книги из ГПНТБ / Эксплуатационная надежность сельскохозяйственных машин

Ростовским НИИТМом, показали, что лучшие показате­ ли имеет нож из стали 65Г с наплавкой сормайтом 1. Корреляционные зависимости изменения толщины кром­ ки лезвия и радиального износа от времени позволили построить вероятности безотказной работы между пере­ точками и временем достижения предельного износа

(рис. 65).

Значения ресурсов, приведенные на осях абсцисс, показывают, что ножи из стали 65Г с наплавкой сормай­ том 1 имеют лучшие показатели, чем ножи остальных вариантов. Высокая износостойкость ножа из стали 65Г наплавленного сормайтом 1 объясняется более высокой прочностью основного материала, чем у ножей из стали Ст. 3 с такой же наплавкой.

В процессе работы последнего ножа основной мате­ риал изнашивается значительно интенсивнее материала наплавки. Так как толщина материала наплавки относи­

В ноже, основным материалом которого является сталь 65Г, износ основного материала удачно соотносится с износом наплавленного слоя. Кроме того, относительно невелики также скорости износа материалов. Этими дву­ мя факторами объясняется как длительное сохранение эффекта самозатачивания, так и большие сроки службы ножа до момента достижения предельного износа.

3. Экономические вопросы надежности

Экономика надежности должна учитывать сферу производства и сферу эксплуатации. Обычно при внед­ рении новой техники происходит рост издержек произ­ водства, так как внедрение новых технологических и конструктивных решений связано с определенными за­ тратами. Однако повышение затрат в сфере производст­ ва быстро окупается в сфере эксплуатации. Экономиче­ скую эффективность мероприятий, направленных на по­ вышение надежности, можно определить по формуле:

181

Экономическая эффективность в сфере производства, с учетом действующей в отрасли методикой [IX.8], опре­ деляется по формуле [IX.4]:

а изделия повышенной надежности определяют конкрет­ но, исходя из тех изменений, которые повышают долго­ вечность. Например, при замене одного материала на другой себестоимость изделия изменится с учетом цен на новый материал. Разность Ко—Ki представляет собой дополнительные удельные капитальные затраты на про­ изводство нового изделия и определяется конкретно для каждого вида в зависимости от проведенных мероприя­ тий. При расчетах экономическая эффективность от по­ вышения надежности в сфере производства не подсчиты­ вается, что свидетельствует о дополнительных затратах производства, Выпуск изделий повышенной надежности в этом случае С0< С ь Ki>Ko и величина Эг#п имеют знак минус.

При определении экономической эффективности в сфере эксплуатации необходимо учитывать два обстоя­ тельства. Во-первых, должны учитываться эксплуата­ ционные издержки на единицу производительности для каждого из сравниваемых изделий. Поскольку увеличе­ ние надежности вызывает рост производительности ма­ шины, эксплуатационные издержки уменьшаются. Рас­ четы показывают, что даже небольшое увеличение произ­ водительности машины дает значительный экономиче­ ский эффект.

Во-вторых, необходимо учесть экономию, вызванную снижением затрат на производство и последующую заме­ ну недолговечных деталей.

Исходя из сказанного выше, экономический эфффект в сфере эксплуатации будет:

182

где Эг. э. п— годовой экономический эффект, соот­ ветствующий сокращению простоев из-за ненадежности машины, руб;

Эг. э. з. м — годовой экономический эффект от умень­ шения затрат на приобретение и после­ дующую замену сравниваемых деталей, руб.

Экономический эффект от сокращения простоев и от увеличения сменной производительности машины за смену определяется по формуле:

ко времени чистой работы машины повышенной надеж­ ности

183

Выразим сменную производительность величинами, которые не изменяются при переходе к машине повы­ шенной надежности. Это величины: годовая загрузка машины Гг. м и производительность за час чистого времени. Свяжем их посредством коэффициента использо­ вания рабочего времени

Последнее слагаемое в этой формуле показывает, как повышается производительность машины за счет устранения простоев вследствие повышенной долговеч­ ности.

Эксплуатационные издержки на единицу производи­ тельности {IX.8] находят по формуле:

U = / + А + R -{- Ur + UT+ UM+ Ux руб/га,

где f — удельная заработная плата рабочих;

184

Ur — стоимость горючего, электроэнергии, топлива; UT— затраты на автотранспорт, авиатранспорт и другие комплексные затраты, не разбивае­

мые для упрощения по элементам;

UM— затраты на основные и вспомогательные ма­ териалы;

Ux— затраты на хранение сельскохозяйственных машин и тракторов.

Величины UrJ UT, UM, Ux для машин, отличающихся только показателями надежности, можно принимать оди­ наковыми, поэтому величина

Ц, - и х = (/„ - h) + (А0 - А,) + ( R 0 - R i ) . (9.10)

Показатели с индексом „1“ относятся к машинам повышенной надежности, а с индексом „0“ — производимым серийно. Эти' обозначения приняты и в дальней­ шем.

Определим удельную заработную плату;

где Хму, KPj — количество рабочих определенной квали­ фикации, занятых на механизированных

иручных операциях;

К— количество видов квалификаций;

/м/> fPj — часовые ставки рабочих определенной квалификации, руб/ч;

Wр — часовая норма выработки на выполнение ручных операций, га/ч;

W — производительность за час сменного вре­ мени.

Амортизационные отчисления, затраты на ремонт и техническое обслуживание определяются по формулам:

где Ц0.„ балансовая цена машины, руб;

185

а, г — ежегодные отчисления на реновацию и ре­ монт, % (эти величины для определенных видов машин нормированы) [IX.8].

Эксплуатационные издержки на агрегатирующий трактор учитывают все затраты, за исключением зара­ ботной платы тракториста, которую необходимо учесть в формуле (9.11). Издержки на трактор

времени простоев из-за ненадежности. Экономический эффект от сокращения затрат на приобретение и замену недолговечных деталей [IX.8] будет:

186

fia — зарплата и другие дополнительные за­ траты по установке и периодической замене серийных деталей, руб (эти издержки определяются по нормати­ вам, разрабатываемым ГОСНИТИ, или берутся на основании данных ма­ шиноиспытательных станций);

п— количество и наименование деталей, замененных на детали повышенной долговечности;

а при сроке службы менее года капитальные вложения находят:

Рассмотренная общая формула (9.3) расчета эконо­ мической эффективности может видоизменяться в зави­ симости от сложности изделия, имеющихся исходных данных и нужной точности расчета.

При приближенном расчете экономической эффектив­ ности деталей или узлов можно в большинстве случаев опустить слагаемое (см. 9.4), которое учитывает эко­ номическую эффективность в сфере эксплуатации Эг.э, значительно больше затрат в сфере производства. То же самое можно сказать и о соотношении между величина­ ми Эг. п,и Эг> 3> ч- Если повышение надежности детали или узла ведет к сокращению времени простоев машины, т0 ЭГ-П> Э Г. з. м> Однако в ряде случаев при повышении долговечности детали сменная производительность ма­ шины не изменяется, тогда в расчет можно ввести только два слагаемых (9.4) и (9.16).

187

При расчете экономической эффективности всей машины от повышения ее надежности и сокращения в связи с этим времени простоев получаются соотношения

стоев от ненадежности машины выражается обычно че­ рез коэффициент готовности. Взаимосвяжем величину коэффициента готовности и сменную производительность. Будем считать, что суммарное время чистой работы и время восстановления для сравниваемых машин останет­ ся тем же, а произойдет лишь их перераспределение. Та часть времени восстановления, которая в машине по­

Приведенные расчеты экономической эффективности не исчерпывают всех сторон экономики надежности. Важ­

188

ным методом получения информации о надежности яв­ ляются ускоренные испытания, в результате которых уменьшаются сроки внедрения машин в производство. Экономическая эффективность от ускоренных испытаний может быть определена аналогично ускорению освоения новой техники [1Х.4]. Этот расчет производится по фор­ муле:

машина, внедряемая в производство, отличается от ста­ рой только показателями надежности, вместо величины Эт нужно подставлять Эг (9.3).

При расчете экономической эффективности от внед­ рения ускоренных испытаний необходимо учитывать, что затраты на ускоренные испытания идут на научно-иссле­ довательские цели. Поэтому величина экономического эффекта, определенного по формуле (9.21), должна быть уменьшена в соответствии с нормативными показателя­ ми. Считается [IX.4], что доля экономического эффекта, приходящегося на научно-исследовательские работы, со­ ставляет 30%, поэтому

Эу = 0,3 -ЭтЕн(Тосв. с — Тосв.у) руб.

Сроки освоения новой техники включают не только время испытаний, но и время на подготовку к внедрению, разработку оснастки и т. д. Поскольку оснастка не влия­ ет на время испытаний, можно считать, что

Эу = 0,3-ЭтЕн(Тис — Т„.у) руб,

где Тис, Ти> у — время испытаний до внедрения уско­ ренных испытаний и после их приме­ нения, год.

189

Введем коэффициент ускорения

ской эффективности от повышения надежности свекло­ уборочного комбайна КСТ-3.

Наиболее типичным видом расчета является расчет экономической эффективности от повышения надежно­ сти отдельных деталей и узлов. Проведем расчет эконо­ мической эффективности от внедрения ножей повышен­ ной долговечности для обрезки ботвы. Замена основного материала ножа (стали Ст. 3) на сталь 65Г позволяет увеличить долговечность ножей и уменьшить время на их переточку. Увеличение срока между переточками ве­ дет к сокращению простоев, в результате чего увеличи­ вается сменная производительность. Поэтому расчет про­ водим по формуле (9.3) с учетом всех слагаемых.

Подставив значения исходных данных, найдем Эг-П= —31 600 руб. Этот результат свидетельствует ~о до­ полнительных затратах производства на выпуск ножей повышенной долговечности. В качестве исходных дан­ ных принято: В =10000 шт, Со= 3,72 руб, Ci=4,08 руб (увеличение себестоимости вызвано заменой материала);

Ен =0,2; Ко—Ki= -JQQQQ = 14,0 руб (дополнительные

капитальные вложения в сумме 140 000 руб необходимы для приобретения оборудования).

При определении годового экономического эффекта от сокращения простоев сначала определяют годовую выработку машины повышенной долговечности по фор­ мулам (9.7, 9.9). По данным МИС, осредненная произво­ дительность серийной машины W= 0,3 га/ч, а примене­ ние ножей повышенной долговечности сокращает простои на переточку, т. е. Ту> =7,59 ч в сезон. Все эти показа­ тели влияют на увеличение сменной производительно­ сти, следовательно, и годовой выработки. По данным машиноиспытательных станций, 1УЧ= 0,725 га/ч, величина Тг.м =300 ч [1Х.8]. Отсюда 1^ = 0,318 га/ч и Wr>=95,4 га против W0 = 0,300 га/ч и Wr, 0=90 га.

190