автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Обоснование выбора недоминируемого варианта обеспечения работоспособности изделий с учетом технологической наследственности

На правах рукописи

КРАСНОВА Марина Николаевна

Л-'

003052920

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА НЕДОМИНИРУЕМОГО ВАРИАНТА ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2007

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Старов Виталий Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бреев Юрий Матвеевич; кандидат технических наук Сухорукое Владимир Николаевич

Ведущая организация Российский государственный технический

университет путей сообщения (РГОТУПС)

Защита состоится 21 марта 2007 г. в 14 —00 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.04 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан «20» февраля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Кириллов О.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Существует проблема учета влияния технологической и эксплуатационной наследственности на этапах жизненного цикла изделия. Это явление определяет неразрывную связь характеристик технологического процесса изготовления машин и параметров процесса утраты работоспособности объекта при его эксплуатации. Исследования последних лет показали, что взаимосвязи эксплуатационных процессов с технологической наследственностью объекта (ТНО) в жизненном цикле изделия (ЖЦИ) еще более весомы, чем считалось ранее.

Явления технологической наследственности проявляются по-разному. Существует несколько физических, энергетических или иных описаний явления ТНО, но нет единой интегрированной картины, отражающей роль ТНО в ЖЦИ. Возникла необходимость уточнения и разработки нового видения этой проблемы.

Исследования показали, что при проведении работ по ремонту и модернизации оборудования обязательно учитывать явления технологической наследственности. В итоге развитие объекта базируется на учете физических и иных накопленных явлений, сопровождающих процессы изготовления и эксплуатации изделия. Необходимо также учитывать скрытые возможности объекта, заложенные еще на стадии его проектирования.

Таким образом, просматривается определенная неразрывность связей этапов проектирования изделия, характеристик технологического процесса изготовления узлов и машин, процессов формирования показателей работоспособности изделия, параметров процесса утраты их работоспособности при эксплуатации, ремонта (восстановления) или модернизации (развития) технической системы.

Развитие технической системы (ТС) с учетом накопленных знаний о поведении при эксплуатации предполагает проведение не коренной перестройки объекта, а его модернизацию с учетом накопленного опыта.

Известны различные подходы в учете и управлении технологической наследственностью, но они не отражают единой интегрированной картины, определяющей роль технологической наследственности объекта в жизненном цикле изделия, особенно на этапах модернизации. В настоящее время возникла необходимость более полного изучения как теоретических вопросов, так и создания практических рекомендаций по формированию эксплуатационной стабильности изделий за счет управления явлениями технологической наследственности на основных этапах ЖЦИ.

Актуальность диссертации определяется необходимостью создания более совершенных технологий восстановления работоспособности изделий, выбора рациональных направлений ремонта и модернизации объектов с учетом и управлением явления технологической наследственности на основных этапах жизненного цикла изделия. В качестве одного из примеров исследований выбрана технология ремонта осей колесных пар транспортных систем.

Работа выполнялась в рамках ГБ ВГТУ 2004.39 «Теория и практика машиностроительного производства» (2001 - 2007 гг.); научного направления «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике» ВГТУ, ГБ 2001.39; по договору ДС 2006.11 о научно-техническом сотрудничестве ВГТУ с Локомотивным депо Воронеж - Курский Лискинского отделения ЮВЖД филиала ОАО РЖД.

Целью работы является управление модернизационной способностью оборудования и совершенствование технологии ремонтных работ на основе учета технологической наследственности на этапах жизненного цикла изделия на примере колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта.

Для достижения указанной цели решали следующие задачи:

1. Провести анализ работоспособности объектов (технологического оборудования и узлов - колесных пар) в жизненном цикле изделия и установить весомые единичные и обобщенные факторы, влияющие на их работоспособность с позиции учета технологической наследственности.

2. Провести систематизацию объектов (элементов) технологического оборудования и узлов с учетом их модернизационной способности (ремонта) и установить их основные взаимосвязи; на базе этого провести структурное, графическое и математическое моделирование процессов, определяющих доминирование факторов технологической наследственности объекта.

3. Установить закономерности явлений, обеспечивающих заданные эксплуатационных свойства колесных пар рельсового транспорта, сформированные под воздействием окончательных процессов обработки с учетом технологической наследственности в ЖЦИ, решив тем самым задачу оценки и выбора альтернативных технологических процессов, необходимых для ре-монтно-восстановительных работ.

4. Провести апробацию результатов исследований, предложенных методик и технологий при стендовых испытаниях и в производстве.

Методы исследований. При выполнении работ применяли основные положения теорий технических систем, надежности, основы резания металлов, пластического деформирования, методы теории вероятности, теории графов, методы численного моделирования и другие. В экспериментальных исследованиях использовалось современное станочное; специальное стендовое и измерительное оборудование; вычислительная техника.

На защиту выносится:

- Систематизация элементов технологического оборудования; структурная и графическая модель учета процессов формирования заданного качества исследуемого объекта на этапах жизненного цикла изделия, отражающая взаимосвязи явлений технологической наследственности и условия их доминирования.

- Методики: описания с помощью графов механизма наследственности технического объекта; выбора недоминируемых вариантов восстановления

работоспособности и модернизации технических систем с учетом технологической наследственности; выбора рациональных условий формирования заданной топологии и структуры с учетом влияния условий механической обработки и явлений технологической наследственности.

Научная новизна работы:

- Разработана структурная схема и графическая модель взаимосвязанных жизненным циклом объектов технологического оборудования (ТОБ), отличающаяся учетом влияния технологической наследственности (ТНО) на основных уровнях развития технической системы.

- Разработаны математические модели оценки альтернативных технологических процессов, применяемых при восстановлении работоспособности деталей и узлов ТОБ с учетом прогрессивности показателей свойств требуемого качества в условиях недоминируемого влияния факторов ТНО.

- Созданы уточненные методики: - применения обобщенного безразмерного показателя технологического уровня объекта и его оценки при модернизации с учетом влияния ТНО; - использования коэффициентов однородности содержания уровней структур для оценки функционирования технологического оборудования; - решения задачи оценки и выбора альтернативной технологии ремонта (восстановления) объектов с сопряженными поверхностями (колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта).

Практическая значимость:

Предложены уточненные методики учета модернизационных свойств технологического оборудования с учетом явления ТНО.

Предложена рациональная технология ремонтных работ и технического обслуживания колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта на основе учета технологической наследственности сопряженных поверхностей и управления этими явлениями с учетом доминирования их факторов в ТНО.

Разработаны рекомендации по назначению оптимальных технологических режимов и выбора условий реализации процессов окончательной обработки валов колесных пар на базе учета влияния факторов технологической наследственности в ЖЦИ.

Результаты исследований по совершенствованию технологии ремонт-но-восстановительных работ изношенных поверхностей колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта на основе учета ТНО проверены, апробированы при опытных испытаниях в ремонтных цехах Локомотивного депо Воронеж - Курский. Они могут быть внедрены в производство на предприятиях ОАО РЖД.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научно - технических конференциях: международной конференции «Нетрадиционные методы обработки» (Воронеж, 2002); на научных конференциях, проводимых в ВГТУ в период 2000 - 2006 гг.: «Теория и

практика машиностроительного оборудования», «Прогрессивные технологии и оборудование в электронике и машиностроении», «Инновационные технологии и оборудование»; ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГТУ (1998 - 2006 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных работ, 2 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Личный вклад автора в работах: [1] - предложено обобщение недоминируемых факторов с учетом явления технологической наследственности; [2] - установлены связи между уровнями ЖЦИ ТОБ, позволившие создать графическую модель учета факторов ТНО; [3] - создана иерархическая модель машиностроительного предприятия; [4] - создана диаграмма верхнего уровня ТС; [5] - установлена обратная связь между выходными параметрами прогнозируемой системы и критерием ее оптимальности; [12] - определена оптимизационная задача прогнозируемого оборудования; [13] - установлен обобщенный показатель, определяющий технический уровень модернизируемого ТОБ; [14] - предложена методика оценки оптимальности структуры по однородности иерархических свойств ТОБ с учетом технологической наследственности; [15] - предложена методика оценки альтернативных технологических процессов модернизируемого ТОБ; [16] - обоснована связь между типами микрорельефов и эксплуатационными свойствами; [18] - проведена оценка свойств и показателей методом градиентного подъема; [19] - предложен алгоритм выбора путей модернизации ТОБ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, общих результатов и выводов, библиографического списка из 103 наименований и приложений. Работа изложена нас 156 страницах и содержит 40 рисунков и 9 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту, раскрыты научная и практическая ценность работы, методы исследований, уровень обсуждения материалов исследований.

В первой главе проводится анализ влияния явления технологической наследственности объектов, проявляющейся на этапах ЖЦИ.

Выявлена взаимосвязь влияния внешних и внутренних факторов на технико-экономический уровень развития технологического оборудования.

Чтобы оценить ресурсы системы, необходимо совершенствование методов оценки, прогнозирования и повышения надежности машин. Это следует учитывать при модернизации. При этом многие показатели связаны с процессами утраты работоспособности элементов объекта. Для обеспечения необходимого уровня качества и надежности изделий следует с единой позиции анализировать все явления, которые сопровождают изделия в ЖЦИ. При этом важно учитывать как процессы, связанные с технологией изготовления (фор-

мирования геометрических и физико-механических параметров объекта), так и явления эксплуатационной наследственности, связанные с величиной выработанного и остающегося ресурса в зависимости от предыстории нагружения. В этой связи важен выбор эффективного направления дальнейшего развития (модернизации) ТС.

Анализируя условия эксплуатации с использованием таких показателей, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и др., установлено, что технико-экономический уровень ТОБ зависит от технологической наследственности объекта, которая «пронизывает» все уровни жизненного цикла изделия. Поэтому ТС или Объект (О-Т) есть функция ЖЦИ с проявлением наследственности ТНО, т. е. О-Т = Гтио(ЖЦИ).

На основании анализа поставлена цель и задачи исследований.

Во второй главе решена комплексная задача методологического обеспечения работы. В работе исследовали два направления проявления ТНО: при ремонте и модернизации, но стремились сделать обобщенный подход к учету этого явления и описания механизмов его проявления.

Обоснования требуемого облика рассматриваемых ТС с позиции проведения их модернизации с учетом ТНО потребовало применения структурного синтеза вариантов модернизируемых систем.

Предложена методика оценки возможных вариантов модернизируемых ТС и выбора предпочтительного варианта. При этом использовалась зависимость вида: и" : Птс(и") opt, с помощью которой определили предпочтительный вариант (un) модернизируемых ТС, построенный с учетом критерия проявления технологической наследственности из множества показателей (Птс (lij)), используемых для оценки соответствия вариантов модернизируемых ТС предъявляемым требованиям.

Предложен уточненный метод моделирования, основанный на описании технологического процесса (ТП) с учетом ТНО с помощью теории графов и на представлении его в вид математической многомерной модели. В связи со сложностью построения отдельных графов разработана методика выбора недоминируемых вариантов. Сущность методики заключается в обобщении интересующих заказчика параметров качества системы с помощью безразмерных показателей весомости, учитывающих явления ТНО. Методику недоминируемых вариантов можно использовать как прикладную. Для сокращения многочисленных расчетов и повышения точность создана компьютерная версия методики с необходимым интерфейсом.

В главе приводится обоснование выбора технологического оборудования и материалов для экспериментального исследования. Описаны испытательные стенды, регламенты ремонтных и обслуживающих работ; обоснованы технологическое оборудование, оснастка и режимы процессов механической обработки и пластического деформирования (ППД).

При проведении исследований выдвинули научные гипотезы:

• Явление ТНО имеет иерархическую структуру, где следует выделять, по крайней мере, четыре уровня, а именно: проектирование изделия (скрытое начало), изготовление (технологическое нагружение), эксплуатация (накопление), модернизация (этап совершенствования).

• Технологическая наследственность имеет системный характер. Объект, подвергаясь формообразующим процессам с неодинаковой интенсивностью проявлений ТНО на этапах технологического воздействия, позволяет управлять технологической наследственностью по усмотрению создателей и пользователей системы и является базовой составляющей ЖЦИ.

• Являясь важнейшей составляющей ЖЦИ, технологическая наследственность координально определяет качество ТС и ее работоспособность.

• При совпадении целей ремонта и модернизации исходят из иерархической структуры явления ТНО, при несовпадении целей следует отдать предпочтение недоминируемому варианту, обеспечивающему повышение работоспособности объекта.

В третьей главе предложена систематизация элементов и объектов ТОБ и классификация уровней учета явлений технологической наследственности в жизненном цикле изделия. На основе систематизации объектов построена структурная схема и графическая модель развития технологического оборудования, а ЖЦИ с учетом явлений технологической наследственности как функции ТНО = f (ЖЦ ТОБ), так как ОТтс = ГТ1!0(ЖЦИ).

Разработанная структурная схема применима для любого технологического оборудования, для которого необходимо проводить работы с учетом ТНО. Она дает возможность установить связь между эксплуатационными характеристиками ТОБ, указывает взаимозависимости геометрических и физико-механических параметров ТОБ, причем как на предшествующих, так и на последующих технологических операциях. Если задачей развития системы является модернизация, то анализу подлежит и вся структурная схема. Предложен адаптированный обобщенный закон - развитие ТС (ТОБ) в ЖЦИ с учетов влияния ТНО, который имеет форму записи:

~ = (!)

где/жци(х~') - функция, описывающая состояние ТС в любой момент времени, gmo"'1"(*/') ~ функция, описывающая стимулирующее развитие системы во времени (ЖЦИ) с учетом ТНО.

Предложена систематизация элементов ТОБ и установлены взаимосвязи между уровнями I УРКД - II УПИ - III УЭМ, что позволяет создать графическую модель проявлений и учета факторов ТНО в ЖЦИ любой ТС. Изучение закономерностей проявления ТНО в ЖЦ ТОБ позволит управлять процессом технологической наследственности объекта на любом уровне.

На рис. 1 показана графическая модель структурной схемы ТОБ.

1. Исследова- 2. Разработка 3. Созда- 4. Изготов-

ние ТОБ и конструкции ние доку- ление (про-

обоснование ► ТОБ с учетом » ментации изводство)

ее параметров ТНО ТОБ

4. Изготовление (производство) заданного оборудования

Т "

F.T F,T

НО,. l-zur*! НО,

iTHOp

5. Эксплуатация с учетом проявлений технологических наследственных факторов технической системы

Подготовка к

вводу в эксплуатацию с учетом ТНОр

Приработка ТОБ

6. Эксплуатация ТОБ с учетом ТНО

7. Модернизация ТОБ с учетом ТНО

тнот

8. Капитальный ремонт

Учет и наработка поправок для системы, набор заявок на ее совершенство

Работы по прекращению эксплуатации ТОБ

Утилизация

Рис. 1. Структурная схема и графическая модель ТОБ в ЖЦИ с учетом ТНО

В общем виде уровень производства изделия (поз.4, рис.1) при учете технологической наследственности включает следующие составляющие:

{ДтО} - совокупность (множество) характеристик заготовок на входе в систему производства (технологический процесс) с учетом «металлургической» наследственности объекта THOm; - {Amp} - совокупность характеристик готового изделия на выходе с окончательной операции системы производства с учетом ТНО; - {ДТрп} - совокупность технологических факторов для каждой операции обработки Fp с учетом технологической наследственности объекта от предыдущей ТНОр-,; - {ДТНОр } - обобщенная характеристика готового изделия на выходе из подсистемы производства с учетом ТНОр всех операций обработки (механических, термических и т. д.) технологического процесса.

В работе выявлены основные единичные и обобщающие факторы, на которые воздействует технологическая и эксплуатационная ТНО и которые влияют на выбор направления проведения работ по развитию (модерниза-

ции) ТОБ. Эти факторы по отдельности отражают технологические, производственные, эксплуатационные и инновационные стороны развития системы. Они могут быть использованы в обобщенной системе при непосредственной оценке готовности ТОБ к модернизации.

Таким образом, уточнив единичные и обобщенные факторы, можно оперировать обобщенным показателем модернизируемого объекта с учетом влияния ТНО на каждом уровне как в отдельности, так и в совокупности. Это дает наиболее полную картину поведения ТОБ(1) в ЖЦИ и способствует выработке стратегии ее развития.

Исходя из учета коэффициента весомости любого показателя, учитывающего (или не учитывающего) явление ТНО, получены зависимости обобщенного показателя, отнесенного к весомости в безразмерной шкале, в определенном диапазоне изменений i - го свойства оборудования, в виде степенных функций, функций плотности распределения вероятностей при неравноценности влияния отдельных показателей (г,).

При эксплуатации ТС любой i - й единичный показатель может оставаться постоянным и принимать ряд дискретных значений.

Применительно к свойствам системы это могут быть такие показатели, как ремонтопригодность, патентоспособность и др. При изготовлении детали резанием показателями, от которых зависит технологическая наследственность, являются параметры микрогеометрии поверхности: Ra, Rz, tp и др. Примером непрерывно изменяющегося показателя сопряженного узла колесная пара рельсового транспорта является ось с крутящим моментом, действующим на систему.

Пусть имеем т - число дискретных значений, которые показатель принимает в процессе эксплуатации объекта (оси). Предельными значениями показателя, определяемыми техническими условия, возможностями и требованиями к объекту (для полуосей это условия безопасной эксплуатации) будут h и и ■ Причем у каждого Ы показателя есть j - е значение. При

1 ГШ! ^ i шах

этом ь<; 6, <; , / = T7N- J = 77^ •

В диапазоне [¿> ¿> ] каждому] - му значению i - го показателя

соответствует вероятность того, что это реализуется в процессе эксплуатации объекта. Вероятность описывается функцией плотности распределения вероятностей вида <pt(by). Если предельные нижнее (н) и верхнее (в) значения

показателей i - го свойства в реальной ТОБ соответственно Ъы, Ъы , то в случае изменения показателя в меньшую сторону, чем диапазон [¿>imijl, Ь( получим, что Ъы > Ь1тт,Ь1й < Ь1Ып ■ Тогда безразмерный показатель г„ выражающий соотношение достигнутого значения к необходимому, определится так:

]<PtV>v)dbr (2)

ri =

ь,.

При этом диапазон изменения безразмерного показателя находится в интервале 0 <1 r( < 1. Если имеем равномерное распределение, то способы перехода к безразмерным показателям примут вид:

= (3)

^ i шал ^ i min

Обобщенный показатель отражает количественный вклад каждого свойства, влияющего на ТНО, т. е. в комплексное свойство объекта. Свойства, приобретенные системой, например, микрогеометрия оси колесной пары, сформированные при точении и последующем шлифовании, проводимых при ремонтно-восстановительных работах, становятся реальностью и их можно описать показателями tp или Ra и др. Следовательно, весомость, характеризующая важность микрогеометрии для ТНО (в примере это Ra, tp50, tp80), есть i - ое свойство по отношению к совокупности других свойств. В общем виде получим зависимость коэффициента весомости с безразмерным показателем, которую запишем:

К, = F(r,,rj,..., r„). ^

Отметим, что для сопряженных деталей (ось-колесо) произведение Kjrl есть величина постоянная.

Проведена оценка однородности структур ТС и определены коэффициенты однородности (топологический, уровней и содержания) и предложен обобщенный показатель однородности структур, отражающий учет свойств, заложенных в функционирование технологического оборудования.

Обобщенный показатель однородности структур представлен выражениями:

R° = (5)

= д/^о А'о КтноК) К-гно. (6)

где Ктно ' коэффициент, определяющий уровень, на котором учтено влияние технологической наследственности на работоспособность технической системы; Kq - коэффициент однородности заданной структуры; -коэффициент однородности уровней структуры; К^ - коэффициент однородности содержания структур; ^ТНО' коэффициент, определяющий

уровень иерархии системы с учетом ТНО.

Из уравнения (5) обобщенный показатель выражается суммой степенных функций безразмерных показателей и постоянной К0, куда входят взаимосвязи объектов с учетом влияния ТНО.

Так как обобщенный показатель ТНО выражен большим числом показателей, то по аналогии с предыдущим составляется система из шести, восьми и т.д. уравнений, решение которой для любого гш имеет вид:

ю

= 2'

- л1/Я г,2"

(7)

где Ык - число безразмерных показателей, составляющих обобщенный показатель; р — переменный показатель степени, значение которого определяется из квадратичной матрицы вида:

N „ - 2 N к - 3 ... 0

**„ -о

К, -2 N. - I

Тогда

-

обобщенный К, '

N „ - 4

1

2

N. - 1

показатель N . = N.

найдется 12

ИЗ

(8)

выражения

(9)

Д„ = -^2-= г

О ^ к ' = I ** к ' = 1

где л - обобщенный показатель, отнесенный к весомости К0; ри- значение в

квадратичной таблице - матрице Р, находящееся в I - й строке, ] -ом столбце. Коэффициент 1/Ыквведен в формулу для того, чтобы независимо от числа значение обобщенного показателя было в пределах [0, 1].

Методики позволяют варьировать безразмерными показателями, которые обобщают технические, организационные, экономические и другие показатели качества продукции и учитывают влияние технологической наследственности системы в целом.

Решена задача оценки альтернативных технологических процессов, возникающих при проведении модернизации (ремонте) объекта в серийном производстве. Для этого использована генеральная средняя, которая определяет прогрессивность сравниваемых технологических процессов с учетом явления ТНО.

В четвертой главе экспериментально подтверждена адекватность теоретической модели процесса изнашивания детали ось. Реальный процесс изнашивания деталей исследован при характерных режимах трения колесных пар в процессе движения на испытательном стенде.

Установлено влияние ТНО при применении предварительных методов обработки оси колесной пары 2ТЭ116.30.55.132 (отраслевое обозначение объекта) на характер распределения поверхностной твердости металла и исследовано влияние финишной механической и ППД обработок на изнашивание образцов и оси ОС 2ТЭ116.30.55.132. Усредненные данные полученных результатов эксперимента по 5-ти опытным образцам в точках представлены на рис. 2. При выборе варианта рациональной технологии исследованы технологические процессы ремонта, применяемые в производстве в соответ-

10

ствии с существующими нормативами. В сравнительных комбинациях использованы следующие методы:

а) методы предварительной обработки (см. рис. 2):

1 - точение проходным резцом (V = 45 м/мин.; Б = 0,3мм/об.; I = мм);

2 - круглое шлифование (уд = 50 м/мин.; у,ф =30 м/с; Впоп = 0,3мм/ход.; 5прод=6 м/мин.; I = 0,01мм);

б) последующее упрочнение роликом с усилием Ру.„= 2700 кгс (26,5 кН); V = 171 м/мин.; Б = 0,7мм/об (см. рис. 2: зависимость 3 - точение и упрочнение роликом; 4 - шлифование и упрочнение роликом).

На графиках показаны зависимости степени наклепа Д, % от глубины упрочненного слоя И (см. рис. 2). Они подтверждают, что сохранение наследственности микроконцентраторов напряжения при предварительной обработке шлифованием и после упрочнения роликами является возможной причиной образования трещин на поверхности осей колесных пар.

Предварительная обработка в существенной степени определяет величину и характер распределения микротвердости по глубине после упрочнения. Сопротивление ударно-усталостному разрушению примерно на 20 - 25 % выше у осей, подвергаемых накатке роликами. Глубина упрочненного слоя после накатки достигает нескольких миллиметров. При предварительной обработке тoчeниeiM степень наклепа распределяется более равномерно по глубине упрочненного слоя до твердости исходного образца, чем при предварительном шлифовании.

Проведенные сравнительные испытания износостойкости образцов осей ОС ТЭ116.30.55.132 в условиях граничного трения (рис. 2) после точе-|!ия, шлифования, точения и накатывания, шлифования и накатывания поверхности показали преимущество точения и накатывания роликом и снижение влияния технологической наследственности от способа окончательной обработки.

Результаты исследований обрабатывались с использованием предложенных методик расчета и выбора недоминированного варианта, учитывающего проявление явления ТНО.

В расчетах при выборе рационального варианта использована матрица исходных данных Р. Были выбраны показатели качества (Х[ Хв) с их конкретными значениями. Для одного из вариантов технологии ремонта оси колесной пары значения х5 таковы: 15, 32, 21, 25. Полученную матрицу преобразовывали в нормализованную, где значениям х5 соответствуют величины: 0,312; 0,665; 0,436 и 0.520. Проведением экспертного исследования были определены значения весомости показателей качества, которые таковы: Ь>1= 0,200; Ь:= 0,247; Ь3, = 1,256; Ь4,=0,930; Ь5,= 1,837; Ьб, = 1,512.

Результатом расчетов весомости показателей качества являются значения: 1)1=0,086; Ь2=0,059; Ь3= 0,339; Ь4,=0,286; Ь5,= 0,344; Ь6, = 0,341. Если ^ - экспертная оценка относительной значимости ]-ой ситуации группой экспертов, то с учетом ТНО установлено, что ||Ь|| = {0,10; 0,18; 0,16; 0,14; 0,23;

0,19}. В итоге определили: ||Ь|| = {0,200; 0,247; 1,256; 0,930; 1,837; 1,512}. Полученный вектор ||Ь|| будет являться основой для построения структуры свойств ТС. Связь между свойствами на уровнях и между уровнями устанавливается с помощью группы экспертов. Затем, используя безразмерные показатели качества, находим матрицу решений.

1 2 3 4 5 6 7 И, мм о 1,5 3 4,5 6 км

Рис. 2. Влияние предварительных методов обработки оси колесной пары 2ТЭ116.30.55.132 на характер распределения поверхностной твердости металла:

1 - точение проходным резцом; 2 - круглое шлифование; 3 - точение и упрочнение роликом; 4 - шлифование и упрочнение роликом.

На следующем этапе определяли множества согласия и несогласия. Далее рассчитывали элементы матрицы несогласия. Из полученных индексов несогласия составляли матрицу несогласия. Затем определяли доминирующую матрицу согласия и доминирующую матрицу несогласия. Для этого рассчитывали значение индекса согласия 5 = (0,61 + 0,50 + 0,52 + 0,44 + 0,50 + 0,52 + 0,44 + 0,61 + 0,52 + 0,44 + 0,61 + 0,50): 12 = 0,52. На основании сравнения индексов согласия со значением Б строили матрицу согласия. Рассчитывали значение среднего индекса несогласия N. На основании сравнения индексов несогласия со значением среднего индекса несогласия Я получили доминирующую матрицу несогласия. Зная матрицы Д$ и Дм определяли агрегированную матрицу доминирования Да = Дц Из агрегированной матрицы доминирования и выделяем оптимальный вариант технологического процесса ремонта осей колесных пар.

Подобную методику апробировали при модернизации ТС ТОБ, которым являлся металлорежущий станок. Значащие элементы матрицы были несколько иными, но суть окончательных результатов не поменялась.

Результаты данных исследований подтверждают выводы о значительном влиянии явления технологической наследственности на поведение объектов ТС на этапах ЖЦИ, что следует особо учитывать при развитии системы. Любая технология, влияющая на историю воздействий (нагружения) элементов системы и приводящая к изменению работоспособности, должна быть составлена с учетом явлений, присущих функции ТНО = Гтио(ЖЦИ).

Наиболее учет рационален при восстановлении работоспособности объекта и его модернизации. Можно считать, что выдвинутые гипотезы в ходе наших исследований нашли подтверждение.

На основании предложенных расчетных методик, представленных в 2 и 3 главах, и проведенных экспериментальных исследований технологических процессов и режимов обработки разработаны рекомендации по совершенствованию технологии ремонта сопряженных поверхностей деталей колесных пар с применением метода ППД и с учетом взаимосвязи технологических параметров механообработки, назначенных на основании учета технологической наследственности исследуемого объекта.

Опытные испытания на стендах показали, что при применении предложенных усовершенствующих технологий ремонта увеличивается период эксплуатации изделий и снижается трудоемкость ремонта колесных пар.

Разработанные методики: «Оценки оптимальности структуры по однородности иерархических свойств ТОБ» и «Методики оценки альтернативных технологических процессов производства модернизируемого ТОБ» - апробированы и рекомендованы к внедрению.

Разработанная методика «Моделирование технологических процессов изменения работоспособности узлов трения оборудования с учетом технологической и эксплуатационной наследственности с использованием недоминируемых вариантов» и усовершенствованная технология опытно испытаны при проведении ремонтных работ на предприятии Лискинского отделения ЮВЖД филиала ОАО РЖД.

Заключение

Созданы новые методики обоснования и назначения технологических воздействий с учетом технологической и эксплуатационной наследственности объекта; на их основе предложена усовершенствованная технология ремонта колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ работоспособности технических систем в жизненном цикле изделия, установлены основные единичные факторы и обобщающие показатели, определяющие работоспособность объектов и влияющие на их модернизационную возможность, а также влияющие на технологию ремонтных работ колесных пар рельсового транспорта.

2. Предложена систематизация объектов технологического оборудования с учетом их модернизационной способности или ремонта; установлены их основные взаимосвязи, на базе которых созданы модели объекта, построенные с учетом уровней технологической наследственности ТНО(1).

3. Установлены основные взаимосвязи объектов производства ТОБ и на их основе проведены структурное, графическое и математическое модели-

13

рование процессов и явлений, определяющих доминирование факторов технологической наследственности объекта как функции жизненного цикла изделия ТНО=£п[о(ЖЦИ) на базовых уровнях развития системы.

4. Предложен уточненный механизм проявления технологической наследственности объекта, проявляющийся при эксплуатации и учитываемый при проведении ремонтных работ с оценкой составляющих (от выбора материала детали до воздействия операций окончательной обработки), отличающийся многоуровневостью процесса.

5. Установлены основные закономерности процесса износа осей колесных пар экипажной части рельсового транспорта, определяющие выбор технологии ремонта, отличающиеся учетом явления ТНО на заданном уровне.

6. Проведено математическое моделирование процессов, определяющих доминирование факторов технологической наследственности объекта; исходя из сравнения математических моделей, решена задача оценки и выбора альтернативных технологических процессов (ТП), возникающих при восстановлении работоспособности объектов рельсового транспорта с использованием функции степени удаленности отклонений от достигаемого идеального качества с учетом степени прогрессивности ТП.

7. Теоретически обоснован учет влияния технологической наследственности на обобщенный эксплуатационный показатель технического уровня модернизируемого оборудования. Проведена оценка однородности структур ТОБ и определены коэффициенты однородности (топологический, уровней и содержания) и предложен обобщенный безразмерный показатель однородности структур, отражающий учет заданных свойств (параметры макро- и микротопологии; структура материала детали - оси и др.).

8. Основываясь на применении коэффициента весомости технических показателей технической системы при учете неравномерности влияния отдельных показателей, получены математические зависимости обобщенного показателя, отнесенного к его весомости в безразмерной шкале (экспертной оценки), в виде степенных функций, функций плотности распределения вероятностей, отличающиеся учетом технологической наследственности объекта на этапах его производства и эксплуатации.

9. Разработаны рекомендации, обеспечивающие совершенствование технологических процессов проведения серийных ремонтно-восстановительных работ колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта на основе учета технологической наследственности, обеспечивающие повышение эксплуатационных характеристик изделия.

10. Основные результаты исследований, предложенные методики и технологии апробированы и прошли стендовые испытания в производстве.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Старов В.Н. Обобщение недоминируемых факторов, определяющих показатели работоспособности объекта с учетом явления технологической наследственности / В.Н. Старов, М.Н. Краснова // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006. Т.2. №12. С. 204 -211.

2. Краснова М.Н. Систематизация элементов и уровней, определяющих процессы проектирования, производства и эксплуатации изделий в жизненном цикле с учетом технологической наследственности / М.Н. Краснова,

B.Н. Старов // Техника машиностроения. М. 2007. № 1. С. 38 - 40.

Статьи и материалы конференций

3. Илларионов И.В. Иерархическая информационная модель машиностроительного предприятия / И.В. Илларионов, В.Н. Старов, М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003. Вып. 1.С. 124- 128.

4. Илларионов И.В. Диаграммы прецедентов, диаграммы верхнего уровня / И.В. Илларионов, В.Н. Старов, М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003. Вып. 1.С. 128 - 132.

5. Старов В.Н. Организация прогноза технико-экономического уровня технологий и оборудования с учетом системы качества / В.Н. Старов, М.Н. Краснова // Нетрадиционные методы обработки: сб. науч. тр. междунар.

•конф. Воронеж, 2002. Ч. 2. С. 149- 151.

6. Краснова М.Н. Цели и задачи прогнозирования процесса модернизации технологического оборудования / М.Н. Краснова // Теория и практика машиностроительного оборудования: межвуз. сб. тез. науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. Вып. 9. С. 9 - 11.

7. Краснова М.Н. Технологическое оборудование (ТОБ) как техническая система / М.Н. Краснова // Теория и практика машиностроительного оборудования: сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2002. Вып. 10. С. 92 - 97.

8. Краснова М.Н. Организация прогноза технико-экономического уровня технологического оборудования / М.Н. Краснова // Теория и практика машиностроительного оборудования: сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2002. Вып. 10. С. 97-101.

9. Краснова М.Н. Схема формирование исходных требований по проведению модернизации систем на основе базовой технической системы / М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2004. Вып. 2. С. 104 - 106.

10. Краснова М.Н. Единичные факторы, влияющие на проведение работ по модернизации ТОБ / М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. Вып. 5.

C. 185 - 186.

11. Краснова М.Н. Обобщенные факторы, влияющие на модернизаци-онную способность технологического оборудования / M.F. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ,

2005. Вып. 5. С. 183 - 185.

12. Старов В.Н. Оптимизационная задача,решаемая при прогнозировании оборудования / В.Н. Старов, М.Н. Краснова // Теория и практика машиностроительного оборудования: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003. • 4.2. С. 41-43.

13. Старов В.Н. Формирование обобщенного показателя технического уровня модернизируемого технологического оборудования (ТОБ) / В.Н. Старов, М.Н. Краснова // Экономико-правовые основы конструирования и автоматизированного проектирования деталей и машин: сб. материалов конф. Воронеж: ИЭП, 2004. С. 27 - 32.

14. Краснова М.Н. Методика оценки оптимальности структуры по однородности иерархических свойств ТОБ / М.Н. Краснова, В.Н. Старов // Инновационные технолог™ и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 5. С. 157 - 158.

15. Краснова М.Н. Методика оценки альтернативных технологических процессов производства модернизируемого ТОБ / М.Н. Краснова, В.Н. Старов // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 5. С. 94 - 96.

16. Краснова М.Н. Влияние технологической наследственности при обработке поверхности пластическим деформированием / М.Н. Краснова,

B.Н. Старов // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 6.

C. 66-68.

17. Краснова М.Н. Определение числа модернизации ТОБ и времени их начала / М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 7. С. 110-111.

18. Краснова М.Н. Оптимизация показателей при модернизации ТОБ / М.Н. Краснова, В.Н. Старов // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ,

2006. Вып. 7. С. 121-124.

19. Краснова М.Н. Математический алгоритм выбора путей модернизации ТОБ / М.Н. Краснова, В.Н. Старов // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 7. С, 146 - 149.

Подписано в печать 16.02.2007. Формат 60 X 84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ № 4 В ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

Введение

Глава 1. Предпосылки необходимости рассмотрения взаимосвязей 10 явлений, сопровождающих процессы изготовления и эксплуатации объектов технической системы

1.1. Технологическое оборудование (ТОБ) как техническая система ^ ®

1.2. ТОБ - объект эксплуатации ^ ^

1.3. Общая математическая модель и закон развития технической системы

1.4.Взаимосвязи объектов ТС с процессами технологической наследственности

1.5. Характер изменения состояния объектов узлов машин и способы восстановления их работоспособности

1.6. Учет показателей качества рабочих поверхностей при износе сопряженных цилиндрических деталей

Выводы по главе

Глава 2. Методики исследований. Моделирование процессов изменения работоспособности деталей и оборудования с учетом факторов технологической наследственности

2.1. Структурный синтез вариантов ремонта и модернизируемых технических систем с учетом технологической наследственности объекта

2 2. Математическая постановка задачи оценки соответствия вариантов модернизируемых (ремонтируемых) технических систем предъявляемым требованиям

2 3. Применение математических методов при исследовании явлений технологической наследственности объекта

2 4. Описание с помощью графов механизма технологической наследственности объекта

2 5 Выбор недоминируемых вариантов восстановления работоспособности и модернизации технических систем с учетом влияния технологической наследственности Выводы по главе

Глава 3. Исследование процессов на уровнях жизненного цикла изделия и влияние на них технологической наследственности объекта

3.1. Систематизация элементов и уровней, определяющих процессы проектирования, производства и эксплуатации изделий

3.2. Единичные факторы, влияющие на повышение работоспособности объекта

3.3. Обобщенные факторы, влияющие на модернизационную возможность технологического оборудования

3.4. Формирование обобщенного показателя технического уровня объекта с учетом влияния технологической наследственности

3.5. Оценка однородности структур и свойств технологического оборудования

3.6. Оценка альтернативных технологических процессов, применяемых при восстановлении работоспособности деталей и узлов ТОБ

Выводы по главе

Глава 4. Экспериментальная проверка и выбор оптимальных сочетаний методов обработки деталей с учетом ТНО

4.1. Особенности постановки эксперимента и обработки его результатов

4 2. Опытная технология окончательной обработки колесных пар с учетом фактора технологической наследственности

Внедрения в производство Заключение

Актуальность темы исследования. Существует проблема учета влияния технологической и эксплуатационной наследственности на этапах жизненного цикла изделия. Это явление определяет неразрывную связь характеристик технологического процесса изготовления машин и параметров процесса утраты работоспособности объекта при его эксплуатации. Исследования последних лет показали, что взаимосвязи эксплуатационных процессов с технологической наследственностью объекта (ТНО) в жизненном цикле изделия (ЖЦИ) еще более весомы, чем считалось ранее.

Явления технологической наследственности проявляются по-разному. Существует несколько физических, энергетических или иных описаний явления ТНО, но нет единой интегрированной картины, отражающей роль ТНО в ЖЦИ. Возникла необходимость уточнения и разработки нового видения этой проблемы.

Исследования показали, что при проведении работ по ремонту и модернизации оборудования обязательно учитывать явления технологической наследственности. В итоге развитие объекта базируется на учете физических и иных накопленных явлений, сопровождающих процессы изготовления и эксплуатации изделия. Необходимо также учитывать скрытые возможности объекта, заложенные еще на стадии его проектирования.

Таким образом, просматривается определенная неразрывность связей этапов проектирования изделия, характеристик технологического процесса изготовления узлов и машин, процессов формирования показателей работоспособности изделия, параметров процесса утраты их работоспособности при эксплуатации, ремонта (восстановления) или модернизации (развития) технической системы.

Развитие технической системы (ТС) с учетом накопленных знаний о поведении при эксплуатации предполагает проведение не коренной перестройки объекта, а его модернизацию с учетом накопленного опыта.

Известны различные подходы в учете и управлении технологической наследственностью, но они не отражают единой интегрированной картины, определяющей роль технологической наследственности объекта в жизненном цикле изделия, особенно на этапах модернизации. В настоящее время возникла необходимость более полного изучения как теоретических вопросов, так и создания практических рекомендаций по формированию эксплуатационной стабильности изделий за счет управления явлениями технологической наследственности на основных этапах ЖЦИ.

Актуальность диссертации определяется необходимостью создания более совершенных технологий восстановления работоспособности изделий, выбора рациональных направлений ремонта и модернизации объектов с учетом и управлением явления технологической наследственности на основных этапах жизненного цикла изделия. В качестве одного из примеров исследований выбрана технология ремонта осей колесных пар транспортных систем.

Работа выполнялась в рамках ГБ ВГТУ 2004.39 «Теория и практика машиностроительного производства» (2001 - 2007 гг.); научного направления «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике» ВГТУ, ГБ 2001.39; по договору ДС 2006.11 о научно-техническом сотрудничестве ВГТУ с Локомотивным депо Воронеж - Курский Лискинского отделения ЮВЖД филиала ОАО РЖД.

Целью работы является управление модернизационной способностью оборудования и совершенствование технологии ремонтных работ на основе учета технологической наследственности на этапах жизненного цикла изделия на примере колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта.

Для достижения указанной цели решали следующие задачи:

1 Провести анализ работоспособности объектов (технологического оборудования и узлов - колесных пар) в жизненном цикле изделия и установить весомые единичные и обобщенные факторы, влияющие на их работоспособность с позиции учета технологической наследственности.

2. Провести систематизацию объектов (элементов) технологического оборудования и узлов с учетом их модернизационной способности (ремонта) и установить их основные взаимосвязи; на базе этого провести структурное, графическое и математическое моделирование процессов, определяющих доминирование факторов технологической наследственности объекта

3. Установить закономерности явлений, обеспечивающих заданные эксплуатационных свойства колесных пар рельсового транспорта, сформированные под воздействием окончательных процессов обработки с учетом технологической наследственности в ЖЦИ, решив тем самым задачу оценки и выбора альтернативных технологических процессов, необходимых для ремонтно-восстановительных работ.

4. Провести апробацию результатов исследований, предложенных методик и технологий при стендовых испытаниях и в производстве.

Методы исследований. При выполнении работ применяли основные положения теорий технических систем, надежности, основы резания металлов, пластического деформирования, методы теории вероятности, теории графов, методы численного моделирования и другие. В экспериментальных исследованиях использовалось современное станочное; специальное стендовое и измерительное оборудование; вычислительная техника.

На защиту выносится:

Систематизация элементов технологического оборудования; структурная и графическая модель учета процессов формирования заданного качества исследуемого объекта на этапах жизненного цикла изделия, отражающая взаимосвязи явлений технологической наследственности и условия их доминирования.

Методики: описания с помощью графов механизма наследственности технического объекта; выбора недоминируемых вариантов восстановления работоспособности и модернизации технических систем с учетом технологической наследственности, выбора рациональных условий формирования заданной топологии и структуры с учетом влияния условий механической обработки и явлений технологической наследственности

Научная новизна работы:

- Разработана структурная схема и графическая модель взаимосвязанных жизненным циклом объектов технологического оборудования (ТОБ), отличающаяся учетом влияния технологической наследственности (ТНО) на основных уровнях развития технической системы.

- Разработаны математические модели оценки альтернативных технологических процессов, применяемых при восстановлении работоспособности деталей и узлов ТОБ с учетом прогрессивности показателей свойств требуемого качества в условиях недоминируемого влияния факторов ТНО.

- Созданы уточненные методики: - применения обобщенного безразмерного показателя технологического уровня объекта и его оценки при модернизации с учетом влияния ТНО; - использования коэффициентов однородности содержания уровней структур для оценки функционирования технологического оборудования; - решения задачи оценки и выбора альтернативной технологии ремонта (восстановления) объектов с сопряженными поверхностями (колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта).

Практическая значимость:

Предложены уточненные методики учета модернизационных свойств технологического оборудования с учетом явления ТНО.

Предложена рациональная технология ремонтных работ и технического обслуживания колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта на основе учета технологической наследственности сопряженных поверхностей и управления этими явлениями с учетом доминирования их факторов в ТНО.

Разработаны рекомендации по назначению оптимальных технологических режимов и выбора условий реализации процессов окончательной обработки валов колесных пар на базе учета влияния факторов технологической наследственности в ЖЦИ.

Результаты исследований по совершенствованию технологии ремонтно-восстановительных работ изношенных поверхностей колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта на основе учета ТНО проверены, апробированы при опытных испытаниях в ремонтных цехах Локомотивного депо Воронеж - Курский. Они могут быть внедрены в производство на предприятиях ОАО РЖД.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научно - технических конференциях: международной конференции «Нетрадиционные методы обработки» (Воронеж, 2002); на научных конференциях, проводимых в ВГТУ в период 2000 - 2006 гг.: «Теория и практика машиностроительного оборудования», «Прогрессивные технологии и оборудование в электронике и машиностроении», «Инновационные технологии и оборудование»; ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГТУ (1998 - 2006 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных работ, 2 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Личный вклад автора в работах: [1] - предложено обобщение не доминируемых факторов с учетом явления технологической наследственности; [2] - установлены связи между уровнями ЖЦИ ТОБ, позволившие создать графическую модель учета факторов ТНО; [3] - создана иерархическая модель машиностроительного предприятия; [4] - создана диаграмма верхнего уровня ТС; [5] - установлена обратная связь между выходными параметрами прогнозируемой системы и критерием ее оптимальности; [12] - определена оптимизационная задача прогнозируемого оборудования; [13] - установлен обобщенный показатель, определяющий технический уровень модернизируемого ТОБ; [14] -предложена методика оценки оптимальности структуры по однородности иерархических свойств ТОБ с учетом технологической наследственности; [15]-предложена методика оценки альтернативных технологических процессов модернизируемого ТОБ; [16] - обоснована связь между типами микрорельефов и эксплуатационными свойствами; [18] - проведена оценка свойств и показателей методом градиентного подъема; [19] - предложен алгоритм выбора путей модернизации ТОБ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, общих результатов и выводов, библиографического списка из 103 наименований и приложений. Работа изложена на 156 страницах и содержит 40 рисунков и 9 таблиц.

10 Основные результаты исследований, предложенные методики и технологии апробированы и прошли стендовые испытания в производстве.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Созданы новые методики обоснования и назначения технологических воздействий с учетом технологической и эксплуатационной наследственности объекта; на их основе предложена усовершенствованная технология ремонта колесных пар ходовой экипажной части железнодорожного транспорта

1. Аверченков В.И. Изменение шероховатости и микротвердости поверхности деталей в процессе приработки / В.И. Аверченков // Технология машиностроения: сб. науч. тр. М., 1975.

2. Автономов В.Н. Создание современной техники: Основы теории и практики / В.Н. Автономов. М.: Машиностроение, 1991.-301 с.

3. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази. Л.: Машиностроение, 1968,

4. Бауман В.А. О возможности применения методов планирования эксперимента к анализу технологических процессов / В.А. Бауман // Пути и резервы повышения эффективности промышленного производства: сб. науч. тр Брянск, 1972.

5. Бакуль В.Н. Новый способ алмазного шлифования валов / В.Н. Бакуль и др. // Синтетические алмазы: сб. науч. тр. Киев: Наукова думка, 1970. Вып 3.

6. Белоусов М.В. Превращения при отпуске в стали / М.В. Белоусов. М.: Металлургия, 1973.

7. Бернштейн М Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов / МЛ Бернштейн М.: Металлургия, 1968.

8. Балашов Е П. Эволюционный синтез систем / Е.П. Балашов. М.: Радио и связь, 1985.-328 с.

9. Беляев Л.С. Решение сложных оптимизационных задач в условиях неопределенности / Л.С. Беляев. Новосибирск: Наука, 1978. 126 с.

10. Бочков А.П. Модели и методы управления развитием технических систем учеб. пособие / А.П. Бочков, Д.П. Гасюк, А.Е. Филюстин. Спб.: Издательство «Союз», 2003. 288 с.

11. Бочков А П. Моделирование обоснования облика технических систем на этапах их разработки / А.П. Бочков СПб.: МО РФ, 1996. 80 с.

12. Бронзголь И М. Влияние микрогеометрии поверхности и метода окончательной обработки дорожек качения на долговечностьшарикоподшипников / И.М. Бронзголь // Технология машиностроения сб. науч. тр М.: ЭНИИПП, 1958. № 17.

13. Буше H.A. Об исследованиях в области оценки совместимости трущихся пар / H.A. Буше // Проблемы трения и изнашивания сб. науч. тр. Киев- Техника, 1970. Вып. 1.

14. Вентцель Е.С. Исследование операций / Е.С. Вентцель. М. Сов радио, 1972. 550 с

15. Герасимов Н Н. Влияние волнистости на работоспособность шариковых радиальных подшипников / H.H. Герасимов // Труды ВНИПП. М. 1960 №2. С-22.

16. Гермейер Ю.В. Введение в теорию исследования операций / Ю.В. Гермейер. М : Наука, 1971. 250 с.

17. Глазунов В.Н. Поиск принципов действия технических систем / В.Н. Глазунов. М.: Речной транспорт, 1990. 111с.

18. Голего Н Л. Технологические мероприятия по борьбе с износом машин / Н Л Голего. М.- Киев: Машгиз, 1961.

19. Грозин Б.Д Повышение эксплуатационной надежности деталей машин /БД Грозин. М.: Машгиз, 1960.

20. Гмошинский В Г. Инженерное прогнозирование / В.Г. Гмошинский. М • Энергоиздат, 1982 208 с.

21. Дальский AM. Технологическая наследственность в машиностроительном производстве / A.M. Дальский, Б.М. Базров, АС. Васильев М. Изд-во МАИ, 2000. 360 с.

22. Давние В.В. Адаптивное прогнозирование: Модели и методы / В.В. Давние Воронеж- Изд-во ВГУ, 1997 196 с.

23. Дворянский A.M. Методы синтеза технических решений / A.M. Дворянский, А И. Половинкин, А.Н. Соболев. М.: Наука, 1977. 104 с.

24. Дьяченко П.Е. Качество поверхности при обработке металлов резанием / П Е Дьяченко, М.О. Якобсон. Л.: Машиностроение, 1967.

25. Егорова Т.А. Организация производства на предприятиях машиностроения / Т.А. Егорова. СПб.: Питер, 2004. 304 с.

26. Житницкая Л.Б. Поверхностное упрочнение при электромеханической обработке улучшенных сталей / Л.Б. Житницкая, В.И. Аверченгков // Резание и инструмент: сб. науч. тр. Харьков, 1975. Вып. 12

27. Зыков Е.И. Повышение надежности и долговечности роликоподшипников / Е.И. Зыков. М.: Машиностроение, 1969.

28. Злотин В Л. Законы развития и прогнозирование технических систем-метод. реком. / В.Л. Злотин, A.B. Зусман. Кишинев: МНТЦ «Прогресс» «Картя Молдовеняске», 1989. 114 с.

29. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами / А.Г. Ивахненко. Киев: Техника, 1975. 312 с.

30. Инструкция по ультразвуковому контролю деталей тепловозов серии 2ТЭ 116, М62, ТЭМ2, ТЭ10. М.: МПС РФ департамент локомотивного хозяйства ВНИИЖТ, 1999. - 48 с.

31. Илларионов И.В. Иерархическая информационная модель машиностроительного предприятия / И.В. Илларионов, В.Н. Старое, М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж- ВГТУ, 2003. Вып. 1. С. 124 128.

32. Илларионов И.В. Диаграммы прецедентов, диаграммы верхнего уровня / ИВ. Илларионов, В.Н. Старов, М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003. Вып. 1 С. 128- 132.

33. Краюхин Г А. Моделирование научно-технического прогресса в машиностроении / ГА. Краюхин, Ю.А. Львов, АД. Коробкин. Л.-Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987. 272 с.

34. Карпенко Г.В. Упрочнение стали механической обработкой / Г.В. Карпенко. Киев- Наукова думка, 1966.

35. Карпенко Г.В. Влияние металлургической и технологической наследственности на контактную выносливость шарикоподшипников стали / Г.В. Карпенко // Вестник машиностроения: сб. науч. тр. 1974 № 11

36. Касьян М.В. Высокое качество поверхности (упрочнение) основа повышения надежности / М.В. Касьян, Г.К. Маркарян. Ереван, 1966.

37. Комбалов Е.Г. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ / Е Г. Комбалов. М.: Наука, 1974.

38. Костецкий Б.И. Качество поверхности и трение в машинах / Б И. Костецкий, Н.Ф. Колесничеко. Киев: Техника, 1968.

39. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. М.: Машиностроение, 1968.

40. Кузнецов В.Д. Поверхностная энергия твердых тел / В.Д. Кузнецов. М.: ГИТТЛ, 1954.

41. Каменев А.Ф. Технические системы: закономерности развития / А.Ф. Каменев. Л * Машиностроение, 1991. 216 с.

42. Карпунин М.Г. Жизненный цикл и эффективность машин / М Г. Карпунин, Я Г. Любинецкий, Б.И. Майданчик. М.: Машиностроение, 1989. -312 с

43. Кини Р.Л. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения / Р.Л. Кини, X Райфа. М.: Радио и связь, 1981. 560 с.

44. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн М : Наука. Гл. ред. физ. мат. лит., 1968. - 720 с.

45. Краснова М.Н Цели и задачи прогнозирования процесса модернизации технологического оборудования / М.Н. Краснова // Теория и практика машиностроительного оборудования: межвуз сб. тез. науч.-техн. конф Воронеж. ВГТУ, 2002. Вып. 9. С. 9 11.

46. Краснова М Н. Технологическое оборудование (ТОБ) как техническая система / М.Н. Краснова // Теория и практика машиностроительного оборудования- сб науч тр. Воронеж: ВГТУ, 2002. Вып 10. С. 92 97.

47. Краснова М.Н. Организация прогноза технико-экономического уровня технологического оборудования / М.Н. Краснова // Теория и практика машиностроительного оборудования: сб. науч. тр. Воронеж' ВГТУ, 2002 Вып. 10. С. 97-101.

48. Краснова М.Н. Схема формирование исходных требований по проведению модернизации систем на основе базовой технической системы / М Н Краснова // Инновационные технологии и оборудование- межвуз сб. науч тр. Воронеж: ВГТУ, 2004. Вып. 2. С. 104 106.

49. Краснова М.Н. Единичные факторы, влияющие на проведение работ по модернизации ТОБ / М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. Вып. 5. С. 185 186.

50. Краснова М.Н. Обобщенные факторы, влияющие на модернизационную способность технологического оборудования / М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудование: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж- ВГТУ, 2005. Вып. 5. С. 183 185.

51. Краснова М Н Определение числа модернизации ТОБ и времени их начала / М.Н. Краснова // Инновационные технологии и оборудованиемашиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж- ВГТУ, 2006 Вып. 7 С. 110-111.

52. Краснова М.Н. Оптимизация показателей при модернизации ТОБ / М.Н. Краснова, В.Н. Старов // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 7. С. 121-124.

53. Краснова М.Н. Математический алгоритм выбора путей модернизации ТОБ / М Н. Краснова, В.Н. Старов // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 7. С. 146 149

54. Либерман Б.Я. Влияние микрогеометрии рабочих поверхностей роликоподшипников на их долговечность / Б.Я. Либерман // Подшипниковая промышленность: сб. науч. тр. 1961. Вып. 4.

55. Луканский Я.И. Теория корреляции и ее применение к анализу производства / Я.И. Луканский. М : Госстатиздат, 1961. 148 с.

56. Месарович М. Теория иерархических многоуровневых систем / М. Месарович, Д. Мако, И. Такахара. М.: Мир, 1973. 344 с.

57. Месарович М. Общая теория систем: Математические основы / М. Месарович, И. Такахара. М.: Мир, 1978. 311 с.

58. Методы анализа и синтеза структур управляющих систем/ Под ред Б Г. Волика. М : Энергоатомиздат, 1988. 296 с.

59. Маркарян Г.К. Технологическая наследственность при образовании поверхности закаленных деталей машин / Г.К. Маркарян // Физика резания металлов, сб. науч. тр. Ереван, 1971. Вып. 1.

60. Маталин А.А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин / А.А. Маталин. М Л.: Машгиз, 1956.

61. Маталин А А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин/A.A. Маталин. Киев: Техника, 1971.

62. Молчанов A.A. Моделирование и проектирование сложных систем / A.A. Молчанов. К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988. 359 с.

63. Папшев Д Д. Упрочнение деталей обкаткой шариками / Д Д Папшев. М.: Машиностроение, 1968.

64. Попов Э.В Экспертные системы: Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ / Э.В. Попов М.: Наук, 1987. 288 с

65. Рыжов Э.В. Технологическое управление геометрическими парами контактирующих поверхностей / Э.В. Рыжов // Расчетные методы оценки трения и износа: сб. науч. тр. Брянск, 1975.

66. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин / Э.В. Рыжов. М/ Машиностроение, 1966.

67. Рыжов Э.В. Качество и контактная жесткость деталей машин / Э.В. Рыжов М.: Машиностроитель, 1975. Вып. 3.

68. Рыжов Э.В. О возможности управления технологической наследственностью / Э.В. Рыжов, В.И. Аверченков // Проблемы технологичности конструкций изделий машиностроения: сб. науч. тр. Брянск, 1974. Вып. 2

69. Рыжов Э В Влияние технологической наследственности на качество поверхности при обработке поверхностным пластическим деформированием (ППД) / Э В. Рыжов, В А. Бауман // Вестник машиностроения, 1973. № 10.

70. Рыжов Э.В Влияние технологической наследственности на формирование микронеровностей / Э.В. Рыжов, O.A. Горленко // Микрогеометрия и эксплуатационные свойства деталей машин: сб. науч. тр. Рига Зинатне, 1972

71. Рыжов Э.В. Контактная жесткость и ударная выносливость деталей из сталей ЗОХГСЛ и 30Х2НВА после электромеханической обработки / Э.В Рыжов и др. //Жесткость в машиностроении: тез. док. конф. Брянск, 1971

72. Рыжов Э.В. Технологическая наследственность при механической обработке направляющих станин / Э.В. Рыжов // Технология машиностроения сб. науч. тр Брянск, 1975.

73. Савенок Э.Г1. Исследование влияния технологической наследственности на точность формообразования дорожек качения колец шариковых подшипников / Э.П. Савенок // Труды ВНИПП. М.: 1974. № 2.

74. Садовский В.Д. Структурная наследственность в стали / В.Д. Садовский. М.: Металлургия, 1973.

75. Семенов А.П. Схватывание металлов / А.П. Семенов. М.: Машгиз,1958.

76. Спришевский А.И. Подшипники качения / А.И. Спришевский. М.: Машиностроение, 1969.

77. Свешняков A.A. Прикладные методы теории случайных функций / А А Свешняков. М.: Наука, 1968. 345 с.

78. Старов В.Н. Организация прогноза технико-экономического уровня технологий и оборудования с учетом системы качества / В.Н. Старов, М Н Краснова // Нетрадиционные методы обработки: сб. науч. тр. междунар. конф. Воронеж, 2002. Ч. 2. С. 149 151.

79. Старов В Н. Оптимизационная задача решаемая при прогнозировании оборудования / ВН. Старов, М.Н. Краснова // Теория и практика машиностроительного оборудования: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003 Ч 2 С 41-43

80. Самойлович В.Г. Прогнозирование оптимального технико -экономического уровня машин / В.Г. Самойлович. М.: Машиностроение, 1987. -136 с

81. Тараканов В.Е. Комбинаторные задачи и (0, 1) матрицы / В Е. Тараканов. М. Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит., 1985. - 192 с.

82. Филонов С.П. Тепловоз 2ТЭ116 / С.П. Филонов, А.И. Гибалов, B.C. Быковский. М : Транспорт, 1985. -328 с.

83. Хворустин JT.A. Отделочно упрочняющая обработка алмазным выглаживанием / Л.А. Хворустин // Вестник машиностроения, 1969. № 9.

84. Хотеева Р Д. О технологической наследственности при шлифовании и влиянии на нее процесса выхаживания / Р.Д. Хотеева // Труды ЦНИИМЭСХ. Минск, 1967. Вып.2, Т. 1.

85. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация: Теория, вычисления и приложения / Р Штойер. М.: Радио и связь, 1992. 504 с.

86. Шакалис В.В. Моделирование технологических процессов / В.В Шакалис. М • Машиностроение, 1973. 136 с.

87. Ящерицин П.И. Технологическая наследственность в машиностроении / П.И. Ящерицин, Э.В. Рыжов, В.И. Аверченков. Мн. Наука и техника, 1977. 256 с.

88. Ящерицын П.И. Технологическая и эксплуатационная наследственность и ее влияние на долговечность машин /ПИ Ящерицын, Ю В. Скорынин. Мн. Наука и техника, 1978. 120 с.

89. Якобсон М.О. Шероховатость, наклеп и остаточные напряжения при механической обработке / М.О. Якобсон. М.: Машгиз, 1956.

90. Яковлев Г.М. Технологические основы надежности и долговечности машин / Г M Яковлев. Минск: Беларусь, 1964.

91. Ящерицын П.И. Повышение эксплуатационных свойств шлифованных поверхностей / П.И. Ящерицын. Минск: Наука и техника, 1966.

92. Ящерицын П.И. Технологическая наследственность и эксплуатационные свойства шлифованных деталей / П.И. Ящерицын. Минск: Наука и техника, 1971.