Полевые испытания
Порядок подготовки техники для проведения испытаний.
Условно, весь цикл испытаний с. х. техники можно поделить на два периода: 1) подготовительный период; 2) полевые исследования.
Подготовительный период для проведения испытаний с. х. техники начинается после ее поступления на машиноиспытательную станцию.
Исследовательский образец машины поставляется с пакетом технической документации в собранном, или частично разобранном виде.
В общем виде, подготовительный период состоит из трех этапов:
1) Проведение монтажных сборочных работ, по мере необходимости, если машина поступила в разобранном виде;
2) проведение технической экспертизы машины;
3) непосредственная подготовка машины перед проведением испытаний.
Монтажные работы выполняются в соответствии с порядком и рекомендациями, которые приводятся в технической документации машины.
Техническая документация должна иметь:
1) опытно-конструкторскую документацию;
2) технические условия к качеству продукции;
3) техническая задача и исходные требования;
4) эксплуатационную и ремонтную документацию.
При проведении технической экспертизы машины проводят такие виды работ:
1) оценку упаковки;
2) оценку унификации - количество унифицированных (заимствованных) деталей на исследовательском образце;
3) предшествующее измерение деталей и соединений, которые в процессе работы могут изнашиваться;
4) оценку монтажопригодности - оценку доступности и скорости проведения монтажных и демонтажных и регулировочных работ узлов и рабочих органов;
5) оценку технической документации - соответствие конструкторской и другой документации соответствию Государственным стандартам и возможности изготовления серийных образцов машин;
6) оценку качества изготовления машины и индивидуального комплекта запасных частей и инструментов - проводят визуально и определяют бракованные места в конструкции, например, согнутые элементы конструкции, некачественные сварочные, болтовые соединения и т. д.;
7) обкатку изделия - доведение машин до трудоспособного предварительного состояния;
8) предварительную оценку соответствия требованиям техники безопасности, охраны труда и окружающей среды;
9) экспертизу конструкции машины.
Экспертиза конструкции машины включает в себя:
А) назначение машины в системе машин;
Б) описание общего строения и строения отдельных узлов и рабочих органов
Машины;
В) описание технологического процесса работы исследовательского образца;
Г) составление технологических, электрических и т. д. схем машины;
Д) определение показателей технической характеристики машины.
К показателям технической характеристики машины принадлежат:
1) тип машины - марка, самоходная или прицепная и т. д.;
2) конструктивная ширина захвата, количество рядков, которые должны обрабатываться машиной и т. д.;
3) основная ширина междурядий, на которую рассчитанная машина;
4) вид тяги или привода, необходимая мощность для выполнения рабочего процесса;
5) скорость движения - транспортная и рабочая;
6) производительность работы;
7) количество обслуживающего персонала;
8) габаритные размеры машины в рабочем и транспортном положении;
9) дорожный "просвет";
10) общая масса машины, в том числе масса отдельных комплектов рабочих органов;
11) распределение массы машины (агрегата) по сопротивлениям - на специальных весах определяют распределения общей массы машины на каждую опору (колесо) в отдельности - для оценки устойчивости машины в вертикальной плоскости и положение центра масс;
12) масса запасных частей;
13) предельные продольные и поперечные углы устойчивости;
14) база машины;
15) количество шарнирных (карданных), ременных и цепных передач, редукторов;
16) другие специфические показатели по отдельным узлам и рабочим органам.
После проведения обкатки исследовательского образца, непосредственно перед началом проведение испытаний в полевых условиях проводят подготовку машины, которое включает:
1) техническое обслуживание узлов и рабочих органов согласно приведенной заводской инструкции - система смазывания, уровень масел и жидкостей и т. д.
2) регулирование основных узлов и рабочих органов - соответствие кинематических режимов, технологических зазоров, усилий в соединительных и предупредительных устройствах и т. д. согласно заводской инструкции.
Порядок подготовки техники для проведения испытаний.
А) Порядок проведения агротехнической оценки.
Агротехническая оценка машины при испытаниях имеет такие основные этапы:
1) подбор фонов для проведения полевых исследований - распределение поля на зачетные участки (определение зачетных участков (площадей), их геометрических размеров (длина, ширина и т. д.) и их общего количества (число повторностей опытов на одном режиме).
Фон - это отдельный зачетный участок поля, на котором будет проводиться испытание исследовательского образца машины.
Размер участка должен обеспечивать выполнение работ, предусмотренных программой испытаний.
2) общая характеристика выбранных фонов, к которой принадлежит:
А) характеристика условий испытаний (характеристика участка);
Б) биологическая и физическая характеристика культуры выбранного фона;
3) определение режимов работы образца машины при проведении испытаний – исходя из соблюдения требований ТЗ и исходных требований, при этом, правило, три поступательных скорости движения машины: рабочую, сниженную и повышенную скорости, отличающиеся от рабочей на 25-30%;
4) взятие проб технологического материала (продукта обработки) - непосредственное выполнение машиной технологического процесса на зачетном участке (площади) вместе с одновременным сбором полученных при этом проб, то есть технологических продуктов обработки (переработки) в отдельные технологические емкости.
Таким образом, проба - это общая совокупность всех технологических продуктов обработки (переработки), полученных при работе машины на одной зачетном участке (площади, и т. п.), которые имеют свою соответствующую физическую размерность (массу, объем и т. д.).
5) обработка каждой взятой в отдельности пробы технологического материала - распределение технологического материала на фракции, составные части и т. д.
6) определение численных значений показателей качества выполнения технологического процесса методами статистической обработки полученного технологического материала каждой пробы и их средних показателей.
Номенклатуру показателей, которые определяются при общей характеристике выбранного фона и определении режимов работы, рассмотрим на примере проведения испытаний корнеуборочных машин.
При проведении характеристики культуры определяют:
1) биологическую урожайность корнеплодов;
2) биологическую урожайность ботвы;
3) соотношение урожайности корнеплодов к ботве;
4) густота насаждений растений;
5) распределение растений в рядке;
6) расположение головок корнеплодов относительно поверхности почвы;
7) отклонение корнеплодов от осевой линии рядка;
8) размерный состав корнеплодов и ботвы:
А) диаметр корнеплодов;
Б) длина корнеплодов;
В) диаметр пучка ботвы и т. д.
Г) соотношение групп корнеплодов по массе и т. д.
При определении характеристик участки определяют:
1) тип почвы и название по механическому составу;
2) предшествующие культуры;
3) рельеф поля и микрорельеф участка;
4) твердость и влажность почвы;
5) засоренность участка сорняками и другими примесями по массе, количеству и т. п.
При определение режимов работы:
1) скорость движения машины;
2) глубина подкапывания рабочими органами;
3) зазор между ножом и копиром и т. п.
Б) Методика определения технологических показателей.
Методику определения технологических показателей качества работы условно можно поделить на три этапа:
1) методика взятия проб технологического материала;
2) методика обработки каждой пробы;
3) методика определения численных значений показателей качества выполнения технологического процесса работы.
Для методики взятия проб технологического материала характерно следующее:
1. Взятие изымания проб технологического материала проводят, как правило, на трех рабочих скоростях движения машины в трехкратной повторности на определенных зачетных участках, ширина которых отвечает ширине захвата испытываемого изделия.
2. Изымание каждой пробы проводят без остановки испытываемой машины, то есть процесс отбора пробы должен быть непрерывной, при этом, для разгона машины, то есть для достижения необходимой рабочей скорости, между зачетными участками оставляют коридоры необходимой длины.
3. Начало и окончание опыта определяется сигналами, которые подают в начале и в конце зачетного участка. Продолжительность опыта фиксируют секундомером, при этом поступательную скорость машины в м/с определяют на каждом зачетном участке по известной формуле.
4. Пробы от испытываемой машины, отбирают специальным пробоотбирателем, при этом технологический материал, который поступает из исследовательского образца при его технологическом разгоне к рабочей скорости и непосредственно сама проба из зачетного участка (площади) отбираются (поступают) в отдельные контейнеры, емкости и т. п.
После проведения опыта и взятие пробы, каждая взятая в отдельности проба забирается из пробоотбирателя и обрабатывается по специальным методикам, характерным для взятого технологического материала и технологического процесса.
Качество работы определяют на каждом зачетном участке после прохода машины. Для примера, рассмотрим методику обработки проб, и определения технологических показателей качества работы машин для сбора корнеплодов.
1) Определение потерь корнеплодов проводят в такой последовательности:
А) потери корнеплодов, то есть качество подкашивания и подбирание корнеплодов определяют путем ручного перекапывания рядков зачетных участков после прохода машин.
Б) корнеплоды и их части, не выкопанные, присыпанные или потерянные машиной собирают с участков, очищают от зелени и определяют суммарную массу потерь все категорий корнеплодов и в отдельности каждой категории (не выкопанные, присыпанные и т. д.) и их суммарное количество и количество корнеплодов каждой категории потерь.
В) в результате обработки определяют потери корнеплодов по массе в % от общей массы корнеплодов, и потери корнеплодов по количеству в % от общего числа корнеплодов одной пробы, а также потери каждой категории корнеплодов по массе и количеству.
Г) общую массу и количество корнеплодов одной пробы определяют, соответственно, как сумму масс собранных и очищенных от земли и утраченных корнеплодов. Массы взвешивают с точностью ± 50 г.
2) Для определения общего количества примесей в ворохе собранных корнеплодов необходимо:
А) пробу, которая отобрана от машины, высыпать на брезент и разделить на отдельные составные части (фракции) - чистые корнеплоды, корнеплоды с остатками земли, корнеплоды с остатками ботвы, свободную землю и ботву, растительные, а также другие органические и минеральные примеси;
Б) в отдельности взвесить массу каждой фракции с точностью ± 50 г;
В) общее количество всех видов и массовую долю каждой фракции примесей в % определить от общей массы пробы.
3) Повреждение корнеплодов машиной определяют в такой последовательности:
А) классифицируют корнеплоды на отдельные группы путем их визуального обзора –
- целые,
- слабоповрежденные корнеплоды, которые имеют повреждение, трещины, в области внешней коры до 1/3 своего размера, взломы хвостовой части диаметром до 40 мм;
- сильно поврежденные корнеплоды, разломленные машиной, которые имеют сколы 1/3 части своего размера и больше.
- те, которые имеют слом хвостовой части диаметром более 40 мм;
Б) на каждой группе корнеплодов определяют их массу и общее количество, погрешность взвешивания не более ± 50 г;
В) в результате обработки определяют количество поврежденных корнеплодов каждой группы по массе и количеству, а также общие повреждения в % от общей массы корнеплодов в пробе.
Корнеплоды, которые были повреждены машиной, относятся к целым, если процесс собирания раздельный.
4) Глубину хода викапывающих рабочих органов определяют на зачетных участках после прохода машины. По каждому викапывающему органу проводят 15 измерений и определяют среднюю глубину подкапывания.
Определение численных значений показателей качества выполнения технологического процесса проводят по специальными формулам и соответствующими программами ЭВМ.
Результаты агротехнической оценки используют для анализа и сопоставления (сравнения) фактически полученных показателей с данными ТЗ, исходных требований, а также с результатами испытаний базовой машины - аналога и заносят в протокол испытаний.
Методы энергетической оценки.
Энергетическую оценку машины проводят по методам, которые изложенные в ДСТУ…, на фонах и режимах, которые установлены агротехнической оценкой.
Определение энергетических показателей проводят методом электротензометрирования, применяя при этом измерительные тензометрические датчики или специальные многофункциональные измерительные комплексы типа ЧЕК или "Урожай".
При этом измеряют и регистрируют такие первичные показатели:
1) крутящий момент на валу двигателя или ведущих колесах;
2) крутящие момент на вале отбора мощности;
3) крутящие моменты на валах привода гидронасоса, электродвигателя и т. п.;
4) частоту вращения валов, которые передают крутящие моменты и частоту вращения ведущих колес;
5) тяговое сопротивление машины.
На зачетных участках (площадях) проводят измерение и регистрацию первичных показателей на установившихся рабочем и холостом ходу агрегата.
Холостой ход агрегата и прокручивание рабочих органов на холостом ходу проводят на режимах, аналогичным рабочим при максимальной частоте вращения вала двигателя.
Кроме того, определяют дополнительные показатели, такие как:
1) производительность агрегата за час чистой работы;
2) подачу общего количества массы (материала) на рабочие органы;
3) глубину хода рабочих органов;
4) ширину захвата;
5) твердость, плотность и влажность почвы;
6) рабочую скорость.
Обработку первичных данных и их анализ по результатам испытаний проводят в соответствии с требованиями ДСТУ.....
Сравнительную оценку исследовательского и базового образца проводят по удельным показателям, величине потребления мощности и коэффициенту загрузка двигателя, например:
1. тяговую мощность;
2. мощность, необходимая на повод рабочих органов от вала отбора мощности трактора;
3. буксование и мощность, которая на него расходуется;
4. мощность, которая расходуется на самоперемещение;
5. коэффициент использования номинальной мощности двигателя;
6. удельные энергозатраты на физическую единицу наробки, продукции производительность и т. п.
Результаты энергетической оценки заносят в протокол испытаний. При контрольных испытаниях энергетическую оценку проводят для машин, которые впервые поступили на испытание.
Оценка безопасности конструкции машины.
Оценку безопасности конструкции машин проводят по методам, изложенным в ДСТУ..... при выполнении заданного технологического процесса в агротехнические сроки на типичном для данной природно-климатической зоны фоне и режиме, которые обеспечивают оптимальную производительность машины.
В общем случае, при оценке безопасности конструкции машины, определяют и оценивают показатели, которые обеспечивают безопасность охраны здоровья и окружающей среды при монтаже, эксплуатации, обслуживании и ремонте исследовательского образца, допустимые уровни вибрационных и шумовых нагрузок в соответствии с системой стандартов и санитарных норм.
При первичной технической экспертизе определяют и оценивают:
1) безопасность и удобство агрегатирования с энергетическим средством, а также переведение машины из транспортного положения в рабочее и наоборот;
2) устойчивость машины в составе агрегата и в открытом состоянии;
3) наличие и надежность защитных ограждений опасных мест;
4) безопасность входа на рабочее место и выхода из него;
5) наличие площадки и ограждений;
6) безопасность управления рабочими органами и машины в целом;
7) наличие и работу сигнальных устройств;
8) наличие надписей техники безопасности;
9) наличие в инструкции по эксплуатации раздела "Требования безопасности";
10) соответствие габаритных размеров машины в транспортном положении требованиям безопасного проезда дорогами, дорожными сооруженными и под линиями электропередач;
11) наличие блокирующих устройств различных механизмов и двигателя;
12) наличие средств первоочередного обеспечения жизнедеятельности оператора - термос для воды, место для аптечки и т. д.;
13) наличие мест для установления домкратов и т. п.
При проведении испытаний непосредственно в поле оценивают:
1) возможность наблюдения за рабочими органами и ориентацией, над которыми ведется постоянный контроль в удобном рабочем положении;
2) высоту и удобство расположения заправочных емкостей, их приспособленность к механизированной заправке;
3) удобство рабочей позы оператора и обслуживающего персонала;
4) безопасность и удобство проведения технического обслуживания и регулирования машин;
5) безопасность ликвидации технологических отказов;
6) удобство управления агрегатом в целом и отдельными рабочими органами.
При наличии на машине рабочего места оператора дополнительно определяют:
1) микроклиматические условия на рабочем месте;
2) наличие пыли и газов в зоне дыхания;
3) шум и вибрацию на рабочем месте;
4) обзорность из рабочего места и его освещение;
5) силу сопротивления перемещению органов управление;
6) размерные параметры рабочего места;
7) тормозные свойства машины;
8) поперечную статистическую устойчивость.
При заключительной технической экспертизе делают выводы:
1) долговечности надписей и окраски машины;
2) надежности защитных ограждений;
3) надежности соединений гидравлических коммуникаций.
Результаты оценки конструкции машины на соответствие требованиям безопасности и гигиены работы, номенклатура которых обусловлена программой испытаний, заносят в протокол испытаний, делают анализ и выводы о возможности воздействия на оператора, обслуживающего персонала и природу опасных и вредных производственных факторов.
Оценка надежности выполнение технологического процесса.
Оценку надежности машин проводят согласно положений ДСТУ..... с выполнением, в общем виде, такой номенклатуры работ:
1) испытание на безотказность с технической экспертизой;
2) испытание на долговечность с технической экспертизой, если это предусмотрено планом испытаний;
3) оценка пригодности к плановому техническому обслуживанию и ремонту;
4) оценка надежности путем наблюдений за машинами в производственных условиях хозяйств;
5) оценка надежности путем одноразового обследования машины в условиях хозяйства;
6) приведение к общему показателю результатов испытаний, наблюдений или обследований партии машин, полученных из всех климатических зон испытаний.
Оценку безотказности и долговечности в эксплуатационных условиях, количество образцов, объем их наработки по видам работ и на протяжении какого времени, зону испытаний определяют за задачами плана испытаний.
Объем наработки при контрольных испытаниях должен быть не меньше нормативного ресурса к списанию (наработка за срок службы).
Информацию об отказах машины в процессе работы систематизируют по агрегатам, системам, узлам и рабочими органам.
Показатели надежности определяют для любого из них. При испытаниях проводят общий хронометраж элементов времени работы, технического обслуживания и текучего ремонта машин, то есть фиксируют в отдельности чистое время работы, время на проведение технического обслуживания, на ликвидацию технологических отказов и т. д.
Наработка машин измеряют в часах основной работы, а также гектарами обрабатываемой площади, и тонами полученной продукции и т. п.
При продолжительности использования машин более одного месяца в год допустимо определять время основной работы из расчета наработки в гектарах или тоннах за весь период испытаний и по результатам выборочного хронометража.
При расчетах показателей надежности учитывают дефекты, отказы и неполадки, которые были выявлены при демонтаже, первичной технической экспертизе, обкатке.
Расчет показателей надежности проводят по наработке, которая определяется временем основной работы, и заносят в протокол испытаний.
Эксплуатационно-технологическая оценка.
Эксплуатационно-технологическую оценку (ЭТО) машин проводят согласно ДСТУ....... с определением основных и вспомогательных показателей на всех видах работ, для которых предназначенная машина. ЭТО должно проводиться на одном типичном фоне и не менее чем на двух экспериментальных фонах.
Экспериментальные фоны - это фоны, которые имеют, например, высокую урожайность, большую засоренность поля, высокую влажность или твердость почвы и т. д.
Пробы на качество работы отбирают на оптимальной рабочей скорости исследовательского образца.
Порядок проведения ЭТО и методика определения показателей ЭТО аналогична порядку проведение и методике определение технологических показателей при агротехнической оценке.
Кроме того, во время ЭТО определяют:
1) среднюю скорость движения в рабочем положении на всех передачах;
2) среднюю скорость транспортных перемещений в загоне на всех передачах;
3) среднюю скорость поворотов в загоне на всех передачах;
4) среднее время одного поворота;
5) затраты топлива за время основной работы и один моточас;
6) время работы двигателя в часах и моточасах; работы машины с включенными рабочими органами (рабочем положении), транспортных перемещениях, поворотах;
7) путь, пройденный машиной в рабочем положении, транспортных перемещениях, поворотах;
8) число включений рычагов управление машиной и рабочим органами;
9) другие специфические показатели, которые характерные для данного типа машины.
Результаты ЕТО заносят в протокол испытаний.
Экономическая оценка.
Экономическую оценку машины проводят согласно положениям ДСТУ на основе материалов, которые были получены при ЕТО и по данным нормативно-справочных материалов.
При определенные экономической эффективности новой машины, в качестве сравнения берут базовую машина-аналог, при этом определяют, например, повышение производительности работы, уменьшение прямых и удельных затрат при эксплуатации, ожидаемый экономический эффект и т. д. Показатели сравнительной оценки заносят в протокол испытаний.
