Определение индивидуальных показателей надежности и рациональных сроков службы сельскохозяйственных тракторов

УДК 631.372

Определение индивидуальных

показателей надежности и рациональных сроков службы сельскохозяйственных тракторов

Берденников Евгений Алексеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры энергетических средств и технического сервиса

e-mail: dinaminator@yandex.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

Аннотация. В настоящее время является актуальным индивидуальный подход к оптимизации и рационализации параметров использования машин. Одним из способов повышения эффективности эксплуатации МТП с учетом индивидуальных показателей надежности является выбор рациональных сроков службы тракторов. Согласно предложенной модели, трактор целесообразно вывести из эксплуатации в тот момент, когда он перестанет приносить прибыль. С целью проверки предложенной модели исследованиям в течении 5 лет были подвергнуты 10 тракторов тягового класса 3,0, эксплуатируемых в сельскохозяйственных предприятиях Вологодского района Вологодской области. В результате было выявлено, что все исследуемые тракторы обладают разной надежностью и, соответственно, различными рациональными сроками службы.

Ключевые слова: трактор, показатель надежности, наработка, срок службы, затраты, прибыль,индивидуальный, рациональный.

В настоящее время является актуальным индивидуальный подход к оптимизации и рационализации параметров использования машин. Индивидуальность, о которой идет речь, главным образом обусловлена тем, что машины, даже одной марки, обладают разной надежностью [1-3, 5, 6, 11, 12]. Во времена социалистической формы собственности решению подобных задач мешали установленные государством единые плановые нормативы. Теперь такой проблемы не существует, а современный уровень развития компьютерной техники позволяет решать эти задачи с наибольшей достоверностью и за короткие сроки. Одним из способов повышения эффективности эксплуатации МТП с учетом индивидуальных показателей надежности является выбор рациональных сроков службы тракторов [4, 7-11].

Предлагаемая модель предусматривает определение рациональных сроков службы тракторов при ограниченном периоде наблюдений (например, 3—5 лет). В модель введены коэффициенты, характеризующие индивидуальность параметров использования отдельных тракторов в отношении подобных параметров в среднем по всему парку:

В(г) =

В(г) - А(г) - аЗуСТ (г) - ЪЗТСМ (г), если 0 < Т < Та

И(г) - Б - аЗусТс (г) - ЬЗТСМС (г), если Т ^ Та

> ^ тах

где В - прибыль, принесенная отдельным трактором с начала эксплуатации, руб.;

D - доход, принесенный трактором с начала эксплуатации, руб.;

А - амортизационные затраты с начала эксплуатации трактора, руб.;

З УСТ с - полные затраты на устранение отказов в среднем по парку тракторов, руб.;

а - коэффициент, характеризующий индивидуальность динамики изменения затрат на устранение отказов для отдельного трактора;

З ТСМ с - полные затраты на ТСМ в среднем по парку тракторов, руб.;

Ь - коэффициент, характеризующий индивидуальность динамики изменения затрат на ТСМ для отдельного трактора;

t - наработка, у.э.га;

Т - срок эксплуатации трактора, лет;

Та - амортизационный срок, лет;

S - стоимость нового трактора, руб.

Что касается затрат на устранение отказов, то они определяются следующим образом:

N

к-1

V*.

сх

?Т г

Вск СТ

\\ я'

420

+ gC.

34

ск

= Е

н-1

Як

\\

\

420

+

34,

ск

//

где ЗУСТ м - затраты на устранение отказов за N лет эксплуатации для отдельно взятого трактора, руб.;

^ к - наработка трактора за к-ый год эксплуатации в среднем по парку

тракторов, у.э.га;

^ос к - средняя наработка на отказ в к-ом году эксплуатации в среднем по парку тракторов, у.э.га;

ТВс к - среднее время устранения отказа в к-ом году эксплуатации в среднем по парку тракторов, мин.;

ССТ - дневная тарифная ставка слесаря-ремонтника, руб.;

СЗЧ с к - средняя стоимость партии заменяемых частей при устранении отказа в к-ом году эксплуатации в среднем по парку тракторов, руб.;

Ц-С к - количество отказов за к-ый год эксплуатации в среднем по парку тракторов;

V, ^ z, д, q - коэффициенты, характеризующие индивидуальность динамики изменения соответственно годовой наработки, средней наработки на отказ, среднего времени устранения отказа, средней стоимости партии заменяемых частей при устранении отказа, количества отказов за год для отдельно взятого трактора.

Из выражения (2) видно, что затраты на устранение отказов напрямую зависят от показателей надежности.

Согласно предложенной модели (1), трактор целесообразно вывести из эксплуатации в тот момент, когда он перестанет приносить прибыль. Для реализации модели в условиях производства необходимо в течение всего периода наблюдений вести учет расходов на запасные части, затрат на ТСМ и др. Обрабатывать такой большой объем данных (выведение функций зависимости параметров, определение индивидуальных коэффициентов и т.д.) позволяет современные информационные технологии. Однако возникает трудность определения дохода, приносимого трактором, так как сложно достаточно точно определить цену единицы производимой продукции. Для решения этой проблемы предлагается принять, что рентабельность производства 1 у.э.га равна среднегодовой рентабельности всего предприятия. В этом случае доход, принесенный трактором за N лет эксплуатации, можно определить следующим образом:

где С УЭГА - себестоимость единицы продукции, руб.;

Р - рентабельность предприятия в к-ом году службы трактора, %.

Определение дохода таким способом (с учетом рентабельности предприятия) позволит определять рациональные сроки эксплуатации тракторов в условиях конкретного предприятия.

С целью проверки предложенной модели исследованиям в течении 5 лет были подвергнуты 10 тракторов тягового класса 3,0, эксплуатируемых в сельскохозяйственных предприятиях Вологодского района Вологодской области. В результате было выявлено, что все исследуемые тракторы обладают разной надежностью (см. табл. 1).

Таблица 1 — Индивидуальные показатели надежности тракторов

Порядковый номер трактора Наработка между отказами *с ср' Уэга Параметр потока отказов ™ с, 1/сру.э.га ^ 10-2 Количество отказов за гоД' Ц ср 1 1 е м х , а ср Л со НН с я зо £ Я е £ * со о Стоимость партии заменяемых частей при устранении отказа в долях стоимости нового трактора ^ 10-3 Коэффициент готовности, Кг ' Г ср

1 101 0,99 19 148 0,36 0,951

2 105 0,95 27 132 0,31 0,957

3 109 0,92 14 90 0,38 0,972

4 71 1,41 27 147 0,49 0,933

5 68 1,47 16 193 0,28 0,911

6 89 1,12 27 72 0,45 0,972

7 82 1,22 25 65 0,22 0,973

8 131 0,76 21 61 0,64 0,984

9 69 1,45 25 92 0,81 0,955

10 73 1,37 21 100 0,57 0,954

Тот факт, что если тракторы обладают индивидуальной надежностью, то и динамика роста затрат на устранение отказов для каждого трактора также индивидуальна, подтверждают зависимости, приведенные на рисунке 1 (ЗУСТ.(^ - динамика в среднем по парку тракторов).

Итоговым результатом исследований являются зависимости, показанные на рисунке 2.

в

и-

Я Оп

180 160 140

120 100 80 60 40 20

ЗуаА г

4 1

соо у ж

3

9_--

10 8

0 5000 10000 15000 20000 25000

Наработка до отказа, Л у. э. га

Рисунок 1. Зависимость затрат на устранение отказов от наработки:

1, 3, 4, 8, 9, 10 - порядковые номера тракторов

Рисунок 2. Зависимость прибыли, приносимой трактором, от наработки: 1-10 - порядковые номера тракторов

Перегибы на кривых соответствуют окончанию амортизационного срока. Максимум функции соответствует наработке за рациональный срок службы трактора Топт , после чего его эксплуатация становится экономически нецелесообразной, так как он перестает приносить прибыль. Значения Топт для каждого исследуемого трактора находятся в интервале 26427—36247 у.э.га. (Топт= 13,3—18,3 лет).

В период социалистической формы собственности практиковался такой подход, что если трактор сам себя окупил (закончился срок амортизации), то и эксплуатировать его не нужно. Но исследования показали, что рациональные сроки эксплуатации исследуемых тракторов отличаются от установленных амортизационных сроков. У исследуемых тракторов первые выше последних в среднем на 60 %.

Таким образом, ожидаемый экономический эффект от проведения рациональной стратегии вывода тракторов из эксплуатации в соответствии с разработанной моделью можно определить следующим образом:

э = В - В

Т

ОПТ

Т„

где ЭГ - годовой экономический эффект, руб.;

В - значение прибыли, принесенной трактором к моменту истечения рационального срока службы, определенного по разработанной модели, руб.;

Ва - значение прибыли, принесенной трактором к моменту истечения амортизационного срока, руб.;

ТОПТ - значение рационального срока службы трактора, определенного по разработанной модели, лет;

Та - значение амортизационного срока, лет.

Ожидаемый экономический эффект в условиях сельхозпредприятий Вологодской области составляет в среднем 80 тыс. руб. на 1 трактор.

Список литературатурных источников:

1. Зорин, В.А. Надежность механических систем: учебник / В.А. Зорин. - М. : ИНФРА-М, 2015. - 380 с.

2. Шишмарев, В.Ю. Надежность технических систем: учебник / В.Ю. Шишмарев.

- М. : Академия, 2010. - 320с.

3. Долгин, В.П. Надежность технических систем: учебное пособие / В.П. Долгин, А.О.Х арченко. - М. : ИНФРА-М, 2015. - 167 с.

4. Берденников, Е.А. Повышение эффективности использования тракторного парка на основе учета индивидуальных показателей надежности: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.03 / Евгений Алексеевич Берденников. - СПб. ; Пушкин, 2001. -109 с.

5. Киприянов, Ф.А. Повышение надежности тракторного парка путем проведения предупредительного ремонта на основании индивидуальных показателей надежности: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.03 / Федор Александрович Киприянов.

- СПб. ; Пушкин, 2001. - 112 с.

6. Закрепин, А.В. Повышение качества ремонта двигателей внутреннего сгорания путем применения рациональных ремонтно-технологических воздействий: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.03 / Александр Владимирович Закрепин. - СПб. ; Пушкин, 2001. - 120 с.

7. Берденников, Е.А. Определение долговечности сельскохозяйственной техники / Е.А. Берденников // Совершенствование механизированного производства сельскохозяйственной продукции и научного обеспечения учебного процесса. -Вологда ; Молочное, 1998. - С. 36.

8. Берденников, Е.А. Определение экономически целесообразных сроков службы машин и некоторые элементы стратегии их продажи и распределения затрат на ремонт / Е.А. Берденников // Перспективные направления научных исследований молодых ученых Северо-Запада России. - Вологда ; Молочное, 2000. - С. 13-15.

9. Берденников, Е.А. Определение технико-экономической долговечности тракторов и резервирование как способ их использования по истечению срока службы / Е.А. Берденников // Совершенствование механизированного производства сельскохозяйственной продукции и научного обеспечения учебного процесса. - Вологда ; Молочное, 2001. - С. 25-27.

10. Берденников, Е.А. Способ определения рациональной наработки трактора до момента возможной продажи / Е.А.Берденников, Л.А.Хайдуков // Эффективные технологии в молочном животноводстве и переработке молока. - Вологда ; Молочное, 2002. - С. 17-19.

11. Берденников, Е.А. Проблемы надежности оборудования животноводческих комплексов / Е.А. Берденников, Ф.А. Киприянов, Р.А. Шушков // Наука - производству. - Вологда ; Молочное, 2006. - С. 41-12.

12. Шушков, Р.А. О возможности индивидуального подхода к решению задач надежности сельскохозяйственной техники / Р.А. Шушков, Е.А. Берденников, Ф.А. Киприянов // Наука - производству. - Вологда ; Молочное, 2006. - С. 36-40.

References:

1. Zorin V.A. Nadezhnost' mekhanicheskikh sistem [Reliability of mechanical systems]. Moscow, NITs INFRA-M Publ., 2015. 380p.

2. Shishmarev V.Yu. Nadezhnost' tekhnicheskikh system [Reliability of technical systems]. Akademiya Publ., 2010. 320p.

3. Dolgin V.P. Nadezhnost' tekhnicheskikh system [Reliability of technical systems]. Moscow, NITs INFRA-M Publ., 2015. 167p.

4. Berdennikov E.A. Povyshenie effektivnosti ispol'zovaniya traktornogo parka na osnove ucheta individual'nykh pokazateley nadezhnosti: Kand.,Diss. [Improvement of of the tractor fleet utilization on the basis of the individual reliability indices. Cand. Diss.]. Saint-Petersburg- Pushkin, 2001. 109p.

5. Kipriyanov F.A. Povyshenie nadezhnosti traktornogo parka putem provedeniya predupreditel'nogo remonta na osnovanii individual'nykh pokazateley nadezhnosti Kand.,Diss. [Improvement of the tractor fleet reliability by carrying out preventive maintenance on the basis of individual reliability indices. Cand. Diss.]. Saint-Petersburg-Pushkin, 2001. 112p.

6. Zakrepin A.V. Povyshenie kachestva remonta dvigateley vnutrennego sgoraniya putem primeneniya ratsional'nykh remontno-tekhnologicheskikh vozdeystviy Kand.,Diss. [Improvement of the quality internal combustion engine repair by applying rational repair and technological operations. Cand. Diss.]. Saint-Petersburg- Pushkin, 2001. 120p.

7. Berdennikov E.A. Determination of agricultural machinery durability. Sovershenstvovanie mekhanizirovannogo proizvodstva sel'skokhozyaystvennoy produktsii i nauchnogo obespecheniya uchebnogo protsessa. [Proc.of Improvement of mechanized agricultural production and scientific provision of the educational process]. Vologda - Molochnoe, 1998, pp.36

8. Berdennikov E.A. Determination of cost-effective service life of machines and elements of the sale strategy and repair costs distribution. Perspektivnye napravleniya nauchnykh issledovaniy molodykh uchenykh severo-zapada Rossii. [Proc. of Perspective scientific concepts of young scientists of the North-West of Russia]. Vologda - Molochnoe,

2000. pp. 13-15.

9. Berdennikov E.A. Determination of technical and economic durability of tractors and redundancy as a way of their use on the expiration of service time. Sovershenstvovanie mekhanizirovannogo proizvodstva sel'skokhozyaystvennoy produktsii i nauchnogo obespecheniya uchebnogo protsessa. [Proc.of Improvement of mechanized agricultural production and scientific provision of the educational process]. Vologda - Molochnoe,

2001, pp.25-27.

10. Berdennikov E.A. Method of determining the rational groundwork of the tractor up to its possible sale moment. Effektivnye tekhnologii v molochnom zhivotnovodstve i pererabotke moloka. [Proc.of Efficient technologies in dairy farming and milk processing]. Vologda - Molochnoe, 2002. pp. 17-19.

11. Berdennikov E.A. Problems of cattle-breeding complex equipment reliability. Nauka - proizvodstvu. [Proc.of Science to production]. Vologda - Molochnoe, 2006. pp. 41-42.

12. Shushkov R.A On the possibility of an individual approach to the problem solution of agricultural machinery reliability. Nauka - proizvodstvu. [Proc.of Science to production]. Vologda - Molochnoe, 2006. pp. 36-40.

Determination of individual reliability indices and rational

durability of agricultural tractors

Berdennikov Evgeny Alekseevich, Candidate of Science (Technics), Associate Professor of the Chair of Energy Resources and Technical Service

e-mail: dinaminator@yandex.ru

the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda

Abstract. Nowadays the actual problem is an individual approach to optimization and rationalization of machine use parameters. As to individual reliability indices, one of the ways to improve the operation of the machine and tractor park is the choice of the rational service life of tractors. According to the proposed model, it is reasonable to take the tractor out of service when it becomes unprofitable. To verify the proposed model, 10 hauler tractors of 3,0 category, operated in the agricultural enterprises of the Vologda district, Vologda region were subjected to studying during five years. It is revealed that all the tractors under study have different reliability and different rational service life.

Keywords: tractor, reliability index, operation time, service life, costs, profit, individual, rational.