автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Повышение качества ремонта автомобилей обеспечением рациональной точности размерных связей агрегатов

¿7/- б? .......Л? УР^Г- /С

/' -ч/ / / ^

/

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СОРОКИН Александр Геннадьевич

УДК 629.114.004.12.001 (043)

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА РЕШШТА АВТОМОБИЛЕЙ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТОЧНОСТИ РАЗМЕРНЫХ СВЯЗЕЙ АГ РЕГ АТОВ

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: кандидат технических наук, доцент КАТАРГИН В. Н.

Красноярск 1999

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение 4

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ........................................................................ 8

1.1. Анализ работ, посвященных разработке методов обеспечения надежности................................................................................. 8

1.2. Анализ существующих информационных технологий для использования на автомобильном транспорте...................................... 12

1.3.Анализ работ, посвященных вопросам повышения уровня качества капитально отремонтированных автомобилей.......................... 29

1.3.1.Качество. Основные положения................................... .. 29

1.3.2.Анализ работ, посвященных вопросам повышения уровня качества капитально отремонтированных а&г(м®4>билей.......................... 31

г,**"Г.Г*

1.4.Применение размерного анашт^в Машиностроении................................33

1.4.1 .Общие определения......................................................................................................33

1.4.2.Основные положения теории размерных цепей......... ..................34

1.4.3.Различные методы достижения точности замыкающего

звена в хмашиностроении..................................................................................................................................38

1.5.Анализ процедуры разработки существующих технических условий на капитальный ремонт агрегатов автомобилей..................................................40

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА АГРЕГАТОВ АВТОМОБИЛЕЙ АНАЛИЗОМ РАЗМЕРНЫХ СВЯЗЕЙ...................................................................................... 49

2.1.Существующие способы представления структуры сложной технической системы..................................................................... 49

2.2.Возможности использования теории размерного анализа при ремонте агрегатов автомобилей....................................................... 54

2.3.Методы достижения точности замыкающего звена ремонтной размерной цепи............................................................................. 56

2.4.Методические принципы рассмотрения взаимосвязи параметров состояния от структурных и интегральных параметров при капитальном ремонте агрегатов автомобилей...................................... 59

2.5.Критерии оптимальности сложных технических систем и алгоритмы моделирования оптимальной работоспособности агрегатов автомобилей................................................................................ 65

2.6. Методика оптимизации ремонтных размерных связей агрегатов 67

Глава 3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТОДИКИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ РЕМОНТА АГРЕГАТОВ РАЗМЕРНЫМ АНАЛИЗОМ............................................................................... 77

3.1.Общая структура программного комплекса........................... 77

3.2 .Процедура формирования размерной модели агрегата............. 82

3.3.Методика выбора наиболее значимых размерных связей агрегата..................................................................................... 8(5

3.4.Теоретические аспекты имитационного моделирования........... 89

3.5. Методологические принципы использования экспертных систем в капитальном ремонте.......................................................... 92

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УПРАВЛЕНИЮ УРОВНЕМ КАЧЕСТВА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА..................................................................................

4.1.Общая методика экспериментальных исследований. Анализ статистических данных.................................................................. 101

4.2 .Методика проведения имитационных экспериментов............ 106

4.3. Использование нейронных сетей для дополнения статистических данных.................................................................. Ю9

4.4.Анализ результатов моделирования ресурса размерных связей капитально отремонтированных агрегатов автомобилей......................... 111

Глава 5.ВНЕДРЕНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ УРОВНЕМ КАЧЕСТВА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА......................................................... 118

5.1 .Методики внедрения проведенных исследований.................... 118

5.2.Расчет экономической эффективности внедрения результатов исследования.............................................................................. 121

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ........................ 126

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ............................... 127

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................... 135

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Переход экономики на рыночные механизмы предъявляет более жесткие требования к уровню транспортного обслуживания населения и организаций. Особенно важными в этом аспекте являются проблемы обеспечения надежности подвижного состава.

В современных условиях наблюдается значительное старение подвижного состава, поэтому одной из важных задач, стоящих перед автомобильным транспортом, является восстановление работоспособности подвижного состава. При сложившейся ситуации в стране, когда авторемонтные предприятия находятся в упадке, и проведение ремонта ложится на автотранспортные предприятия, не имеющие опыта проведения таких работ, при дефиците высококвалифицированных рабочих кадров, особое значение приобретает проблема повышения качества ремонта автомобилей.

Развитие систем ремонта автомобилей, существенно более мощных, капиталоемких и трудоемких, чем отраслевые системы, обострило указанную проблему, выявило комплекс новых научно-практических задач, решение которых должно способствовать повышению эффективности, как самих систем, так и конечного результата работы автомобильного транспорта.

В рамках старого хозяйственного механизма развитие системы ремонта автомобилей было направлено на преодоление ее традиционных недостатков: недостаточно эффективного использования потенциального ресурса составных частей автомобилей, низких уровней специализации и концентрации авторемонтного производства, производительности труда и качества ремонта. Переход к новым экономическим условиям, не сняв остроты старых проблем, поставил авторемонтные предприятия в жесткие условия конкуренции, когда их жизнеспособность может быть обеспечена только при условии удовлетворения потребности автотранспортных предприятий в ремонтно-эксплуатационных услугах с высоким уровнем качества ремонта и максимальной эффективностью. Это возможно при обоснованном принятии решений по выбору стратегий восстановления размерных связей ремонтируемых агрегатов автомобилей с одновременным повышением качества и сокращением объемов неэффективного ремонта. Назрела необходимость коренной организационно-технической перестройки системы ремонта автомобилей на основе новых информационных технологий.

Исследования по применению размерного анализа проводились и раньше, но они останавливались на решении конкретных цепей агрегатов, в силу большого объема разнородной информации. В данных исследованиях разработана информационная технология, позволяющая рассматривать весь массив размерных связей агрегатов и работать со всеми поверхностями деталей агрегата.

Настоящее исследование направлено на решение актуальной проблемы повышения качества ремонта автомобилей путем применения размерного анализа агрегата при формировании размеров деталей после ремонта.

Объектом исследования выбраны технические условия (ТУ) на капитальный ремонт (КР) агрегатов, которые представляют основу нормативно-технической документации по ремонту автомобилей. В данных документах заложена информация, которая необходима для восстановления точности замыкающих звеньев размерных связей, определяющей техническое состояние и надежность отремонтированных агрегатов.

Анализ действующих ТУ показал, что основной задачей существующих ТУ является деление деталей на группы качества (годные без ремонта, требующие восстановления, бракуемые) и их ремонт, в основной массе без учета восстановления замыкающих звеньев размерных связей, образованных этими деталями.

Городские автобусы относятся к транспортным средствам, к которым предъявляются повышенные требования к уровню безопасности и надежности. Поэтому задача повышения качества капительного ремонта (КР) автобусов стоит наиболее остро. Практика эксплуатации автобусов ЛиАЗ-677, исследования проводимые НИИАТом, показали, что гидромеханическая коробка перемены передач (ГМП) городских автобусов относится к одним из наименее надежных агрегатов. По данным исследований, проводимых НИИАТом [103], на их долю приходится 8.5% всех отказов и неисправностей, а наработка да первой замены составляет 8,4 тыс. км. при первом цикле эксплуатации и пробеге до капитального ремонта 154 тыс. км. Следует отметить, что надежность капитально отремонтированных ГМП значительно уступает надежности новых. Достаточно указать, что наработка до первой замены снижается до 60-70%, что составляет 5,4 тыс. км., а вероятность его появления увеличивается в 2-3 раза по сравнению с новой ГМП.

С другой стороны ГМП является агрегатом, который наиболее часто подвергался различным исследованиям, по нему накоплен большой статистический материал другими исследователями, что позволяет существенно облегчить создание методики оптимизации размерных связей ремонтируемых агрегатов, за счет исключения из общего блока исследований, работ, проводимых ранее другими исследователями.

Таким образом, предметом исследований выбрана гидромеханическая передача автобуса ЛиАЗ-677.

Целью исследования является повышение качества ремонта автомобилей за счет принятия обоснованных решений по восстановлению точности замыкающих звеньев размерных связей агрегатов.

Научная новизна заключается:

- в разработанной методике повышения качества ремонта автомобилей за счет применения размерного анализа агрегатов;

- в разработанных алгоритмах: создания структурной модели и модели размерных связей агрегата, ранжирования размерных цепей по значимости с точки зрения ремонта агрегата, выбора стратегии восстановления размерных связей, принятия решений по восстановлению точности замыкающего звена, на основе которых создан программно-информационный комплекс;

- в разработанной методике оценки ресурса размерной связи агрегата через величину остаточной точности.

Практическая ценность заключается:

- в разработанном программно-информационном комплексе, реализующем методику повышения качества ремонта автомобилей на основе применения размерного анализа агрегатов;

- в скорректированных технических условиях на капитальный ремонт гидромеханической передачи автобуса ЛиАЗ-677.

Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований положены в основу создания скорректированных технических условий на капитальный ремонт гидромеханической передачи автобуса ЛиАЗ-677, которые используются при ремонте ГМП автобуса ЛИАЗ-677 на ОАО «Автоколонна 1967», программно-информационный комплекс «Управление качеством ремонта агрегатов автомобилей» используется в информационной системе ОАО «КПАТП» г. Красноярска.

Результаты проведенных исследований использованы в учебном процессе автотранспортного факультета Красноярского государственного технического университета при подготовке инженеров по специальностям 15.02.00 «Автомобили и автомобильное хозяйство» 23.01.01 «Сервис и техническая эксплуатация технологического оборудования (автомобильный транспорт)» и Красноярского автотранспортного техникума при подготовке студентов по специальности 1504 «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей и двигателей», а также в дипломном проектировании.

На защиту выносятся решение комплекса научных и технических задач, обоснования основных направлений эффективного развития системы ремонта автомобилей, включающих:

1.Методика повышения качества ремонта автомобилей на основе применения размерного анализа агрегатов.

2.Алгоритмы методик, используемых в качестве процедур при создании программно-информационного комплекса:

-методика формирования базы данных и требования к ней;

-методика создания усеченной размерной модели агрегата;

-методика оптимизации ремонтных размерных связей;

-методика выбора стратегии восстановления ремонтных размерных

связей.

3. Универсальный программно-информационный комплекс, обеспечивающий применение методики повышения качества капитального ремонта для любых агрегатов автомобилей на основе применения теории размерного анализа агрегата с минимальными материальными и временными затратами.

4.Методика имитационного эксперимента, а именно моделирование ресурсов размерных связей агрегата с учетом их остаточной точности замыкающих звеньев и результаты проведенных экспериментов.

5.Скорректированные технические условия на капитальный ремонт гидромеханической передачи автобуса ЛиАЗ-677.

Апробация. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на: межрегиональных конференциях «Проблемы информатизации региона», Красноярск, 1995 ,1996, 1998 годы; межвузовской научно-методической конференции: «Перспективы и проблемы инженерного образования», секция «Новые информационные технологии в системе высшего образования», Красноярск, 1996 г.; научно-практической конференции «Достижение науки и техники-развитию города Красноярска», 1997 г.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Достижение науки и техники-развитию сибирских регионов», Красноярск, 1999 г.

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 11 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка используемых источников и приложений. Объем диссертации составляет 134 страницы основной части, 38 рисунков, 9 таблиц, список литературы из 140 источников и семь приложений объемом 54 страницы.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ работ, посвященных вопросам разработки методов обеспечения надежности автомобилей при капитальном ремонте

Вопросами надежности во всех областях машиностроения уделялось особое внимание. Можно выделить фундаментальные труды, способствующие развитию теории надежности, российских (советских) ученых А.И.Берга, Я.Б.Шора, Б.В.Гнеденко, А.С.Проникова, П.Н.Волкова и другие.

Вопросы надежности автомобилей и его агрегатов и методы их обеспечения в процессе эксплуатации и ремонта освещены в трудах

A.И.Шейнина, Г.В.Крамаренко, А.Н.Островцева, Н.Я.Говорушенко, Р.В.Кугеля,

B.Н.Михлина, А.В.Серова и другие. Значительные исследования по обеспечению надежности автомобильного транспорта выполнены научно-исследовательскими и учебными институтами НАМИ, НИИАТ, МАДИ, ХАДИ, МАМИ и другие. Все эти работы посвящены разработке методов обеспечения эксплуатационной надежности автомобилей в процессе эксплуатации и ремонте на базе установления сроков службы автомобилей, выявления закономерностей отказов, определения рациональных режимов технических воздействий, планирования расхода запасных частей, снижения затрат и увеличения надежности.

Самостоятельное значение имеет повышение надежности отремонтированных автомобилей и их составных частей. В настоящее время большое количество находящихся в эксплуатации автомобилей уже подвергались различным ремонтным воздействиям, в том числе и капительному ремонту. Так, 60% всех автомобильных перевозок выполняется в настоящее время автомобилями, прошедшими капительный ремонт [82].

Значительный вклад в разработку методов обеспечения надежности автомобилей и агрегатов при капитальном ремонте внесли В.В.Ефремов, А.И.Селиванов, В.А.Шадричев, К.Т.Кошкин, А.Ф.Дергачев, Л.В.Дехтеринский, И.Е.Дюмин, А.М.Шейнин, В.П.Апсин, П.Н.Волков, Г.А.Малышев и другие.

Актуальность проблемы обеспечения надежности автомобилей и его агрегатов при капитальном ремонте привлекала к ней многих исследователей. В настоящее время выполнены и выполняются исследования, в которых рассматриваются различные аспекты проблемы обеспечения надежности автомобилей при капитальном ремонте.

В частности рядом исследователей [56, 67, 76, 92, 101] разработаны новые методы восстановления изношенных поверхностей, позволяющие повысить надежность отремонтированных агрегатов.

Выполнены теоретические и экспериментальные исследования по определению влияния различных факторов на надежность отремонтированных автомобилей и разработке методов ее обеспечения при капитальном ремонте [41,47,52,80,88].

Исследования авторов [67, 83, 85, 89, 101] направлены на проектирование технологических процессов, обеспечивающих повышение качества восстановления ремонтируемых деталей.

В трудах профессоров А.Ф.Дергачева и А.С.Консона [45, 82], а также в работе В.И.Карагодина [69] рассмотрены организационные, социологические и экономические аспекты обеспечения надежности автомобилей при капитальном ремонте.

Важную роль при об�