Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве

Раздел: Техника

Рационально применяющиеся операции технического обслуживания и ремонта машин оказывают исключительно большое влияние на их надежность и эффективность использования, а следовательно, на продуктивность и экономику сельскохозяйственного производства. Вследствие этого возникает необходимость тщательного анализа условий и методов их применения, периодической оценки состояния и/соответствия нормативно-технической базы, регламентирующей эти процессы, особенно с появлением машин новых марок, а также методов организации ремонта;

Известно, что в с-ельском хозяйстве нашей страны еще с начала массовой механизации применяется планово-предупредительная система технического обслуживания и'ремонта машин. В разработку норматив ной базы и методов организации процессов технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники значительный вклад внесли многие советские ученые.

Нормативная база этой системы, принятая в первой половине тридцатых годов, а также методы выполнения ремонтно-обслуживающих процессов в основном сохранились до наших дней без принципиальных изменений, хотя материально-техническая база сельского хозяйства, особенно средства механизации, получила значительное развитие.

Суть системы планово-предупредительного ремонта в том, что работоспособность машин и механизмов в течение их срока службы поддерживается определенным комплексом последовательно выполняемые операций технического обслуживания и ремонта. В целях обеспечения нормальной эксплуатации машин операции технического обслуЖиваниями ремонта рекомендуется производить через равные, заранее планируемые промежутки времени (с возможными некоторыми отступлениями). Операции, планового ремонта составляют основной объем профилактических ремонтно-обслуживающих работ. Регламентируемый наработкой период работы машины или механизма до капитального ремонта, как и равный ему период после капитального ремонта, и проводящиеся в течение этих периодов другие плановые ремонты представляют собой ремонтный цикл, структура которого заранее обусловлена системой и одинакова для разных машин, в том числе и тракторов. Для машин и механизмов всёх типов и моделей соотношение между объемами работ капитального и текущего ремонтов считается одинаковым, с некоторым допустимым отклонением в зависимости от их состояния.

Структура цикла ремонтов тракторов представляется следующими показателями: периодическое техническое обслуживание № 2 после трех обслуживаний № 1, техническое обслуживание № 3 после трех обслуживаний № 2, текущий ремонт после одного обслуживания № 3, капитальный ремонт после двух текущих ремонтов трактора. Отмеченной периодичности обслуживаний, ремонтов и структуры их цикла стремятся придерживаться машиноиспользователи в целях обеспечения необходимой работоспособности машин старых и новых марок. Аналогичные нормативы разработаны и применяются для других машин.

Принципиальное значение планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта в поддержании работоспособности машин и оборудования довольно велико. Однако эта система планово-предупредительных ремонтов содержит в своей основе определенные допущения и построена на признании стабильной зависимости между наработкой и потребностью машин в ремонтно-обслуживающих воздействиях того или иного вида. Допустимые отклонения в регламенте ремонтно-обслуживающих работ в размере ±10% не отражают величины разброса долговечности элементов и машин от средних значений.

В результате такого подхода к разработке системы планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта реализация ее структуры связана с большими трудностями вследствие значительного отклонения фактических потребностей машин в ремонтно-обслуживающих работах от регламентных, что отрицательно сказывается на работоспособности.

Несмотря на отмеченные недостатки, действующая структура цикла технического обслуживания и ремонта тракторов и других машин в известной мере соответствовала условиям и возможностям начального периода механизации сельскохозяйственного производ- ва в нашей стране, когда количество применяемых машин и их марок было ограничено. Поэтому отрицательное влияние недостатков в организации и-х технического обслуживания и ремонта на экономику и другие показатели использования' не было столь значительным как в данное время.

 В современных условиях и тем более в обозримом будущем при значительном росте парка машин и увеличении их: разнообразия по конструктивным параметрам применение такой упрощенной схемы ремонтно-обслуживающих операций единых для машин различных типов и марок нельзя считать обоснованным по следующим причинам.

Система технического обслуживания и ремонта не учитывает различия конструктивно-технологических свойств машин и неодинаковой потребности их в восстановлении элементов по мере наработки. Она не отражает технического прогресса в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, поскольку периодичность ремонта остается постоянной для машин старых и новых марок. Согласно нормативам этой системы, для тракторов новых- марок установлена периодичность технического обслуживания и ремонтов, действовавшая для тракторов старых марок, несмотря на то, что все элементы современных тракторов выполнены с применением более совершенной технологии и имеют более высокие показатели надежности.

Характер и скорость изнашивания элементов машин и их потребность в ремонтных воздействиях в значительной мере зависят прежде всего от конструктивных свойств. В целях выявления этой зависимости Целинный филиал ГОСНИТИ исследовал количественную оценку изнашивания элементов поступивших в ремонт двигателей ЯМЭ-238НБ в сравнении с двигателями Д-108 и шасси трактора К-700. Наиболее часто встречающиеся дефекты в 60 исследованных двигателях ЯМЗ-238НБ -при наработке 2500—3000 Мото-часов следующие:

в блоке —износ посадочных мест под вкладыши коренных подшипников (коэффициент повторности 0,42), несоосность посадочныхмест под вкладыши коренных подшипников (0,52), трещины крышек и поперечных перегородок коренных опор (0,25), износ гнезда под уплотнение гильзы (0,25), обгорание шпилек выхлопного коллектора (0,40); коленчатый вал — изломы по щеке и шейкам и другие трещины (0,40), износ шатунных и коренных шеек (0,96); шатун — износ внутренней поверхности нижней головки (0,12), скручивание (0,18); крышка шестерен распределения — коррозионный износ отверстий водяной рубашки (0,30); корпус подшипников — износ поверхностей под уплотнения (0,35) и опорных поверхностей (0,38).

Многочисленные отказы этих двигателей происходят также в результате механического изнашивания рабочих поверхностей коленчатых и кулачковых валов (наибольшие износы достигают величины 0,265 мм на коренных шейках, 0,285 мм на шатунных, 0,14 мм на Кулачках распределительных валов). В значительной степени подвержены износам уплотнения в блоке, крышке распределительных шестерен  и других элементах.

Применяя аналогичные методы оценки состояния элементов, отмечено, что изнашивание двигателей Д-108 происходит менее интенсивно. Несмотря на то, что средняя наработка поступивших в ремонт этих двигателей была в два раза больше, чем двигателей ЯМЭ-238НБ, основные элементы их, определяющие ресурс, имеют гораздо меньшую величину износов. Следовательно, скорость их изнашивания значительно ниже. Вследствие этого объем выбраковки основных системообразующих деталей при капитальном ремонте двигателя Д-108 составляет от 2 до 8%, что можно считать нормальным. По двигателю ЯМЭ-238НБ блоков выбраковывается больше почти в 4 раза коленчатых валов в 10 раз, намного больше выбраковывает- . ся шатунов, крышек распределительных шестерен и других элементов: Основные конструктивные элементы шасси трактора К-700 изнашиваются значительно медленнее, чем элементы двигателя, что характеризуй ет более высокое совершенство конструкции его узлов, оказывающее влияние на улучшение показателей - работоспособности. С точки зрения надежности и потребности в ремонте конструкцию двигателя Д-108 следует признать более совершенной, чем двигателя ЯМЭ-238НБ.

По данным испытаний тракторов на машиноиспытательной станции определено, что если 80%-ный гам- ма-ресурс двигателя Д-50. равен 4200 мото-часов, то

аналогичный гамма-ресурс двигателей СМД-14 составляет 2600 мото-часов, А-41—2274, СМД-60 — 1514 ит. д.

Это подтверждает, что нормативы периодичности операций и процессов технического обслуживания и ремонта должны в обязательном порядке учитывать конструктивные особенности сельскохозяйственных машин, их агрегатов и узлов.

Другой недостаток существующей системы технического обслуживания, и ремонта машин заключается в применении довольно жесткой регламентации ремонта. Например, в системе не предусмотрено необходимое изменение межремонтной наработки машин в сравнении с доремонтной, так как условия ремонта и изготовления их имеют существенные различия и непосредственно отражаются на показателях надежности и ресурса агрегатов и машин.

Рассматриваемая система не учитывает также случайного характера условий работы машин и различного влияния на скорость изнашивания и долговечность их элементов окружающей среды и режимов использования, поскольку периодичность ремонтов выраженная наработкой во времени, для разных условий одинакова. Допускаемый при различных расчетах разброс периодичности ремонта тракторов, выраженный их наработкой в у. э. га по зонам страны, учитывает не изменение скорости изнашивания элементов во времени, а влияние местных условий на производительность машин.

Наконец, недостаток системы технического обслуживания и ремонта и в том, что управление работоспособностью конкретной машины, как вероятностной системы, по программе, заданной во времени, отражающей средние показатели многих машин, не может быть и не является достаточно гибким. Допущение некоторых отклонений величины межремонтной наработки от регламентных значений не обеспечивает фактической потребности машин, поскольку величина рассеивания ресурса их элементов имеет значительные размеры.

Исходя из этого, можно заключить, что регламентация межремонтных (доремонтных) периодов по системе технического обслуживания и ремонтов во времени не отражает вероятностных процессов изнашивания элементов машин, а следовательно, и потребности в возобновлении их годности. В силу значительного рассеивания величины ресурса элементов от средних значений ремонты через равные и тем более заранее планируемые промежутки времени почти никогда не соответствуют действительной потребности конкретной машины в ремонте. Поэтому ремонт осуществляют в большинстве случаев преждевременно или с опозданием.

Структура цикла ремонтов тракторов различных марок, состоящая из двух текущих (через 1920 ч) и одного капитального (через 5760 ч), недостаточно обоснована. Очевидно, число необходимых периодических ремонтов в цикле, их вид и чередование должны определяться для машин разных марок в первую очередь с учетом их конструктивно-технологических свойств. В равной мере это относится и к таким операциям технического обслуживания машин, как замена масел, очистка фильтров, промывка внутренних поверхностей масляных емкостей и магистралей, удаление нагара, накипи и т. д.

Но дело не только в конструктивных различиях машин/Действительная потребность в операциях такого характера зависит во многом от внешних факторов, весьма изменяющихся во времени.

Регламентация процессов технического обслуживания машин, которые эксплуатируют при разнообразных и значительно изменяющихся условиях окружающей среды, по усредненной наработке не может обеспечить и не-обеспечивает правильного содержания агрегатов и механизмов. В результате такой регламентации при тяжелых условиях агрегаты и механизмы своевременно не подвергаются ремонтно-обслу- живающим воздействиям. Поэтому машины работают в условиях интенсивного изнашивания элементов и загрязнения соответствующих защитных устройств. В нормальных условиях работы отдельные операции ремонта, как и техническое обслуживание, механизаторы нередко выполняют преждевременно, на что непроизводительно расходуется рабочее время, хотя простои этого вида во многих случаях обычно считают плановыми.

Принцип регламентации ремонтно-обслуживающих работ во времени не может дать и не дает желаемого производственного результата несмотря на большой коэффициент охвата„машин ремонтом. Высокие затраты средств и труда на техническое обслуживание и ремонт при этом не обеспечивают достаточной производительности машин и не оказывают должного влияния на сокращение сроков и йо- вышение качества выполнения сельскохозяйственных работ.

Не менее важен в организации технического обслуживания и ремонта способ реализации плановых операций.

Реализация системы технического обслуживания и ремонта машин обусловлена применением соответствующих этой системе методов, под которыми понимается способ поддержания и восстановления работоспособности машин, характеризующийся условиями проведения ремонтно-обслуживающих операций в зависимости от их конструктивных свойств, технического состояния и т. д. В современных условиях во многих случаях организация ремонтно-обслуживаю- щих работ в достаточной мере не отвечает технологическому содержанию, а это одна из существенных причин, порождающих недостатки в использовании сельскохозяйственной техники. Для технического обслуживания машин во многих хозяйствах не создано достаточно оснащенной материально-технической базы, объем выполняемых машинами работ учитывают приближенно. В результате затрудняется применение целесообразных ремонтно-обслуживающих работ, технологическая дисциплина по уходу за машинами, особенно при эксплуатации их ъ зимних условиях, во многих случаях находится не на должном - уровне.-Все это указывает на необходимость существенного укрепления материально-технической базы колхозов и совхозов.

Несмотря на существенное повышение конструктивной сложности новых энергонасыщенных тракторов и других высокопроизводительных машин, специализированная материально-техническая база для капитального ремонта этих машин, их агрегатов и узлов развивается медленно. Поэтому нередко не обеспечивается своевременное выполнение необходимых объемов работ.

В результате большое количество тракторов, зерноуборочных комбайнов, автомобилей и других сложных машин, а также их агрегатов и узлов восстанавливается капитальным ремонтом в мастерских колхозов и совхозов,, мастерских «Сельхозтехники». В таких мастерских обычно применяют узловой метод ремонта с образованием некоторого потока, когда тракторы и другие машины, а также их агрегаты независимо от наработки и технического состояния во многих случаях разбираются полностью и подвергаются ремонту по единому технологическому маршруту, часто с обезличиванием деталей.

При этом стирается видимая грань между различными видами ремонта машин с точки зрения техники их выполнения. Машины относят к тому или иному виду ремонта в основном не по их состоянию, а по вели- чине фактических денежных затрат на ремонт, точный учет которых вести в этих условиях довольно сложно. Нередко себестоимость ремонта трактора с невысокой наработкой, небольшими износами ш объемами ремонтных работ, но длительно простаивающего в ремонте из-за отсутствия каких-либо деталей или по другим причинам достигает такой величины, что ремонт Относят к капитальному. В то же время при малых сроках пребывания в ремонте и заимствовании годных деталей с других машин трактор на капитальном ремонте фиксируется как прошедший текущий ремонт и т. д. Неточности в учете затрат на ремонт и применение единых технологических маршрутов приводят к неправильному отражению действительно выполняемых объемов ремонта.

В связи с этим назрела необходимость дальнейшего совершенствования методов организации технологических процессов ремонта, правильного распределения ремонта, оснащения обслуживающих предприятий совершенным технологическим оборудованием и оснасткой.

Применение в исследованиях случайных закономерностей детерминистских методов и использование при этом графических моделей старения машин, не отражающих реальных условий и действительных процессов их изнашивания, привело к недостаточно аргументированным теоретическим выводам о способах восстановления рабртоспособности машин и, в частности, к отрицанию необходимости капитального ремонта машин, допущению возможности увеличения допустимых износов деталей при ремонте машин и установлению одинаковых технических требований к машинам, отремонтированным в мастерских хозяйств и на специализированных ремонтных предприятиях. В связи с этим предлагалось применить так называемый единый ремонт, с сокращением межремонтного срока до 2000 мото-часов. При этом узлы и агрегаты машин, собранные из деталей с износами, превышающими допустимые при капитальном ремонте, работали в более напряженных условиях и, как следствие, менее продолжительно.

Общие закономерности увеличения скорости изнашивания деталей в зависимости от величины износа представлены на рисунке 20, который убедительно иллюстрирует сказанное, если учесть, что системообразующие элементы тракторов изнашиваются по закону с параметром изнашивания

Нарушение геометрических осей вращения элементов и увеличение зазоров между их взаимодействующими поверхностями повышают интенсивность вибрации, что также повышает скорость их изнашивания.

На рисунке 21 (а, б) приведены полученные экспериментально зависимости параметров вибрации от величины износа (зазоры) в сопряжениях гильза — поршень (21,а), шатунная шейка коленчатого вала — вкладыш (21,6).

Сокращение межремонтных сроков до 2000 моточасов увеличивает коэффициент охвата машин ремонтом, количество, их переборок, что также повышает скорость изнашивания деталей, увеличивает их расход и затраты труда и средств на содержание машин в работоспособном состоянии.

Повышение скорости изнашивания деталей обусловливает увеличение интенсивности потока отказов, следовательно, количества простоев машин по техническим причинам.

Наличие отмеченных организационно-технических недостатков не позволяет уменьшать удельные затраты на техническое обслуживание и ремонт машин, отнесенные к их балансовой стоимости, которые составляют, как это видно из таблицы 6, в течение длительного периода 0,21— 0,22, а эти же затраты, отнесенные к объемам выполненных работ, колеблются в пределах 1,9—2,1 руб. на один га у. п.

Следовательно, совершенствование существующих методов технического обслуживания и ремонта машин, более глубокое обоснование условий организации выполнения этих работ и применяемых технических требований — важнейшая народнохозяйственная задача. Это стало особенно очевидным в связи с утверждением более современного вероятностного подхода к явлениям изнашивания машин и определения потребности их в ремонтно-обслуживающих . воздействиях.