БЕЗОТКАЗНОСТЬ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ

№10, 22.11.2017

Технические науки

Королев Александр Егорович (Кандидат технических наук)

Ключевые слова: КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫЕ КОМБАЙНЫ; ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА; ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗОТКАЗНОСТИ; КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ; HARVESTERS FOR COLLECTING THE POTATOES; TECHNICAL CHARACTERISTIC; INDICATORS OF TROUBLE-FREE OPERATION; CLASSIFICATION OF REFUSALS.

Надежное функционирование сельскохозяйственных машин обеспечивает выполнение работ в установленные агротехнические сроки. Картофелеуборочные комбайны имеют локальную годовую загрузку, но они реализуют этап уборки, определяя общую эффективность производства этого вида продукции. Основным свойством, определяющим надежность уборочных машин, является их безотказность, то есть вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ не наступит. Отказы по техническим неисправностям и технологическим неполадкам в период интенсивного проведения уборочных работ часто приводят к значительным простоям агрегатов и, как следствие, к потерям урожая и снижению его качества. Для техники, используемой в сельском хозяйстве, характерно значительное рассеивание показателей надежности. Производственная работа уборочных машин характеризуется высокой сложностью, вызванной многообразием оценочных показателей и различием степени их взаимосвязи. В процессе уборки урожая появляются также стохастически распределенные по времени факторы, поэтому в данном случае используются вероятностно-статистические модели поведения объектов. Исходная информация должна обеспечивать определение ее уровня и оценку числовыми показателями. Наиболее ценными и доступными для практических работников являются эксплуатационные наблюдения. Количество объектов наблюдения должно обеспечивать заданную точность и достоверность результатов. К основным показателям безотказности относятся: параметр потока отказов, средняя наработка на отказ и до первого отказа, а также затраты времени на устранение эксплуатационных отказов.

Цель работы заключается в установлении закономерностей изменения показателей безотказности и выявлении причин возникновения отказов комбайнов. Исследования проводились в условиях рядовой эксплуатации комбайнов КПК-3, ККУ-2А и DR-1500, в каждой группе находилось 12-15 объектов. Сбор данных об отказах осуществлялся путем непрерывных наблюдений, информациях о которых заносилась в специальные журналы. Основные рабочие показатели комбайнов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Техническая характеристика картофелеуборочных комбайнов

Отсюда видно, что зарубежный комбайн по производительности превосходит отечественные аналоги в 1,7 раза, а по вместимости бункера в 3-6 раз, что значительно уменьшает число остановок для разгрузочных работ. В тоже время первоначальная стоимость DR-1500 выше представленных российских комбайнов более чем в 5 раз. Если взять отношение цены комбайнов к их производительности, то удельная стоимость выполненной работы отечественными комбайнами примерно в 2,5 раза ниже, чем у зарубежного.

Установлено, что наибольшее количество отказов комбайнов КПК-3 происходит в начальный период уборки картофеля. Они вызваны неподготовленностью машин и полей к уборке (регулировки, отсутствие испытаний, попадание посторонних предметов). Изменение продолжительности устранения отказов имеет обратно пропорциональную зависимость, это объясняется тем, что в начальный период происходят простые отказы (устраняются в полевых условиях), затем сложность отказов возрастает (около 50% их устраняется на стационаре) и в конце периода наблюдения суммарное количество отказов уменьшается. Продолжительность устранения отказов составляет 83,5% от общих простоев. В свою очередь, доля простоев от продолжительности работы комбайнов равна 22,1%, то есть пятую часть рабочего времени комбайны простаивают. Наибольшее количество отказов приходится на транспортирующие органы, причем у всех систем наработка на отказ ниже нормативной. По происхождению отказы распределились следующим образом: конструкционные -12,5%, технологические — 15,6%, эксплуатационные — 71,9%; по характеру появления: постепенные — 37,5%, внезапные — 62,5%; по сложности устранения: простые — 79,4%, сложные — 20,6%.

Анализируя полученные данные можно отметить, что характер изменения количества отказов по наработке комбайнов ККУ-2А имеет противоположный вид относительно КПК-3, т.е. постоянно возрастает. Учитывая, что комбайны используются уже несколько лет, то постепенно возрастает число отказов вследствие усталости и износа деталей. Такое распределение отказов определяет характер изменения продолжительности устранения отказов. По мере наработки увеличивается не только число, но и сложность отказов. Около половины отказов приходится на привод комбайнов, что подтверждает их высокую изношенность.

Наибольшее количество отказов комбайнов DR-1500 в начальный период (0-75 ч) объясняется недостаточной подготовленностью комбайнов к работе. Только 3,6% отказов относится к качеству деталей, остальные носят эксплуатационный характер. Затем в интервале 75-300 часов количество отказов практически стабилизируется, они вызваны износом деталей (72%) и попаданием посторонних предметов (28%). Далее количество отказов возрастает. Они распределяются следующим образом: усталость материала — 60%, износ деталей — 30% и попадание посторонних предметов -10%. Аналогично изменяются и удельные затраты времени на устранение отказов. В среднем продолжительность простоя при устранении отказов составляет 2,4% от времени работы комбайна, а продолжительность устранения отказов от времени простоев -76,6%. Работоспособность комбайнов постоянно обеспечивает звено мастеров-наладчиков, поэтому простоев в ожидании доставки запасных частей, специального оборудования и оснастки практически нет. Наибольшее количество отказов приходится на рабочие органы, причем 40% из них вызваны попаданием посторонних предметов. По происхождению отказы распределились следующим образом: конструкционные — 7,1 %, технологические — 28,6%, эксплуатационные — 64,3%; по характеру появления: постепенные — 75%, внезапные — 25%; по сложности устранения: простые — 71,4%, сложные — 28,6%.

Сравнивая показатели безотказности комбайна DR-1500 с данными по отечественным комбайнам, можно отметить, что его технический уровень значительно выше (табл. 2). Причем большинство показателей соответствует нормативным, и только средняя наработка на отказ составляет 38,5% от норматива.

Таблица 2. Сравнительная оценка безотказности картофелеуборочных комбайнов

В результате обработки полученной информации выявлено, что изменение параметра потока отказов подчиняется закону распределения Вейбулла, то есть большинство отказов носят внезапный характер, вызванные нарушениями технологического процесса и правил эксплуатации комбайнов.

Список литературы

1. Прибытков П.Ф., В.Ф. Скробач Безотказность уборочных агрегатов и комплексов. — Л.: Агропромиздат, 1987. — 207 с.
2. Лебедев А.Е. Оценка технических средств при их выборе. — Ставрополь, 2011. — 124 с.
3. Королев А.Е., Т.Г. Колмакова Оценка надежности машин до первого отказа // Вестник ГАУСЗ. — 2013. — №4. — С. 64 — 66.
4. Королев А.Е. Влияние коэффициента готовности на потребность в технике // Вестник ГАУСЗ. — 2014. — №3. — С. 80 — 84.