Обеспечение работоспособности дорожно-строительных машин методом эксплуатационного резервирования с использованием ремонтных комплектов

Перфилов, Александр Сергеевич

Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Обеспечение работоспособности дорожно-строительных машин методом эксплуатационного резервирования с использованием ремонтных комплектов

кандидата технических наук: Перфилов, Александр Сергеевич
город: Москва
год: 2012
специальность ВАК РФ: 05.05.04
цена: 450 рублей

Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Обеспечение работоспособности дорожно-строительных машин методом эксплуатационного резервирования с использованием ремонтных комплектов»

Автореферат диссертации по теме "Обеспечение работоспособности дорожно-строительных машин методом эксплуатационного резервирования с использованием ремонтных комплектов"

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН МЕТОДОМ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕМОНТНЫХ КОМПЛЕКТОВ

05.05.04 - «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные

машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О г''

Москва - 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» на кафедре «Производство и ремонт автомобилей и дорожных машин».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Павлов Алексей Петрович МАДИ кафедра ПРАДМ доктор технических наук, проф. Густов Юрий Иванович зав. кафедрой «Технология металлов» Московского государственного строительного университета (МГСУ), кандидат технических наук, доцент Абгарян Артур Разминович Генеральный директор Казенного предприятия города Москвы "Бизнес-инкубатор"Зеленоград", ООО "Уралдормаш"

Защита состоится «17» мая 2012 г., в /У часов на заседании диссертационного совета ВАК РФ Д 212.126.02 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» по адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект, д.64, ауд. 42.

Телефон для справок (499) 155-93-24. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета. Копию отзыва просим прислать на e-mail: uchsovet@madi.ru.

Автореферат разослан «17» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

Н.В. Борисюк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Существует большое количество причин, которые тем или иным образом влияют на изменение технического состояния машин в процессе эксплуатации. К одной из основных причин, следует отнести низкий уровень функционирования службы технического обслуживания и ремонта коммунальных машин, предназначенных для поддержания и восстановления их работоспособности методами технического обслуживания и ремонта. Поэтому от того каким образом будет организован процесс ремонта техники зависит его эффективность и качество ремонта в целом.

В работе предлагается обеспечивать качество и своевременность восстановления работоспособности машин за счет использования ремонтных комплектов.

В связи с этим, обоснование необходимости применения ремонтных комплектов при техническом обслуживании и капитальном ремонте дорожно-строительной техники представляет собой актуальную, многовариантную технико-экономическую задачу.

Объект, предмет исследования - производственная система, «машина-ремонт-машина», включающая в себя две подсистемы; процессы технического обслуживания и капитального ремонта и коммунальную и дорожно-строительную технику. Ввиду сложности исследуемой системы работа выполнялась на примере одного из основных агрегатов, определяющих работоспособность машин -гидромеханических коробок передач.

Цель исследования - сокращение сроков нахождения машин в ремонте и обеспечение качества их ремонта за счет внедрения эффективного метода восстановления их работоспособности на основе применения ремонтных комплектов, позволяющих обеспечить рациональный расход запасных частей при ТО и капитальном ремонте.

Основные задачи исследования:

- разработка методики формирования показателя конструктивно-технологических особенностей агрегатов машин на примере гидромеханической коробки передач (ГМКП);

- разработка ремонтных комплектов для ГМКП и их классификация;

- сбор и обработка экспериментальных данных о надежности ГМКП дорожно-строительной техники в характерных условиях эксплуатации;

- формирование критериев выбора целесообразной стратегии ремонта;

- формирование показателя работоспособности машин и их агрегатов;

- разработка имитационной математической модели выбора стратегий эксплуатационного резервирования;

оценка экономической эффективности результатов исследования.

Методика исследований. Теоретической и методической основой исследований явились труды ведущих ученых, занимавшихся вопросами повышения эффективности использования техники в дорожном хозяйстве.

При работе над диссертацией были использованы методы математической статистики, системный подход, математическое моделирование реальных производственных процессов на базе теории массового обслуживания.

Научная новизна:

• разработана математическая модель изменения технического состояния машины и ее агрегатов с учетом полного использования потенциала работоспособности деталей;

• разработан показатель конструктивно-технологических особенностей для гидромеханических коробок передач (ГМКП) на основе учета степени повторного использования деталей, качества ремонта и суммарных затрат на изготовление и последующее восстановление работоспособности за срок службы;

• теоретически обоснован и апробирован обобщенный показатель конструктивно-технологических особенностей ГМКП, характеризующий возможный уровень повреждаемости их конструктивных элементов;

• доказаны преимущества стратегии эксплуатационного резервирования с применением ремонтных комплектов по отношению к подетальной стратегии замен;

• разработаны ремонтные комплекты для ГМКП, позволяющие обеспечить снижение затрат при ремонте и сроки пребывания в

ремонте;

• разработаны требования по практическому использованию ремонтных комплектов при техническом обслуживании и ремонте агрегатов;

• теоретически обоснован и апробирован показатель работоспособности на примере ГМКП;

• разработаны критерии выбора целесообразной стратегии резервирования;

Практическая ценность работы состоит в возможности эффективной организации ремонтного процесса, позволяющего за счет рационального использования запасных частей при ремонте машин и их агрегатов повысить эффективность применения деталей

при условии обеспечения полного использования их расчетного ресурса в эксплуатации.

Реализация результатов работы

Разработанные рекомендации по применению ремонтных комплектов при техническом обслуживании и ремонте машин приняты и используются в практике ремонта ООО «Уралдормаш».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников МАДИ за период 2008 - 2011гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы, в том числе 3 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК.

На защиту выносятся:

• математическая модель изменения технического состояния машины и ее агрегатов с учетом полного использования потенциала работоспособности деталей;

• математическая модель показателя конструктивно-технологических особенностей ГМКП;

• методические указания по практическому использованию ремонтных комплектов при техническом обслуживании и ремонте агрегатов;

• методика оценки конструктивно-технологических особенностей агрегатов на примере гидромеханических коробок передач;

• математическая модель показателя работоспособности машин;

• критерии выбора целесообразной стратегии резервирования.

Результаты диссертационной работы будут использованы в работе и учтены ОАО «Уралдормаш» с целью повышения эффективности послепродажного обслуживания техники.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы. Объем работы - 139 страниц машинописного текста, содержит 15 таблиц, 7 диаграмм, 10 рисунков, 6 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и представлена общая характеристика работы.

В главе 1 "Работоспособность, основные способы повышения работоспособности дорожно-строительной техники и основные вопросы теории резервирования" приводится анализ данных эксплуатации дорожно-строительных машин, виды и качественная

характеристика их отказов.

Дорожно-строительные машины при эксплуатации, из-за специфики их работы, подвергаются значительным динамическим нагрузкам. В связи с этим даже незначительные дефекты деталей приводят к преждевременному нарушению работоспособности машин.

Так, все причины простоя техники классифицировали на пять групп: плановые; по метеорологическим причинам; из-за отсутствия кадров; из-за отсутствия фронта работ; из-за отсутствия запасных частей и аварийные.

Плановые простои, связанные с необходимостью проведения технического обслуживания или текущего ремонта, составляют незначительную часть общего годового фонда рабочего времени, ориентировочно 2...3 %.

Простои из-за отсутствия кадров составляют 6 %.

Простои по метеорологическим условиям составляют в среднем 10... 11 %.

Простои из-за отсутствия фронта работ составляют 17... 18%.

Простои из-за отсутствия запасных частей составляют 20...21 %.

Аварийные простои составляют 38...43 %.

При анализе статистической информации можно установить, что наибольшее количество простоев связано с аварийными отказами (приблизительно 38...43%) и отсутствием запасных частей (20...21%) от всех простоев машин, что в сумме превышает уровень 60%.

Кроме того, в главе 1 был проведен анализ существующих принципов резервирования. Резервирование систем как научное направление возникло в середине 50-х годов XX века. В главе 1 были рассмотрены работы по резервированию следующих авторов:

A.И.Селиванов, И.П. Падерно, А.Д. Соловьев, Б.В. Гнеденко, Р. Баршоу, В.А. Козлов, А.Л. Райкин, О.Г. Алексеев, A.M. Половко, Х.Л Смолицкий, И.А. Ушаков, В.В. Белецкий, В.Г. Терентьев, Т.М. Чернов,

B.C. Нассонов, Б.И. Кашпур, Р.В. Кугель, A.M. Шейнин, Г.Г. Токарев, A.C. Гальперин, Г.С. Рахутин, Ю.И. Артемьев, Л.А. Завьялов, А.П. Крившин и Е.Г. Гологорский, И.Е. Дюмин, В.П. Апсин, Л.В. Дехтеринский, С.Б. Норкин и ряда других российских и зарубежных авторов. В этих работах, в основном, рассмотрены системы, которые работоспособны только тогда, когда количество исправных элементов не менее количества основных, что означает последовательное соединение элементов в системе, так как «последовательным соединением при расчетах надежности называется такое соединение элементов, при котором отказ хотя бы одного из них приводит к отказу всего соединения в целом».

На самом деле машина, как система, требующая для обеспечения работоспособности технического обслуживания и ремонта, является сложной системой с постоянно восстанавливаемым

потенциалом работоспособности за счет использования запасных частей. Поэтому рациональное их использование и обеспечивает повышение эффективности эксплуатации машин.

В обосновании выбора объекта исследования подтверждается целесообразность выбора гидромеханической коробки передач (ГМКГ1), поскольку она является одним из основных элементов трансмиссии машин, подвергается значительным нагрузкам в эксплуатации, что закономерно сопровождается появлением эксплуатационных дефектов, вызывающих необходимость выполнения ремонтных работ.

В процессе работы деталей ГМКП возникают механические и термические напряжения, приводящие к деформации деталей, развитию напряжений, зарождению и росту трещин, поломке деталей.

Поломка или износ и последующий выход из строя не дорогостоящей, не долговечной детали приводит к отказу или выходу из строя более дорогостоящей и ответственной детали или ГМКП в целом.

Поэтому обеспечение работоспособности ГМПК является актуальной задачей.

В главе 2 «Теоретическое обоснование необходимости формирования ремонтных комплектов для обеспечения работоспособности машин» используется общее понятие ремонтного комплекта, его свойства и предлагается классификация ремонтных комплектов.

Замена ремонтными комплектами в отличие от подетальной замены, обеспечивает требуемый уровень работоспособности машин и их агрегатов на уровне новых за счет полного соблюдения точностных условий сопряжения деталей ремонтного комплекта между собой.

Задачи по ремонту агрегатов и машин в целом, являются актуальными с момента создания, и приобретают все большее значение при конструктивном усложнении подсистем машин. Одним из важнейших условий эффективности проведения ремонтно-восстановительных работ является их качественное выполнение и минимальная стоимость. Мировой опыт восстановления работоспособности машин доказывает, что основой обеспечения качества ремонта является безусловное выполнение требований конструкторской документации по обеспечению точностных параметров контактирующих между собой деталей, только в этом случае обеспечивается качество восстановления работоспособности сопряжений, от которого в основном зависит работоспособность отдельных агрегатов и машины в целом.

При использовании принципов рационального формирования ремонтных комплектов комплектная стратегия замен приводит к

повышению общей наработки машины до его предельного состояния и к уменьшению, в конечном итоге, удельного расхода запасных частей, кроме того уменьшается время нахождения техники в ремонте за счет оперативности организации процесса ремонта. При этом снятые сменяемые ремонтные комплекты должны передаваться (продаваться) для восстановления на специализированные ремонтные предприятия определенные производителем машин или их агрегатов.

Понятие комплект это, вообще говоря, п изделий, узлов, деталей (случай п = I не исключается), или некий их набор, имеющий общее эксплуатационное назначение, например, комплект запасных частей, комплект инструмента, измерительных приборов, упаковочной тары и тому подобное. Поэтому, во избежание разночтения, необходимо дать четкие определения основных понятий, связанных с комплектной системой эксплуатационного резервирования и формулировкой собственно ремонтного комплекта и его свойств.

В работе [1] дано определение ремонтного комплекта и предложена классификация ремонтных комплектов. Ремонтный комплект - совокупность деталей в сборе, объединенная функциональным единством, образующая замкнутую группу с полной технологической завершенностью. Замкнутость группы реализуется, например, в том, что при установке ее в изделие она образует замкнутую размерную цепь с точностными параметрами сборочного размера, в пределах норматива установленного конструктором при проектировании. В отдельных случаях комплект может содержать составную часть (части), обладающую свойствами комплекта. Такую составную часть будем называть подкомплектом. Из определения ремонтного комплекта машины следует его основное свойство -замена изношенного ремонтного комплекта на соответствующий новый (отремонтированный) ремонтный комплект не должна требовать дополнительных технологических операций для полного (установленного нормативами) восстановления его

работоспособности. В соответствии с введенным определением, можно утверждать, что если изделие содержит более одного ремонтного комплекта, то ремонтные комплекты машины должны быть независимы в совокупности, то есть работоспособность любого из ремонтных комплектов машины не зависит от того, отказала или нет любая совокупность его остальных комплектов.

Таким образом, свойство независимости (блочности) ремонтных комплектов обеспечивает предпосылки для оптимизации объемов проведения ремонтных работ и обеспечивает более полное использование потенциала работоспособности деталей машин, что в конечном итоге и определяет сокращение времени простоя машин в ремонте и обеспечивает качественные показатели ремонта.

Ремонтный комплект, являясь ненагруженным резервом в системе эксплуатационного резервирования, должен быть готовым к замене такого же отказавшего комплекта. Ремонтные комплекты могут поставляться потребителю, как в разобранном, так и в собранном виде. Последнее обязательно, когда нормативные требования по качеству для этого машины обеспечиваются технологически после его полной или частичной сборки.

Ниже, при анализе стратегий эксплуатационного резервирования, в качестве основного машины мы будем рассматривать агрегат (гидромеханическая коробка передач). Однако, с позиций машины в целом возможно и агрегатное резервирование, и даже резервирование полнокомплектных машин. Таким образом, можно говорить об уровнях резервирования (иерархии резервирования):

- низший уровень - ремонтный комплект;

- средний уровень - агрегат;

- высший уровень - машина.

Как показали результаты проведенного анализа выполненных в этом направлении работ теоретически и практически разработаны и реализованы положения по резервированию для среднего и высшего уровней иерархии резервирования, каждый уровень эксплуатационного резервирования имеет свою экономически эффективную область применения. В связи с этим при проектировании любого нового машины необходимо обосновывать стратегию эксплуатационного резервирования на весь жизненный цикл машины, которая проявляется через систему рекомендуемых ремонтных комплектов для обеспечения работоспособности машины, как в доремонтный, так и в межремонтный периоды эксплуатации.

Ремонтные комплекты разрабатываются с учетом всех деталей машины или его основных составных частей (агрегатов). Создание таких комплектов позволит не только осуществлять текущие ремонты на уровне требований завода-изготовителя, но и производить капитальные ремонты методом ремонтных комплектов. Изготовление и ремонт (восстановление) ремонтных комплектов должны осуществляться на специализированных ремонтных заводах.

Массовое распространение комплектной замены при ремонтах станет возможным при условии, если структура машины предусматривает его компоновку с помощью легко заменяемых комплектов, содержащих в своем составе минимальное количество деталей, лимитирующих наработку машины. Удовлетворяющие этим требованиям машины будут обладать высокой работоспособностью и обеспечивать нормативное качество при минимальных затратах на ремонты.

Эффективность перехода от подетальной стратегии замен к комплектной зависит от начального качества машины, так как при

более низком начальном уровне качества машины сильнее сказываются негативные проявления подетальной стратегии.

Таким образом, общая наработка машины от момента выпуска его с завода-изготовителя до списания зависит не только от уровня его начального качества, но и от принятой стратегии резервирования при ремонтах в процессе эксплуатации. Следовательно, можно утверждать, что для реализации запланированной конструктором наработки машины за срок службы до списания, необходимо, с учетом начального уровня качества машины, разработать и оптимальную систему эксплуатационного резервирования, способную при выполнении ремонтных воздействиях восстанавливать полностью работоспособность.

Кроме того, в работе была построена математическая модель для исследования и сопоставления стратегий эксплуатационного резервирования агрегата.

Агрегат рассматривается как объект, состоящий из базового ремонтного комплекта БРК и г сменяемых ремонтных комплектов СРКЬ ¡=1,2,..„г.

Таким образом, в главе 2 целью работы является анализ работоспособности пар базового и сменяемого ремонтного комплекта.

БРК — СРК[, ¿ = 1,2.....г (2.1)

Для этого рассматривается среднее время жизни пары до первого отказа. Предметом исследования является случайная величина - время жизни агрегата и его ремонтных комплектов. Роль времени играет наработка, выраженная в соответствующих единицах - тыс. моточасов.

С учетом требований обеспечения работоспособности машин будем использовать показатель удельного полезного эффекта от ремонта к началу очередного межремонтного цикла отремонтированной машины. Этот показатель, в качественном виде может быть представлен зависимостью в виде

Пэф = К ^ (2.1)

где К - коэффициент повторного использования машины (агрегата) за срок службы;

Ь - наработка машины (агрегата) до или после ремонта;

5 - суммарные затраты на приобретение машины (агрегата) и ее ремонт за срок службы, т.е., будем считать, что эффективность использования машины тем выше, чем дольше она используется, чем больше эффект от ремонта - межремонтная наработка и чем меньше затраты на обеспечение этого эффекта.

Будем считать, что срок службы машины состоит из одного доремонтного цикла и г межремонтных циклов. При этом предполагается, что выполняется следующее основное допущение: на

всех уровнях иерархии число допустимых ремонтов элемента определяется сохранением идентичности его состояний (качество) и затрат на его восстановление.

Обозначим:

LH - наработка машины за доремонтный цикл;

Lp - наработка машины за один межремонтный цикл;

SH - стоимость новой машины;

5р - затраты на восстановление машины на один межремонтный

цикл;

Sc б - затраты на сборочные работы, связанные с комплектованием вышестоящего иерархического уровня машины.

Любую конструкцию машины можно представить в виде нарастающей последовательности соединения деталей от первого уровня, собственно детали, узла, сборочной единицы и т.д., до последнего уровня - машины. Такой подход позволяет выстроить иерархическую цепочку конструкции машины, в которой работоспособность каждого последующего уровня напрямую зависит от работоспособности предыдущего уровня.

Рассмотрим i-й элемент I -1 -го иерархического уровня -составной части i-ro элемента I -1 -го иерархического уровня. В соответствии с формулой 2.1 показатель удельного полезного эффекта от ремонта к началу r-го межремонтного цикла, с учетом основного допущения определяется соотношением

Пэф^и-» = Krcu-i) s W - (2.2)

где г=г(Ы,И)

Показатель удельного полезного эффекта от ремонта ¡-ой машины I - 1-го иерархического уровня относительно V -ой машины и ¿-го иерархического уровня вид:

' tó(Pr(i,i-i) - U-D ё-, гК ,-7Го-í (2-3)

Показатели удельного полезного эффекта от ремонта машины к началу г-го межремонтного цикла (2.2) и (2.3) имеет размерность тыс.км/руб.,

Аналогично показатель для доремонтного цикла (г = 0; КГ(.ц-1) — 1) имеет вид:

Пэф^о,-^ (2-4)

1-1)

Введем понятие показателя работоспособности, который представляет собой отношение показателей удельного полезного эффекта от ремонта изделий, определяемых по формуле (2.2) (2.3) к значению показателя, рассчитываемого по формуле (2.4). С учетом этого, безразмерный относительный показатель работоспособности ¡-

го элемента, принадлежащего более низкому иерархическому уровню имеет вид:

ротн.(/-1) _ „ ¿р(АМ ~ 1) ■5Н(ЛЦ-1)

а показатель работоспособности того же элемента относительно V -го элемента I -го иерархического уровня -

рОтн.(!-1) _ „ _1рМ_

гг(м,г-1) — Лг(/\г,г-1) ? , г с , с т

:>Н(Ы,1-1) + Г1 ^(N,1-1) + 1)]

(2.6)

Отметим, что для относительного показателя работоспособности всегда

О < Ротн- < 1

И это показатель убывает с ростом г.

Далее рассматривается вероятность безотказной работы пары и проводится формирование критериев выбора целесообразной стратегии резервирования, которые представлены ниже:

1) средняя наработка изделия (пары) до списания;

2) общее число ремонтов за срок службы изделия;

3) число замен главной части сменяемого комплекта за срок службы изделия;

4) число отказов базового комплекта за срок службы изделия;

5) средняя наработка изделия на один ремонт;

6) показатель использования послеремонтного ресурса базового комплекта.

Использование представленных критериев позволяет обоснованно выбрать наиболее эффективную из рассматриваемых стратегий на основе количественной оценки всех преимуществ.

Для прогнозирования оценки уровня поврежденности конструктивных элементов коробки передач разработан показатель их конструктивно-технологических особенностей.

_ С 1

Кктс - • ■ Кг • дГ (2.17)

где С - масса картера гидромеханической коробки передач, кг

N1,- эффективная мощность, передаваемая на первичный вал коробки передач, кВт;

Кг- коэффициент, учитывающий физико-механические свойства материала детали;

К2 - коэффициент, учитывающий особенности процесса работы ГМКП;

К3 - коэффициент, учитывающий особенности конструктивных решений картера ГМКП.

Структура и содержание комплексного показателя конструктивно-технологических особенностей определяются характером работы, выполняемой исследуемой конструкцией, ее функциональным назначением, областью применения и другими параметрами.

В главе 3 «Разработка модели обеспечения работоспособности машин» приводится обоснование технической целесообразности формирования ремонтных комплектов. Так, по данным исследования, проведенного Федеральным дорожным агентством, в марте 2011 года, было установлено, что парк дорожно-эксплуатационной техники предприятий, выполняющих работы по содержанию автомобильных дорог федерального значения как государственной, так и частной форм собственности, характеризуется недостаточной обеспеченностью (в среднем не более 88%), высоким уровнем физического (в среднем более 59%) и морального износа. В среднем 36% техники, имеющейся у предприятий, подлежит списанию ввиду сверхнормативного морального и материального износа и 23 % техники имеет предельный и близкий к предельному уровню износ.

Основные виды неисправностей дорожно-строительных машин, приобретенных за период с 2008 по 2009 год и их процентное

соотношение представлены на диаграмме на рис. 2._____

Неисправности техники приобретенной за период с 2008 по 2010 год.

и Кузов в Двигатель

а Трансмиссии а Трансмиссия - коробка передач

я Трансмиссия - передний мост я Трансмиссия - задний мост

в Гидрооборудования я Рабочее оборудование

1% 2%

Рис.2. Неисправности техники приобретенной за период с 2008 по 2009 год.

Таким образом, можно сделать выводы, что в обозримом будущем парк техники дорожно-эксплуатационных предприятий не претерпит каких-либо серьезных изменений, и техника, находящаяся на балансе сейчас, будет использоваться достаточно долгое время с максимально возможной в этой ситуации отдачей, но, безусловно, минимальной экономической эффективностью.

В связи, с чем определяются характеристики отказов объектов исследования на основании собранной статистической информации, результаты обработки которой представлены для примера на рис. 3-5, а обозначения дефектов соответственно в табл. 1-3.

Рис.3. Неисправности картера ГМКП

Таблица 1

Неисправности картера ГМКП

№ п/п Наименование дефекта

1 Износ отверстия под задний конец оси заднего хода

2 Износ отверстия под передний конец оси заднего хода

3 Износ отверстия под передний подшипник первичного вала

4 Износ отверстия под задний подшипники первичного вала

5 Износ отверстия под передний подшипники промежуточного вала

6 Износ отверстия под задний подшипники промежуточного вала

7 Износ отверстия под передний подшипники вторичного вала

8 Износ отверстия под задний подшипники вторичного вала

9 Обломы более одного ушка или трещины, захватывающие рубашку картера или более одного ушка

10 Трещины, кроме указанных выше

Неисправности первичного вала ГМКП

Рис. 4. Неисправности первичного вала ГМКП

Таблица 2

Неисправности первичного вала ГМКП

№ п/п Наименование дефекта

1 Износ шейки под передний подшипник

2 Износ постоянного шлицевого соединения с реактором колеса турбины и шлицевой ступицы

3 Риски, задиры или износ шейки под сальник

4 Износ шеек под подшипники передний первичного вала и подшипник 2-ой и 4-ой пер.

5 Износ шлиц, соединения под синхронизаторы 2-ой, 4-ой пер. и 1-й и 2-й пер. заднего хода

6 Износ шеек под подшипники шестерни 1-й и 2-й пер. заднего хода

7 Износ шлицевого соединения под синхронизаторы 1-й и 3-й пер.

8 Износ шеек под подшипники шестерни 1-й и 3-й пер.

9 Износ отверстия под втулку маслоперепускную

10 Износ впадин шлицев по диаметру

11 Износ шлицев под шлицевую втулку синхронизатора по толщине

12 Закручивание вала

Неисправности промежуточного вала ГМКП

В 2

20 15 10 5 0

І Ряді

Рис. 5. Неисправности промежуточного вала ГШГГ

Неисправности промежуточного вала ГМКП

Таблица 3

№ п/п

Наименование дефекта

Износ шейки под передний подшипник

Износ впадин шлицев по диаметру

Износ шейки под задний подшипник

Износ шлицев по толщине

Разрабатываются требования для формирования ремонтных комплектов для ГМКП.

Кроме того, разработана методика оценки экономической целесообразности применения стратегии ремонтных комплектов.

Экономическая эффективность ремонта агрегатов за полный срок службы зависит от многих факторов, и среди них одними из определяющих являются стратегия замен и состав деталей ремонтных комплектов, которые заменяются при устранении отказов Правильный выбор стратегии замен и состава деталей ремонтных комплектов обеспечивают минимальное время нахождения машины в ремонте и гарантируют обеспечение нормативного уровня качества работ с минимальными возможными затратами.

Суммарный экономический эффект при сравнении альтернативных стратегий резервирования определяется соотношением

э* = Эг + Э2.

Схематически суммарный экономический эффект можно представить, как это показано на рис. 6, где, Э1 - эффект, достигнутый за счет роста ресурса агрегата;

Эд - эффект от сокращения времени простоя техники в ремонтах-

В свою очередь

Э1 = Э3 + Эр,

где Ээ и Ор - соответственно эксплуатационная и ремонтная компоненты Эх.

Эксплуатационная компонента определяется формулой

1000ПГ(^ -12) ЭЭ =-^-

где, Пг - прибыль от эксплуатации одной единицы техники в год, р/год;

^ - средняя наработка агрегата за срок службы для к-о'й стратегии резервирования, тыс. км;

Тф - действительный годовой фонд рабочего времени агрегата,

ч/год;

уэ - средняя эксплуатационная скорость машины, км/ч; г] - коэффициент, определяющий долю прибыли, зависящую от агрегата.

Рис.6. Суммарный экономический эффект при использовании системы ремонтных комплектов

Эффект от сокращения потерь рабочего времени машины за счет уменьшения продолжительности простоев в ремонтах проявляется в увеличении эксплуатационной производительности машины и, следовательно, в увеличении прибыли, приносимой одной машиной, а также уменьшении затрат на создание в эксплуатирующем предприятии резерва машин (агрегатов) для обеспечения выполнения обязательств по перевозке грузов. В соответствии с этим

где Бпр- потери в рублях за 1 час простоя одной единицы техники из-за устранения отказа ГМПК; - общие потери времени в ремонте за срок службы агрегата при применении к-й стратегии резервирования, где,

Пггст] + Ц

->пр ■

Тф

Г(1) = т(чп(1) , Уст-омул) , Г'

' брк брк + / Д'срк "срк т Ч.

!=1 г

(1.1) „0ЛХ "л/с )•

742) _

г(2) (2) 'кр пкр т

„(¡,2) (¡,2) , т(г,2) (1,2)

'срк псрк ~ 'ПК "ПК

В главе 4 "Моделирование процесса обеспечения работоспособности машин на этапе ремонта " был проведен расчет показателя конструктивно-технологических особенностей ГМКП, который представляет прогнозную оценку уровня повреждаемости конструктивных элементов гидромеханической коробки передач: Показатель конструктивных особенностей картера

1-1 = 2,1

Iг 1 0,67

Кп • - = -

* К3 0,32

Показатель конструктивной особенности вала

£ 1 /0,875\

= 1-1-1 = 2.9

Кктс - -щ- • Кі

КктС —

0,16

Показатель конструктивной особенности шестерен (передачи) С 1 49 5

Кктс = — = ^ • 1 • 1 = 198

К*

0,25

Кроме того, в результате проведенного исследования были получены следующие результаты, представленные в табл. 1.

Таблица 1

Экспериментальные данные наработки ГМПК и количества

Показатель Стратегия резервирования

комплектная подетальная

Средняя наработка ГМКП за 3 года работы тыс. моточасов И =22,95 11=19,4

Средняя наработка ГМКП за первый межремонтный цикл тыс. моточасов 11=18,9 11=16,3

Среднее число замен (ремонтов)

Корпус ГМКП пЬ(а:1)=1 пЫя-?\=Л

Вал фрикционный, промежуточный и вторичный, синхронизаторы, шестерни, фрикционные диски и подшипники

подкомплект п(а1,1,1)=3,245 п(а1,1,2) =3,407

главная часть пз(а1,1,1)=2,006 пз(а1,1,2)=1,97

Гидротрансформатор

подкомплект п(а2,2,1)=3,068 п(а2,2,2)=3,468

главная часть пз(а2,2,1=1,78 пз(а2,2,2)=1,406

Гидрораспределитель

подкомплект п(а3,3,1)=1,28 п(а3,3,2)=1,56

главная часть пз(а3,3,1)=0.78 пз(а3,3,2)=0,58

Насос шестеренный пэ(а4,4,1)= 1,094 пз(а4,4,2)=2

зависимости от резервирования

гаиче! показателей раоотоспосооности в

рассматриваемой системы эксплуатационного ,____,____ ________

производится на основе обработки статистической информации по отказам ГМКП и дефектам ее деталей в зависимости от принятой системы ремонта.

В первой итерации процесса моделирования необходимо рассчитать значение показателя эффективности для доремонтного цикла при использовании ремонтных комплектов составит

Пэф0(,г-1)" 5и[и_1} 219 0,104

а для подетальной замены будет равен

1"Н'0(1.г-1) 5Н(.г_1) 219

Таким образом, использование системы резервирования ремонтными комплектами по отношению к подетальной замены за доремонтный цикл по значениям Пэф более эффективно на 15%.

Следующим шагом является расчет показателя эффективности для первого межремонтного цикла при условии, что ремонт был проведен с применением ремонтных комплектов, его значение будет равно

пэф%л_1} = Кг^^^^ 0,83^, =0,048

При этом соответствующее значение показателя эффективности для стратегии подетальной замены при ремонте на первом межремонтном цикле будет равно

пэф« =%н)5вдх:,^г

И для первого межремонтного цикла мы получаем результат подтверждающий, что система резервирования ремонтными комплектами более эффективна, чем система подетального резервирования на 62,5 %.

Окончательным доказательством преимущества предлагаемой стратегии резервирования, перед стратегией, используемой в настоящее время, могут послужить результаты расчета значений показателя работоспособности для уровня относительно самого себя

для стратегии с использованием ремонтных комплектов

ротн.(1-1) _ к ^(.N,1-1) -?н(лц-1) _ р оо 18,9 .

Кг(ЛГ,г-1) Л|-(«-1) ^(„д^+^р^,,-!) ' ¿нем,!-,) ' 219+107,54

^1 = 0,458

22,95 '

для стратегии подетальных замен

ротн.(!-1) _ к ¿р(ЛГ,1- 1) Ящн^

Ггт-1) Лг№"1)5я№;_1)+г5р№г_1) ¿я№-1) 16,3 219

= °'73 219 + 173,44 -1^=0'342

и относительно выше стоящего уровня по каждой из рассматриваемых стратегий

с использованием ремонтных комплектов

pOTH.(i-l) _ „ _ Lp(v, /) •SW(AU-l)

Гг(лг,г-1) - ftr(AU-i) ^-—-—-т • —i-

¿нт-г) + i bp(N,i-1) + Ьсб(щ-1)1 ¿ЯШ-11

18,9 219

~ °'83219+ 107,54 ' 22^95 = 0,633

с применением подетальной замены

pOTH.(i-l) ___Lp(?>l) Sh(N,1-1)

rr(N,l-1) - Лг(ЛГ,г-1) TT--—7-Z---r ■ --

¿hw-i) т ~ l Jp(N,i-i) + Jcöw-i).! lh(n,i-i) 16,3 219

= 0,73-------- - 0 289

219+ 173,44 22,95 '

Сравнительный анализ результатов расчетов доказывает, что для обеспечения работоспособности машин и их агрегатов наиболее целесообразно применять стратегию эксплуатационного резервирования с использованием ремонтных комплектов взамен действующей стратегии подетальных замен пришедших в негодность деталей агрегатов и машин в целом на 45,7 %.

Любое механическое устройство можно представить в виде совокупности комплектов, состоящих из определенного количества функционально взаимосвязанных деталей. Такой же подход можно применить и к гидромеханической коробке передач. Это обеспечит простоту и эффективность проведения процесса формирования ремонтных комплектов.

Для описания общих неисправностей коробки передач необходимо рассмотреть неисправности отдельных ее элементов.

С учетом действующего определения и имеющихся требований для были сформированы следующие ремонтные комплекты ГМКП: Комплект №1: Картер

Комплект №2:Первичный вал с шестернями и синхронизаторами. Комплект №3: Промежуточный вал с шестернями Комплект №4: Вторичный вал с шестернями Комплект №5: Гидротрансформатор Комплект №6: Гидрораспределитель. Комплект №7 Шестеренный насос в сборе Исходные данные для расчета экономического обоснования целесообразности применения ремонтных комплектов следующие: Базовая машина АМКОДОР 333В (ТО-18Б). Цена техники: Ца = 1950000руб. Цена ГМКП У35.615: Ц = 219000руб. КОЭффИЦИеНТ 7] = 0,11.

Средний годовой объем прибыли от эксплуатации одной единицы техники Пг = 950000руб.

Годовой фонд рабочего времени техники Тф = 2000ч/год.

Средняя эксплуатационная скорость уэ = 45км/ч.

Вычи.сляя суммарный экономический эффект ЭЕ для гидромеханической коробки передач с оптимальными значениями параметров работоспособности базового и сменяемых ремонтных комплектов, в соответствии с приведенной методикой расчета экономического обоснования получаем следующее.

Эксплуатационная компонента в соответствии с приведенной методике? равна.

^ 1000Лг(сг - с2)

_ 1000 ■ 850000(229,5 ■ 103 — 194 • 103) = 37654,2735 руб.

2000 • 45

Ремонтная компонента определяется следующим расчетом: 1 ....... ......... 1

229,5 • 103

Т^То^ • (21900° + 260995'44) -

• (219000 + 208592,04)] = 140237,6171 руб.

Эффективность, достигнутая за счет роста ресурса агрегата, составляет 177891,89 руб.:

Эг - 37654,2735 + 140237,6171 = 177891,89 руб.

Потери в рублях за 1 час простоя одной единицы техники из-за устранения отказа ГМПК составляют.

85000-2.55-0.1123+ 219000 ,

Р ~ 2000 • 2,55 '

Таким образом определяется эффект от сокращения времени простоя техники в ремонтах:

Э2 = 90,67(237,303 - 140,6) = 8768,2492 руб.

И наконец, суммарная экономическая эффективность равна: = 177891,89 + 8768,249 = 186660,1398 руб.

Результаты экономических расчетов по обоснованию использования ремонтных комплектов представлены в графической интерпретации, на рис. 7, 8 и 9, где вр1 - стоимость ремонтов агрегатов за полный срок службы при подетальной стратегии замен (капитальный ремонт) и Эр2 - стоимость ремонтов агрегатов за полный срок службы при комплектной стратегии замен; где Т1- общие потери времени в ремонтах при подетальной стратегии замен и Т2 - общие потери времени в ремонтах при комплектной стратегии замен все параметры рассматриваются при выполнении капитального ремонта.

Стоимость ремонтов агрегатов за полный срок службы

300000 250000 200000 150000 100000 50000 0

» руб

5р1

208592

5р2

260995

Рис. 7. Стоимость ремонта агрегатов за полный срок службы, для разных стратегий резервирования деталей.

Общие потери времени в ремонте за полный срок службы

200 ъ 150 и ге * 100 50 0

Шшшв&щ

Т1 I Т2

| в часы 140,6 1 237,303

Рис. 8. Общие потери времени в ремонте за полный срок службы для разных стратегий резервирования___

Экономические эффекты полученные за счет роста ресурса агрегата (Э1) и сокращения времени простоя (Э2)

200000

150000

ю 100000

50000

И Руб.

Э1

177891,8906

Э2

8768,24

Рис. 9. Экономические эффекты за счет роста ресурса агрегата (Э1) и сокращения времени простоя в ремонте (Э2)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Решена актуальная научно-техническая задача обеспечения работоспособности дорожно-строительных машин в течение всего их «жизненного цикла» за счет применения метода эксплуатационного резервирования основанного на разработке и использовании ремонтных комплектов, в основу которых заложен принцип обеспечения при ремонте и техническом обслуживании требований по точности взаимного расположения контактирующих между собой деталей в соответствии с требованиями нормативно-технической документации при безусловном обеспечении качества выполнения ремонтно-восстановительных работ.

1. Представлено обоснование технической и экономической целесообразности формирования ремонтных комплектов на этапе проектирования машин и их агрегатов с целью повышения эффективности эксплуатации и ремонта машин за счет более полного использования их ресурса.

2. Построена имитационная математическая модель для выбора стратегии эксплуатационного резервирования, позволяющая при минимальных суммарных затратах обеспечить максимальный уровень восстановления работоспособности машин за счет использования ремонтных комплектов.

3. Разработана методика расчета показателя работоспособности машин и их агрегатов.

4. Проведен эксперимент по апробации модели реализации стратегии эксплуатационного резервирования с использованием ремонтных комплектов в условиях ООО «Компания Интер».

5. Сформированы критерии выбора целесообразности стратегии резервирования для обеспечения работоспособности машин и их агрегатов.

6. Установлено, что применение комплектной стратегии замен обеспечивает наиболее полное использование потенциала работоспособности конструктивных элементов машин заложенного при проектировании и используемого при ремонте.

7. Результаты выполненных расчетов по оценке экономической эффективности полностью доказывают преимущества предложенного метода резервирования. Эффективность применения ремонтных комплектов на одну ГМКП составит за три года свыше 186 тысяч рублей по отношению к подетальной замене.

8. На основании полученных результатов работы можно рекомендовать продолжение научных исследований в области обеспечения работоспособности других агрегатов машин с применение методов резервирования ремонтными комплектами.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах

Статьи в научных изданиях из перечня ВАК

1. Перфилов, A.C. Обоснование эффективности применения стратегии эксплуатационного резервирования методом использования ремонтных комплектов / A.C. Перфилов, A.n. Павлов; Автотранспортное предприятие. - М.: 2011. №12. С. 50-52.

2. Перфилов, A.C. Причина снижения уровня технического состояния парка дорожно-строительных и коммунальных машин / A.C. Перфилов, А.П. Павлов; Наука и техника в дорожной отрасли. - М ■ 2011. №4. С.30-31.

3. Перфилов, A.C. Обеспечение повышения уровня технического состояния парка машин на основе использования ремонтных комплектов / A.C. Перфилов, А.П. Павлов; Автотранспортное предприятие. - М.: 2012. №1. С. 53-55.

Другие публикации:

1. Павлов, А.П. Ремонтные комплекты как фактор повышения надежности машин / А.П. Павлов, A.C. Перфилов II Проблемы создания информационных технологий: сб. науч. тр. вып. 18 - М • 2009 С. 109-115.

Подписано в печать 17 апреля 2012 г. Формат 60x84x16 Усл.печ.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 16

ТЕХПОЛИГРАФЦЕНТР Россия, 125319 , г. Москва, ул. Усиевича, д. 8 а. Тел.: 8-916-191-08-51 Тел./факс (499) 152-17-71 E-mail: 7tpc7@mail.ru

Текст работы Перфилов, Александр Сергеевич, диссертация по теме Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

61 12-5/2454

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ПЕРФИЛОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

Специальность: 05.05.04 - «Дорожные, строительные и подъемно-

транспортные машины»

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель - кандидат технических наук, Павлов А.П.

Москва 2012

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ .......................................................... ............................5

ГЛАВА 1. РАБОТОСПОСОБОСТЬ, ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КОММУНАЛЬНОЙ, ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ................................................................................. 11

1.1. Анализ данных эксплуатации коммунальных и дорожно-строительных машин, виды и качественная характеристика их отказов 11

1.2 Классификация деталей трансмиссии по условиям нагружения......15

1.3 Методы оценки работоспособности агрегатов машин.......................16

1.4 Анализ существующих методов и принципов резервирования........18

1.5 Обоснование выбора объекта исследования....................................28

1.6 Выводы.................................................................................................29

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РЕМОНТНЫХ КОМПЛЕКТОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ МАШИН............. ...........................................32

2.1 Формирование начального уровня качества машины и выбор оптимальной стратегии ремонта...............................................................32

2.2. Формирование показателя работоспособности.................................36

2.3. Методика определения коэффициента повторного использования деталей при ремонте картера ГМКП.......................................................39

2.4. Выбор и обоснование обобщенных показателей для оценки влияния конструктивно-технологических особенностей гидромеханических коробок передач на их повреждаемость.................................................41

2.5. Методика сбора и анализа повреждаемости конструктивных элементов гидромеханической коробки передач.....................................45

2.6. Методика установления предельных значений показателей работоспособности гидромеханической коробки передач......................53

2.7. Формирование критериев выбора целесообразности стратегии

резервирования........................................................... .........................55

Выводы.......................................................................................................59

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МАШИН........... .............................................61

3.1 Обоснование необходимости и целесообразности формирования ремонтных комплектов.............................................................................61

3.2 Характеристика отказов объектов исследования..............................67

3.3. Формирование начального уровня качества машины и выбор оптимальной стратегии ремонта............................................................... 76

3.4. Методика оценки экономической целесообразности применения

ремонтных комплектов..............................................................................77

Выводы.......................................................................................................83

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

РАБОТОСПОСОБНОСТИ МАШИН.......................................................... 85

4.1 Расчет показателя конструктивно-технологических особенностей ГМКП...........................................................................................................85

4.1.1. Показатель конструктивно-технологических особенностей картера......................................................................................................86

4.1.2. Показатель конструктивно-технологических особенностей вала.. 87

4.1.3 Показатель конструктивно-технологических особенностей...........88

шестерен (передачи)................................................................................88

4.2. Результаты обработки собранной статистической информации.....89

4.3. Моделирование процесса обеспечения работоспособности ГМКП резервированием с использованием ремонтных комплектов и подетальной заменой................................................................................91

4.4. Формирование ремонтных комплектов для ГМКП............................93

4.5. Экономический анализ эффективности эксплуатационного

резервирования агрегатов........................................................................95

ВЫВОДЫ:................................ ......................................................... 101

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ............................102

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................104

ПРИЛОЖЕНИЕ ...................................................................................118

ВВЕДЕНИЕ

«Совершенно очевидно, что плохое состояние дорог является объективным ограничителем роста экономики России, отражается негативным образом на безопасности, экологии. Конечно, за последнее время кое-что сделано, кое-что меняется. Даже, несмотря на трудности кризисного периода, нам в дорожном строительстве удалось набрать неплохой темп».

В.В.Путин

На совещании по вопросу повышения эффективности строительства и эксплуатации автомобильных дорог (30.05.2011)

В соответствии с Федеральной целевой Программой «Развитие транспортной системы России на 2010 - 2015 годы» намечено строительство и реконструкция 17 тысяч километров федеральных, региональных и местных дорог. Кроме того предстоит крупномасштабная работа по ликвидации бездорожья в сельских населенных пунктах, обеспечению связи с дорогами общего пользования 48 тысяч населенных пунктов, созданию Национальной системы автомагистралей, или как ее еще называют ИТС интеллектуальных транспортных систем, системы транзитных магистралей, отвечающих стандартам, проектируемым в развитых странах на период до 2030 года с видением на XXI век.

В свете этих предстоящих событий, Министерством транспорта Российской Федерации, было поручено федеральным агентствам и службам провести исследование и доложить о состоянии строительно-дорожной и дорожно-эксплуатационной техники и оборудования и возможности, и готовности ее использования в производстве работ связанных не только со строительством новых, но и с реконструкцией и содержанием автомобильных дорог построенных в предыдущие годы.

Так по результатам исследования было установлено, что парк техники предприятий характеризуется следующим образом:

• низкий уровень технической оснащенности;

• преобладающее большинство морально устаревшей техники;

• высокий уровень физического износа техники;

• парк техники характеризуется низкой функциональностью.

Совершенно очевидно, что парк морально устаревшей техники с

высоким физическим износом не в состоянии обслуживать существующие автомобильные дороги, не говоря уже о дорогах, построенных с использованием современных технологий строительства, материалов и искусственных сооружений.

Таким образом, было принято решение о необходимости скорейшего перевооружения предприятий дорожного комплекса. Для решения этой проблемы Правительством Российской Федерации было принято решение о создании специализированной транспортной лизинговой компании для скорейшего перевооружений парка техники посредством механизм льготного лизинга.

В кризис 2008 года предприятия дорожного комплекса России отказались от перевооружения на неопределенный срок. Таким образом, появилась совершенно очевидная проблема поддержания имеющейся в наличие техники в работоспособном состоянии, с учетом интенсивного ее использования в связи с недооснащенностью парка в целом для строительства, реконструкции и содержания большой протяженности автомобильных дорог.

работоспособности методами технического обслуживания и ремонта. Поэтому от того каким образом будет организован процесс ремонта техники зависит его эффективность и качество ремонта в целом.

Цель и задачи исследования сокращение сроков нахождения машин в ремонте и обеспечение качества их ремонта за счет внедрения эффективного метода восстановления их работоспособности на основе применения ремонтных комплектов, позволяющих обеспечить рациональный расход запасных частей при ТО и капитальном ремонте.

Основные задачи исследования:

• разработка методики формирования показателя конструктивно-технологических особенностей агрегатов машин на примере гидромеханической коробки передач (ГМКП);

• разработка ремонтных комплектов для ГМКП и их классификация;

• сбор и обработка экспериментальных данных о надежности ГМКП дорожно-строительной техники в характерных условиях эксплуатации;

• формирование критериев выбора целесообразной стратегии ремонта;

• формирование показателя работоспособности машин и их агрегатов;

• разработка имитационной математической модели выбора стратегий эксплуатационного резервирования;

• оценка экономической эффективности результатов исследования.

Методика исследований Теоретической и методической основой исследований явились труды ведущих ученых, занимавшихся вопросами повышения эффективности использования техники в дорожном хозяйстве.

Научная новизна;

• разработаны ремонтные комплекты для ГМКП, позволяющие обеспечить снижение затрат при ремонте и сроки пребывания в ремонте;

• теоретически обоснован и апробирован показатель работоспособности на примере ГМКП;

• разработаны критерии выбора целесообразной стратегии резервирования;

Практическая ценность работы состоит в возможности эффективной организации ремонтного процесса позволяющего, за счет рационального использования запасных частей при ремонте машин повысить эффективность применения деталей при условии обеспечения полного использования, их расчетного ресурса в эксплуатации.

Реализация результатов работы

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников МАДГТУ МАДИ, за период 2009 - 2011гг.

Публикации По материалам диссертации автором опубликовано 4 печатных работы.

На защиту выносятся:

• математическая модель показателя конструктивно-технологических особенностей ГМКП;

• математическая модель показателя работоспособности машин;

• критерии выбора целесообразной стратегии резервирования.

Результаты диссертационной работы будут использованы в работе

и учтены ОАО «Уралдормаш» с целью повышения эффективности послепродажного обслуживания техники.

ГЛАВА 1. РАБОТОСПОСОБОСТЬ, ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КОММУНАЛЬНОЙ, ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ

ТЕОРИИ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

1.1. Анализ данных эксплуатации коммунальных и дорожно-строительных машин, виды и качественная характеристика их

отказов

Также следует заметить, что простои данного вида техники приводят к значительным расходам. Это предъявляет повышенные требования к безотказности и долговечности всех деталей и механизмов.

Поэтому, определение характеристик надёжности исследуемых машин, законов их распределения, установление физической природы отказов и выявление причин их возникновения является необходимым условием выбора именно той машины, которая обеспечит необходимые эксплуатационные и экономические показатели работы всего технологического комплекса в конкретных условиях ее применения.

Анализ информации о работе машин по литературным источникам, позволил выявить особенности эксплуатации и дать характеристику основных причин нарушений работоспособности сложных технических систем. Результаты оценки собранной, и обработанной статистической информации о надёжности позволили:

1. установить характер и причины возникновения отказов;

2. выявить детали, сборочные единицы и комплектующие машины, лимитирующие надёжность машин;

3. получить достоверные данные для определения показателей надёжности и технического уровня изделий.

Анализ эксплуатационной информации о параметрах надёжности объектов исследований дал следующие результаты: эксплуатация дорожно-строительных машин в основном носит сезонный характер, хотя эксплуатация некоторых видов техники возможна круглый год, среднее время работы машины в смену составляет 5-6 часов;

По виду все причины простоя техники можно разделить на пять групп: плановые; по метеорологическим причинам; из-за отсутствия кадров; из-за отсутствия фронта работ; из-за отсутствия запасных частей и аварийные.

Анализ данных из отчётов организаций, эксплуатирующих технику, позволил получить следующие результаты, представленные на рисунке 1.1.

Основные причины простоя техники

■ Плановые

! Метеорологические причины I Отсутствия кадров I Отсутствия фронта работ I Отсутствия запасных частей !Аварийные

Рисунок 1.1. Основные причины простоя техники

• плановые простои, связанные с необходимостью проведения технического обслуживания или текущего ремонта и составляют незначительную часть общего годового фонда рабочего времени, ориентировочно 2-3 %;

• простои из-за отсутствия кадров составляют 6 %;

• простои по метеорологическим условиям составляют в среднем 10 -11 %;

• простои из-за отсутствия фронта работ составляют 17 -18%;

• простои из-за отсутствия запасных частей составляют 20 -21

%■;

• аварийные простои 38 - 43 %.

Анализируя статистическую информацию видно, что наибольшее количество простоев связано с аварийными отказами приблизительно 38-43 % и отсутствием запасных частей 20-21% от всех простоев машин, что сумме превышает уровень 60%.

Таким образом, из-за низкого уровня надежности машин, а, следовательно, и высокого уровня потреб

Похожие работы

Транспортное, горное и строительное машиностроение
05.05.00