние операции на безопасность самого процесса. Влияние сказывается

Таблица 4 - Критичность стыковки толкача и скрепера

Операция Нарушение операции Причина нарушения Средства обнаружения В1 В2 В3 С

Маневрирование и подъезд толкача к скреперу Потеря функции Отказ двигателя Есть 3 2 2 12

Неупорядоченность движения Неисправность системы управления Нет 2 4 9 72

Стыковка скрепера с толкачем Неравномерность стыковки Непараллельность двух плоскостей стыковочных узлов Нет 7 6 6 252

Отсутствие стыковочного контакта Отказ двигателя Нет 7 4 6 168

Повышенная сила удара при стыковке Высокая скорость подъезда толкача Нет 5 5 9 225

Отсутствие системы амортизации при ударе Нет 5 7 9 315

Совместное движение толкача и скрепера Потеря выполняемой функции Отсутствие контакта при стыковке Нет 5 4 8 160

Излишние заглубление скрепера Есть 4 6 8 192

Отъезд толкача от скрепера Потеря функции Отказ двигателя Есть 3 2 2 12

Анализ последней колонки таблицы, содержащей значения критичности операции, показывает, что операция «Стыковка скрепера с толкачом» является наиболее критичной. Этот вывод демонстрирует диаграмма Парето на рисунке 2, где приведены значения критичности рассмотренных операций. Кроме того, сопоставляя рассчитанные значения критичности операций с величиной Ск= 125, можно прийти к этому же выводу.

Для снижения величины критичности операции «Стыковка скрепера с толкачом» целесообразно разработать корректирующие меры. Анализ таблицы 4 (колонки Вь В2 и В3) показывает, что наиболее перспективным направлением повышения

безопасности является разработка противоударной защиты операторов в системе «скрепер - толкач» и разработка системы контроля стыковки комплекса «скрепер - толкач», что должно способствовать повышению надежной работы и вероятности обнаружения нарушения операции.

Используя уже описанный подход, можно оценить эффективность разработанных нами корректирующих мер.

Рисунок 2 - Диаграмма Парето, иллюстрирующая наиболее значимую для безопасности операцию

В результате расчета ожидаемая критичность операции «Стыковка скрепера с толкачом» после корректирующих воздействий, связанных с

Последствия нарушения операции Значение В3, баллы

Незначительные. Нарушение операции легко устраняется 1 - 2

Значительные. Нарушение операции приводит к простою оборудования и нарушает технологический процесс 3 - 4

Очень значительные. Нарушение операции вызывает остановку производства 5 - 6

Критические. Нарушение операции вызывает остановку производства и может вызвать некоторые разрушения. Угроза для безопасности людей и окружающей среды отсутствует 7 - 8

Критические. Нарушение операции связано с безопасностью для людей и окружающей среды 9 - 10

внедрением, разработанного нами толкача будет равна (при отказе) С=4^5=80. Следовательно, корректирующие меры эффективны.

Литература. 1. Национальная программа совершенствования и развития сети автомобильных дорог России на период до 2010 г. «Дороги России XXI века» Москва, 2001.

2. Аронов, И.З. Статистические методы анализа безопасности сложных технических систем /

И.З. Аронов, Л.Н. Александровская, А.И. Елизаров / М.: Логос, 2001. - С. 232.

3. Баранов, Ю. Н. Методический подход по прогнозированию опасности и риска травмирования работников АПК / Ю.Н. Баранов, А.И. Пантюхин, О.В. Тимохин // Вестник КрасГАУ, 2009. - №8. - С. 145-149.

УДК 621.855

В.А. Ламин, аспирант ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная академия»

ПРИВОДНАЯ РОЛИКОВАЯ ЦЕПЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Предложена новая конструкция шарнира приводной роликовой цепи. Приведены результаты наиболее характерных отказов зерноуборочных комбайнов Дон-1500Б, проведенные в условиях рядовой эксплуатации комбайнов, а также результаты сравнительного анализа температурного режима шарниров серийной и предлагаемой приводной роликовой цепи.

Ключевые слова: отказ, приводная роликовая цепь,

долговечность, износ, шарнир.

Цепные передачи с приводными роликовыми цепями занимают одно из ведущих мест среди других видов механических передач большинства современных сельскохозяйственных машин.

Недостатком серийной приводной роликовой цепи [1] является то, что в процессе изнашивания шаги ее звеньев непрерывно увеличиваются. При этом увеличиваются главным образом шаги наружных звеньев, а шаги внутренних звеньев почти не изменяются по величине. Такое различие в неравномерном износе звеньев цепи приводит к увеличению неравномерности вращения приводимых ее рабочих органов, а также способствует созданию дополнительных усилий в ведущей ветви и как в следствии приводит к уменьшению долговечности цепной передачи в целом [2].

Кроме того, детали серийной приводной роликовой цепи лишены полостей для размещения и удержания смазочного материала. Так, в процессе взаимодействия цепи со звездочкой происходит соударение шарнира цепи о зуб звездочки, в результате чего смазочный материал частично вытесняется из зон контакта наружной поверхности валика - внутренней поверхности втулки и наружной поверхности втулки - внутренней поверхности ролика в торцевой зазор и безвозвратно теряется, что обусловливает в шарнире цепи граничную смазку. По истечению определенного периода времени в результате испарения летучих компонентов и образования окислов масляная пленка теряет свои смазочные свойства. При этом граничное трение скольжения переходит в трение скольжения без смазочного материала, в результате чего происходит повышение коэффициента трения и увеличение потерь энергии.

A new hinge design roller chain drive. The results of the most characteristic failures harvesters Don-1500B conducted in an ordinary operation combines, as well as the results of a comparative analysis of temperature series of hinges and the proposed drive roller chain.

Key words: failure rate, drive roller chain, durability, wear, hinge.

Потеря энергии предопределяет повышение температуры шарниров цепи, что ведет к накоплению усталостных повреждений и, в конечном итоге, к разрушению деталей и их соединений до того, как приводная роликовая цепь полностью исчерпает свой ресурс износостойкости [3].

Для выявления наиболее характерных отказов зерноуборочных комбайнов Дон-1500Б в условиях рядовой эксплуатации нами проведены наблюдения [4].

Наблюдения за зерновыми комбайнами Дон-1500Б проводились в хозяйствах Южной зоны в летний период при средней наработке комбайна за сезон около 300 мото-часов. Для получения сравнительных данных наблюдения проводились за 10 комбайнами Дон-1500Б первого года эксплуатации. При этом регистрировался процент отказов на один комбайн по укрупненным узлам: двигателю, молотилке,

наклонной камере, жатке, механизмам управления,

гидросистеме, а также приводными роликовыми

цепными передачам с цепями. На рисунке 1

представлена зависимость процента отказов на один комбайн по укрупненным узлам.

Рисунок 1 - Зависимость процента отказов на один комбайн по укрупненным узлам

Вестник

ОрелГАУ

№4

август 2011

Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году

Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный университет»__________________

Редакционный совет: Содержание номера

Парахин Н.В. (председатель) Научное обеспечение развития растениеводства

Амелин А.В. (зам. председателя) Павловская Н.Е., Сидоренко В.С., Костромичёва Е.В. Характеристика генотипов ячменя

Астахов С.М. по хозяйственно-ценным признакам и электрофоретическим спектрам проламинов семян 2

Белкин Б.Л. Титов В.Н., Смыслов Д.Г., Дмитриева Г.А., Болотова О.И. Регуляторы роста растений как

Блажнов А.А. биологический фактор снижения уровня тяжелых металлов в растении 4

Тутукова Д.А., Малкандуев Х.А., Малкандуева А.Х. Влияние уровня минерального

Буяров В.С. питания на урожайность и качество зерна новых сортов озимой пшеницы в условиях

Гуляева Т.И. вертикальной зональности Кабардино-Балкарии 7

Гурин А.Г. Новиков А.И., Лопачев Н.А., Панова А.Н. Роль сидератов в воспроизводстве плодородия

Дегтярев М.Г. почв Верхневолжья 10

Зотиков В.И. Иващук О.А. Прудников А.Д., Рекашус Э.С. Сравнительная оценка продуктивности новых сортов клевера

лугового в агроэкологических условиях Смоленской области 12

Кузнецова А.С., Куркова И.В., Терехин М.В. Предварительное сортоиспытание новых

Козлов А.С. сортов ячменя дальневосточной селекции 15

Кузнецов Ю.А. Глинушкин А.П. К вопросу о повышении эффективности методики определения качества

Лобков В.Т. семян при производстве яровой мягкой пшеницы 18

Лысенко Н.Н. Хатефов Э.Б., Шорохов В.В., Матвеева Г.В., Сарбашева А.И. Изучение селекционной

Ляшук Р.Н. ценности восковидной кукурузы 21

НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА

Мамаев А.В. Боев М.М., Боев М.М., Семенова Е.А. Селекция симментальского скота на долголетие

Масалов В.Н. с учетом генетических маркеров 29

Новикова Н.Е. Балашов В.В., Буяров В.С. Эффективность программ освещения для цыплят-бройлеров с

Павловская Н.Е. различной продолжительностью выращивания 32

Попова О.В. Смагина Т.В., Михеева Е.А. Хотынецкие природные цеолиты и эмульсия прополиса в

Прока Н.И. улучшении физиологических функций и повышении воспроизводительных показателей свиноматок 36

Савкин В.И. Новожеев Ю.А., Полольников М.В., Гамко Л.Н., Минченко В.Н. Влияние минеральной

Степанова Л.П. добавки на продуктивность и микроморфологические показатели тонкого отдела кишечника

Плыгун С.А. (ответств. секретарь) свиней на откорме 39

Золотухина О.А. (редактор) Крапивина Е.В., Иванов Д.В., Лифанова Я.В. Влияние разных доз пробиотика

«тетралактобактерин» на морфобиохимические характеристики гомеостаза телят 41

Адрес редакции: Попов Д.В., Безбородов Н.В. Повышение качества эмбриопродуктивности у коров-доноров

эмбрионов 44

302019, г. Орел, Никанова Л.А., Фомичев Ю.П., Григоренко И.Б., Новиков В.Н. Использование

ул. Генерала Родина, 69. гипергалинной аквакультуры в кормлении свиней 48

Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Лаушкина Н.Н. Влияние антиоксидантов на продуктивность и качество молока при 51

Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: nichogau@yandex.ru изменении условий содержания лактирующих коров

Мамаев А.В., Лещуков К.А., Меркулова С.С. Оценка качества молока по физиологическому показателю коров 53

Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Дуборезов В.М., Суслова И.В., Бойко И.И., Дуборезов И.В., Дуборезова Т.А.

Свидетельство о регистрации Зоотехническая оценка силоса из сорго сахарного 56

ПИ №ФС77-21514 от 11.07.2005 г. Шалимова О.А., Сахно Н.В., Козлова Т.А., Зубарева К.Ю., Радченко М.В. Исследование рынка мясного сырья и продуктов питания из мяса в аспекте доктрины продовольственной

Специалист регионального безопасности 58

ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ В АПК

методического центра по УДК: Несмиян А.Ю., Должиков В.В., Яковец А.В. Повышение скорости машинно-тракторного

Служеникина А.М. агрегата на посеве пропашных культур 61

Технический редактор: Баранов Ю.Н., Загородних А.Н., Елисеев Д.В. Анализ видов, последствий и критичности

Мосина А.И. отказов безопасности стыковки «толкач - скрепер» 63

Ламин В.А. Приводная роликовая цепь сельскохозяйственного назначения 66

Сдано в набор 15.07.2011 г. Молчанов В.И. Применение капролона в приводах сельскохозяйственных машин 69

Подписано в печать 30.08.2011 г. Жосан А.А., Рыжов Ю.Н., Курочкин А.А. Сравнение физико-химических свойств

Формат 60x84/8. Бумага офсетная. дизельного топлива и рапсового масла 72

Гарнитура Таймс. Лысак О.Г., Моисеенко А.М. Микроклимат зданий для хранения сочного растительного 74

Объём 12,5 усл. печ. л. сырья

Тираж 300 экз. Пичугин И.Л. Применение ГИС-технологий - эффективный метод мониторинга объектов ЖКХ 76

Издательство Орел ГАУ, 302028, Череповский А.П. К вопросу об инновационном развитии отечественного производства

г. Орел, бульвар Победы, 19. в капитальном строительстве 80

Лицензия ЛР №021325 Экономические аспекты развития аграрного сектора 83

от 23.02.1999 г. Цвырко А.А., Иващенко Т.Н. Направления государственной поддержки аграрного

Журнал рекомендован производства региона 82

Бердник-Бердыченко Е.Е., Шумская Е.Н. Инновационная активность предприятий на

ВАК Минобрнауки России современном этапе 85

для публикаций научных работ, Брыкин И.А. Экономический механизм устойчивого развития продовольственного рынка

отражающих основное научное региона Авдонина И.А. Рост урожайности сахарной свеклы как основной фактор инновационного 89

содержание кандидатских развития свеклосахарного подкомплекса Ульяновской области 92

и докторских диссертаций Федоренкова Н.М. Роль современной системы управления на льнопроизводящих

предприятиях 94

© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2011