автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Диагностирование зубчатых передач агрегатов трансмиссии лесных машин

На правах рукописи

НАЗАРЕНКО Александр Степанович

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ АГРЕГАТОВ ТРАНСМИССИИ ЛЕСНЫХ МАШИН

Специальность: 05. 21 01 - Технология и машины лесного хозяйства

и лесозаготовок

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА-2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет леса»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент БЫКОВ Владимир Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

КОТИКОВ Вадим Матвеевич кандидат технических наук, профессор НЕКЛЮДОВ Вячеслав Борисович

Ведущая организация - ОАО «ЦНИИМЭ»

Защита диссертации состоится 22 декабря 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.212.146.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет леса» по адресу: 141005, г. Мытищи-5, Московская обл., 1-я Институтская ул., дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государственный университет леса»

Автореферат разослан 22 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор Б. М. РЫБИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Экономическая стратегия развития экономики страны должна предусматривать динамичное и пропорциональное развитие производства, повышение его эффективности и качества.

Решение этой важной задачи требует дальнейшего совершенствования процесса управления состояния технических средств на основе системного подхода и в условиях системы человек — машина - среда.

В настоящее время более 80% предприятий лесного комплекса убыточны. Они не могут заменить изношенную технику на новую, вынуждены эксплуатировать старую технику за пределами сроков амортизации.

Парк техники имеет не только большой износ, но и стал сокращаться. Объем производства лесозаготовительной техники за последние 10 лет снизился в 14 раз. Списочный парк мобильных машин ЛПК снизился в 2,26 раза (с 58,6 тыс. до 26 тыс. единиц). Предприятия практически отказались от реализации системы периодического обслуживания и ремонта (ТО и ТР), проводимых ранее в соответствии принятым в отрасли «Положением о техническом обслуживании и ремонте машин и оборудования в лесозаготовительной промышленности».

В этой связи применение при техническом обслуживании и диагностировании машин и агрегатов, прогнозирование остаточного ресурса и управление техническим состоянием является основой совершенствования существующей системы технического обслуживания. В результате разработки и применения средств диагностирования машин и агрегатов транс -миссии снижаются затраты на проведение технического обслуживания, преждевременных сборок и разборок, тем самым возрастает эффективность использования транспортных средств в целом, что является важной и актуальной проблемой.

Целью работы является разработка, создание и реализация средств и методов повышения эффективности использования лесозаготовительных машин и снижение затрат на их ремонт за счет увеличения ресурса агрегатов трансмиссии с применением средств диагностирования.

Объект исследования. В качестве объекта исследования был выбран задний мост автомобиля ЗИЛ-130, используемый в лесопромышленном комплексе, как база для машин серии ЗИЛ.

Научная новизна

Разработана концептуальная математическая модель изменения технического состояния агрегатов трансмиссии и получена модель управления техническим состоянием косозубых и конических зубчатых передач на примере автомобиля ЗИЛ-130. Для этого разработаны критерии оценки технического состояния косозубых и конических зубчатых передач агрегатов трансмиссии.

На устройство для диагност шя зубчатых колес получи о авторское свидетельство, A.C. № 1516825 I, РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ t

I БИБЛИОТЕКА I

Практическая значимость

1. Разработана технология диагностирования редукторов задних мостов автомобилей, которая может быть использована как основа для разработки технологического диагностирования других машин и позволяющая с малой трудоемкостью и достаточной достоверностью оценить техническое состояние зубчатой пары.

2. Определены технические требования к средствам диагностирования редукторов задних мостов (на примере автомобиля ЗИЛ-130) силовым методом.

Реализация результатов исследования.

Результаты работы были реализованы в разработанном и изготовленном автором стенде и установке для диагностирования зубчатых передач силовым методом в условиях ремонтно-механических мастерских Киржач-ского лесхоза Владимирской области.

Подготовленные с нашим участием «Справочник по технологическим и транспортным машинам лесопромышленных предприятий и техническому серивсу» рекомендован учебно-методическим объединением (УМО) по образованию в области лесного дела к применению в учебном процессе, а учебник «Техническая эксплуатация лесозаготовительного оборудования» допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Машины иоборудование лесного комплекса» направления «Технологические машины и оборудование» и «Лесоинженерное дело» направления «Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств».

Апробация работы.

Результаты работы доложены на научно-технических конференциях МЛТИ (1974, 1976, 1980 гг.), МГУЛ (2003 г.), всероссийской научно-технической конференции (г. Вологда, 2003 г.), второй международной научно-технической конференции (г. Вологда, 2004 г.), международном симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза, 2004 г.), ХХШ межведомственной научно-технической конференции (г. Серпухов, 2004 г.). Образец стенда экспонировался на ВДНХ в 1983 г. и отмечен серебряной медалью.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе, 2 отчета по НИР, авторское свидетельство, учебник для вузов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, общих выводов и приложения. Изложена на 140 страниц текста компьютерного набора, содержит 38 рисунков, 12 таблиц и библиография 102 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации и анализируется современная концепция диагностирования машин, перспектива ее развития и направленность вопросов, подлежащих разработке в диссертации.

1. Состояние вопроса в задачи исследования

В данной главе выполнен анализ литературных источников по диагностированию зубчатых колес,

В настоящее время имеются различные методы и средства диагностирования агрегатов трансмиссии.

Анализ методов оценки технического состояния зубчатых передач, в том числе косозубых, показывает, что они позволяют дать только общую оценку и не позволяют выявить качественные параметры соединения зубчатых колес.

В настоящее время в производственных условиях с помощью известных методов диагностирования зубчатых передач с косым и спиральным зубом эффективно диагностировать состояние изношенного зацепления не представляется возможным, так как это связано с приближённой оценкой состояния, или с непроизводительными затратами труда и времени.

Комплексное решение вопросов по диагностированию изношенного зацепления шестерён редукторов задних мостов связанных с контролем их обкатки после ремонта, а также решение задач по подбору шестерни в пару возможно при использовании для этой цели силового метода диагностирования зубчатых передач. Данный метод был разработан на кафедре технологии машиностроения и ремонта под руководством профессора Серова А.В.

Однако возможности силового метода диагностирования для оценки косозубых и конических передач трансмиссий лесных машин не исследовано, что явилось целью данной работы.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать оптимальную модель управления техническим состоянием лесных машин и их агрегатов.

2. Разработать теоретические предпосылки использования силового метода для диагностирования зубчатых передач трансмиссии.

3. Исследовать характер дефектов и износы косозубых цилиндрических и конических зубчатых передач.

4. Создать диагностическое устройство для реализации силового метода диагностирования косозубых цилиндрических передач.

5. Исследовать влияние геометрии зацепления передач на диагностические параметры, зависимость их от силовых нагрузок, погрешности основных элементов передач.

6. Разработать технологию диагностирования задних мостов.

7. Дать рекомендации по применению разработанной технологии диагностирования и определить экономический эффект ее реализации.

2. Теоретические основы управления техническим состоянием агрегатов трансмиссии лесных машин

В данной главе получена модель оптимального управления техническим состоянием машин и их агрегатов. Теоретически обоснованы критерии оценки состояния косозубых пилиндрических зубчатых передач.

В зацеплении косозубых цилиндрических передач для оценки величины износа профилей силовым методом представляет интерес связь между силами:

N0 -нормальное усилие, воспринимаемое зубом; Р - составляющая нормальной силы, окружное усилие; - составляющая нормальной силы, осевое усилие; - составляющая нормальной силы, радиальное усилие. Из теории зацепления связь между Д О-т, О-п следующая:

tgaт =

Щап

соб{}'

где: - угол зацепления в торцевом сечении;

- угол зацепления в нормальном к профилю сечении; Р - угол наклона косого зуба.

Обозначив отношения

8Шв ,

или через получим

- является величиной, характеризующей соотношение сил в косозубой зубчатой передаче.

В процессе работы зубчатой пары положение нормали меняется, так как нормальная сила направлена по нормали, то изменение последней приведёт к изменению соотношения между силами.

Положение нормали определяется в двух плоскостях углами /? и <Хп, если

учесть, что Тогда, величина изменяется с изменением и

и она будет определять положение нормали и, тем самым, характеризовать изменение соотношения между силами Р, Ро и Я. Эту зависимость можно записать:

р

V= arctg{f'(x) • cos/3 ■ -JL)

где: /\х) - первая производная кривой, образующей рабочий профиль зуба

Имея в виду Отд, можно сделать вывод, что полученная формула

устанавливает связь между распределением сил в зацеплении и геометрией профиля, которую можно использовать для оценки износа косозубых колёс силовым методом.

Параметр (Хп представляет угловой коэффициент нормали, проходящей через начало координат или, в данном случае, через полюс зацепления.

Таким образом, на основании теоретических исследований предложен параметр который может служить критерием оценки технического состояния косозубых цилиндрических зубчатых передач трансмиссий лесных машин.

Аналогично нами получена формула для определения угла зацепления СИ для конических зубчатых передач.

а = агЩ \sinp (-р^) ]

Параметр (X представляет собой угловой коэффициент нормали, проходящий через начало координат или, в данном случае, через полюс зацепления.

А - составляющая нормальной силы осевого усилия конической передачи;

i - передаточное отношение. где: f\x) - есть первая производная кривой, образующей рабочий профиль зуба, то

Полученные зависимости устанавливают связь между распределением сил в зацеплении и геометрией профиля, которая может использоваться для диагностирования зацепления силовым методом косозубых и конических передач. Реализация этого принципа диагностирования базируется на возможности переноса сил из зоны контакта профилей по линии их действия в опору вала передачи. Для получения необходимых показателей достаточно заделать в опору в соответствующих местах датчики

7

усилий. В качестве чувствительных элементов датчиков могут использоваться тензо-резисторы

Таким образом для оценки технического состояния косозубых цилиндрических зубчатых передач предл™011 "араметр а„ , а для состояния конических зубчатых передач параметр

3. Программа и методика экспериментальных исследований.

На основе изучения состояния вопроса и теоретических предпосылок, в соответствии с поставленными задачами разработаны программа, общая и частные методики исследований.

Программа исследований предусматривает:

- анализ изнашивания зубчатых передач трансмиссии лесных машин на базе автомобилей;

- создание технических средств для оценки технического состояния зубчатых передач трансмиссии силовым методом;

- обоснование критерия оценки состояния зубчатых передач;

- исследование влияния угла зацепления в соединение на реакцию колес в опоре;

- исследование влияния угла наклона зубьев на реакцию колес в опоре;

- исследование совместного влияния углов наклона зубьев и зацепления в соединении на реакцию колес в опоре;

- определение оптимальных значений периметров зацепления зубчатых колес;

- разработка технологии диагностирования зубчатых колес трансмиссии лесных машин на базе автомобилей,

- внедрение разработанной технологии диагностирования трансмиссий машин на предприятиях лесного комплекса;

- определение экономической эффективности разработанных рекомендаций по диагностированию агрегатов трансмиссий лесных машин.

Для выполнения программы экспериментальных исследований разработана общая схема исследований, представленная на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Общая схема исследований. 9

Для исследования состояния зубчатых передан силовым методом разработан стенд. Кинематическая схема стенда приведена на рисунке 3.2.

Стенд выполнен по схеме с разомкнутым силовым контуром. Его привод осуществляется от электродвигателя 1, который через карданную передачу 2 соединяется с валом ведущей конической шестерни главной передачи заднего (промежуточного) моста 6. В шлицевые отверстия полуосевых шестерен дифференциала вставлены с одной стороны измерительный узел 3, предназначенный для диагностирования цилиндрических косозубых колес 4 и 5, с другой - шлицевой вал 7. Дифференциал при этом блокируется. Шлицевой вал посредством цепной передачи 8 связан с электрическим порошковым тормозом 9, создающим необходимую нагрузку. Со стороны ведомого конического колеса вместо крышки радиално-упорного подшипника вставляется измерительный узел для диагностирования конической передачи.

Измерительное устройство можно легко устанавливать и снимать в том случае, когда корпус главной передачи уже закреплен на столе.

4

Рис. 3.2. Кинематическая схема стенда

Измерительный узел представляет собой крышку радиально-упорного подшипника главной передачи автомобиля ЗИЛ-130, в которой между подшипником и её телом делается зазор на величину 3/4 периметра, в который вставляется пластина из упругого элемента с наклеенными тензорезисторами (рис. 3.3).

/4

Рис. 3.3. Измерительный узел для диагностирования конической передачи

1 - фланец, 2 - обойма, 3 - датчик осевого усилия; 4 - винт крепления обоймы; 5 - винт крепления фланца; 6 - контакты; 7 - винт; 8 - шайба-изолятор; 9 - крышка редуктора; 10 - наружное кольцо косозубой шестерни; 11 - шарик; 12 - датчик радиального усилия.

Устройство можно использовать для оценки технического состояния ко-созубых и конических передач. В обоих случаях оценка технического состояния производится по изменению параметров ¡¡Шр^' характеризующих изношенное зацепление.

<Хт —угол зацепления косозубой передачи в торцевом сечение;

Р — угол наклона косого и спирального зуба косозубых и конических колес.

При диагностировании косозубых зубчатых передач производится последовательное измерение по которым можно установить степень износа.

При диагностировании конических зубчатых колёс, в качестве парамет-

При диагностировании косозубых передач произ следователь-

ное измерение отношения реакции от осекмх и радиальных ^чл к реакции от окружного усилия, характеризующегося (либо угла и (либо

В результате использования электронно-лучевой трубки с послесвечением можно путём поочерёдного подключения датчика радиального и осевого усилий почти одновременно снять результат диагностических параметров и определить по полученным графикам.

Имея два замеренных параметра по зависимости изменения отношения

от угла зацепления и угла наклона зуба устанавливают соответствующий этим параметрам угол, пропорциональный углу зацепления в

нормальном сечении к профилю.

Для получения математической модели, описывающей процесс изменения бокового зазора в результате износа косозубой цилиндрической зубчатой передачи в процессе при ее испытании при постоянных режимах нагружения и взаимосвязанном воздействии других факторов, нами были проведены многофакторные исследования. За выходной параметр У1 , характеризующий износ и боковой зазор принимаем угловой коэффициент Ч*, устанавливающий связь между углом зацепления в нормальном сечении (С1п) с углом наклона косого зуба ((3), оцениваемый через отношение реакций в опоре, вызванных силами возникающими в зубчатой передаче в процессе работы под нагрузкой. В качестве основных факторов, оказывающих наибольшее влияние на изменение отношения реакций в зубчатой передаче при работе и приняты.

Х1-угол зацепления в нормальном сечении <Х& -угол наклона зуба зубчатого колеса

ра, характеризующего износ, принимается отношение

А Ща

Хз-боковой зазор в зацеплении Сп.

Выбор основных уровней и интервалов варьирования факторов производился на основании предварительных опытов и литературных данных (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Основные уровни и интервалы варьирования факторов, влияющих на износ и изменение бокового зазора в цилиндрической косозубой зубчатой паре редуктора заднего моста автомобиля ЗИЛ-130 при испытании.

№ Наименование факторов кодированные значения факторов уровни варьирования с »акторов интервал варьирования

верхний нулевой нижний

1 угол зацепления ап, град. XI 24 20 16 2

2 угол наклона р5 град. Х2 15 11,5 3,5

3 боковой зазор Сп, мм. ХЗ 0,238 0,17 0,1262 0,0438

Для получения математической модели характеризующую износ и изменения бокового зазора соединений в зависимости от соотнопта1ттш сил в зацеплении был применен полный факторный эксперимент типа *

4. Результаты исследований и их анализ

В процессе экспериментальных исследований была произведена дефек-тация 175 редукторов главных передач ЗИЛ-130 и МАЗ-500. Выбраны годные к дальнейшему использованию с допустимым износом 100 шт. зубчатых ко-созубых цилиндрических колёс и 100 шт. зубчатых конических колёс с круговым зубом. Произведены измерения толщины зуба по хорде делительной окружности. Схема измерения представляет собой измерения в трёх местах по два зуба через 120° и рассчитывается средняя толщина для дефектуемого зубчатого колеса.

Характер дефектов и их распределение представлены на рис.4.1, а интегральная кривая распределения толщины зуба по хорде ведомых конических шестерни редуктора заднего моста на рис. 4.2.

Как показали исследования наиболее распространненых дефектов зубчатых колес является износ поверхности зубьев (52,4% от всех дефектов).

Рис. 4.1. Характер дефектов и их распределение

Рис. 4.2. Интегральная кривая распределения толщины зуба по хорде

Из рисунка 4.2. видно, что почти 20% зубчатых колес, поступающих в ремонт не использовали свой ресурс.

Результаты факторного эксперимента по влиянию основных факторов XI, Х2, ХЗ на выходной параметр У даны в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Результаты факторного эксперимента

X, Х2 Хз У! У2 Уз У ±Ь,-уУ и-1

- - + 0,2767 0,1584 0,1769 0,2038 0,00415

+ - - 0,0719 0,25 0Д170 0,18 0,0092

- + 0,2076 0,1512 0,1853 0,1814 0,0009

+ + + 0,3313 0,1743 0,198 0,2345 0,0058

- - 0,1117 0,1139 0,0945 0,1067 0,000035

+ - + 0,1563 0,0963 0,1175 0,1234 0,003036

+ + 0,5145 0,1930 0,2126 0,3067 0,0177

+ + 0,1337 0,1051 0,1228 0,1205 0,00043

У = 02428 ^ сгг к 004124

Обработка экспериментальных данных позволила получить уравнение регрессии в виде:

у = 0,182+0,07*Х2 - 0,03 *Хз - 0,03'Х^Хз-0,07*Х2*Х3- 0,04*Х1*Х2*Х3

Анализ полученного уравнения показал, что на выходной параметр (коэффициента оказывают наибольшее влияние Х2 (угол наклона косого зуба) а также Хз (боковой зазор), а также совместное влияние угла зацепления и бокового зазора

Наименыпее влияние на коэффициента у/ оказывает совместные взаимодействия факторов

Результаты исследования отдельных факторов на выходные параметры позволили нам построить номограмму для определения угла зацепления в нормальном сечении зубчатой передачи (рис. 4.3).

Анализ полученной номограммы показывает, что допустимыми значениями утла зацепления угла зацепления и угла наклона зуба являются соответственно (Х„ = 16 ... 30 град., р =8... 16град.

Например редукторы ЗиЛ-130 при СС„ > 30 град. /? < 8 град подлежит разборке, дефектовке, и замене пары зубчатых колес, в том числе путем подбора в пару.

Рис. 4.3. Номограмма для определения угла зацепления в нормальном сечении зубчатой передачи

5. Практические рекомендации и их эффективность

На основании выполненных исследований нами разработана технологическая карта технического обслуживания диагностирования переднего моста ЗИЛ - 131. В технологии использован разработанный стенд диагностирования зубчатых передач силовым методом. Технология внедрена в ФГУ «Кир-жачский лесхоз» Владимирской области. Экономический эффект от реализации предложенных рекомендаций составил 78937 рублей в год на 100 автомобилей

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. С целью повышения эффективности использования лесных машин, техническое состояние трансмиссий (на их долю приходится 20% всех отказов) должно быть управляемым, в том числе путем диагностирования. Существующие методы и средства диагностирования зубчатых передач не позволяют дать объективную оценку состояния косозубых и конических передач.

2. На основании теоретических исследований разработана модель управления техническим состоянием агрегатов трансмиссии лесных машин. Для оценки технического состояния косозубых и конических зубчатых передач

теоретически обоснованы критерии

3. Анализ изнашивания зубчатых передач агрегатов трансмиссии лесных машин на базе ЗИЛ-130 и МАЗ-509 показал, что у 2 0 % колес не используется полный ресурс.

4. Для диагностирования состояния зацепления в косозубых цилиндрических передачах разработан силовой метод путем измерения отношений осевой составляющей к окружной составляющей нормальной нагрузки на зуб и угла зацепления в нормальном сечении. Его можно использовать также при подборе бывших в эксплуатации шестерен с невыработанным ресурсом и с целью определения износа зубьев по толщине и прогнозирования срока службы передачи.

Разработаны два варианта конструкций устройства, состоящих из:

а) измерительного узла (получено авторское свидетельство №1516825) для 2х сгупенчатьк редукторов автомобиля с вертикальной плоскостью разъема и горизонтальной плоскостью разъема;

б) блока питания;

в) блока выделения измеряемого параметра

На принципе использования силового метода оценки технического состояния зубчатых передач разработан стенд для подбора шестерен в пару.

5. Установлено, что в пределах упругихдеформаций нагрузка на зубья практически не оказывает влияния угол зацепления. Ввиду наличия динамических нагрузок на зубья изношенного зацепления скоростной режим передачи при измерениях целесообразно под держивать не выше ЮООмин1. ,

Перекос и непараллельность валов, зазоров в подшипниках, износ шлицевого соединения вносят ошибку при измерении угла зацепления в нормальном сечении а^ и угол наклона косого зуба р не более 0,5%. Для исключения ошибки на трение скольжения в зацеплении целесообразно определять средние значение реверсированием.

6. Установлены закономерности влияния угла зацепления и угла наклона зуба на реакцию в опоре зубчатых колес.

7. Определены допустимые значения угла зацепления и угла наклона зуба <4 = 16 ... 30 град., (} = 8... 16 град в зубчатых передачах агрегатов трансмиссий лесных машин.

8. Разработаны рекомендации по использованию силового метода для оценки состояния зубчатых передач агрегатов трансмиссии лесных машин. Рекомендуется, что редуктор подлежит разборке и дефектовке, когда а„ и р достигнут определенного значения, в зависимости от типа и модели агрегата.

Для редукторов ЗиЛ-130 - р < 8, Оп > ЗО.Увеличение р на 5°, снижает контактные напряжения на 13%, а уменьшение Р на 6°, увеличивает их соответственно на 10%.

9. Рекомендации по диагностированию агрегатов трансмиссии лесных машин внедрены в ФГУ «Киржачский лесхоз» Владимирской области.

Внедрение силового метода диагностирования косозубых цилиндрических передач и устройства (в 2-х вариантах - для косозубых и конических зубчатых передач) экономически оправдывается за счет продления срока службы зубчатых передач, снижения трудоемкости при ремонте и уменьшения расхода в 2 раза зубчатых колес, снижения простоев и повышения и производительности труда при техническом обслуживании и ремонте лесных машин.

10. Экономический эффект от реализации предложенных рекомендаций по использованию силового метода для диагностирования агрегатов трансмиссии составит 78937 руб. в год для парка 100 автомобилей.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах

1. Назаренко АС. Современные методы оценки зубчатых передач и перспектива их развития и применения. Материалы научно-технической конференции. -М.: МЛТИ, 1971. - С.75-77.

2. Диагностика косозубых и конических зубчатых колес применяемых в КПП и задних мостах автомобилей. Отчет о НИР. (Руководитель Серов А.В., ответственный исполнитель Назаренко А. С), 1973. - 49 с.

3. Назаренко А.С. Исследование силового метода для диагностики косозубых передач. Научные труды. -М.: МЛТИ, 1976, с.66-71, вып,87.

4. Исследования в области повышения эффективности и качества технического обслуживания и ремонта лесозаготовительных машин. Отчет о НИР. (Руководитель Серов А.В., ответственный исполнитель Назаренко А.С.) 1979.-23 с.

5. Назаренко А.С. и др. Диагностирование износа деталей трансмиссии.// Лесная промышленность №5,1991. - С. 18-19.

6. Назаренко А.С., Иванов ТА., Сергеев О.В. Устройство для диагностирования технического состояния зубчатых передач транспортных средств. А.С.№1516825,1989.

7. Миляков В.В., Назаренко А.С., Серов А.В. Техническая эксплуатация лесозаготовительного оборудования. Учебник. -М.: МГУЛ, 2001.-456 с.

8. Назаренко А.С. Управление техническим состоянием агрегатов трансмиссии на основе диагностирования. Материалы международной научно-технической конференции. Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов. -Вологда, 2004.-ВоГТУ. 2004. - С. 128-132.

9. Быков В.В., Назаренко А.С., Юрков Н.К. Моделирование систем технического сервиса. Монография. -М.: МГУЛ. 2004. - 86с.

10. Назаренко А. С. Теоретические предпосылки управления техническим состоянием лесных машин и их агрегатов.//Лесная промышленность. №2, 2004. С.15-17.

11.Назаренко А.С., Быков В.В. Управление техническим состоянием агрегатов трансмиссии на основе диагностирования. Материалы международного симпозиума "Надежность и качество 2004". - Пенза, 2004.- ч.П, - 533 - 535.

12.Назаренко А.С. Диагностирование зубчатых колес агрегатов трансмиссии силовым методом. Материалы XXII Межведомственной научно-технической конференции "Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем." Серпухов, часть 5,2004.-С.79-84.

13.Быков В. В., Балихин В. В., Назаренко А. С. и др. Справочник по технологическим и транспортным машинам лесопромышленных предприятий и техническому сервису. М.: МГУЛ, 2000. - 532 с.

Автор благодарен доктору технических наук, профессору Серову А. В. за помощь в выборе направления исследования.

Отпечатано с готового оригинала

Лицензия ДЦ № 00326 от 14 02 2000 г. Подписано к печати УК//Формат 60x88/16 Бумага 80 г/м2 "Снегурочка" Ризография Объем /й'А_Тираж/С1< экз._Заказ №_

ш

Издательство Московского государственного университета леса. 141005. Мытищи-5, Московская обл., 1-я Институтская, 1, МГУЛ. Телефоны: (095) 588-57-62,588-53-48,588-54-15. Факс: 588-51-09. E-mail izdat@mgul.ac.ru

№25 f4 9

Введение.

Глава!. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Обоснование необходимости управления техническим состоянием агрегатов.

1.2. Методы и средства диагностирования агрегатов трансмиссии машин.

1.3 Обоснование необходимости разработки методов и средств диагностирования трансмиссий механических передач лесных машин.

1.4. Выводы, цель и задачи исследования.

Глава 2. Теоретические основы управления техническим состоянием агрегатов трансмиссии лесных машин.

2.1 Модель оптимального управления техническим состоянием машин и их агрегатов.

2.2 Теоретические предпосылки использования силового метода.

2.2.1. Обоснования критерия оценки состояния косозубых цилиндрических зубчатых передач.

2.2.2. Обоснование критерия оценки состояния конических зубчатых передач.

2.3. Выводы по главе 2.

Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований.

3.1 .Программа исследований.

3.2. Характеристика объектов исследований.

3.3. Методика исследования состояния зубчатых передач силовым методом.

3.3.1.Разработка стенда для исследования зубчатых передач.

3.3 ^.Измерительный узел для исследования передач.

3.3.3 .Критерии оценки технического состояния зубчатых передач.

3.4. Методика исследования совместного влияния факторов на отношение реакций в опоре от сил, возникающих в зубчатой передачи.

3.5. Обработка результатов экспериментов, определение повторности и ошибок опытов.

Глава 4. Результаты исследований и их анализ.

4.1. Результаты анализа изнашивания зубчатых передач агрегатов трансмиссии лесных машин.

4.2.Результаты исследования технического состояния косозубых и конических зубчатых передач.

4.2.1.Результаты предварительной апробации разработанного устройства для оценки технического состояния зубчатых передач.

4.3.Анализ влияния основных факторов на геометрию зацепления зубчатой пары.

4.4. Выводы по главе 4.

Лесозаготовительная промышленность по сравнению с другими отраслями лесопромышленного комплекса за годы рыночных преобразований оказалась в наиболее тяжелом экономическом и финансовом состоянии. Кризисное положение лесозаготовительных предприятий в этот период постоянно усугублялось специфическими особенностями, характерными для данной отрасли:

- значительное количество лесозаготовительных предприятий, являясь градообразующими, вынуждены были длительное время содержать на своем балансе объекты жилищно-коммунального хозяйства и социальной сферы лесных поселков, не получая компенсации затрат на эти цели из бюджета.

- многие предприятия расположение на значительном расстоянии от центров переработки и потребления древесины, транспортной, энергетической и других видов инфраструктуры страны.

- сезонный характер работы, требующий привлечения значительных кредитных средств на создание межсезонных запасов древесины и горючесмазочных материалов. необходимость постоянного поддержания производственных мощностей по вывозке древесины за счет освоения новых лесных массивов и строительства более разветвленной сети лесовозных дорог, достаточные средства на развитие которых отсутствуют у лесозаготовительных предприятий. высокие темпы старения основных производственных фондов [1,2,3,4].

Одним из факторов выживания в современных условиях является повышение рентабельности лесозаготовительных предприятий. Однако из-за высокой фондоемкости продукции длительного срока окупаемости вложений, неустойчивости товарного рынка, недоступности банковских кредитов и ряда других причин, лесозаготовительные предприятия могут вести пополнение и обновление основных фондов за счет собственных источников: амортизации и прибыли, остающейся в распоряжении предприятия после уплаты налогов и обязательных платежей. Ежегодно в лесном комплексе списывается огромное количество техники. Например, средний возраст тракторов за последние восемь лет увеличился в 1.6 раза. В леспромхозах и лесхозах за пределами нормативных сроков эксплуатации 6080% всего тракторного и автомобильного парка [5].

Пессимистичные тенденции наблюдаются и в других отраслях экономики Российской Федерации [6,7,8,9].

Поэтому одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность использования машин в лесном комплексе в современных условиях, является эксплуатационная надежность.

Основа эксплуатационной надёжности транспортных машин является высокое качество технического обслуживания, регулярное и полноценное осуществление диагностирования технического состояния в особенности.

Данные статистического учёта показывают, что имеются большие резервы улучшения использования транспортных машин и их агрегатов путём повышения их эксплуатационной надёжности.

Так Ктг (коэффициент технической готовности) характеризует эксплуатационную надёжность, потребность в техническом обслуживании и ремонте, а также приспособленность машины к ТО и Р в течение многих лет находиться на уровне: для автомобилей и тракторов - 0,7 - 0,8; тепловозов УЖД - 0,65 - 0,7.

Таким образом регулярно не используется 20 - 30 % списочного состава транспортных машин (даже без учёта связанных с внеплановым техническим обслуживанием и текущим ремонтом внутрисменных простоев по техническим причинам, которые не включаются в показатели при определении ^тг).

Кроме того, 60 - 70 % списочного состава машин, числящихся исправными, также не полностью используются из-за внутрисменных простоев по техническим причинам.

ЛТи (коэффициент использования парка) 0,4 - в холодное время года. Как видно Kyi меньше Kjr.

Однако, производительность транспортных машин зависит не только от использования их по времени, но и от степени использования эксплуатационных качеств, характеризующих техническое состояние (мощность, скорость, затраты на ТО и Р, на топливо и смазочные материалы).

В условиях напряжённой работы промышленности, форсированного использования современных транспортных машин, высоких нагрузок и скоростей, резких колебаний режима работы, разнообразных дорожных условий эксплуатации возрастает интенсивность изменения технического состояния машин, агрегатов, в том числе трансмиссии, особенно при нарушении требований технической эксплуатации. При этом значительно сокращается промежуток времени между возникновением неисправностей и полным выходом машины из строя, т.е. ресурс.

Действующая в промышленности система технического обслуживания и ремонта (СТОИРТ) при регулярном и полноценном выполнении предусмотренных мероприятий, в основном, обеспечивает необходимый уровень эксплуатационной надёжности. Однако, ряд требований не выполняется и не могут быть выполнены по ряду причин. Одной из них является высокая трудоёмкость технического обслуживания.

В результате нарушения регулярности технического обслуживания, особенно требований диагностирования, на внеплановые текущие ремонты увеличиваются затраты [10-11].

Общие положения концепции технического диагностирования машин в настоящее время в основном не изменились. Это относится к цели, задачам, методам, средствам, алгоритмам диагностирования, применение накладных датчиков и др. Однако в тактическом плане есть настоятельная необходимость совершенствования этой концепции [12-17].

На основании маркетинговых исследований различных организаций, в том числе ГОСНИТИ, на систему методов и средств диагностирования решающее влияние оказывают негативные факторы:

- низкая покупательная способность потребителей средств диагностирования (СД);

- резкое сокращение производства основных средств диагностирования;

- снижение профессиональных знаний и навыков персонала по диагностированию машин и оборудования;

- прекращение выпуска нормативно-технической и технологической документации по диагностированию машин и оборудования;

- ликвидация в инструкциях по эксплуатации машин заводов-изготовителей раздела по диагностированию.

Как показали исследования 30 - 50 % предприятиях имеются далеко устаревшие комплекты простейших диагностических и контрольных средств, они используются только на 30 %. Организуемые вновь предприятия технического сервиса практически не обеспечены современными средствами диагностирования. Несколько лучше обстоит дело с предприятиями технического сервиса автомобилей, что связано с не прекратившимся выпуском этих средств заводами непример компания новгородский завод «ГАЮ».

С учётом влияния перечисленных негативных факторов предполагается следующая техническая политика [18-20]: внедрять в эксплуатацию диагностические приборы и устройства, применение которых позволяет предупреждать наиболее часто возникающие отказы и неисправности составных частей (топливной аппаратуры, цилиндропоршневой группы, системы смазывания, гидропривода, электрооборудования, рулевого управления, трансмиссии и её агрегатов. Они должны найти самое широкое применение в небольших лесозаготовительных предприятиях, имеющих 8-50 единиц техники:

- разрабатывать и использовать перспективные электронные системы для крупных дилерских структур, центров технического сервиса, ремонтных заводов, состоящие в основном из серийно изготавливаемых комплектующих изделий, что обеспечивает их высокую надёжность и относительно небольшую стоимость. Например, применение универсального компьютерного тестера, состоящего в основном из серийных микрокомпьютера, измерительного интерфейса и датчиков;

- наряду с разработкой и производством стационарных и передвижных комплектов диагностических средств для контроля состояния машин в целом, их применение в РОБ лесного комплекса, центрах технического сервиса, в крупных обменных пунктах, в цехах досборки необходимо широко развивать разработку и продажу комплектов средств диагностирования отдельно для агрегатов и систем: двигателя, топливной аппаратуры, гидропривода, электрооборудования, трансмиссии, ходовой части. Упомянутые комплекты, находящиеся в удобных контейнерах (дипломатах), можно переносить или перевозить на любом транспорте к машине для установления и устранения неисправностей её агрегата;

- вместо громоздких и дорогих диагностических стендов, в особенности для диагностирования автомобилей, ставить на производство малогабаритные приборы, предназначенные для измерения выходных параметров машин (например, приборов для определения мощности двигателя с повышенными метрологическими характеристиками);

- использовать методы и средства диагностирования в металлоёмком и дорогостоящем оборудовании в целях резкого снижения их стоимости и габаритов. Например, применение диагностических приборов в стенде для обкатки двигателей позволяет в 1,5 раза снизить его металлоёмкость и цену при его высокой точности измерений;

- расширять область применения диагностирования за счёт дополнительного использования средств при четырёх процессах: предпродажным ТО, сертификации услуг При ТО и ремонте, оценке стоимости при покупке подержанных машин и продаже их после ремонта;

- разрабатывать технологии диагностирования и нормативы с учётом особенностей эксплуатации машин в регионах, в первую очередь, принимая во внимание допускаемые значения параметров, тесно связанные с почвенно-климатическими условиями. Исследования показали, что издержки на ТО и ремонт по результатам диагностирования с учётом условий региона уменьшаются на 20 - 30 %;

- расширить область прогнозирования остаточного ресурса узлов и агрегатов, что позволит дополнительно увеличить их фактически используемый ресурс на 15 - 25 % при прочих равных условиях;

- распространить диагностирование, прогнозирование остаточного ресурса на технические жидкости, в первую очередь на моторные, трансмиссионные и гидравлические масла, что значительно снизит количество неисправностей из-за низкого качества этих жидкостей;

- считать потребителями технических средств в первую очередь, центры технического сервиса, цехи досборки центров предпродажного и гарантийного обслуживания, обменные пункты ремонтного фонда, машинно-технологические станции, строительно-монтажные предприятия, имеющие значительное количество машин на базе тракторов, дорожно-строительные предприятия, предприятия по производству сервисного оборудования (комплектование ответственными средствами, например, анализатором герметичности цилиндров КИ-5973, механотестером КИ-5918 и др.), станции технического обслуживания автомобилей (дифференцированная поставка средств).

В последующем освоения перспективных методов и средств диагностирования основное внимание предполагается уделять постановке на серийное производство наряду с новыми и модернизированными механическими приборами электронных и компьютеризированных диагностических средств.

Особенностями концепции диагностирования машин является также преимущественное применение электронных, частично-механических и встроенных средств; визуальная, звуковая, речевая и текстовая индикация результатов измерения; применение встроенных и накладных датчиков; изготовление средств комплектно, автономно в виде контейнеров по агрегатам; технологических карт диагностирования в виде текста руководства [21-28].

В среднем до 40% отказов лесовозных машин приходится на двигатель, являющийся наиболее сложным и наименее надежным агрегатом машины. До 20% приходится на трансмиссию, 15% - на ходовую часть, 20% - на органы управления и сигнализации. Таким образом для поддержания работоспособности лесных машин важным направлением является разработка рекомендации по управлению техническим состоянием трансмиссии, в том числе с использованием диагностирования.

Настоящая работа посвящена разработке методов и средств диагностирования трансмиссии лесных машин на базе автомобилей.

Актуальность темы. Экономическая стратегия развития экономики страны должна предусматривать динамичное и пропорциональное развитие производства, повышение его эффективности и качества.

Решение этой важной задачи требует дальнейшего совершенствования процесса управления состояния технических средств на основе системного подхода и в условиях системы человек - машина - среда.

В. настоящее время более 80% предприятий лесного комплекса убыточны. Они не могут заменить изношенную технику на новую, вынуждены эксплуатировать старую технику за пределами сроков амортизации.

Парк техники имеет не только большой износ, но и стал сокращаться. Объем производства лесозаготовительной техники за последние 10 лет снизился в 14 раз. Списочный парк мобильных машин ЛПК снизился в 2,26 раза (с 58,6 тыс. до 26 тыс. единиц).

Предприятия практически отказались от реализации системы периодического обслуживания и ремонта (ТО и TP), проводимых ранее в соответствии принятым в отрасли «Положением о техническом обслуживании и ремонте машин и оборудования в лесозаготовительной промышленности».

В этой связи применение при техническом обслуживании и диагностировании машин и агрегатов, прогнозирование остаточного ресурса и управление техническим состоянием является основой совершенствования существующей системы технического обслуживания. В результате разработки и применения средств диагностирования машин и агрегатов трансмиссии снижаются затраты на проведение технического обслуживания, преждевременных сборок и разборок, тем самым возрастает эффективность использования транспортных средств в целом, что является важной и актуальной проблемой.

Целью работы является разработка, создание и реализация средств и методов повышения эффективности использования лесозаготовительных машин и снижение затрат на их ремонт за счет увеличения ресурса агрегатов трансмиссии с применением средств диагностирования.

Объект исследования. В качестве объекта исследования был выбран задний мост автомобиля ЗИЛ-130, используемый в лесопромышленном комплексе, как база для машин серии ЗИЛ.

Научная новизна

Разработана концептуальная математическая модель изменения технического состояния агрегатов трансмиссии и получена модель управления техническим состоянием косозубых и конических зубчатых передач на примере автомобиля ЗИЛ-130. Для этого разработаны критерии оценки технического состояния косозубых и конических зубчатых передач агрегатов трансмиссии.

На устройство для диагностирования зубчатых колес получено авторское свидетельство, A.C. № 1516825

Практическая значимость

1. Разработана технология диагностирования редукторов задних мостов автомобилей, которая может быть использована как основа для разработки технологического диагностирования других машин и позволяющая с малой трудоемкостью и достаточной достоверностью оценить техническое состояние зубчатой пары.

2. Определены технические требования к средствам диагностирования редукторов задних мостов (на примере автомобиля ЗИЛ-130) силовым методом.

Реализация результатов исследования.

Результаты работы были реализованы в разработанном и изготовленном автором стенде и установке для диагностирования зубчатых передач силовым методом в условиях ремонтно-механических мастерских Киржачского лесхоза Владимирской области.

Подготовленные с нашим участием «Справочник по технологическим и транспортным машинам лесопромышленных предприятий и техническому серивсу» рекомендован учебно-методическим объединением (УМО) по образованию в области лесного дела к применению в учебном процессе, а учебник «Техническая эксплуатация лесозаготовительного оборудования» допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Машины иоборудование лесного комплекса» направления «Технологические машины и оборудование» и «Лесоинженерное дело» направления «Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств».

Апробация работы.

Результаты работы доложены на научно-технических конференциях МЛТИ (1974, 1976, 1980 гг.), МГУЛ (2003 г.), всероссийской научно-технической конференции (г. Вологда, 2003 г.), второй международной научно-технической конференции (г. Вологда, 2004 г.), международном симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза, 2004 г.), XXIII межведомственной научно-технической конференции (г. Серпухов, 2004 г.). Образец стенда экспонировался на ВДНХ в 1983 г. и отмечен серебряной медалью.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе, 2 отчета по НИР, авторское свидетельство, учебник для вузов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, общих выводов и приложения. Изложена на 153 страниц текста компьютерного набора, содержит 38 рисунков, 12 таблиц и библиография 102 наименований.

Обшие выводы.

1. Для повышения эффективности использования лесных машин, техническое состояние агрегатов трансмиссий, на долю которых приходится 20% всех отказов должно быть управляемым., в том числе путем диагностирования. Однако анализ методов и средств диагностирования зубчатых передач показал, что они не позволяют дать объективную оценку состояния косозубых и конических передач.

2. На основании теоретических исследований разработана модель управления техническим состоянием агрегатов трансмиссии лесных машин. Для оценки технического состояния косозубых и конических зубчатых передач теоретически обоснованы критерии а„ и (А

3. Анализ изнашивания зубчатых передач агрегатов трансмиссии лесных машин на базе ЗИЛ-130 и МАЗ-500 показал, что 20 % колес не используется полный ресурс.

4. Для диагностирования состояния зацепления в косозубых цилиндрических передачах разработан силовой метод, который позволит измерить отношений осевой к окружной составляющих нормальной нагрузки на зуб и угла зацепления в нормальном сечении. Его можно использовать также при под боре бывших в эксплуатации шестерен с невыработанным ресурсом и с целью определения износа зубьев по толщине и прогнозирования срока службы передачи.

Для его реализации разработаны два варианта конструкций устройства, состоящих из: а) измерительного узла (авторское свидетельство) для 2х ступенчатых редукторов автомобиля с вертикальной плоскостью разъема и горизонтальной плоскостью разъема; б) блока питания; в) блока выделения измеряемого параметра.

Для оценки технического состояния зубчатых передач разработан стенд для подбора шестерен в пару.

5. Установлено, что в пределах упругих деформаций зубьев нагрузка на зубья практически не оказывает влияния, а ввиду наличия динамических нагрузок на зубья изношенного зацепления скоростной режим передачи при измерениях целесообразно поддерживать не выше 1000 мин \

Перекос и непараллельность валов, зазоров в подшипниках, износ шлицевого соединения вносят ошибку при измерении а и р не более 0,5%. Для исключения ошибки на трение и скольжения в зацеплении целесообразно определять средние значение реверсированием.

6. Установлена закономерность влияния угла зацепления и угла наклона зуба на реакцию в опоре зубчатых колес.

7. Определены допустимые значения угла зацепления и угла наклона зуба (Оп=16.30 гр. = 8.16) в зубчатых передачах агрегатов трансмиссий лесных машин.

8. Разработаны рекомендации по использованию силового метода для оценки состояния зубчатых передач агрегатов трансмиссии лесных машин. Рекомендуется, что редуктор подлежит разборке и дефектовке, когда аир достигнут определенного значения, в зависимости от типа и модели агрегата.

Для редукторов ЗИЛ-130 р<8, Оп=30. Увеличение р на 5°, снижает контактные напряжения на 13%, а уменьшение р на 6°, увеличивает их соответствие на 10%.

9. Рекомендации по диагностированию агрегатов трансмиссии лесных машин внедрены в Киржачском лесхозе Владимирской области. Внедрение силового метода диагностирования косозубых цилиндрических передач и устройства (в 2-х вариантах- для косозубых и конических зубчатых передач) экономически оправдывается за счет продления срока службы зубчатых передач, снижения трудоемкости при ремонте уменьшение расхода в 2 раза зубчатых колес снижения простоев, и повышения производительности труда при техническом обслуживании и ремонте лесных машин.

10. Экономический эффект от реализации предложенных рекомендаций по использованию силового метода для диагностирования агрегатов 1 трансмиссии составит 78937 тыс. руб. в год для парка 100 лесных машин на базе автомобилей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

5.1. Практические рекомендации по диагностированию зубчатых передач агрегатов трансмиссии лесных машин силовым методом.

Технология диагностирования машин изложена в различных отечественных источниках [ 20, 35,41, 82].

Технологическая карта диагностирования, регулировки и подбора шестерен в пару из бывших в употреблении представлены в приложении 1.

Рекомендации по диагностированию зубчатых передач агрегатов трансмиссии машин на базе автомобилей тира ЗИЛ силовым методом внедрены в Киржачском лесхозе Владимирской области акт внедрения представлен в приложении 2.

5.2. Экономическая эффективность

Для количественной оценки рекомендаций по диагностированию агрегатов трансмиссии лесных машин силовым методом выбираем критерий (показатель) в виде затрат на создание установки для диагностирования зубчатых передач и эксплуатацию ее в процессе проведения испытаний и исследований.

5.2.1. Методика расчета N э = (с,-с2)-=

100 машин с, = (с +с)= (с^+сг + с"™ + с™"" + с™ ]лг

1 \ то тр / \ т т т т т / огр

Затраты на замену комплекта зубчатых колес агрегата, скомплектованных из новых шестеренок

2 = сто + сто =|сг + то тр | т т т | агр

На замену комплекта зубчатых колес агрегата скомплектованных из бывших в употреблении с использованием диагностической установки.

5.2.2. Исходные данные.

Трудоемкость чел-ч по укрупненным нормам демонтажно-монтажных работ и ремонта (чел-ч/1000км).

Наименование автомобиля Всего В том числе

ТО ТР

ЗИЛ 130 8.9 12.1 2.5 5.7

8.6

МАЗ 500 18.1 25.1 4.1 14

21

2.2 Трудоемкость чел-ч на демонтажно - монтажные работы и ремонт

Виды работ ЗИЛ 130 МАЗ 500

Задний мост демонтаж 4.0 4.93 ремонт 8.89 14.04

Агрегаты трансмиссии заднего моста автомобиля ЗИЛ в общем фонде оборотных агрегатов составляют по нормативам (19,2 - 19,4)% по опытным данным количество замены агрегатов 12,8%.

Количество оборотных агрегатов ЗИЛ 130 НА 100 машин, КПП - (3 - 5); передний мост - (3 - 5); задний мост - (3 - 5).

Учитывая наличие зубчатых колес в агрегатах количество на 100 машин составил «20

Стоимость заднего моста автомобиля ЗИЛ - 35600 руб Стоимость комплекта для редуктора автомобиля ЗИЛ - 1200 руб Разряд работ по регулировке зубчатых передач - (4 - 5)

5.2.3. Расчет капитальных вложений на создание диагностической установки

- Стоимость стенда диагностирования зубчатых передач

С -С + с +с +с ст мех э.п компп площ

- Стоимость механической части

Смех=Кс-Мсп =20-120 = 2400 руб

Кс=ю-25 руб/кг

Мсп -масса стенда, кг

Сэ п =7000 руб стоимость электропривода

Скомпд=15500 руб стоимость комплектующих стенда (редуктор заднего моста - б/у, элеклромагнитная муфта, пульт управления, нагрузочное устройство)

С площ =18600 руб - стоимость производственной площади

Сст = 2400 + 7000 + 15500 + 18600 = 43500 руб

- Эксплуатационные годовые затраты + 3+ +ъзгртш

- Затраты на содержание зданий оборудования, аммортизации 3содер = 0)075(смех + сэм + Ст) = 3720

- Зарплата оператора [С^ + (0,25СИ + 0,053)^ ]Ропер ■ 12 = (7680 + 1930 + 41704) -1 -12 = 120314 руб

- Затраты на электроэнергию

Г „гРг = Ш2.35 • 1ДЗ = 5471,86 руб

Узо '"Пор 2.8-2016-0.7-1 4342 35 г\м-Пп 0.85-0.96 04

2,8 Квт Мощность двигателя

F0 =2016, ч - Годовой фонд времени оборудования

Лзо =0,7 - Коэффициент загрузки r¡op =1 - Коэффициент одновременной работы r¡M =0,85 - КПД электродвигателя

Пп =0,96 - Коэффициент напряжения сети - прочие затраты

2 V =CU =1803,71 + 1080 + 154,22 = 3037,71руб с01ртр =0,15-120314 = 1803,71руб

Сomon = Ю80 руб ( 4 кг условного топлива на 1 кв. м) = (3-30).0,001 • 1,7.1008 = 154руб

Оме» = 3720 +120314+5471,86+3037,71 = 132543,57руб Капитальные вложения

К = С + Сэкспд = 43500 +132543,57 = 176043,57руб

5.1.4 Экономический эффект

Э = (с, -С2)• N^ = 120000 - 41063 = 78937py6/10oмашин с, = (с„ + С J = (сг + СГ + СГ + СГ + СГ К, =120000 РУб/1 ООмаш ' = (с„ + cj= (cr +СГ +СГ" = 41063руб/100маш

5.3. Вывод по главе 5

1. Разработаны рекотендации по использованию силового метода для диагностирования зубчатых передач агрегатов трансмиссии лесных машин.

Разработаные рекомендации по диагностированию агрегатов трансмиссии машин на баз автомобиля ЗИЛ - 130 внедрены в Киржачском лесхозе Владимирской области.

2.Экономический эффект предложеных рекомендаций по диагностированию агрегатов трансмиссии лесных машин силовым методом составляет 78937 руб в год для парка мешин 100 автомобилей

1. Экономическая и финансовая ситуация в лесозаготовительной промышленности. Аналитическая справка (обзор). М.: НИЦагролес. ФГНУ "Росинформа1ротех",2004-16с.

2. Починков С.В., Златова A.B., Шуманкова Ю.Б. Методика расчета корневых цен на древесину на основе концепции воспроизводства лесных ресурсов (1947-1950)// Лесное хозяйство. -2002.-№2-С.ЗЗ-34.

3. Петров А.П., Мелниш А., Талияров А. и др. Управление лесами в переходной экономике (опыт реформ в России и в странах Балтии).-Пушкино.-2001.-160с.

4. Русова И.Г. О совершенствование механизма установления платежей за древесину, отпускаемую на корню // Лесное хозяйство.- 2003.'-№1 .-С.23-26.

5. Прохоров В.Ю., Голубев И.Г., Быков В.В. Использование композиционных материалов при модернизации транспортных и технологических машин. Труды международного симпозиума 'Надежность и качество",2004. Леиза. 2004.С.53-57.

6. Черноиванов В.И. Стратегия развития технического сервиса АПК. В кн.: Научно-технический прогресс в АПК России, стратегия Машинно-технологического обеспечения сельскохозяйственной продукции на период до 2010 года. М.:ВАСХН, 2004,С.32-39.

7. Лиходедова H.H. Организационно-экономические проблемы технического переоснащения предприятий АПК. Автор, дисс. канд. экон. наук. М.: МГАУ, 2004. с.18.

8. Михлин В.М. и др. Методика оценки технического состояния машиндо и после ремонта// Механиз. и электриф. сельского хоз-ва, 1993,№5-6,с.6-9.

9. Михлин В.М. Оптимизация технических требований на техническое обслуживание и ремонт: Тез. докл. Междунар. конф. "Автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве "(13-15 марта 1995 г., г. Углич).-М. :ВИМ, 1995,с.80-82.

10. Михлин В.М. Проблемы автоматизированного диагностирования сельскохозяйственной техники Н Автоматизация процессов техн. обсл. и ремонта с.-х. техники. -М.: ГОСНИТИЗ,1989,с.11-13.

11. Михлин В.М. Автоматизация управления техническим обслуживанием и ремонтом машин//Механизация на сельского стопанство.-София, 1991 ,№2,с.24-25.

12. Михлин В.М., Халфин М.А. и др. Система технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственных машин по результатам диагностирования. -М.: Информагротех, 1995,С.62.

13. Михлин В.М. Управление надежностью сельскохозяйственной техники.-М.: Колос, 1984.-c.305

14. Черноиванов В.И., Михлин В.М. Новые направления технического обслуживания и ремонта сельхозтехники в условиях рынка//Тракторы и с.-х. машины, 1994,№ 11 ,с. 1 -3 7.

15. Техническая эксплуатация сельскохозяйственных машин (с нормативными материалами). -М.:Колос,1994.

16. Черноиванов В.И., Черепанов С.С., Михлин В.М., Халфин М.А. и др. Научные основы технической эксплуатации сельскохозяйственных машин. -М.:ГОСНИТИ, 1996.-360с.

17. Технические средства диагностирования. Справочник.- М.: Машиностроение, 1989.-672с.

18. Северный А.Э., Буклагин Н.Д., Михлин В.М., Голубев И.Г. Руководство по техническому диагностированию при техническом обслуживании и ремонте тракторов и сельскохозяйственных машин. М.:ФГНУ "Росинформагротех".2001 ,-23 8с.

19. Оптимизация технических требований на техническое обслуживание и ремонт: Тез. докл. Междунар.конф. "Автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве".- М.: 1995.-№2,с.9.

20. Просп. фирм ФРГ "BMV","Bosch",Mercedes-Benz.

21. Просп. фирм CIIIA'Tord","GM","Rockwell Int." ,Sun, Caterpillar, ADVANTECH.

22. Просп. фирм Японии "Nissan","Nippondenso",ONO SOKKI.

23. Просп. фирм Австрии "AVL".

24. Просп. фирм Италии "Fiat".

25. Просп. фирм Дании Brutl&Kjaer.

26. Просп. концерна "Белый ветер" корпорация международных проектов.

27. Закурдаев К. Инструментальный контроль приходит в Россию//Автомоб. трансп.-М., 1995,№ 10

28. ГОСТ 15.001-88 Разработка и постановка продукции на производство. Основные положения.

29. ГОСТ 4.43-84 Система показателей качества продукции. Машины сельскохозяйственные. Номенклатура показателей.

30. ГОСТ 27.002-86 Надежность в технике. Термины и определения.

31. ГОСТ 12.2.019-86 Тракторы и машины сельскохозяйственные. Техническое обслуживание.

32. Черноиванов В.И. и др. Технический сервис в сельском хозяйстве.-М.: Колос, 1993.-48с.

33. Пэлванов Б.М. Метод диагностирования технического состояния трансмиссий зерноуборочного комбайна по вибрационным параметрам: Дис. канд. техн. наук.- Ашхабад,1993,-151с.

34. Технологические карты по диагностированию и прогнозированию остаточного ресурса сельскохозяйственных машин.-Новосибирск:ЦЭРИС,2000.

35. Митков A.JL, Кардашевский С.В. Статистические методы в сельскохозяйственном машиностроении.- М.: Машиностроение, 1978.

36. Веденятин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных.- М.: Колос, 1967.

37. Испытание сельскохозяйственной техники.// C.B. Кудрашевский, JI.B. Погорелий, Г.Н. Фудиман и др.- М.: Химия,1979.

38. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.:Наука, 1971.-282с.

39. Кринецкий И.И. Основы научных исследований. Киев: Высшая школа, 1981.-207с.

40. Отчет ЦНИИМЭ по теме №69-В "Обобщение исследований по продлению срока службы лесовозных автомобилей и трелевочных тракторов".-Химки, Моск. обл.,1968.с.120

41. Отчет ЦНИИМЭ по теме №41 "Проведение опыта по максимальному продлению срока службы лесовозных автомобилей и трелевочных тракторов без капитального ремонта полнокомплектных машин в ЛПХ (Порхозерском ЛПХ, Комерихенском ЛПХ).- Химки, Моск. обл.,1966.с.110

42. Зубчатые передачи. Сборник государственных стандартов СССР. Издание официальное. Издательство комитета стандартов, мер и измерительных приборов. -М.Д968.С.32

43. Производство зубчатых колес. Справочник под редакцией Б.А.Тайце.-М., Машгиз,1963.

44. Тайце Б.А., Марков H.H. Нормы точности и контроля зубчатых колес. Библиотечка зубореза. Вып. 6.-МА., Машгиз,1962.с.85

45. Ружичка В. Контроль зубчатых колес (перевод с чешского ).-М.,Машгиз,1960.

46. Капрелов B.C. Замена шестерен главной передачи. В журнале "Автомобильный транспорт" №8,1969.

47. Кабатов Н.Ф., Лопато Г.А. Конические колеса с круговыми зубьями,-М., Машиностроение, 1966.-299с.

48. Кричало Г.А. Расчет локализации контакта полуобкатных конических и гипоидных передач.- В кн.: Исследования в области станков и инструментов. Межвузовский научный сборник. Вып.2 Изд. Саратовского политехнического института, 1976,С.21 -23.

49. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М.: "Наука", 1968,-5В4с.

50. Марков Б.Л. Измерение зубчатых колес.- Л.: Машиностроение, 1968.

51. Лопато Г.А. Кривизна боковых поверхностей круговых зубьев конических колес.- "Труды Ленинградского механического института". Вып.61,1967,С. 36-54.

52. Миловидов С.С. Детали машин и приборов. -М.: "Высшая школа", 1971,487с.

53. Сегель М.Т. Циклические погрешности и пятна контакта гипоидных передач с большим коэффициентом перекрытия.- В кн.: Исследования в области станков и инструментов. Научные труды Саратовского политехнического института. Вып.71, Саратов, 1974,С.34-39.

54. Сегель М.Т. Виды локализованного контакта в конических и гипоидных передачах. -"Машиноведение", №1,1970,с.5 6-63.

55. Сегель М.Т. Влияние погрешностей на условия контакта зубчатой передачи. -"Машиноведение" ,№5,1975,с.49-54.

56. Часовников А.Д. Передача зацепления. -М.: Машгиз, 1962.-487с.

57. Лопато Г.А., Кабатов Н.Ф., Сегель М.Т. Конические и гипоидные передачи с круговыми зубьями. Справочное пособие. ~М.: Машиностроение, 1977.-423с.

58. Лопато Г.А., Нечаев В.В. Исследование сферических зацеплений с круговыми зубьями методами дифференциальной геометрии. -" Машиноведение", №4,1972, с.51-54.

59. Мирошников JI. Болдин А. Спектральный анализ масла для диагностики двигателей. "Автомобильный транспорт", 1968, № 5.

60. Гончарова 3. В. Спектральный анализ масла метод определения степени износа трущихся деталей машин и механизмов в процессе эксплуатации без их разборки. "Тр.Велорусск.ин-та инж, ж.-д. трансп.", 1968, вып.66»

61. Нагибина ИЛ., Прокофьев В,К. Спектральные приборы и техника спектроскопии. Изд-во «"Машиностроение"» Л., 1967.

62. Трофимов В. А., Маширева Л.Г., Сорокина С.Б. Применение спектрального анализа для диагностики зубчатых передач. В сб."0цен ка техн.состава ашин и механизмов методом спектрального анализа масед". материалы семинара, М», 1969»

63. Гогайзель A.B. Исследование методов диагностики технического состояния силовой передачи автомобилей. -В кн.: Всесоюзная научно-техническая конференция по диагностики технического состояния автомобилей. Издательство Харьковского университета, 1967.

64. Мачнев В.А. Исследование и обоснование вибрационного способа диагностирования коробок передач тракторов (на примере трактора ТМЗ-80). Автореф. дис. конд. наук. -М.: 1980.

65. Трофимов С. Исследование шума зубчатых передач и методы его снижения. Автореф. дис. конд. наук. -М.: 1958.

66. Еремеев Н.С. Прогнозирование ресурса трансмиссии лесозаготовительных машин (на примере заднего моста трелевочного трактора класса 30). Автореф. дис. конд. наук. -М.: 1980.

67. Генкин М.Д., Денисова М.Н. Контроль качества изготовления коробок перемени передач и задних мостов автомобилей по вибрационным показателям. -В кн.: Современные методы оценки качества и пути повышения точности зубчатых передач. -М.: Машгиз, 1962.

68. Вибрация и шум зубчатых передач. Научн. ред. Архангельский A.A. -М: отдел НТИ (ЦНИИТМАШ, труды 21),1961.

69. Генкин М.Д. Шум зубчатых передач, причины его возникновения, контроль, анализ. Сб. " Современные методы оценки качества и пути повышения точности изготовления зубчатых передач". -М.: Машгиз,1962.

70. Кузьмин Н.Ф. Экспериментальное исследование сил трения в зубчатых передачах. -В кн.: Теория: передач машинах. -М.: Машиностроение.

71. Северный М. М. Износ деталей сельскохозяйственных машин.; Колос, Ленинградское отделение ,1972 288 с.

72. Попов В. П. Основы теории расчета и оценки надежности и долговечности сельскохозяйственных машин.; Автореферат дис. д-р техн. наук -Л., 1981-38 с.

73. Жуков М.М. Диагностика зубчатых зацеплений коробок передач трелевочных тракторов при их ремонте. Автореферат. Москва. 1971.

74. Назаренко A.C. Современные методы оценки зубчатых передач и перспектива их развития и применения. Материалы Научно-технической конференции. М.: МЛТИ, 1971 - с. 75 - 77.

75. Серов A.B. Управление эффективностью и качеством работы машин в условиях эксплуатации.- М.:Стандарт, 1979.

76. Серов A.B. Теория управления техническим состоянием транспортных машин в лесозаготовительных предприятиях. -М.: Автореферат диссертации. 1975.

77. Исследования в области повышения эффективности и качества технического обслуживания и ремонта лесозаготовительных машин. Отчет о НИР (Руководитель Серов А. В. ответственный исполнитель Назаренко А. С.), t 1979.23 с.

78. Котиков В. М. и др. Лесные машины . М.: Лесная промышленность, 1989.-512с.

79. Назаренко A.C. и др. Диагностирование износа деталей трансмиссии. Журнал лесная промышленность 1991 №5. с. 18-19.

80. Назаренко A.C., Иванов Т.А., Сергеев О.В. Устройство для диагностирования технического состояния зубчатых передач транспортных средств. А.С.№ 1516825.1989ю

81. Миляков В.В., Назаренко A.C., Серов A.B. Техническая эксплуатация лесозаготовительного оборудования. Учебник. -М.: МГУЛ, 2001,с.456.

82. Еремеев Н.С. Прогнозирование ресурса трансмиссии лесозаготовительных машин-М.: МГУЛД999.С.22.

83. Клюев В.В. Технические средства диагностирования. -М.: Машиностроение,1983. с.670.

84. Быков В.В., Назаренко A.C., Юрков Н.К. Моделирование систем технического сервиса. Монография. -М.: МГУЛ. 2004. с. 86.

85. Серов А.В Диагностика- основа эксплуатационной надежности машин. -М.'.Знание 1969,с.36.

86. Быков В.В. Системный подход к определению технического уровня лесных машин. Лесная промышленность. -2002.№2.с.31-33.

87. Хасфин С.М. Организационное и техническое обеспечение использование подержанной техники. Автореферат.дис. канд.техн.наук. -М.: ГОСНИТИ.2003 .с.20.

88. Назаренко A.C. Теоретические предпосылки управление техническим состоянием лесных машин и их агрегатов. Лесная промышленность.№2 -М.:2004 с. 15-17.

89. Назаренко A.C., Быков B.B. Управление техническим состоянием агрегатов трансмиссии на основе диагностирования. Международный симпозиум "Надежность и качество 2004". Россия, Пенза, 2004.- ч.П стр. 533.

90. Назаренко A.C., Быков В.В. Управление техническим состоянием агрегатов трансмиссии на основе диагностирования. Материалы Международнлого симпозиума "Надежность и качество 2004". Пенза, 2004.-ч.П стр.533 535.

91. Быков В.В. Системмный подход к определению технического уровня лесных машин. Лесная промышленность 2002. № 2. с. 31 - 33.

92. Kusz A., Marciniak А. Knowledge representation for expert systemll Annu Pev agr Engg.-1996.-tom 1,№1.-8.7-11. (Систематический указатель иностранной литературы "Сельское хозяйство",ЦНСХБ 2000,№2, № пп 3447.

93. Применение компьютерной экспертной системы к диагностированию технического состояния сельскохозяйственных машин и тракторов. (Польша))

94. Быков В. В., Тесовский А. Ю., Назаренко А. С. и др. Справчник по технологическим и транспортным машин лесопромышленных предприятий и техническому сервису. М.: МГУ Л, 2000 . -532 с.