Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время на лесосечных, лесотранспорт-ных работах эксплуатируется техника, сданная на серийное производство в шестидесятых и семидесятых годах.
Из-за отсутствия собственных средств у предприятий лесного комплекса в последние годы не проводится обновление машин и оборудования, в которых за срок их службы изнашиваются не только исходные образцы, но и целый комплекс повторно вводимых в те же машины сменяемых деталей и других недолговечных элементов. В структуре действующего парка техники 80 % занимает полностью амортизированная техника, которая должна быть модернизирована или списана, а коэффициент выбытия в 10 раз превышает коэффициент обновления.
Существующая ремонтная политика сформировалась в дорыночных условиях при соответствующих соотношениях цен на сырьевые ресурсы и машины. В тот период и была создана действующая до сегодняшнего дня концепция планово-предупредительной системы технического обслуживания лесотранспорт-ных машин: допуски, регламенты, нормативы и т.д. В нынешних экономических условиях требуются новые подходы к формированию методологии технического обслуживания и ремонта лесотранспортных машин. Техническое сопровождение эксплуатации лесотранспортных машин можно рассматривать как инструмент управления запасом их потенциальных возможностей, заложенных при изготовлении и пополняемых (восстанавливаемых) при обслуживании и ремонте. Определение момента для проведения работ по восстановлению технического состояния машины зависит от различных факторов, часто противоречащих друг другу. Эта противоречивость является исходной предпосылкой для поиска оптимальных решений среди множества возможных.
Учитывая изложенное, следует констатировать, что актуальными являются научные исследования, направленные на совершенствование технического обслуживания, ремонта и эксплуатации лесотранспортных машин.
Работа выполнялась автором в соответствии со Стратегией развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года (приказ Мин-промторга России и Минсельхоз России от 31 октября 2008 г. №248/482).
Степень разработанности проблемы. Важной проблеме технического обслуживания и ремонта лесотранспортных машин посвящены работы В.Б.Прохорова, Г.М. Анисимова, В.П. Тюкавина и Ф.П. Попова. Предлагаемые авторами, так называемые, ремонтные характеристики лесотранспортных машин в форме пожеланий по взаимозаменяемости деталей, приспособленности к ремонтным операциям малоэффективны, так как они не обязывают конструкторов подготовлять машины, отличающиеся малым количеством точек смазки, сокращенным количеством типоразмерных деталей, простотой процессов смены недолговечных конструктивных элементов и т.д.
Среди работ, характеризующих экономику лесозаготовительного производства, выделим труды Г. К. Виногорова, К. И. Вороницына, В. П. Немцова, В. А.Барановского, И. К. Иевеня, А. А. Каму сина, В. М. Котикова,
В. К. Курьянова, Н. И. Лебедева, П. М. Мазуркина, Ф. В. Пошарникова, А. В. Скрыпникова. Сделана попытка формирования стратегии развития лесопромышленного комплекса РФ. В том числе даны прогнозные объемы производства основных видов лесоматериалов по России на период 2005-2012 г.г. Однако этот уровень связывается исключительно с насыщением парка машин новой техникой.
Значительное место отведено идеям модернизации машинного парка и, вообще, ресурсосбережению, в том числе и сбережению технического потенциала машин. Это направление отражено в работах проф. Быкова В. В., доц. Суранова Г. П., Рабиновича А. Ш., Прохорова В. Б. Но недостаточно конкретно определен момент для проведения работ по восстановлению технического состояния лесотранспортных машин.
Динамикой объёмов производства лесоматериалов и его прогнозом на ближайшие 10.. .20 лет, а также аспектами управления техническими ресурсами парка машин занимались учёные Виногоров Г. К., Андреев В. Н. Но потребность в техническом сопровождении, включая ремонт одной и той же машины, оценивается авторами по-разному. Эти различия связаны: с инвариантностью режимов использования и обслуживания машины, от качества технического обслуживания и ремонта и других причин.
Концепцию научного направления, рассматривающую износ основных производственных фондов, совершенствование методов технического обслуживания лесотранспортных машин на основе оптимизации параметров управления состоянием исследовали учёные Н. А. Бур дин, В. А. Александров, В. И. Черноиванов. Поиск новых, эффективных технологических решений требует продолжения и существенного развития научных исследований по этой проблеме.
Целью работы является повышение надежности лесотранспортных машин путем моделирования процессов их функционирования.
Задачи исследования.
-
Разработать методику корректирования режимов технического обслуживания и ремонта грузовых автомобилей.
-
Разработать критерии оценки надежности водителей автотранспортных средств.
-
Разработать методику улучшения управляемости лесотранспортных машин.
-
Разработать методику оценки средств отображения информации лесотранспортных машин.
Предметом исследования являются методы и математические модели функционирования лесотранспортных машин.
Объектом исследования являются: параметры надежности лесотранспортных машин и их элементов; системы технического обслуживания и ремонта лесотранспортных машин.
Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследований. Методы дифференциального и интегрального исчислений, натурные наблюдения и эксперимент. Обработка результатов производилась методами математической статистики: теория вероятностей, регрессионный и корреляционный анализы.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Методика корректирования периодичности технического обслуживания специального подвижного состава, позволяющая достичь режимов технического обслуживания, оптимальных для данных условий эксплуатации и снизить суммарные удельные приведенные затраты, а также сократить простои автомобилей в текущем ремонте;
-
Методика оценки надежности водителей лесовозных автопоездов, позволяющая определить мероприятия по повышению безопасности движения на лесных автомобильных дорогах;
-
Аналитические закономерности улучшения устойчивости лесотранс-портных машин, позволяющие определить первопричину автоколебаний и установить допустимые значения дисбаланса колес;
-
Методика оценки средств отображения информации, позволяющая сформулировать требования к системе управления и контроля состоянием различных узлов и агрегатов лесовозного автотранспорта.
Научной новизна работы:
-
Модель корректирования периодичности технического обслуживания специального подвижного состава, отличающаяся учетом связи между суммарными затратами и периодичностью обслуживания;
-
Методика оценки профессиональной пригодности водителей и операторов по индивидуально-типологическим особенностям личности, отличающаяся учётом влияния человеческого фактора на безопасность системы «оператор-машина»;
-
Методика улучшения устойчивости лесотранспортных машин, отличающаяся учетом влияния динамики механизма на ресурс отдельных деталей и подвижных соединений;
-
Методика оценки средств отображения информации, отличающаяся учетом физиологического напряжения водителей.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные модели и рекомендации позволяют:
снизить простои автомобилей в текущем ремонте и улучшить качество технического обслуживания;
установить сроки и объемы проведения групповых ремонтных процедур, обеспечивающих минимальные эксплуатационные затраты на единицу продукции за срок службы лесотранспортных машин;
повысить конкурентоспособность вновь проектируемых машин за счёт повышения показателей их надёжности;
снизить степень опасности профессии «водитель»;
оценить профессиональную пригодность водителей и операторов, тем самым снизить травматизм на 10... 11 %,
улучшить управляемость лесотранспортных машин;
усовершенствовать конструкцию лесовозных автопоездов модели МАЗ;
сократить число аварийных ситуаций сокращением времени считывания информации с панели приборов лесотранспортных машин.
Теоретическая значимость работы заключается в разработке математического, методического, программного обеспечений подсистемы «водитель-автомобиль».
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Наиболее существенные результаты, выносимые на защиту, относятся к пунктам
-
- Исследование надёжности машин и технологического оборудования с целью обоснования нормативов их безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости,
-
- Разработка методов оценки качества, обоснование эффективности технического обслуживания и сервиса машин и оборудования лесопромышленного и лесохозяйственного назначения паспорта специальности 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства.
Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена проведением системного анализа проблемы, а также использованием методов математической статистики при планировании экспериментов и обработке их результатов. Достоверность выполненных исследований подтверждается: экспериментами с погрешностью до 5 %; доверительной вероятностью не менее 90 % у полученных закономерностей.
Апробация работы. Разработанные на основе полученных результатов рекомендации и программы для ЭВМ использовали: ООО НЛП «ЛесПромСервис» (2013 г., Республика Коми), ООО «Лесгрупптранс» (2012 г., Республика Коми), ООО «Лесная биржа» (2012 г., Республика Коми), ООО «Медея» (2012 г., Республика Коми), ООО предприятие «КРИТ» (2012 г., Воронежская обл.), ООО «Альфа» (2011 г., Архангельская обл.).
Разработанные математические модели, алгоритмы и программы для ЭВМ, реализующие эти модели, используются в учебном процессе Ухтинского государственного технического университета. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на международных научных конференциях.
Публикации. Результаты исследований отражены в 8 научных работах общим объёмом 24,8 п.л. (авторский вклад - 12,3 п.л.), из них 2 монографии (авторский вклад - 11,3 п.л.), 2 статьи в изданиях, определенных ВАК Минобр-науки РФ (авторский вклад - 0,54 п.л.).
Личное участие автора в получении результатов. Состоит в определении целей и задач работы, в проведении системного анализа взаимодействия комплекса «водитель-автомобиль-дорога», в исследовании влияния параметров ходовой части на интенсивность колебаний колес грузовых автомобилей, в обобщении результатов исследований.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 183 наименований и 4 приложений. Основное содержание работы изложено на 206 страницах машинописного текста, иллюстрировано 16 рис. и 52 табл.
