TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 4 • 2010) 19

OPERATIVNA GOTOVOST KOD HIDRAULIČNOG SISTEMA VALJAKA OPERATIONAL READINESS OF THE HIDRAULIC SUB-PLANING ROLLER Dr Dragan Živković, professor1 Dr Milan Veljić, professor2 Dr Đorđe Dihovički, professor1 1High Technical School, New Belgrade 2Faculty of Mechanical Engineering, Belgrade

REZIME U radu su date specifičnosti koje se odnose na eks-ploataciju i održavanje hidrauličnog podsistema kod valjaka. Kako su radovi u poljoprivredi sezonskog karaktera i moraju se obaviti u strogo termirinam vremenskim intervalima, to bilo koji otkaz elementa kod valjka, može dovesti u pitanje obavljanje dopun-ske obrade zemljišta, odnosno do velikih materijal-nih gubitaka. Zbog toga se od agregata traktor-setvospremač zahteva i vrlo visoka operativna goto-vost. U radu je razmatrana operativna gotovost kao merilo efektivnosti hidrauličnog podsistema valjka, odnosno kvaliteta njihovog održavanja. Takođe u radu su dati rezultati istraživanja operativne goto-vosti hidrauličnog podsistema valjaka na jednom poljoprivrednom dobru. Ključne reči: operativna gotovost, održavanje, valjci, hidraulika

ABSTRACT The paper deals with specifics relating to the opera-tion and maintenance of the hydraulic sub-planing roller. As the works in the seasonal character of agriculture and must be done in strictly defined time intervals, it means that any failure of the planing roller, may bring into question the performance of primary processing soil and great material losses. Therefore, the planing roller requires very high reliability. The paper considers the operational readiness of hydraulic sub-planing roller as a measure of the effectiveness and quality of its maintenance. Also, the paper presents the results of the research on the availability of hydraulic sub-planing roller on one agricultural good. Key words: operational readiness, maintenance, planing roller, hydraulics

1. UVOD Valjci kao jednostavne poljoprivredne mašine

ne zahtevaju izrazitu pažnju sa aspekta održavanja, ali zahtevi koji se postavljaju pri transportu, odre-đivanju širine zahvata, svrstavaju valjke u sisteme gde bez hidrauličnih sistema nemoguća je manipu-lacija sa njima.

Za korisnika poljoprivredne tehnike višestruko je značjno poznavanje pouzdanosti postojećih tehni-čkih sredstava, mašina mašinskog parka sa kojim raspolaže. Bez poznavanja vrednosti pojedinih poka-zatelja pouzdanosti nerealno je očekivati uspešno planiranje i organizovanje poljoprivredne proizvod-nje, kao i planiranje i organizovanje održavanja ma-šina. Kada se nabavljaju nova tehnička sredstva (na-ročito skupa) prvo treba postaviti pitanje pouzdano-sti, odnosno koliko će to tehničko sredstvo raditi bez

otkaza. Nepouzdanost povlači za sobom troškove, izgubljeno vreme, nepovoljne psihološke efekte, a u određenim slučjevima dovodi u pitanje ostvarenje plana proizvodnje.

Valjci rade u toku godine vrlo kratak period (oko mesec dana), dok ostalo vreme provode kon-zervirani i uskladišteni. Kako je njihov rad vremen-ski terminiran, a zavisi i od vremenskih prilika, to svaki otkaz u toku sezone, može da bude veoma ne-ugodan. Iz tog razloga mora se njihovom preventiv-nom održavanju posvetiti odgovarajuća pažnja. Za-datak održavanja je da kroz različite vidove pre-ventivnog održavanja spreči da ne dođe do otkaza, a tim i do određenih gubitaka koji se odnose na prinos.

Ovi otkazi prvenstveno se odnose na hidra-ulični sistem koji je u širokoj primeni kod savre-menih rešenja valjaka. Oni se koriste za odizanje va-ljaka pri transportu.

UDC: 631.372:64-752/-8 PRETHODNO SAOPŠTENJE

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 4 • 2010) 20

2. VALJCI Valjanje predstavlja jednu od dopunskih obrada

zemljišta (slika 1), koja se obavlja neposredno nakon oranja ili setve. Valjanjem se postiže zbijanje zemljišta na dubini od 15 do 20 [cm], u zavisnosti od prečnika i težine valjka. Na ovaj način razbijaju se grudve i pokorice, uništava se korov u početnoj fazi, priprema se mesto za seme i obezbeđuje bolje prirubljivanje uz zemljište, a samim tim ubrzava klijanje semena.

U osnovne delove valjaka (slika 2) spadaju: radni organi-valjci, hidraulični podsistem za dovođe-nje valjaka u radni, odnosno transportni položaj, kretni mehanizam-točkovi, ramna konstrukcija i po-teznica.

Slika 1. Izgled kombinovanog valjka

Slika 2. Osnovi delovi valjaka

(1-Hidraulični podsistem kod valjaka, 2-točak, 3-poteznica, 4-ramna konsrukcija, 5-radne elementi–

valjci) U zavisnosti od potrebne obrade zemljišta

postoji više tipova radnih organa valjaka koji se mogu prema potrebi menjati. Najčešći tipovi valjaka (slika 3) koji se mogu sresti u poljoprivrednoj proizvodnji su:

Slika 3. Izgled vrsta valjka

(1-glatki valjak, 2-rebrasti valjak, 3-zvezdasti valjak, 4-kembridž valjak, 5-kroskil valjak, 6-paker valjak)

Glatki valjci se koriste za razbijanje grudvi

zemljišta, za sabijanje zemljišta pre ili posle setve i prolećno valjanje ozimih useva. Ovi valjci mogu biti izrađeni од čeličnog lima (omotač je od čeličnog lima u obliku valjka, napunjen peskom ili sl.) ili od drveta (hrastovine). Prečnik ovih valjaka se kreće od 400 do 800 mm.

Rebrasti valjci služe za razbijanje većih grudvi zemljišta, obično kao priprema za setvu. Radni orga-ni su kolutovi sa oštrim ivicama. Prečnik ovih kolutova je od 300 do 400 mm, a širine od 125 do 150 mm. Kolutovi su nanizani na osovinu jedan do drugog. Masa ovako formiranog valjka se kreće do 200 kg.

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 4 • 2010) 21

Zvezdasti valjci su slični rebrastim valjcima. Kembridž valjci su sastavljeni od nazubljenih

ploča koje vrše intezivno razbijanje grudvi i usitnja-vanja zemljišta. Nazubljeni prstenovi imaju nešto veću glavčinu, nešto su lakši, tako da se mogu kre-tati naviše pri nailasku na gdudve zemljišta. Težina ovih valjaka je manja od težine glatkih valjaka.

Kroskil valjci su takođe sastavljeni od kolu-tastih prstenova nanizanih na osovinu i koriste se za razbijanje grudvi zemljišta. Prstenovi imaju na boč-nim stranama rebra, radi lakšeg razbijanja grudvi. Prstenovi imaju veću glavčinu i mogu se vertikalno pomerati kao i kembridž valjci. Masa ovih valjaka je oko 400 kg.

Paker valjci su sastavljeni od kolutova punih, glatkih i oštrih ivica. Prečnik kolutova se kreće od 600 do 700 milimetara. Kolutovi su međusobno rastavljeni i ne zatvaraju radnu površinu. Masa ovih valjaka se kreće od 250 do 400 kilograma po dužnom metru.

Valjci, naročito paker valjci, a i kembridž i kroskil valjci mogu se koristiti u sadejstvu sa plugom odnosno pri obavljanju nekoliko operacija u jednom prohodu. Kod ovih rešenja neophodno je obezbediti odizanje valjaka na uvratinama, kao i transport cele mašine do mesta skladištenja.

2. HIDRAULIČNI SISTEM KOD VALJAKA Hidrauliučni sistem kod valjaka služi za odre-

đivanje transportnog (slika 4), (slika 5) i radnog po-ložaja (slika 6), kao i za upravljanje radnim orga-nima.

Slika 4. Uloga hidrauličnog podsistema valjaka

u prelazu sa transportnog u radni položaj

Kontrola položaja obavlja se pomoću

hidrauličnih radnih cilindara koji dobijaju pogon od radne mašine, traktora. Na slici 7 prikazani su hidraulični radni cilindri na ramskoj konstrukciji valjaka koji obavljaju kontrolu položaja same mašine i radnih organa.

Slika 5. Valjci u transportnom položaju

Slika 6. Valjci u radnom položaju

Slika 7. Izgled hidraulike kod valjka

(1-samozaptivna spojnica, 2-redna redukciona spojnica, 3-gumeno savitljivo crevo, 4-hidraulični razvodnik,

5-hidraulični cilindar za kontrolu transportnog položaja, 6-hidraulični cilindar za podizanje baterije)

Samozaptivna spojnica omogućava jednostav-

no i brzo priključivanje hidraulične instalacije poljo-privredne mašine na radnu mašinu,traktor. Stan-dardna samozaptivajuća spojnica (slika 8) sastoji se iz dva dela: utičnog dela i prihvatnog dela.

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 4 • 2010) 22

Slika 8. Izgled samozaptivne spojnice

(1-utični deo, 2-prihvatni deo) Redna redukciona spojnica omogućava

spajanje hidrauličnih elemenata različitih prečnika priključaka. Spajanje se može izvesti sa unutrašnje odnosno spoljne strane spojnice (slika 9).

Slika 9. Izgled redne redukcione spojnice

(1-veza se ostvaruje sa unutrašnje strane spojnice 2-veza se ostvaruje sa spoljašnje strane spojnice)

4. ODRŽAVANJE VALJAKA Održavanje valjaka je svedeno na održavanje

ležišta valjaka (kliznim ili kotrljajnih) koji ne pred-stavljaju veliki problem za održavanje, dok hidrau-lični sistem zahteva pažljivo rukovanje i održavanje.

Održavanje valjaka se može definisati kao po-treba preduzimanja tehničkih i drugih aktivnosti čiji je osnovni cilj da se obezbedi ispravnost opreme u procesu proizvodnje, uz minimalne troškove odr-žavanja prouzrokovane zastojima zbog otklanjanja otkaza ili pak zbog troškova vezanih za održavanje, a kojima zastoji nisu direktni uzročnik.

Održavanje ima zadatak da otklanja otkaze i sprečava njihovu pojavu preventivnim održavanjem, odnosno da obezbedi pouzdano funkcionisanje proizvodnog sistema u toku njegovog rada i elimi-niše sve zastoje do kojih može da dođe u procesu eksploatacije.

Osnovni ciljevi organizovanog procesa održa-vanja su:

• minimiziranje troškova zbog zastoja u radu usled neplaniranih kvarova,

• obezbeđivanje potrebnog nivoa pouzdanosti proizvodne opreme,

• postizanje boljeg kvaliteta proizvoda, • povećanje produktivnosti rada.

Pravovremeno dijagnosticiranje stanja eleme-nata omogućava:

• bolju analizu pojave oštećenja, • planiranje aktivnosti održavanja, • bolju organizaciju aktivnosti održavanja, • manje troškove obezbeđivanja rezervnih delo-

va, • zaustavljanje mašine pre pojave težih havarija, • veću pouzdanost, raspoloživost i gotovost opre-

me.

5. KRITERIJUMI ZA OCENU KVALITETA

Merenje predstavlja poređenje poznate veličine sa nepoznatom veličinom koja se ispituje odnosno meri. Merenje kvaliteta nije uvek lak posao. Ipak da bi se izmerio kvalitet moraju se unapred definisati određeni kriterijumi na bazi kojih se može oceniti kvalitet nekog proizvoda ili usluge. Neki od krite-rijuma, ne i jedini, za ocenu kvaliteta bi mogli da budu: pouzdanost tehničkog sistema, intezitet pojave kvara, operativna gotovost, raspoloživost opreme, funkcionalnost, saglasnost, upotrebljivost, izgled (dizajn), dokumentovanost i sl.

6. OPERATIVNA GOTOVOST Operativna gotovost je verovatnoća da sistem,

kada se koristi u radnim uslovima zadovoljavajuće funkcioniše u bilo kom intervalu vremena ili je spreman za upotrebu kada se to zahteva.

Operativna gotovost je vrlo slična raspolo-živosti, a razlika je u tome što operativna gotovost uključuje mogučnost da se sistem određeno vreme nalazi van upotrebe, odnosno u skladištu, što je vrlo čest slučaj kod poljoprivredne opreme. Kako se većina poljoprivredne opreme veći deo vremena se nalazi u skladištu, to je operativna gotovost pogodna za definisanje pouzdanosti poljoprivredne opreme. Operativna gotovost u matematičkom obliku može se prikazati kao:

GO(t)= (tK +tS) / (tK +tS +tF), (1)

gde je:

tK (h) – vreme korišćenja, tF (h) – vreme koje sistem provede u otkazu, tS (h) – vreme kada se sistem ne koristi.

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 4 • 2010) 23

Za razliku od efektivnosti sistema koja raz-matra verovatnoću u toku vremenskog intervala, operativna gotovost razmatra verovatnoću u trenutku vremena. Osim toga, dok efektivnost sistema uzima u obzir i ugrađenu sposobnost sistema, operativna gotovost razmatra samo spremnost sistema za određeni zadatak u datom trenutku vremena.

7. REZULTATI ISTRAŽIVANJA Praćenje rada valjaka obavljeno je na Poljopri-

vrednom dobru "Miro Popara", iz Sečnja, koje pose-duje 1.600 ha obradivog zemljišta. U njihovoj radio-nci za održavanje poljoprivredne mehanizacije vrše-no je statističko praćenje i evidentiranje broja otkaza i vreme otklanjanja otkaza hidrauličnog podsistema kod valjaka i dobijeni reultati su prikazani u tabeli 1.

Tabela 1: Broj otkaza hidrauličnih elemenata kod valjaka

Red broj

Naziv elementa koji je otkazao

Broj otkaza god.

Vrsta otkaza

Vreme otklanj. (min)

Način otklanjanja

otkaza

1 samozaptivna spojnica 0,6 curenje 10 zamena

2 redna spojnica 0,6 curenje 10 zamena

3 gumeno crevo 0,8 curenje 10 zamena

4. cilindar 0,3 neispravnost /curenje 140 remont

5. razvodnik 0,4 neispravnost /curenje 120 remont

6. Sigurnosno-regulacioni ventil 0,3 neispravnost

u radu 15 zamena

Vreme otklanjanja otkaza kod hdraličnog pod-sistema valjaka u toku godine iznosi 114,5 min = 1,9 ≈ 2 časa. U stvarnosti otklanjanje jednog otkaza traje po više sati, a ne retko i po ceo dan (prijava, dolazak servisa ili odnošenje setvospremača u servis, dijagnostika i ostalo) Uglavnom su otkazi prouz-rokovani curenjem radnog fluida odnosno lošim zaptivanjem pojedinih hdrauličnih elemenata.

Ako se podaci iz tabele 1 prikažu u obliku dijagrama dobijaju se slike 10 i slike 11.

00.10.20.30.40.50.60.70.8

Bro

j otk

aza

u to

ku

godi

ne

1 2 3 4 5 6

Hidraulični elementi valjka

Slika 10. Grafički prikaz broja otkaza hidrauličnih elemenata u toku jedne godine kod valjaka

0

10

20

30

40

50

Vrem

e ot

klan

janj

a ot

kaza

(min

/god

)

1 2 3 4 5 6

Hidraulični elementi valjka

Slika 11. Grafički prikaz vremena otklanjanja otkaza hidrauličnih elemenata kod valjaka

Analizom vremena potrebnog za korektivno

održavanje hidrauličkog podsistema tabela 1., dobija se da je

Operativna gotovost GO=(tK+tS)/ (tK+tS+tO) GO=(298+3350)/(298+3350+2) GO =0,999452

gde je: tK=298 (h/god)-vreme korišćenja,

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 4 • 2010) 24

tS=3350(h/god) – vreme kada oprema ne radi ali je spreman za upotrebu,

tO=2 (h/god) – vreme u otkazu

8. ZAKLJUČAK

Valjci rade u toku godine kratak period vreme-na (oko mesec dana), dok su ostalo vreme konzervi-rani i uskladišteni. Kako je njihov rad vremenski ograničen i zavisi od vremenskih prilika to svaki ot-

kaz u toku sezone, dovodi do smanjenja obima pro-izvodnje. I pored dobre operativne raspoloživosti (0,999452) njihov otkaz za vreme dopunske obrade zemljišta može dovesti do nemogućnosti kvalitetne obrade raspoložive površine predviđene za setvu. Pravilno održavanje hidrauličnog podsistema valja-ka, njihovo redovno podmazivanje i korišćenje kva-litetnih ulja može umnogome da smanji broj slučaj-nih otkaza. Smanjivanjem broja otkaza kod valjaka povećava se njihov kapacitet i smanjuju gubici pro-izvodnje usled čekanja proizvodnih aktivnosti na popravku i njihovo ponovno dovođenje u funkciju.

LITERATURA

[1] Živković, D. Pozhidaeva, V. Molnar, R. Docu-

mentation Accompanying the Lubrication of Agricultural Machines and Requirements Rela-ting to Quality Sistem Standards, 6th Internatio-nal Conference on Tribology Balkantrib-08, Tehnical University Sofia-Association Balkan Tribology, Sozopol, 2008.

[2] Veljic, M. Zivkovic, D. Availability of a Trac-

tors Hydraulic System as a Criterion of Scces-sfulness of Maintenance, XVIII International Conference on Material Handling, Constructions and Logistics, University of Belgrade, Faculty of Mechanical Engineering, Belgrade, 2006.

[3] Veljić, M. Poyidaeva, V. Živković, D. Availabi-

lity of Hay Presses the System of Maintenance, 8th International Conference on АМО – Advan-ced Manufacturing Operations, Tehnical Univer-sity Sofia, Karnevo, 2008, pp. 381–385.

[4] Popović, R. Živojinović, M. Tehnološke maši-

ne-procesna proizvodnja, ICIM, Kruševac, 1999.

[5] Popović, R. Popović, G.R. Mašine i uređaji u industriji gume i plastike, Izdanje׃ Savremeni materijali, Beograd, 1980.

[6] Jovanič, D. Veljović A. Ranić M. Information

Modelling of Welding Process Specification by Use Idefix Methodology, VII međunarodno savetovawe o dostignućima elektro i mašinske industrije, DEMI 2005, Banja Luka, Republika Srpskač

[7] Jovanić D. Rančić M. Annex of Techno-econo-

mical Process Optimization of Machining by milling, 2nd Internacional Conference RaDMI 2002, Vrnjačkaq Banja, 2002.

[8] Micić, J. Ercegović, Đ. Novaković, D. Đević, M.

Oljača, M. Radivojević, D. Božić,S. Savremena poljoprivredna tehnika u biljnoj proizvodnji-monografija, Univerzitet u Beogradu, Poljopriv-redni fakultet u Beogradu, Institut za poljopriv-rednu tehniku, Beograd, 1977.