Болтянська Наталія Іванівна. Підвищення експлуатаційної надійності машин і обладнання тваринництва прогнозуванням кількісного та номенклатурного складу запасних частин

brief description

Болтянська Наталія Іванівна. Підвищення експлуатаційної надійності машин і обладнання тваринництва прогнозуванням кількісного та номенклатурного складу запасних частин : дис... канд. техн. наук: 05.05.11 / Таврійська держ. агротехнічна академія. — Мелітополь, 2005. — 216арк. : рис., табл. — Бібліогр.: арк. 154-166

Болтянська Н.І.Підвищення експлуатаційної надійності машин і обладнання тваринництва прогнозуванням кількісного та номенклатурного складу запасних частин. — Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 — Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. — Таврійська державна агротехнічна академія, Мелітополь, 2005.
Дисертацію присвячено питанням підвищення експлуатаційної надійності машин і обладнання тваринницьких ферм гарантованим забезпеченням їх запасними частинами.
Наведено результати теоретичних досліджень визначення потреби в запасних частинах при розподілі ресурсу вузлів і деталей машин та обладнання за законами нормальним, Вейбулла та експоненціальним, а також використання в розрахункових залежностях гамма-відсоткового ресурсу замість середнього, що дає змогу підвищити ймовірність безвідмовної роботи, особливо для машин і обладнання з найгіршими умовами експлуатації.
Наведено результати експериментальних досліджень на прикладі обладнання кормоцеху „Хортиця». Визначено економічну ефективність від впровадження роботи у виробництво.

У дисертаційній роботі дано нове вирішення наукової задачі підвищення експлуатаційної надійності машин та обладнання тваринництва прогнозуванням кількісного і номенклатурного складу запасних частин.
За результатами досліджень зроблено такі основні висновки:
1.На основі аналізу існуючих методик визначення потреби в запасних частинах встановлено, що прогнозування цієї потреби за середнім ресурсом не дає змоги досягти ймовірності безвідмовної роботи понад 50 % для нормального розподілу і знаходиться у межах 7,35 52 % для розподілу Вейбулла з параметром формиb= 0,24. Підвищення ймовірності безвідмовної роботи до більших значень супроводжується збільшенням кількості запасних частин за рахунок визначення їх потреби за гамма-відсотковим ресурсом.
2.В основу методики прогнозування потреби в запасних частинах покладено математичну модель зі змінними факторами: кількість однакових деталей на одній машині; кількість однакових машин; закон розподілу ресурсу деталей та його параметри; ймовірність безвідмовної роботи, а також час прогнозу, переданий у частках гамма-відсоткового ресурсу. За можливі моделі довговічності невідновлюваних виробів (елементів) тваринницької техніки, замінених у разі відмови запасними, прийнято закони розподілу ресурсу: нормальний, Вейбулла та експоненціальний, що охоплюють відповідно поступові, зносові, втомлені та раптові відмови механічних і електромеханічних систем, які пройшли період припрацювання, а також систем, що експлуатуються в тяжких умовах під впливом механічних і кліматичних навантажень.
3.Обґрунтовано коефіцієнт потреби в запасних частинахKз. Залежність цього коефіцієнта, а отже, і витрат запасних частин від часу прогнозу, переданого в частках гамма-відсоткового ресурсу —tв, є прямолінійною в усьому інтервалі часу тільки для експоненціального розподілу (розподіл Вейбулла з параметром формиb= 1), а також для нормального розподілу приtв>1. Для нормального розподілу приtв< 1 залежність коефіцієнтаKзвідtвнепрямолінійна. Для розподілу Вейбулла залежність коефіцієнтаKзвідtвнепрямолінійна, до того ж початковий період експлуатації характеризується підвищеною потребою в запасних частинах при значенні параметра формиb< 1 або зниженою — при значенніb> 1. Отримано коефіцієнт для визначення гамма-відсоткового ресурсуKg, залежність його від коефіцієнта варіації для нормального розподілу і параметра форми для розподілу Вейбулла при різних значеннях ймовірності безвідмовної роботи.
4.У разі умовної заміни розподілу Вейбулла на його окремий випадок — експоненціальний розподіл має місце певна від’ємна чи додатна похибки при розрахунку потреби в запасних частинах, величина якої визначається комбінацією поєднання параметра формиbрозподілу і часу прогнозуtв. Так, для розподілу Вейбулла при комбінації поєднаньb= 0,712,39 іtв= 0,2822,38, що характерне для таких найбільш застосовуваних вузлів і деталей машин та обладнання для приготування і роздачі кормів на тваринницьких фермах, як підшипники, зірочки, приводні й тягові ролико-втулкові ланцюги, вали, паси, електродвигуни, похибка коливається від 490 %, що відповідає перевитратам, до 44 %, що відповідає нестачі запасних частин у порівнянні з фактичною потребою.
5.При дослідженні експлуатаційної надійності обладнання кормоцеху «Хортиця» встановлено, що показники безвідмовності і ремонтопридатності обладнання підлягають закону Вейбулла. Окремі машини мають неоднакову надійність. Напрацювання до відмови становить 489 год для ТЛ-65; 239 год для ДСК-30; 238 год для ТС-40,0М; 230 год для ИКМ-5 та 185 год для ТК-5. Середній час відновлення знаходиться у межах 1,75 3,61 год, коефіцієнт оперативної готовності — 0,830 0,863, коефіцієнт технічного використання — 0,878 0,965.
6.На основі аналізу відмов основних вузлів і деталей обладнання встановлено, що їх ресурс розподіляється за законами: нормальним, Вейбулла та експоненціальним, більшість з яких — за законом Вейбулла з параметром формиb= 0,9 2,61 та середнім значенням ресурсуtср= 310 4340 год, середня ймовірність безвідмовної роботи при розрахунку запасних частин за середнім ресурсомtсрдорівнює 43,8 %, а при розрахунку за гамма-відсотковим ресурсомtg— 60,5 %, тобто підвищується на 16,7 %, що становить 38 %середньої ймовірності безвідмовної роботи при розрахунку за середнім ресурсомtср.
7.Розроблена методика визначення потреби в запасних частинах, на відміну від існуючих, враховує залежність показників надійності від параметрів технічного стану машин і обладнання, що дає змогу уточнити номенклатуру і середньогалузеві норми витрат запасних частин, скоротивши нестачу гостродефіцитних вузлів і деталей на 8 11 % і надлишок деталей, які з часом перетворюються на неліквіди, на 8 10 %.
8.Впровадження у виробництво розробленої методики дасть змогу забезпечити машини та обладнання для тваринництва достатньою кількістю запасних частин. Підвищенням коефіцієнта оперативної готовності на 15 16 % можна збільшити середньорічний обсяг продукції (молока) на 12 13 %, підвищити продуктивність обладнання на 16 17 % і молочнотоварних ферм — на 13,7 %. Вартість додатково отриманої продукції від реалізації запропонованої методики визначення потреби в запасних частинах машин і обладнання для тваринництва уприватному підприємстві «Могучий» становить 239,2 тис. грн. в рік.