Совершенствование процесса заправки сельскохозяйственной техники путем использования модульных автотопливозаправщиков (МАТЗ) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.03, кандидат технических наук Ерохин, Олег Владимирович

• Ерохин, Олег Владимирович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ерохин, Олег Владимирович

Введение

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Перспективы развития сельскохозяйственного производства и совершенствование сельскохозяйственной техники

1.1.1 Оснащенность АПК зерноуборочной техникой отечественного производства

1.2 Требования к ассортименту ТСМ, их качеству и к заправочным операциям

1.3 Недостатки существующих подвижных средств заправки и пути их совершенствования

1.3.1 Целесообразность использования многофункциональных автозаправщиков блочно-модульного построения

1.4 Выводы по главе 1 и постановка задач исследования

ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ТОПЛИВО-СМАЗОЧНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО

ПРЕДПРИЯТИЯ

2.1 Обоснование выбора метода математического моделирования

2.2 Моделирование процессов заправки топливо-смазочными материалами техники сельскохозяйственного предприятия

2.2.1 Моделирование процесса применения автотопливозаправщиков для заправки сельхозтехники при выполнении полевых работ

2.2.1.1 Моделирование процесса применения АТЗ для заправки сельхозмашин как замкнутой системы массового обслуживания

2.2.1.2 Обоснование зависимостей расчёта исходных данных СМО модели применения АТЗ для заправки сельхозмашин на полевых работах

2.2.2 Моделирование процесса применения передвижных заправочных модулей для заправки сельхозмашин на полевых работах

2.2.2.1 Моделирование процесса применения автономных заправочных модулей для заправки сельхозмашин как замкнутой системы массового обслуживания

2.2.2.2 Обоснование зависимостей расчёта исходных данных СМО модели применения ЗМ для заправки сельхозмашин на полевых работах

2.2.3 Моделирование управления запасами в системе обеспечения топливо-смазочными материалами сельскохозяйственного предприятия

2.2.4 Обоснование выбора критерия оптимальности системы обеспечения топливо-смазочными материалами сельскохозяйственного предприятия

ГЛАВА 3 ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ, СОСТАВА И ТЕХНИЧЕСКОГО

ОСНАЩЕНИЯ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОПЛИВОМ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

3.1 Обоснование выбора критерия оптимальности системы обеспечения топливо-смазочными материалами сельскохозяйственного предприятия

3.2 Обоснование выбора значений исходных данных математических моделей системы обеспечения топливом сельскохозяйственных предприятий

3.2.1 Численность сельскохозяйственных машин предприятия

3.2.2 Интервал времени между заправками сельхозмашин

3.2.3 Расстояние перемещения автотопливозаправщиков и сельхозмашин для выполнения заправки

3.3 Результаты машинного эксперимента по моделированию процесса функционирования основных объектов системы обеспечения топливом сельскохозяйственного предприятия

3.3.1 Машинный эксперимент по применению АТЗ для заправки сельхозмашин на полевых работах

3.3.2 Машинный эксперимент по применению ЗМ для заправки сельхозмашин на полевых работах

3.3.3 Машинный эксперимент по управлению запасами топлива в ЗМ осуществляющих заправку сельхозмашин на полевых работах

3.3.4 Машинный эксперимент по управлению запасами топлива на центральном складе системы топливообеспечения сельскохозяйственного предприятия

3.4 Сравнительный анализ эффективности применения АТЗ и ЗМ с АЦЗ (МАТЗ) для заправки сельскохозяйственной техники в полевых условиях

ГЛАВА 4 ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ОБОРУДОВАНИЯ ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ

АВТОТОПЛИВОЗАПРАВЩИКА Б Л ОЧНО-МОДУЛЬНОГО ПОСТРОЕНИЯ

4.1 Обоснование блочно-модульного построения автотопливозаправщика

4.2. Обоснование выбора шасси для автотопливозаправщика на основе блочно-модульного построения

4.2.1 Обоснование грузоподъёмности шасси автотолливозаправщика бл очно-модульного построения для транспортировки ТСМ

4.2.2 Обоснование требований экологии земледелия при подвозе ТСМ в полевых условиях 136 4.3 Обоснование выбора материала для изготовления заправочной модульной ёмкости

4.3.1 Обеспечение противопожарной безопасности заправочных модулей

4.3.2 Обоснование применения огнезащитных систем пожаротушения

4.3.3 Обоснование комплекта раздаточного оборудования заправочной модульной емкости

4.3.4 Обоснование конструкции устройства для снижения загрязненности топлива при его выдачи из заправочного модуля

4.3.5 Обоснование конструкции устройства для очистки выдаваемого топлива

ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОПТИМИЗАЦИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЗ

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса заправки сельскохозяйственной техники путем использования модульных автотопливозаправщиков (МАТЗ)»

Современное сельскохозяйственное производство неразрывно связано с использованием и интенсивной эксплуатацией сельскохозяйственной техники, которая является одним из наиболее совершенствуемых направлений в развитии сельхозпроизводства. В данной области ведутся исследования и внедрение новых образцов сельскохозяйственных машин, разрабатываются системы автоматического управления сельскохозяйственными агрегатами, оригинальные приводы уборочных машин, модернизируются существующие виды техники, внедряются ресурсосберегающие технологии. Стремление к повышению производительности сельскохозяйственных машин, на сегодняшний день, привело к созданию экономичных и многофункциональных единиц техники, позволяющих механизировать практически любой сельскохозяйственный процесс.

Рост количества и повышение мощностных показателей сельскохозяйственной техники приводит к увеличению потребления топливо-смазывающих материалов (ТСМ), расширению их ассортимента, ужесточению требований к очистке ТСМ при выполнении заправочных операций, которые целесообразно производить в полевых условиях при минимальных затратах времени.

Существующие подвижные средства заправки не удовлетворяют по техническим параметрам и оснащенности технологического оборудования требования при выполнении заправочных операций, учитывающие специфику проведения сельскохозяйственных работ в полевых условиях: имеют недостаточную проходимость, грузоподъёмность и маневренность шасси, морально устаревшее технологическое оборудование, низкую степень очистки выдаваемых потребителю ТСМ и т.д. Исходя из этого, необходимо совершенствовать требования, предъявляемые к подвижным средствам заправки и предлагать пути их решения, одним из которых может быть создание подвижных средств заправки, основанных на принципах многофункциональности.

В конструкции многофункциональных секционных заправщиках целесообразно использовать отдельные автономные блоки-модули, технологически связанных между собой. Геометрические параметры модулей и их масса позволяют размещать их на серийных автомобилях, полуприцепах или прицепах. Кроме того, размеры модулей соответствуют или кратны размерам универсальных контейнеров, что создает удобства при перевозках. Применение заправщиков модульной конструкции, повысит гибкость системы обеспечения сельскохозяйственной техники в полевых условиях, так как в случае необходимости, модули могут быть установлены на грунт в качестве полевых заправочных пунктов, а освободившиеся автомобили задействованы для транспортных операций связанных с перевозкой сельскохозяйственных грузов или других потребностей в сфере материально-технического обеспечения сельскохозяйственного производства.

Цель работы:

Совершенствование системы обеспечения сельскохозяйственной техники топливо - смазочными материалами за счет использования универсальных многофункциональных автозаправщиков блочно-модульной конструкции.

Предмет исследования:

Процессы обеспечения сельскохозяйственной техники топливо — смазочными материалами.

Объект исследования:

Технические средства нефтепродуктообеспечения сельскохозяйственной техники в полевых условиях.

Научная новизна работы:

Состоит в разработке взаимосвязанных математических моделей, полученных на основе системного подхода к исследуемым процессам и обеспечивающих оптимизацию использования топливозаправочных блоков-модулей при выполнении сельскохозяйственных работ с учетом вероятностного характера изменения действующих факторов.

Практическая ценность работы: Предложена конструкция универсального многофункционального автозаправщика, разработаны нормативные документы по его применению и инструкции по эксплуатации. Разработанные рекомендации по совершенствованию процесса заправки сельскохозяйственной техники и технологического оборудования были применены и частично внедрены в составе уборочно-транспортных комплексов сельскохозяйственных предприятий Калужской области.

Результаты диссертационной работы рассмотрены и будут использованы предприятиями-изготовителями автотопливозаправщиков, при создании новых образцов заправочной техники.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве», Ерохин, Олег Владимирович

Общие выводы

1. Эксперементально с вероятностью Р = 97% установлено, что создаваемый поток требований к заправочным средствам является пуассоновским, что является основанием для применения методов- теории массового обслуживания.

2. На основе методов теории массового обслуживания разработан комплекс взаимосвязанных математических моделей, обеспечивающих выбор эффективных режимов работы СМ и их заправки в полевых условиях при использовании заправочных блоков-модулей".

3. В соответствии с целью работы по совершенствованию системы обеспечения сельскохозяйственной техники топливо-смазочными материалами путём использования универсальных многофункциональных автозаправщиков на основе блочно-модульного построения, достигнуто уменьшение простоя СМ (в среднем на 20%) из-за отсутствия топлива и уменьшение времени заправочных операций до 10 минут.

4. Методами теории массового обслуживания определены рациональные соотношения количества уборочных п = 5 и заправочных средств (модулей) т = 1 с учетом расхода топлива сельскохозяйственных машин, емкости топливного бака, производительности заправочного средства и других факторов.

5. Разработаны образцы оборудования для обеспечения чистоты выдаваемого топлива - плавающий топливоприемник и каскадный гидродинамический фильтр — водоотделитель с тонкостью очистки 5 мкм. и эффективностью водоотделения 97%.

6. Подобрано и использовано технологическое оборудование для осуществления заправочных операций в полевых условиях: топливный насос (производительность 50 л/мин), раздаточные краны с вмонтированными электронными счетчиками расхода, каскадный фильтр-водоотделитель, автоматическая система управления процессом заправки.

7. Для снижения вероятности возникновения аварийных пожароопасных ситуаций использован материал корпуса блока-модуля способствующий самозатуханию открытого огня, для самозатягивания пробоин (размер до 150 мм.), вспенивающиеся сетки для исключения распростронения и затухания пламени.

8. Технико-экономический расчет от практического применения результатов исследования показал, что за счет уменьшения числа автотопливозаправщиков (АТЗ), экономический эффект составит 1522344 руб. с учетом использования МАТЗ в течение года.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ерохин, Олег Владимирович, 2011 год

1. Дедеева, С. А. Развитие сельского хозяйства в России Текст.: автореф. дис. . канд. экон. наук / Дедеева Светлана Александровна; 05.11.19. Оренбург : ОГСХА, 2008. - 17 с.

2. Национальный аграрный каталог Сельхозтехника Электронный ресурс. / 1-й выпуск, 1-е полугодие 2010 г. — Режим доступа: http://techart.ru/publication/224.htm.

3. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины Электронный ресурс. / Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование , 2010 г. — Режим доступа: http://revolution.allbest.rU/agriculture/.html

4. РУП «Гомсельмаш» Электронный ресурс. / Сельхозтехника. Информационный интернет портал по сельскохозяйственной технике, 2010. -Режим доступа: http://www.gomselmash.by/

5. РУП СЗСМ "Светлогорсккорммаш" Электронный ресурс. / Официальный сайт Республиканского унитарного предприятия «Светлогорский завод сельскохозяйственного машиностроения «Светлогорсккорммаш». 2009. Режим доступа: http://szsm.by/.

6. Электронный журнал Serednyak Электронный ресурс. / Справочно-информационный интернет-портал. 2010. Режим доступа: http://serednyak.livejournal.com/2010/

7. Журнал «Сельхозтехника» Электронный ресурс. / Справочно-информационный интернет-портал. 2007. Режим доступа: http://www.life-times 10.ru/zhurnal selhoztehnika.html.

8. Дизель Arpo Сервис Электронный ресурс . / Информационный интернет портал по сельскохозяйственной технике. 2010. Режим доступа: http://tkdas.ru/Tehnika/JohnDeede/JohnDeereT.html

9. Журнал megatractor Электронный ресурс. / Справочно-информационный интернет-портал. 2010. Режим доступа: http://www.megatractor.rU/messages/2/10/list0/index.html

10. Стратегия перспективного развития механизации уборки зерновых культур Электронный ресурс. / Журнал «Тракторы и сельскохозяйственные машины». №9. 2009. Режим доступа: http://www.avtomash.ru/gur/20040903 .htm

11. Сельскохозяйственная техника Электронный портал. / Справочно-информационный интернет-портал. 2009. Режим доступа: http://www.foodset.ni/catalog/80/2158

12. УТВЕРЖДАЮ Начальник 25 ГосНИИ химмотологиина внедрение результатов диссертационной работы аспиранта Ерохина Олега Владимировича

13. Результаты диссертационной работы Ерохина О.В.:

14. Математические модели оптимизации использования топливозаправочных блок-модулей.

15. Начальник управления технических средств кан, доц1. А.В.Савельев

16. Начальник отдела кандидат технических наук, доц—1. А.И.Голеницкий

17. Начальник отдела кандидат технических наук, доцент1. С.А.Галко&>» 2011г.1. Утверждаю

18. Проректор по научной-исследовательской работе ФГОУ ВПО «Московский государственный нцвер/итез^им. В. П. Горячки на» В. В. Стрельцов 2011 г.

19. Блок-модули заправочные для сельскохозяйственной техники1. Технические требования

20. Руководитель работы Д.т.н., проф^сор В. П. Коваленко2011 г.тственный исполнитель спирант О. В. Ерохин « 2011 г.1. Москва 20111. Содержание1 Область применения2 Нормативные ссылки

21. Термины, определения и сокращения4 Общие требования к ЗМ41 Общие положения42 Требования назначения43 Требования по надежности

22. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам

23. Требования по эргономике и технической (промышленной) эстетике

24. Требования по экологической безопасности

25. Требования по технологичности48 Требования к конструкции

26. Требования к метрологическому обеспечению

27. Требования к сырью, материалам, покупным изделиям411 Комплектность

28. Требования к консервации, упаковке, маркировке5 Требования безопасности

29. Требования охраны окружающей среды

30. Транспортирование и хранение8 Указания по эксплуатации9 Гарантии изготовителя10 Библиография1 Область применения

31. Настоящий стандарт устанавливает общие положения по требованиям применяемым к блочно модульным средствам заправки и транспортирования и техническим средствам объектов службы горючего, взаимодействующих с ними.

32. В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

33. ГОСТ 2.114 95. ЕСКД Технические условия.

34. ГОСТ 9.014 78 ЕСЗКС Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования.

35. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ Пожарная безопасность. Общие требования.

36. ГОСТ 12.1.010-76. ССБТ Взрывобезопасность. Общие требования.

37. ГОСТ 12.1.018-93 ССБТ Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования.

38. ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ (ИСО 4589-84) Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, номенклатура показателей и методы их определения.

39. ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ Изделия электротехнические. Общие требованиябезопасности.

40. ГОСТ 12.2.020-76 ССБТ Электрооборудование взрывозащищенное. Термины и определения. Классификация. Маркировка.

41. ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования.

42. ГОСТ 12.2.049-80 ССБТ Оборудование производственное. Общие эргономические требования.

43. ГОСТ 12.2.063-81 ССБТ Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности.

44. ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ Средства защиты от статического электричества. ГОСТ 30582 Топливо дизельное. Технические условия.

45. ГОСТ 515-77Бумага упаковочная бутимированная и дегтевая. Технические условия.

46. ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб.

47. ГОСТ 3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества.

48. ГОСТ 7512-82 Соединения сварные. Радиографический метод.

49. ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия.

50. ГОСТ 12971-67 Таблички прямоугольные для машин и приборов. Размеры.

51. ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов.

52. ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

53. ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

54. ГОСТ 19433-88 Грузы опасные. Классификация. Маркировка.

55. ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры.

56. ГОСТ 23170-78 упаковка для изделий машиностроения. Общие требования.

57. ГОСТ 23544-84 Жгуты проводов для автотракторного электрооборудования. Общие технические условия.

58. ГОСТ 26098-84 Нефтепродукты. Термины и определения.

59. ГОСТ Р 8.569-98 ГСОЕИ Автоцистерны для жидких нефтепродуктов. Методики поверки.

60. ГОСТ Р 12.4.026-2001 ССБТ Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний.

61. ГОСТ Р 50559-93 Промышленная чистота. Общие требования к поставке, транспортированию, хранению и заправке жидких рабочих сред.

62. ГОСТ Р 50913-96 Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Типы, параметры и общие технические требования.

63. Термины, определения и сокращения

64. АТС автомобильные транспортные средства;

65. ЗМ блок-модули заправочные;1. БМЗГ ЗМ для горючего;

66. БМЗГМ ЗМЗ для горючего и масел;1. БМЗМ- БМЗ для масел;

67. ТСМ топливо-смазочные материалы;

68. ЗИП запасные части, инструмент и принадлежности;

69. КД конструкторская документация;

70. НИР научно-исследовательская работа;

71. НИО научно-исследовательская организация;

72. ППЦ (ППЦМ, ППЦН) — полуприцеп-цистерна для топлива (масла, нефти),

73. ПТЗ (ПТМЗ) — прицеп-топливозаправщик (топливомаслозаправщик);

74. ППТЗ (ППТМЗ) полуприцеп-топливозаправщик (топливомаслозаправщик);

75. ПЦ (ПЦМ) прицеп-цистерна для топлива (масла);

76. Взрывозащищенность должна обеспечиваться применением составных частей, выполненных во взрывозащищенном исполнении. Инструмент и приспособления должны быть выполнены из сортов металла не дающих искры.

77. Конструкция ЗМ должна исключать на всех предусмотренных режимах работы нагрузки на детали и сборочные единицы, способные вызвать их разрушение.

78. Крепежные детали разъемных соединений должны быть предохранены от самопроизвольного разъединения.

79. Конструкция ЗМ должна исключать ошибки при монтаже его технологического оборудования.

80. Предупреждающие и аварийные сигналы на изделиях должны быть непрерывными, в допустимых пределах звуковых частот.

81. Для обеспечения удобства доступа к верхним люкам и обеспечения безопасности обслуживания ЗМ должны быть предусмотрены специальные приспособления (лестницы, поручни, площадки обслуживания, ограждения и т.д.).

82. Конструкция ЗМ должна обеспечивать сбор пролитого (вытекшего при повреждении ) в отсеке технологического оборудования горючего . Кроме того, в последующем, должны быть обеспечены удобство и безопасность удаления (слива) собранного горючего.

83. На ЗМ должны быть установлены знаки об опасности в соответствии с ГОСТ19433.

84. ЗМ должно иметь два порошковых огнетушителя вместимостью не менее 5 л каждый.

85. Лакокрасочные покрытия наружных поверхностей ЗМ должны быть мас-лобензостойкими.

86. Рукава для топлива должны быть маслобензостойкими и, желательно, антистатическими. Неантистатические рукава для топлива должны иметь устройства для снятия статического электричества.

87. Присоединительные устройства рукавов, патрубков для наполнения (опорожнения), а также заглушки к ним, должны быть изготовлены из материалов, не создающих искрения при ударах, или иметь покрытия из таких материалов.

88. Блок-модуль должен иметь заземляющее устройство.

89. В эксплуатационной документации должны быть приведены сведения о мерах взрыво-пожаробезопасности при эксплуатации, по предупреждению и способах тушения пожара, по безопасному проведению работ внутри цистерны, регулированию и ремонту ЗМ.

90. Требования охраны окружающей среды

91. Материалы, применяемые в конструкции , не должны оказывать опасное и вредное воздействие на организм человека, а также не должны создавать пожаро-взрывоопасные ситуации или быть экологически опасными в процессе эксплуатации.

92. Транспортирование и хранение

93. Кантовать и штабелировать ЗМ при погрузке и выгрузке не допускается.

94. ЗМ должны храниться с закрытыми фланцами и горловинами люков, на опорах. Положение ЗМ при хранении должно соответствовать штатному

95. Хранение деталей и узлов поставляемых россыпью допускается в упаковке предприятия-изготовителя в закрытых помещениях, в условиях, обеспечивающих их сохранность от механических повреждений и влаги.8 Указания по эксплуатации

96. Эксплуатация изделия должна проводиться согласно требованиям Руководства по эксплуатации.

97. Персонал, принимающий участие в эксплуатации и обслуживании , должен иметь необходимый уровень знаний и практических навыков в объеме разделов Руководства по эксплуатации.

98. Не допускается эксплуатация ЗМ в зонах повышенной пожарной опасности.9 Гарантии изготовителя

99. Гарантийный срок хранения деталей и узлов в упаковке предприятия-изготовителя не менее 5 лет.

100. Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие БМЗ требованиям настоящего ГОСТа в течение одного года с момента ввода в эксплуатацию при соблюдении потребителем условий хранения, транспортирования и эксплуатации.1. Библиография