сотрудник
сотрудник
Россия
сотрудник
, Россия
аспирант
, Россия
сотрудник
УДК 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
ГРНТИ 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
ОКСО 35.02.07 Механизация сельского хозяйства
ББК 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
ТБК 5606 Техническое оснащение сельского хозяйства
Процесс эксплуатации тракторов неразрывно связан с условиями, которые оказывают влияние на их эксплуатационные показатели. К этим условиям относятся эксплуатационные, организационные и природно-климатические условия с одной стороны и техническая эксплуатация – с другой, т.е. техника находится под влиянием условий функционирования. Комплексным, безразмерным показателем условий функционирования тракторов в аграрном производстве является уровень их эксплуатации. Уровень эксплуатации трактора, это состояние их эксплуатации в хозяйстве, который определяется степенью реализации мероприятий технической эксплуатации техники и процентом привлечения тракторов в трудоемкие процессы при их использовании по назначению. Теоретический уровень эксплуатации трактора может меняться от 0 до 1. При этом, 1- соответствует состоянию эксплуатации трактора, при котором расход ресурса минимален, т.е. степень реализации обобщенных факторов технической эксплуатации соответствуют требованиям ГОСТ и трактор выполняет работы с наименьшим удельным сопротивлением; 0 – теоретический, соответствует состоянию эксплуатации трактора, при котором расход ресурса максимален, т.е. техническая эксплуатация трактора не выполняется и трактор выполняет работы с максимальным удельным сопротивлением. В статье рассмотрены вопросы оптимизации уровня эксплуатации тракторов, представлена методика оптимизации этого показателя и приведен расчет на примере хозяйств Республики Татарстан. Получены закономерности изменения удельных затрат на устранение отказов и простоев в зависимости от уровня эксплуатации тракторов. Приведены расчеты по обоснованию оптимальных значений наработок до ремонта, между ремонтами и наработки до списания в зависимости от различных значений уровня эксплуатации тракторов.
оптимизация, уровень эксплуатации, условия функционирования, расход ресурса, повышение эффективности, обобщенные факторы, определяющие факторы, удельные затраты
Введение. Современный этап развития аграрного производства связан с рыночными отношениями. В свою очередь рыночным отношениям свойственны кризисные ситуации, тем более в начале формирования комплексной механизации деятельности предприятий агропромышленного комплекса отечественной техникой.
В ситуации, когда цены на новые трактора растут, а потребности аграрного производства далеки от удовлетворения, решением является повышение эффективности их использования, что приведет к снижению себестоимости продукции сельского хозяйства и повысит ее конкурентоспособность [1, 2].
Повышение эффективности эксплуатации тракторов непосредственно связано с оценкой условий их функционирования в хозяйствах АПК и разработкой мероприятий по его улучшению. Условия функционирования техники оцениваются комплексным безразмерным показателем - уровнем эксплуатации тракторов [3, 4, 5].
Состояние технической эксплуатации тракторов и процент привлечения трактора к различным видам сельскохозяйственных работ, которые характеризуются разными удельными сопротивлениями агрегатов, определяют величину расхода ресурса агрегатов и систем техники. Расход ресурса - это величина уменьшения остаточного ресурса при выполнении определенного объема работ [6, 7].
Уровень эксплуатации трактора может быть определена как в прошлом, для определения тенденции изменения расхода ресурсов систем и агрегатов трактора, так и на плановый период, для разработки мероприятий по повышению уровня обобщенных факторов технической эксплуатации тракторов и определения номенклатуры сельскохозяйственных работ на следующий период, с учетом обоснования и определения оптимальных значений расхода ресурсов систем и агрегатов трактора.
Повышение эффективности эксплуатации тракторов в различных условиях их использования основаны на установлении закономерностей изменения показателей надежности тракторов от уровня эксплуатации с учетом состояния техники. В связи с этим ставится цель исследования: оптимизация уровня эксплуатации тракторов.
Анализ и обсуждение результатов исследования. Оптимизация уровня эксплуатации тракторов заключается в проведении мероприятий по оптимизации уровня их технической эксплуатации и предложения различных вариантов дифференциации сельскохозяйственных работ по тракторам.
Так как на величину весомостей определяющих и обобщенных факторов влияют производственные и природно-климатические условия, мероприятия по оптимизации уровня технической эксплуатации заключаются в определении оптимального значения уровня и выявлении всех определяющих факторов, которые имеют максимальные коэффициенты эффективности по группам их реализации, обеспечивающие значительное увеличение уровня эксплуатации. При увеличении уровней этих факторов до 1, значение конечного результата должен обеспечить оптимальный уровень.
Для повышения эффективности эксплуатации тракторов в предприятиях необходимо провести оптимизацию уровня технической эксплуатации тракторов по критерию минимума суммарных удельных издержек на ремонт, от простоев и издержек, необходимых для повышения уровня технической эксплуатации.
Закономерности изменения затрат, приходящихся на единицу выработки на ремонтные воздействия и от простоев в зависимости от уровня эксплуатации представлены на рисунках 1, 2.
Необходимо было определить долю удельных затрат, которые зависят от уровня технической эксплуатации. При этом было допущено, что доля удельных затрат меняется пропорционально уровню технической эксплуатации тракторов.
Поскольку сумма весомостей обобщенных факторов, определяющих уровень технической эксплуатации тракторов, равняется 0,69 [8, 9, 10], то и доля удельных затрат на устранение отказов и от простоев в общем объеме равняется 0,69. Поэтому целевая функция оптимизации уровня технической эксплуатации тракторов выглядит следующим образом:
. (1)
где СТЭ – удельные затраты на повышение уровня технической эксплуатации тракторов, руб/м.ч.; Dз - доля удельных затрат на устранение отказов и от простоев, зависящие от уровня технической эксплуатации тракторов в общем объеме.
Удельные затраты от простоев определяется по формуле (2):
Спр = 133,4 – 273,2 ∙ Уэ + 144,1 ∙ Уэ2. (2)
Удельные затраты на устранение отказов определяется по формуле:
- до ремонта
. (3)
- после ремонта
. (4)
Удельные затраты на повышение уровня технической эксплуатации тракторов определяется из следующего выражения:
, (5)
где Укэ – уровень определяющих факторов, реализация которых зависит от дополнительных капитальных вложений; α – норматив капиталовложений в сельском хозяйстве; Wг – годовая наработка трактора, соответствующая уровню эксплуатации:
, (6)
где Dфк – доля факторов, повышение которых требует проведение дополнительных капитальных вложений.
. (7)
Однако задача состоит в повышении факторов только технической эксплуатации. В работе [11, 12, 13] факторы разделены на 3 группы реализации: проведение организационных мероприятий; повышение дисциплины труда; повышения, которые требуют проведение дополнительных капитальных вложений.
Факторы, повышение которых требуют проведения дополнительных капитальных вложений: место проведения ТО; наличие оборудования для проведения ТО; место обкатки; место ремонта; наличие передвижных ремонтных средств; хранение ТСМ; фильтрация топлива при заправке.
В связи с этим необходимо было определить долю 7 факторов в общем объеме факторов технической эксплуатации тракторов. При этом было допущено, что факторы, повышение которых требуют проведение дополнительных капитальных вложений, меняются пропорционально уровню технической эксплуатации тракторов.
Для определения доли факторов, повышение которых требуют проведения дополнительных капитальных вложений, следует приравнять уровень технической эксплуатации номинальному значению. Далее были проведены расчеты по определению доли факторов, повышение которых требуют проведение дополнительных капитальных вложений:
. (8)
где Уфк – уровень факторов, повышение которых требуют проведения дополнительных капитальных вложений; φkij – уровень i - го определяющего фактора, входящий к j - му обобщенному фактору, повышение которого требует проведения дополнительных капитальных вложений; Zkij- весомость j - го обобщенного фактора, повышение которого требуют проведения дополнительных капитальных вложений; kkij – весомость i - го определяющего фактора, повышение которого требуют проведения дополнительных капитальных вложений.
Для хозяйств Республики Татарстан уровень факторов, повышение которых требует проведения дополнительных капитальных вложений, равняется 0,38.
, (9)
где Уфтэ=1 – уровень технической эксплуатации равный номинальному.
. (10)
Таким образом, целевая функция будет выглядеть следующим образом:
Целевая функция (11) представлена в виде рисунка (рисунок 3). Из рисунка видно, что оптимальное значение уровня технической эксплуатации тракторов для хозяйств Республики Татарстан равно 0,62. Для повышения до оптимального значения уровня технической эксплуатации были определены факторы, в реализации которых заложен максимальный эффект.
На основании полученных закономерностей изменения удельных затрат от наработки трактора выявлены оптимальные значения наработки до ремонта, межремонтной наработки и наработки до списания в зависимости от уровня эксплуатации. Эти значения представлены в табл. 1.
Исходя из таблицы видно, что с повышением уровня эксплуатации тракторов от 0,5 до 1, наработка до первого ремонта повышается от 3300 до 5820 м.ч; межремонтная наработка - от 5800 до 10830 м.ч; наработка до списания- от 8650 до 14670 м.ч.
Выводы. На основании проведенных расчетов можно сделать следующий вывод: с повышением уровня эксплуатации тракторов увеличиваются межремонтные сроки и продолжительность их эксплуатации. Оптимизация продолжительности эксплуатации техники до ремонта и до списания является наиболее коротким путем в снижении удельных затрат на приобретение и эксплуатацию тракторов. Исходя из исследований выявлено, что в настоящее время в хозяйстве тракторы отправляют на ремонт только после первой серьезной поломки, т.е. они перерабатывают значение оптимальной наработки. Так как до поломки техники обычно предшествует поток отказов, хозяйство несет огромные убытки на их устранение и от простоев. В этих случаях до второго ремонта техника уже не может доработать до значения оптимальной наработки. В конечном счете, сокращаются сроки их службы.
1. Зиганшин Б.Г., Валиев А.Р., Хамидуллин Н.Н. Некоторые проблемы технического обеспечения АПК и перспективы его развития // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2008. – Т. 3.– № 2 (8). – С. 148-152.
2. Аладашвили И.К., Макарова О.И., Яруллин Ф.Ф. Сажеобразование при эксплуатации дизельного силового агрегата // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2019. – Т. 14. – № 2 (53).– С. 83-87.
3. Хафизов К. А., Хафизов Р. Н. Энергетический метод оптимизации основных параметров тракторов // Вестник Казанского государственного аграрного университета – 2015. - № 1 (35). – С. 75 – 81.
4. Адигамов Н.Р., Шарифуллин С.Н., Славнин С.В. Перспективы плазменных технологий в восстановлении плунжерных пар топливных насосов высокого давления автотракторных дизельных двигателей // Вестник Казанского государственного аграрного университета – 2013. - № 1 (27). – С. 70 – 73.
5. Халиуллин Ф.Х., Медведев В.М., Матяшин А.В., Вахрамеев Д.А. Сравнительная оценка динамических характеристик энергетических установок с газодизельным циклом на газомоторном топливе // Инновации и инвестиции – 2018. – № 11. –С. 181-185
6. Валиев А.Р., Зиганшин Б.Г., Яхин С.М., Халиуллин Д.Т. Современные почвообрабатывающие машины Санкт-Петербург, 2016. (2-е издание, исправленное)
7. Influence of physical factors on viability of microorganisms for plant protection Sabirov R., Valiev A., Karimova L., Dmitriev A., Khaliullin D. В сборнике: Engineering for Rural Development 2019. С. 555-562.
8. Галиев И.Г., Хусаинов Р.К. Определение весомости технологических операций и уровня расхода ресурса агрегатов и систем трактора // Вестник Казанского ГАУ. – 2012. – № 3 (25). – С. 74-77.
9. Galiev I., Khafizov C., Adigamov N., Khusainov R. Increase of efficiency of tractors use in agricultural production // В сборнике: Engineering for Rural Development 17. Сер. "17th International Scientific Conference Engineering for Rural Development, Proceedings" 2018. С. 373-377.
10. Бабаченко Л.А., Щукин А.Р. Оценка уровня эксплуатации тракторов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. –1985. –№1. –С.24-26.
11. Галиев И.Г., Зиганшин Б.Г., Абдрахманов Р.К., Хусаинов Р.К. Обоснование уровня дифференциации сельскохозяйственных работ по тракторам // Техника и оборудование для села. – 2017. – № 10. – С. 28-31.
12. Иофинов С.А. Эксплуатация машинно-тракторного парка. – М.: Колос, 1974. – 470 с.
13. Медведев В.М., Синицкий С.А.Математическая модель оценки динамических показателей двигателя МТА при неустановившейся нагрузке // Вестник Казанского государственного аграрного университета – 2019. - № 2 (53). – С. 106 – 110.
