Unzureichende Manöver erhöhen die Kosten der Zuckerrohrerntemaschinen

Die Zuckerrohrkette ist eine der wichtigsten im brasilianischen Agrarindustriesektor, wobei Brasilien der weltweit größte Zuckerproduzent und der zweitgrößte Ethanolproduzent ist. Um die Rentabilität des Sektors zu verbessern, haben sich die Zuckerrohrfabriken dafür entschieden, den Einsatz der Mechanisierung schrittweise zu steigern, insbesondere bei der Ernte, die aus wirtschaftlicher Sicht durch hohe Kosten gekennzeichnet ist.

Angesichts der aktuellen Herausforderung, die Kosten zu senken, um die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern, versucht der Sektor, Managementpraktiken einzuführen, die über die Verbesserung der mechanisierten Ernteraten (in kg/Stunde oder Tonnen/Tag/Maschine) hinausgehen. Faktoren wie: die Qualität des Rohmaterials, das die Industrie beliefert, die Verlustquote, die Ausbildung eines relevanten Arbeitskräftekontingents und der Aufwand für die Maschinenwartung, insbesondere außerplanmäßige Wartung, müssen ebenfalls berücksichtigt werden, verursacht durch vorzeitige und beschleunigte Der Verschleiß von Maschinenkomponenten kann zu unerwarteten Stopps führen. 

Um die Effizienz und die mechanische Verfügbarkeit zu steigern, weiß jeder Manager, dass der Komponente, die für den Träger und das komplexe Fortbewegungssystem einer Erntemaschine verantwortlich ist, dem Förderband, besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden muss. 

Das rollende Material besteht im Wesentlichen aus Schienen, Schuhen, oberen und unteren Rollen, Führungsrad, Antriebsrad, Bolzen, Buchsen, Verbindungen und Wagen. Die Wartungskosten für diese Teile machen in vielen Anlagen den größten Anteil der gesamten Wartungskosten aus. 

Daher ist die Spezialisierung der Mechaniker, die sich mit diesem Thema befassen, von entscheidender Bedeutung, um ein hohes Wartungsniveau zu gewährleisten und Reparaturkosten zu vermeiden. Zur Routine dieser Fachleute gehören einige Inspektionen und regelmäßige Anpassungsverfahren. Das Spannen der Kette beispielsweise ist der heikelste Einstellvorgang: Ist sie zu stark gedehnt, kommt es unter anderem zu einem vorzeitigen Verschleiß der Buchsen, ist sie zu locker, führt sie zu Schäden an den Rollen, was zu einem vorzeitigen Verschleiß führen kann Schäden und Unfälle während des Erntevorgangs. 

Darüber hinaus werden alle Erntemaschinen im Werk ständig überwacht und Informationen über das Auftreten von Schäden, Reparaturen und Verschleiß ihrer Komponenten an eine zentrale Wartungsstation gesendet.

Wenn das Förderband immer noch den höchsten Kostenfaktor in den Wartungstabellen für Maschinen und Geräte des Werks darstellt, liegt der Grund möglicherweise in einer wichtigen betrieblichen Praxis, die jedoch selten in der Schulung behandelt wird: dem Manöver der Erntemaschine. 

Maschinenmanöver gelten als betriebliche Ineffizienzen, da sie die effektive Erntekapazität (kg/Stunde oder Tonnen/Tag) verringern, und es besteht allgemeiner Konsens darüber, dass sie so bald wie möglich durchgeführt werden sollten, um unproduktive Zeit bei der Ernte zu reduzieren Betrieb. 

Bei der maschinellen Zuckerrohrernte gibt es jedoch einen Gegensatz, da Schnitt und Verladung gleichzeitig erfolgen, ebenso wie Manöver am Vorgewende. Mit anderen Worten: Die Erntemaschinen werden von einem Traktor begleitet, der ein Fahrzeug mit einer oder zwei Einheiten zieht. Wenn die Erntemaschine und der Traktor-Umladesatz am Ende der Feuerschneise (eito) ankommen, kommt der Umschlag heraus, um sein Manöver zunächst an der Spitze durchzuführen, und gelangt dann aufgrund des Wenderadius, der nicht mit der Größe des Trägers vereinbar ist, in die Brandschneise (eito). an den Rand des neu abgeernteten Feldes und kehrt zur Ernte in die angrenzende Reihe zurück. Oder, um ein Übertreten der Grenze zu vermeiden, führt er sein Manöver in einem freien Raum durch, der sich in der Nähe der Erntefläche befindet. Währenddessen führt die Erntemaschine ihr Manöver auch innerhalb des Laderaums durch, und zwar in der Regel in entgegengesetzter Richtung zum Umschlagschlepper. 

Es ist festzustellen, dass die Ernte- und Umschlagmanöver zwar unabhängig voneinander durchgeführt werden, jedoch gleichzeitig erfolgen. Es wird empfohlen, dass der Bediener der Erntemaschine zu Beginn des Umschlagmanövers die Maschine verlangsamt (die Motordrehung verringert), den Trimmer ausschaltet, den vorderen Teil der Maschine anhebt, die Basisschneidscheiben vom Boden löst und ausführt Führen Sie das Manöver mit Hilfe der Knüppelhebel (niemals in die entgegengesetzte Richtung) und in mindestens drei Schritten durch, bevor Sie auf der nächsten Stocklinie neu positionieren, um Schäden und Verschleiß am Rollmaterial zu vermeiden. 

Diese Information mag offensichtlich erscheinen, aber ein Test der Manövrierzeiten mechanisierter Erntegeräte, der in einer Anlage im Bundesstaat São Paulo durchgeführt wurde, zeigte, dass in dieser Einheit 33,7 % der Manöver abrupt ausgeführt werden („Drehen auf dem Fuß“). Und in diesem Werk entfällt der größte Wartungsaufwand auf das rollende Material.

Test

Das Experiment wurde in einer Zuckerrohrfabrik im Bundesstaat São Paulo durchgeführt und die vorliegende Arbeit wurde mit Unterstützung des Labors für landwirtschaftliche Maschinen und Mechanisierung – Lamma, bei Unesp in Jaboticabal (SP) entwickelt. Die Manövrierzeiten von Traktoren und Erntemaschinen wurden während der Ernte in verschiedenen Parzellen mit ähnlichen Reliefeigenschaften erfasst. 

Der analysierte mechanisierte Satz bestand aus selbstfahrenden Erntemaschinen mit einer Leistung von 260 kW (358 PS) und Joystick zur Lenksteuerung sowie 4x2 TDA-Traktoren mit einer Leistung von 172 kW (235 PS), die zwei Umschlageinheiten mit einem Fassungsvermögen von 33 m3 und einer Ladung zogen Kapazität: jeweils 14.000 kg.

Für Erntemanöver wurden die Manöverzeiten getrennt berechnet, wenn der Bediener sie korrekt ausführte (in drei Stufen), und die Zeiten, die für die Ausführung plötzlicher Manöver aufgewendet wurden, bei denen sich der Bediener mithilfe von Steuerhebeln auf der linken Seite des Bedieners um die Maschinenachse dreht Sitz).

Die Komplexität und Funktionsweise einer Zuckerrohrerntemaschine sowie die hohen Betriebskosten rechtfertigen die Bedeutung einer ständigen Bewertung der Betriebsleistung und Qualität der maschinellen Ernte, da Qualität und Kosten Hand in Hand gehen.

Um die gesammelten Manövrierzeitdaten zu verarbeiten und eine detaillierte Analyse der Variablen durchzuführen, die die Interaktion zwischen Maschine und Bediener beeinflussen, wurde daher eine wissenschaftliche Methode mit großem Anwendbarkeitspotenzial namens Statistical Quality Control (CEQ) verwendet.

CEQ-Tools, vor allem die sogenannten Kontrollkarten, sind in industriellen Prozessen weit verbreitet und werden zunehmend auch in landwirtschaftlichen Prozessen eingesetzt. Im Hinblick auf mechanisierte Prozesse ist die Kontrollkarte zweifellos das am häufigsten verwendete Werkzeug in der Forschungsarbeit, was durch die Tatsache gerechtfertigt ist, dass sie es ermöglicht, Felddaten über Zeiträume hinweg zu überwachen und so die Qualität und Leistung eines Vorgangs zu überprüfen, denn Wenn der Prozess regelmäßig überwacht wird, ist sein Verhalten bekannt, sodass leichter erkannt werden kann, wann er instabil ist und wo er ausfällt. 

Laut Trindade et al. (2007) werden diese fehlerhaften Punkte, die zu Instabilität in einem Betrieb führen können, als besondere Variationsursachen bezeichnet und treten aufgrund von Faktoren auf, die als „6Ms“ bekannt sind (Arbeit, Maschine, Rohmaterial, Methode, Messung usw.). Umfeld).

Ergebnisse

Die Punkte auf der Kontrollkarte (Abbildung 2) stellen die Zeiten der von der Erntemaschine durchgeführten Manöver dar. Die mittlere grüne Linie stellt den Durchschnittswert der gesammelten Punkte dar, und die gestrichelte rote Linie, Referenzlinie genannt, stellt die durchschnittliche Zeit dar, die der Umschlagtraktor für die Ausführung des Vorgewendemanövers benötigt. Die Referenzlinie wurde eingefügt, um einen Vergleich zwischen den Durchschnittswerten der Manöverzeiten der Erntemaschine und der Umladezeiten des Traktors zu ermöglichen.

Das korrekte Erntemanöver (durchgeführt in drei Schritten) dauerte durchschnittlich 38,5 Sekunden. Die plötzlichen Manöver, auch „Zu-Fuß“-Manöver genannt, wurden in einer durchschnittlichen Zeit von 26 Sekunden durchgeführt, wobei die niedrigste bei dieser Technik beobachtete Manöverzeit 20 Sekunden betrug.

Die durchschnittliche Zeit, die die Traktor-Umladegruppe für die Durchführung des Vorgewendemanövers benötigt, beträgt 47,3 Sekunden, wie aus der Referenzlinie auf der Kontrollkarte hervorgeht. Es wird festgestellt, dass der Umschlagtraktor im Vergleich zur Erntemaschine fast doppelt so lange für Manöver benötigt. Dies wird auf den Kontrollkarten durch den Abstand zwischen der Referenzlinie und der zentralen Mittellinie auf der zweiten Kontrollkarte deutlich. Und selbst die längste in diesem Brief erwähnte Manöverzeit von 31 Sekunden ist immer noch immens kürzer als die Manöverzeit zwischen Traktor und Umschlag.

Betrachtet man die erste Kontrollkarte, fällt auf, dass der Umschlagschlepper auch bei korrekt ausgeführten Manövern der Erntemaschine immer noch fast zehn Sekunden länger braucht, um sein Manöver abzuschließen und sich wieder neben der Erntemaschine zu positionieren. Erwähnenswert ist auch, dass nur 37 % der dreistufigen Manöver über die durchschnittliche Zeit hinaus durchgeführt wurden, was an der größeren Anzahl von Punkten unterhalb der Mittellinie der ersten Kontrollkarte erkennbar ist. Mit anderen Worten: Die meisten Erntemaschinenfahrer manövrierten in Zeiten von weniger als 38,5 Sekunden.

Darüber hinaus wurden nur fünf Manöver in einer Zeit durchgeführt, die gleich oder länger als die Manöverzeit Traktor-Umladung war. Und von den fünf Punkten wurden zwei in der Kontrollkarte als besondere Ursache identifiziert (Punkte oberhalb des LSC – Obergrenze der Qualitätskontrolle), möglicherweise aufgrund von Arbeits- und Umweltfaktoren (Entlastungsbedingungen an diesem bestimmten Ort).

In der Praxis deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Manövrierzeit der Erntemaschine besser genutzt werden kann, da sie durch die Umschlagszeit des Traktors bedingt ist. Auch bei schnellem Manövrieren muss die Erntemaschine auf die Rückkehr des Traktors warten, um mit der Ernte fortzufahren. 

Darüber hinaus führt das plötzliche Manöver („zu Fuß“) dazu, dass sich die LKWs verdrehen und das gesamte Rollmaterial aufgrund übermäßiger Widerstands- und Reibungskräfte falsch ausgerichtet wird. Dadurch verstauben die Stifte und Buchsen, wodurch die Kette beschädigt wird, da sie während der Bewegung direkten Stößen anderer Komponenten ausgesetzt sind. Diese zusätzliche Bewegung beschleunigt auch den Verschleiß der Antriebsräder, Führungsräder und Rollen, verringert die Haltbarkeit des Rollmaterials und verursacht Reparaturkosten.

Die Zahlen 1,2 und 3 auf den Karten stellen Gruppen von Punkten dar, die an derselben Stelle angeordnet sind: überdurchschnittlich (1), unterdurchschnittlich (2) und nahe am Durchschnitt (3). Diese Trends werden von einem CEQ-Tool namens Runchart (sequentielle Diagramme) erkannt. Diese Punkte können als Manöver interpretiert werden, die von demselben Bediener in seiner Arbeitsschicht ausgeführt werden und dem gleichen Muster der Manövertechnik folgen, was auf den starken Einfluss der Erfahrung und des Könnens des Bedieners in einem betrieblichen Prozess und auf die Bedeutung der Durchführung einer gezielten Schulung hinweist bei der Interaktion zwischen Maschine und Bediener sowie eine Verbesserung der Kommunikation zwischen Bedienern bei Manövern am Vorgewende. Denn wenn es um die Komponente geht, die die höchsten Wartungskosten verursacht, lohnt es sich, auch den kleinsten Aufwand auf Praktiken zu richten, die zum maximalen Nutzen und zur Nutzungsdauer des Rollmaterials führen.

*Pro Lígia Negri Corrêa, Adam Felipe dos Santos, Aline Spaggiari Alcântara, Renata Fernandes de Queiroz, Carlos Eduardo Angeli Furlani e Rouverson Pereira da Silva, von Unesp/FCAV-Jaboticabal