Статистичний аналіз динаміки змін наробітку комбайнів від строків їх експлуатації

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статистичний аналіз динаміки змін наробітку комбайнів від строків їх експлуатації

Постановка проблеми. Основою виникнення і формування відмов в тому числі і сільськогосподарської техніки, до якої належать зернозбиральні комбайни, є вплив зовнішніх і внутрішніх факторів середовища, в якому працюють машини. Насамперед це силові фактори циркулюючих в механізмах потужностей, обумовлених технологічними процесами, що виконують окремі підсистеми комбайнів. Суттєвий вклад у формування відмов вносять зовнішні фактори навколишнього середовища, такі як температура, вологість, запиленість, хімічний вплив тощо. Фактором потенційної енергії руйнування слід вважати енергетичну неврівноваженість структурної будови матеріалу, з якого виготовлюються деталі. Особливо це стосується різних видів дефектів в структурі матеріалу, включень макроі мікротріщин.

Аналіз останніх досліджень і публікацій вказує на недостатній рівень технологій виробництва і якості застосовуваних матеріалів, які знижують надійність машин, сприяють розвитку зношувальних, втомлюючих, корозійних та інших процесів, що розширюють період збільшення інтенсивності відмов [1-4]. Фактично, існуюча зернозбиральна техніка в більшості працює при поступовому зниженні рівня надійності основних підсистем, що забезпечують технологічний процес збору врожаю.

Метою роботи є дослідження статистичного аналізу динаміки змін наробітку комбайнів від строків їх експлуатації для ефективного проведення польових робіт із збору врожаю в короткі терміни жнив.

Результати досліджень. Під дією вказаних факторів впливу формуються відмови в роботі машин і чим машини складніші, такі як зернозбиральні комбайни, тим буде інтенсивніше проявлення відмов, якщо не передбачено спеціальні конструктивно-технологічні заходи щодо їх недопущення, своєчасної діагностики і усунення.

Відмови в процесі експлуатації комбайнів можуть формуватися по-різному. Ті, що розтягнуті в часі і пов'язані зі зношенням, корозією чи втомленістю, приводять до поступової втрати роботоздатності деталей і вузлів (підсистем) машин. Навпаки, раптові відмови проявляються непередбачено і, як правило, представляють собою результат різних перевантажень в системах внаслідок забивань, зміщень деталей, попадання сторонніх предметів, досягнення критичних циклів навантажень тощо.

Стосовно зернозбиральних машин, то в їх роботі спостерігаються як поступові, так і раптові відмови, що можуть бути обумовлені невдалим конструюванням, низькою культурою технологій виробництва і недбалим ставленням до експлуатації машин.

Таким чином, загальний потік відмов зернозбиральних комбайнів можна розділити і класифікувати по різним підсистемам машин залежно від формування поступових чи раптових їх видів, конструктивних, виробничих чи експлуатаційних причин.

Дослідження стану зернозбиральних комбайнів проведено на розповсюджених комбайнах радянського виробництва ДОН-1500 і вітчизняного його аналогу Славутич КЗС-9. Незважаючи на те, що в Україні представлена і працює достатньо широка гама зернозбиральної техніки, вибір для досліджень вказаних машин обумовлений тим, що вони як ніякі інші представляють традиції конструкторських рішень і технологій виробництва притаманних вітчизняному машинобудуванню і направлені на перспективу його розвитку. Попередніми дослідженнями [1] встановлено, що відмови по основним підсистемам комбайнів ДОН-1500 розподіляються таким чином: жатка - 22; молотарка - 21; подрібнювач (копнувач) - 5; двигун - 11; трансмісія - 7; привід - 17; гідросистема - 15; електрообладнання - 2%.

У деякій мірі дані, яких не вистачає, розподілення відмов за основними підсистемам, що формують його технологічне призначення наведено в досліджені [2]. Однак і в одному, і в другому випадку до загальної кількості відмов молотарки увійшли відмови із суміжних технологічному процесу підсистем клавішного соломотрясу, грохоту елеватора, решітного стану бункера з вивантажувальним пристроєм, що викликає необхідність проведення додаткових досліджень. Більш того, для встановлення основних показників надійності в умовах зміни технічного стану машин необхідним є виявлення не тільки абсолютних значень кількості відмов за одиницю наробітку машини (л - характеристику). Дослідження і збір статистичного матеріалу проводилися здебільшого в господарствах Київської, Житомирської і Черкаської областей. Під контроль було взято 23 комбайни ДОН-1500 різних строків попередньої експлуатації: від нових, які тільки введені в роботу, до тих, напрацювання яких складає до чотирьох років.

Дослідження орієнтовано на забезпечення надійності ТО

комбайнів, тобто деталей, що безпосередньо працюють в контакті з середовищем і втрачають свою роботоздатність під дією цього середовища. Тому більш важливою характеристикою надійності машин є наробіток в тоннах зібраного зерна. Для трансмісій і механізмів приводу додатковою характеристикою напрацювань можуть вступати мото-години роботи машин, в тому числі і при холостих режимах.

На наробіток в тоннах зібраного зерна впливає: інтенсивність експлуатації комбайнів; врожайність; надійність (кількість, характер відмов, час відновлення).

Дані про вік комбайнів і їх наробітки за роками експлуатації в експерименті зведено до табл. 1.

Із даних таблиці видно, що наробітки як по машинах, так і по роках їх експлуатації розподілені з великою розбіжністю, що відображує нестабільність реальних умов експлуатації і технічного стану машин. Найменша величина наробітку складає

т, а найбільша досягає т на рік.

Тобто варіаційний розмах досягає значної величини

ДQ = Qmax - Qmin = 1443 - 190 = 1253 т.

композиційний комбайн закон врожайність

Наробітки по номерах комбайнів (строках їх експлуатації) можуть дати інформацію про вплив старіння техніки на зміну показників їх надійності і робото здатність машин.

Комбайни різних строків експлуатації працювали в усереднено ідентичних умовах урожайності і впливу кліматичних факторів в конкретні роки збору врожаю. Тому представляється можливість виявити вплив віку комбайнів на їх наробіток.

Сумарний наробіток комбайнів представлено останнім стовбцем табл. 1. З табл. 1 також видно, що нових комбайнів досліджувалося у кількості 5 шт., тих, що попередньо відпрацювали один рік було також 5, дворічних - 6 і трирічних - 7 шт. Дані сумарних наробіток цих комбайнів, їх середні значення, середньоквадратичні відхилення від середніх і коефіцієнти варіацій представлені в табл. 2.

Таблиця 2. Статистичні характеристики роботи дослідних комбайнів

На підставі отриманих значень середній наробіток груп комбайнів за роками їх експлуатації побудована відповідна гістограма (рис. 1).

З гістограми видно, що максимальний середній наробіток мають комбайни другого року експлуатації. Пояснити це можна загально відомим фактом підвищення рівня надійності техніки при завершенні начального періоду припрацювань.

Особливо це стосується складних машин, які мають велику кількість деталей. У період припрацювання проявляються можливі скриті дефекти матеріалу і технологій виготовлення деталей. Тому на початку експлуатації інтенсивність відмов підвищена, що і зменшує показник середньої наробітки. Найбільша середня наробітку досягається на другому році експлуатації машин уже при стабілізації стану техніки і умов її експлуатації.

Рис. 1. Гістограма розподілення середнього наробітку вікових комбайнів

Зміна середніх наробіток по рокам експлуатації груп комбайнів графічно представлена на рис. 2. де вказані і середні квадратичні відхилення на початку експлуатації і в кінці дослідного періоду дещо менше ніж в середині, але в загальному змінюються несуттєво. Очевидно такий характер розподілу випадкової величини якою є наробіток комбайнів по рокам експлуатації і визначає величини коефіцієнтів варіації приведених в табл. 2. Вони показують достатньо щільне розподілення наробітку по групам комбайнів навколо їх середніх значень. Величини коефіцієнтів варіації не перебільшують г ? 0,3, що згідно [3] дає підстави прийняти нормальний (Гауса) закон розподілу для груп комбайнів.

Рис. 2. Зміна наробітку комбайнів від строку їх експлуатації

Висновки: отриманий закон розподілення є композиційним для груп декількох комбайнів і відображує сумарний результат вкладу кожного з них у величину наробітку.

Представляє науковий інтерес виявлення змін наробітку комбайнів не тільки по мірі їх старіння але і в вікових групах протягом того чи іншого року експлуатації. Такий підхід дає можливість порівнювати роботу машин в ідентичних умовах експлуатації при однаковій врожайності, впливу кліматичних факторів.

Література

1. Бойко А. І. Дослідження функції готовності механічних систем при накопичуванні пошкоджень / А.І. Бойко, К.М. Думенко // Проблеми обчислювальної механіки і міцності конструкцій: збірник наукових праць ДНУ. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2010. - Вип. 14. - С. 72-78.

2. Погорілий Л.В. Зернозбиральна техніка: проблеми, альтернативи, прогноз / Л.В. Погорілий, С.М. Коваль // Техніка АПК. - 2003. - №7. - С. 4-7.

3. Ушаков И.А. Курс теории надежности систем / И.А. Ушаков. - М.: Дрофа, 2008. - 239 с.

4. Некипоренко В.И. Структурный анализ систем (эффективность и надежность) / В.И. Некипоренко. - М.: Советское радио, 1977. - 214 с.

5. Грицишин М. Обгрунтування потреби в зернозбиральних комбайнах / М. Грицишин, В. Амонс, П. Гринько // Техніка АПК. - 2003. - №2 - С. 9-15.

Размещено на Allbest.ru