автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Повышение ремонтопригодности двигателей на основе разработки оптимальной стратегии текущего ремонта

На правах рукописи

о ОД

1 Ь П-: ; — ЮЕЯН ЕРВАНД ГРАНТОВИЧ —и '

Повышение ремонтопригодности двигателей на основе разработки оптимальной стратегии текущего ремонта

Специальность: 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОРЕНБУРГ - 2000

Работа выполнена на кафедре "Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей" Оренбургского государственного университета.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент БондаренкоЕ.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Данилов О.Ф. кандидат технических наук, проф. Чернышев В.П.

Ведущая организация: Автотранспортная компания

"Оренбургавтотранс"

Защита состоится «£,Ъ » июня 2000 года в 'У на заседании диссертационного совета К 064.64.01 в Оренбургском государственном университете по адресу: 460352, г. Оренбург, проспект Победы, 13.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения) просим направлять по адресу: 460352, г. Оренбург, пр. Победы, 13. Диссертационный совет К 064.64.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского государственного университета.

Ученый секретарь диссертационного совета К 064.64.01., кандидат технических наук, профессор

ДО.Р. Владов

ОьИй-«,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сложившиеся системы поддержания работоспособности автомобильного подвижного состава являются неэффективными и не обеспечивают необходимый уровень надежности, что приводит к потере доходов владельцев автомобильного транспорта с одной стороны, а с другой - характеризуются потреблением значительного объема трудовых и материальных ресурсов. При этом не обеспечивается требуемый уровень качества отремонтированных изделий. Так, средняя межремонтная наработку ка двигателей ЗИЛ-130 составляет 70 тыс. км, двигателей ЗМЗ - 53 тыс. км., двигателей КамАЗ-740 — 90 тыс.км. Удельный расход запасных частей на текущий ремонт в межремонтный период двигателей ЗИЛ-130 в 1,8 и двигателей ЗМЗ-24 в 2,4 раза превышает этот показатель за доремонтный период. Наработка на отказ отремонтированных двигателей ЗИЛ-130 составляет 3,9 тыс. км, или 33% аналогичного показателя за доремонтный период; для двигателей ЗМЗ-24 - 11,7 тыс. км, или 25 %.

По данным многочисленных литературных источников, в условиях ЛТП, при выполнении одного углубленного ремонта двигателя ЗИЛ-130, трудоемкость составляет 40 ... 50 чел. ч.; продолжительность - 32 ... 48 час.

Эффективность системы поддержания работоспособности А и СЧ зависит от научной обоснованности действующей системы ремонта, которая заключается в переходе к стратегии комплектной замены вместо подетальной. Это сокращает время устранения отказов, повышает межремонтную наработку в 1,5 - 2 раза, снижает трудоемкость и затраты на ремонт, а число капитальных ремонтов уменьшается в два раза. Научное обоснование решения этих вопросов разработано недостаточно, в связи с чем тема диссертационной работы является актуальной. Работа выполнена в соответствии с

научно-технической программой "Исследование процессов старения и восстановления транспортной техники" (№ г.р. 01990000107).

Цель и задачи работы. Цель работы - повышение эффективности использования автомобильного подвижного состава на основе разработки научно-обоснованной системы текущего ремонта автомобилей и его составных частей (А и СЧ) в целях более полного использования работоспособности, заложенной при проектировании и изготовлении А и СЧ.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Формирование универсального комплексного показателя ремонтопригодности (РП) А и СЧ.

2. Разработка математической модели формирования структуры и периодичности сменяемых ремонтных комплектов.

3. Разработка оптимальной структуры и периодичности замены ремонтных комплектов.

4. Оценка РП выбранного объекта исследования.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовалась теория экономического анализа и синтеза, теория старения и восстановления машин, теория эффективности, теория качества, математическая статистика, комплекс технологических наук.

Научная новизна работы. В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты:

- разработана модель формирования ремонтных комплектов и установлена периодичность их замен;

- разработаны показатели РП с учетом многоуровневой иерархической взаимосвязи элементов А и СЧ;

установлено влияние стратегии устранения отказов на использование работоспособности, заложенной в элементах конструкций А и СЧ.

Практическая ценность результатов работы:

- разработана структура и периодичность проведения текущего ремонта (ТР) методом использования ремонтных комплектов;

- предложен универсальный комплексный показатель РП, позволяющий научно-обоснованно формировать потребности автотранспортных предприятий в запасных частях и комплектующих изделиях;

- предложенная методика позволяет повысить качество автомобилей и их составных частей на этапе проектирования и опытного освоения.

Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы на ООО "Оренбургавтоцентр КамАЗ", ООО "Авторемзавод" при разработке плана организационно-технических мероприятий развития и реконструкции производства по освоению ремонта и повышению качества сервисных услуг дизельных двигателей. Результаты исследований внедрены в учебный процесс кафедры "Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей".

Апробация работы. Результаты исследования доложены, обсуждены и получили одобрение на 56-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского Государственного автомобильно-дорожного института (Технического университета, Москва, 1998 г.), ХХ1-ой и ХХП-ой научно-технических конференциях Оренбургского государственного университета (1999, 2000 г.г., г. Оренбург), 4-й Российской научно-технической конференции "Прогрессивные методы эксплуатации и ремонта транспортных средств" (1999 г., г. Оренбург), постоянно действующем совместном научном семинаре кафедр "Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей" и "Автомобильный транспорт" (ОГУ, 2000 г., г. Оренбург), на технических советах ООО "Оренбургавтоцентр КамАЗ" (1999 г.), ООО "Авторемзавод" (2000 г.)

На защиту выносятся следующие положения:

1. Обоснование оптимального состава ремонтных комплектов и периодичности их замен.

2. Методика оценки универсального комплексного показателя РП.

3. Результаты оценки влияния стратегии текущего ремонта на использование работоспособности, заложенной при проектировании и производстве изделия.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, списка литературы и 2 приложений. Список литературы содержит 89 наименований.

В первой главе, на основании анализа трудов отечественных и зарубежных ученых, изложено состояние исследуемой проблемы, которая заключается в снижении объемов ТО и Р путем повышения ремонтопригодности изделий [труды д.т.н., проф. Ефремова В.В., Кошкина К.Т., Селиванова А.И., Дехтеринского JI.B., Ульмана И.Е., Великанова Д.П., Волкова П.Н., Карагодина В.И., Дюмина И.Е., Кузнецова Е.С., Власова В.М. и других ученых].

Показано, что наименее разработанными являются вопросы установления системы показателей для оценки приспособленности машин к работам, осуществляемым в процессе их эксплуатации с целью поддержания и восстановления их работоспособности. Это относится, прежде всего, к снижению потребности в ТО и ремонте, то есть к минимизации объемов операций и частоты их выполнения.

При этом разделяются понятия ремонтопригодности и ремонтной технологичности, которые имеют как относительную самостоятельность, так и обладают тесной взаимосвязью. В этом аспекте особую роль занимают вопросы необходимости разработки общих требований и выбора показателей ремонтопригодности, методов их задания, обеспечения в производстве и реализации в процессе эксплуатации.

В соответствии с требованиями действующей нормативно-технической документацией, указанные показатели определяются на рабочих местах, оснащенных необходимым стандартным оборудованием, приспособлениями и инструментами, квалификацией исполнителей, обеспечивающих технологические требования на проведение ТО, TP и КР.

Однако, в общем случае, не учитывается влияние технологического оснащения производственного процесса ремонта, особенности конструкции обслуживаемого изделия, стратегия текущего ремонта на устанавливаемые показатели ремонтопригодности. Решение этих и других задач предопределило цель, задачи, общую программу и методику проведения исследования.

Во второй главе диссертационной работы рассмотрены вопросы оценки ремонтопригодности универсальным комплексным показателем, в основу которого положено соотношение показателей удельного полезного эффекта от использования отремонтированного Э^1"]^ и нового изделия

Э$;;>+1). Универсальность заключается в том, что этот показатель может

оценивать РП /'-го элемента (/+1) - иерархического уровня (детали, механизм и т.д.) как относительно самого себя, так и относительно V-го элемента вышестоящего иерархического уровня, в который он входит в виде его составной части.

Взаимосвязь последовательно связанных уровней иерархии в общем виде представлена на рисунке 1.

/-Й - уровень иерархии

[+1) уровень иерархии

(/+2)-й - уровень иерархии

где / -индекс элементов (/+1)уровня иерархии; / = 1,2,3,...;

_/ - элемент (7+2)-го уровня иерархии; ; = ~ число составных частей (/+1)-го уровня иерархии.

Рисунок 1 - Взаимосвязь последовательных иерархических уровней

В соответствии с изложенным, собственный показатель РП г-го элемента (/+1)-го уровня иерархии к началу г-го межремонтного цикла может быть представлен в виде:

=клим) ■ 7—--,—• о)

Показатель РП /-го элемента (/+1)-го иерархического уровня относительно К-го элемента вышестоящего 1-го иерархического уровня определяется по формуле:

* _

пг(им) = кЛи* 1) • -^ // 1 ^ „-^ • ,— > (2)

Л »(/,/+1)+ '■^/■(/,/+1)+ ^рсЬ,1+1)1 '«(V,/)

где (/,(,-^+1) - величина наработки г'-го элемента за один межремонтный цикл; 'я(;,/+]) - наработка 1-го элемента за доремонтный цикл; - за-

траты на приобретение нового 1-го элемента; - затраты на ремонт г-го

элемента на один межремонтный цикл; /+1) - затраты на разборочно-

сборочные работы, связанные с формированием г-го элемента вышестоящего иерархического уровня; - коэффициент повторного использования

массы г-го элемента к г-му межремонтному циклу; г - число межремонтных циклов; /р - приведенная межремонтная наработка, определяемая соотношением:

I'?(<,'+•)'если 1г(',1+\)-1Н(У,1)>

КС./)'если 1Р0.М)>*Н(У,1)-

Показатель ремонтопригодности лежит в пределах 0 < Пг < 1 и убывает с ростом г.

В работе показано, что коэффициент повторного использования массы элемента может быть представлен в виде дробно-линейной функции вида:

кпи =77"' (4)

/ + а

где а - параметр, подлежащий определению.

В общем виде, эта зависимость справедлива как для доремонтной, так и межремонтных наработок. В соответствии с допущениями, изложенными в диссертационной работе, коэффициент повторного использования массы за срок службы элемента до списания составляет

К пи ~ • (5)

где и К^} ~ коэффициенты повторного использования массы для доремонтного и межремонтного циклов; К%* - предельное значение коэффициента Кпи.

В диссертационной работе обосновано прогнозное определение наработки до списания элемента, т.к. поступление в ремонт /"-го элемента не обусловлено моментом его отказа, а вызвано отказом других элементов К-го иерархического уровня. С этой целью, путем логарифмирования выражения (5), предложено определять возможное число ремонтов элемента как

где

■ целая часть числа г.

С учетом этого, наработка нового элемента при использовании необезличенной системы ремонта составит:

{и(и+1) = *и(г,1) + г' *р(у,1)- (7)

где ^ - доремонтная и межремонтная наработки изделия

вышестоящего иерархического уровня.

Средняя стоимость ремонта деталей при одной разборке-сборке двигателя составляет:

4° - К см ' + Кр ■ & рмом,

(8)

где - стоимость новой детали; Бр ном- номинальная стоимость восстановления детали; Ксм— коэффициент сменности; Кр- коэффициент ремонта.

В третьей главе диссертационной работы обоснована оптимальная стратегия поддержания работоспособности автомобилей и их составных частей. Задача решалась для двух стратегий устранения отказов - подетальной и комплектной. На первом этапе обосновывается оптимальный состав ремонтных комплектов, а на втором - периодичность их замен. Схема объединения элементов в ремонтный комплект представлена на рисунке 2:

1Д2)(3)(4)(5)(6

/ ) {¿+4) (м-*) (, М

О и

Н и Н

С/,

г/,

О 0+1 'м-1

а)

УЕ;

и

С/л

б)

Рисунок 2 - Схема объединения элементов в ремонтные комплекты

В приведенной на рисунке 2а схеме: /,, /2,..., ¿у,..., 1и - наработки до отказов М-х элементов; на рисунке 26 - комплекты одновременно

заменяемых элементов; I!- периодичности замены ремонтных комплектов.

В формализованном виде указанная схема может быть представлена следующим образом:

(9)

0

N <М\ и, <tj.

где и1 - регламентируемое значение наработки элементов в -ом ремонтном комплекте; N - число ремонтных комплектов.

Показано, что использование ремонтных комплектов уменьшает время на замену элементов и длительность приработки. В то же время, одновре-

менная замена нескольких элементов разной долговечности приводит к появлению потерь от недоиспользования ресурсов объединяемых элементов. С учетом этого, целевая функция для обоснования оптимальной системы проведения текущих ремонтов представлена в виде:

5 = /{ААЕ:, ДБЕ1, АВЕ1, ДГ£) )-> тш,

(10)

где ААЕ/, ,АВ£( - потери от простоя, недоиспользования ресурса

и приработки при комплектной замене группы элементов, соответственно; АГ- затраты на оплату труда ремонтных рабочих

при замене элементов. Оптимальная система замен изношенных элементов имеет вид:

5 =тш5; £/, <=£/■; ег, N>0,

(И)

где 5 - затраты и потери, связанные с использованием ремонтных комплектов.

В диссертационной работе представлены методики расчета каждой составляющей целевой функции (10). С учетом этого целевая функция 5* имеет вид:

I 7=1

к г> ;

о

1г 'Са М

.7=1 У=1

► ттУ, (12)

при С/,е!/; е 1; N>0,

где у\ ~ величина потерь дохода от простоя автомобиля в единицу времени; уг - стоимость нормо-часа работ; и и'г^ - время простоя при подетальной и комплектной стратегии устранения отказов, соответственно; TЛj и Y.,tj - трудоемкость устранения отказов при подетальной и комплектной стратегии замен соответственно; С}- стоимость /-го нового элемента; Д - величина дохода при эксплуатации автомобиля; Са ~ стоимость нового автомобиля; — суммарная наработка автомобиля до капитального ремонта; (5 - доля уменьшения наработки из-за проведения приработки.

Графическая модель решения целевой функции представлена на рисунке 3.

Оценка экономической целесообразности группирования деталей в ремонтные комплекты проводится путем использования рекуррентного выражения целесообразности комплектной замены группы элементов ресурсом £/, в точке V.

Д5/£ .....) (13)

где 5|Ч1 = ЛА(и,,/,.)+ Ав(и,,) + Аг{и,,Г,-)

При этом используется ряд фазовых ограничений по наработке и глубине ремонтных воздействий.

В главе четыре представлены результаты экспериментальной проверки теоретических разработок по обоснованию методики оценки показателей РП, установлению структуры ремонтных комплектов, периодичности их замен и установление влияния стратегии комплектной замены ремонта на показатели РП основных элементов двигателя КамАЗ-740.

В качестве исходных данных использованы результаты специально проведенных экспериментальных исследований в ремонтных зонах АТП, ООО "Авторемзавод" и ООО "Автоцентр КамАЗ" г. Оренбурга, а также данные ряда научных источников и отчетные данные АТП, эксплуатирующих автомобили семейства КамАЗ. Объем выборки составил 102 единицы.

На основании анализа технического состояния двигателей КамАЗ-740 установлены основные детали, определяющие его ресурс.

На рисунке 4 приведена диаграмма отказов деталей, лимитирующих ресурс двигателя.

г ь Г

100

а *

£ а

ао-

100

70

I

I

г

Рисунок 4 — Диаграмма ресурсов основных деталей двигателя КамАЗ-740

Затраты на ремонт определялись расчетным путем. Остальные исходные данные взяты из действующей нормативно - технической документации и отчетных данных АТК "Оренбургавтотранс".

Составляющие целевой функции по формированию ремонтных комплектов представлены в таблице I.

Таблица I - Результаты установления составляющих целевой функции по формированию ремонтных комплектов периодичности их замен

№ ДА, руб. ДБ, руб. ДВ, руб. ДГ, руб.

комп- подет. компл. подет. компл. подет. компл. подет. компл.

лекта замена замена замена замена замена замена замена замена

I 2 3 4 5

I 986,5 986,5 - - 31,9 31,9 643,3 643,3

II 1009,0 009,0 - - 51,3 51,3 627,1 627,1

III 2997,0 1197,0 126,6 35,33 3182,0 276,2 1914,6 669,8

IV 4380,4 1069,1 2241,9 953,80 1121,3 603,6 2122,8 832,3

Исходные данные подробно изложены в диссертационной работе. В результате проведенных расчетов разработаны экономически целесообразные составы ремонтных комплектов и рекомендуемые периодичности их замены, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Состав ремонтных комплектов двигателя КамАЗ-740 и периодичности их замен

№№ комплекта Наименование деталей, формирующих ремонтный комплект Периодичность замены, тыс. км.

1 • 2 3

I Комплект поршневых колец 82

II Комплект коренных и шатунных вкладышей 108

III Комплект поршневых колец Комплект гильз Комплект коренных и шатунных вкладышей 138

IV Вал коленчатый с комплектом вкладышей Поршневая группа Вал распределительный Головка блока цилиндров в сборе 164

С учетом рекомендуемого состава ремонтных комплектов и периодич-ностей их замен, уточнены показатели РП двигателя и его составных частей. В таблице 3 приведены результаты расчета этих показателей на примере газораспределительного механизма объекта исследования.

Таблица 3 - Результаты расчета показателей РП газораспре-

делительного механизма

Показатель РП

№ Наименование детали собст- относи- относи-

пп венный тельно ГРМ тельно две

0,416 0,697

1 Головка блока цилиндра 0,245 0,519 0,758

0,201 0,763

2 Клапан впускной 0,1Ю 0,300 0,830

0,196 0,751

3 Клапан выпускной 0,119 0,253 0,815

0,257 0,691

4 Стойка коромысел 0,170 0,341 0,877

0,193 0,608

5 Коромысло впускного клапана 0,122 0,256 0,743

0,267 0,595

6 Вал распределительный 0,120 0,315 0,715

0,197 0,624

7 Коромысло выпускного клапана 0,127 0,264 0,701

0,201 0,531

8 Толкатель 0,129 0,299 0,699

0418 0,518

9 Штанга толкателя 0,059 0,141 0,703

- числитель - подетальная замена;

- знаменатель - комплектная замена.

Основные результаты и выводы

1. На основании выполненных исследований разработаны и экспериментально подтверждены методики, позволяющие комплексно оценивать взаимосвязь показателей ремонтопригодности автомобилей и их составных частей на основе реализации целесообразной стратегии текущего ремонта. Обеспечение этих условий должно базироваться на решении целевой функции, обеспечивающей минимизацию потерь доходов от простоя транспортного средства в ремонте, недоиспользования долговечности элементов, объединяемых в ремонтные комплекты, потерь, вызванных приработкой затратами на устранение отказов.

2. Для оценки уровня ремонтопригодности, заложенного в конструкции, рекомендуется применять универсальный комплексный показатель, который несет в себе информацию о качестве отремонтированных изделий, т.е. их межремонтной наработке, совокупных общественных издержках на приобретение и ремонт и степень повторного использования массы деталей.

3. Разработанная методика прогнозной оценки наработки элементов конструкции до списания, рекомендуется для использования на этапах проектирования изделия, освоения и их выпуска и при формировании стратегии текущего ремонта заводом-изготовителем, а также при планировании и организации технической эксплуатации транспортных машин.

4. Установлено, что использование полученных в диссертационной работе результатов, может быть реализовано только при оптимальной стратегии текущего ремонта транспортных машин и их составных частей.

5. На основании полученных результатов для двигателя КамАЗ-740 разработан состав ремонтных комплектов и периодичность их замены.

6. Полученные результаты рекомендуется использовать при корректировании нормативов трудоемкости, типовых норм времени на ремонт автомобилей и их составных частей в условиях автотранспортных предприятий.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Апсин В.П., Бондаренко Е.В., Кеян Е.Г. Оценка показателей ремонтопригодности транспортных машин на основе реализации оптимальной стратегии текущего ремонта. Учебное пособие. - Оренбург: ОГУ, 2000. - 45 с.

2. Бондаренко Е.В., Дурнев К.Ф., Кеян Е.Г. Реализация новых разработок по оптимизации послеремонтной обкатки и диагностики двигателей: Тезисы докладов четвертой Российской научно-практической конференции "Прогрессивные методы эксплуатации и ремонта транспортных средств". — Оренбург: ОГУ, 1999. - С. 9-10.

3. Кеян Е.Г. Обоснование оптимальной стратегии замен деталей при проведении текущих ремонтов агрегатов транспортных машин //Вестник ОГУ. - Оренбург: ОГУ, 2000. - №1(4). - С. 18-28.

4. Кеян Е.Г., Саюшкин A.B. Программа расчета формирования оптимальной структуры ремонтных комплектов. - Оренбург: ОГУ, 2000.

5. Обеспечение структуры и периодичности замен ремонтных комплектов транспортных машин УДК 656.13.351.81 серия Р.73.31.41 //Информационный листок Оренбургского ЦНТИ №50-116-00. - 4 с.

6. Оценка ремонтопригодности состояния частей автомобилей УДК 656.071.8 серия Р.73.31.41 //Информационный листок Оренбургского ЦНТИ №50-115-00.-4 с.

7. Шахаев Ж.А., Бондаренко Е.В., Кеян Е.Г. Восстановление коленчатых валов ДВС методом ремонтных размеров. Методические указания к лабораторной работе. - Оренбург: ОГУ, 2000. - 39 с.

Введение.

Глава 1 Состояние вопроса исследования.

1.1 Постановка проблемы исследования.

1.2 Обзор методов оценки ремонтопригодности и ремонтной технологичности.

1.3 Оценка взаимосвязи ремонтопригодности и стратегии поддержания работоспособности автомобилей и их составных частей.

1.4 Обоснование выбора объекта исследования.

1.5 Выводы и задачи исследования.

Глава 2 Методика оценки универсального комплексного показателя ремонтопригодности.

2.1 Обоснование разработки универсального комплексного показателя ремонтопригодности.

2.2 Методика формирования и оценки универсального комплексного показателя ремонтопригодности.

2.3 Методика оценки универсального комплексного показателя РП.

2.4 Методика оценки коэффициента повторного использования массы изделий.

Глава 3 Теоретическое обоснование стратегии текущего ремонта двигателей внутреннего сгорания на основе использования ремонтных комплектов.

3.1 Теоретическое обоснование определения оптимальной стратегии проведения текущих ремонтов.

3.2 Формирование целевой функции по обоснованию оптимального состава и периодичности замен ремонтных комплектов.

3.3 Частные методики по определению составляющих целевой функции.

3.3.1 Методика определения потерь от простоев автомобиля в ремонте.

3.3.2 Методика определения затрат на оплату труда ремонтных рабочих.

3.3.3 Методика определения потерь от недоиспользования ресурсов элементов ремонтных комплектов.

3.3.4 Методика определения потерь от приработки элементов ремонтных комплектов.

Глава 4 Экспериментальная проверка разработанных теоретических положений.

4.1 Установление показателей РП деталей и сборочных единиц двигателя КамАЗ-740.

4.1.1 Методика сбора информации для оценки показателей ремонтопригодности двигателей.

4.1.2 Методика расчета затрат на ремонт деталей.

4.1.3 Определение коэффициентов повторного использования массы деталей.

4.1.4 Расчет средней стоимости ремонта деталей при одной разборке двигателя.

4.1.5 Расчет показателей ремонтопригодности.

4.1.5.1 Прогнозная оценка доремонтной и межремонтной наработок деталей.

4.1.5.2 Расчет показателей ремонтопригодности деталей газораспределительного механизма.

4.2 Экспериментальная проверка методики формирования состава ремонтных комплектов и периодичности их замен.

4.2.1 Подготовка исходной информации по формированию состава ремонтных комплектов.

4.2.2 Методика оценки экономической целесообразности группирования деталей в ремонтные комплекты.

4.2.3 Корректирование показателей ремонтопригодности основных деталей двигателя КамАЗ-740 на основе реализации комплектной стратегии замен.

Актуальность темы. Сложившиеся системы поддержания работоспособности автомобильного подвижного состава являются неэффективными и не обеспечивают необходимый уровень надежности, что приводит к потере доходов владельцев автомобильного транспорта с одной стороны, а с другой - характеризуются потреблением значительного объема трудовых и материальных ресурсов. При этом не обеспечивается требуемый уровень качества отремонтированных изделий. Так, средняя межремонтная наработка двигателей ЗИЛ-130 составляет 70 тыс. км, двигателей ЗМЗ - 53 тыс. км., двигателей КамАЗ-740 - 90 тыс.км. Удельный расход запасных частей на текущий ремонт в межремонтный период двигателей ЗИЛ-130 в 1,8 и двигателей ЗМЗ-24 в 2,4 раза превышает этот показатель за доремонтный период. Наработка на отказ отремонтированных двигателей ЗИЛ-130 составляет 3,9 тыс. км, или 33% аналогичного показателя за доремонтный период; для двигателей ЗМЗ-24 - 11,7 тыс. км, или 25 %.

По данным многочисленных литературных источников, в условиях АТП при выполнении одного углубленного ремонта двигателя ЗИЛ-130 трудоемкость составляет 40 . 50 чел. ч.; продолжительность — 32 . 48 час.

Эффективность системы поддержания работоспособности А и СЧ зависит от научной обоснованности действующей системы ремонта, которая заключается в переходе к стратегии комплектной замены вместо подетальной. Это сокращает время устранения отказов, повышает межремонтную наработку в 1,5 - 2 раза, снижает трудоемкость и затраты на ремонт, а число капитальных ремонтов уменьшается в два раза. Научное обоснование решения этих вопросов разработано недостаточно, в связи с чем тема диссертационной работы является актуальной. Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой "Исследование процессов старения и восстановления транспортной техники" (№ г.р. 01990000107).

Цель и задачи работы. Цель работы - повышение эффективности использования автомобильного подвижного состава на основе разработки научно-обоснованной системы текущего ремонта автомобилей и его составных частей (А и СЧ) в целях более полного использования работоспособности, заложенной при проектировании и изготовлении А и СЧ.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Формирование универсального комплексного показателя ремонтопригодности (РП) А и СЧ.

2. Разработка математической модели формирования структуры и периодичности сменяемых ремонтных комплектов.

3. Разработка оптимальной структуры и периодичности замены ремонтных комплектов.

4. Оценка РП выбранного объекта исследования.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовалась теория экономического анализа и синтеза, теория старения и восстановления машин, теория эффективности, теория качества, математическая статистика, комплекс технологических наук.

Научная новизна работы. В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты:

- разработана модель формирования ремонтных комплектов и установлена периодичность их замен;

- разработаны показатели РП с учетом многоуровневой иерархической взаимосвязи элементов А и СЧ; установлено влияние стратегии устранения отказов на использование работоспособности, заложенной в элементах конструкций А и СЧ.

Практическая ценность результатов работы:

- разработана структура и периодичность проведения текущего ремонта (ТР) методом использования ремонтных комплектов;

- предложен универсальный комплексный показатель РП, позволяющий научно-обоснованно формировать потребности автотранспортных предприятий в запасных частях и комплектующих изделиях;

- предложенная методика позволяет повысить качество автомобилей и их составных частей на этапе проектирования и опытного освоения.

Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы на ООО "Оренбургавтоцентр КамАЗ", ООО "Авторемзавод" при разработке плана организационно-технических мероприятий развития и реконструкции производства по освоению ремонта и повышению качества сервисных услуг дизельных двигателей. Результаты исследований внедрены в учебный процесс кафедры "Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей" Оренбургского государственного университета.

Апробация работы. Результаты исследования доложены, обсуждены и получили одобрение на 56-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского Государственного автомобильно-дорожного института (Технического университета, Москва, 1998 г.), ХХ1-0Й и XXII—ой научно-технических конференциях Оренбургского государственного университета (1999, 2000 г.г., г. Оренбург), 4-й Российской научно-технической конференции "Прогрессивные методы эксплуатации и ремонта транспортных средств" (1999 г., г. Оренбург), постоянно действующем совместном научном семинаре кафедр "Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей" и "Автомобильный транспорт" (ОГУ, 2000 г., г. Оренбург), на технических советах ООО "Оренбургавтоцентр КамАЗ" (1999 г.), ООО "Авторемзавод" (2000 г.)

Основные результаты и выводы

1. На основании выполненных исследований разработаны и экспериментально подтверждены методики, позволяющие комплексно оценивать взаимосвязь показателей ремонтопригодности автомобилей и их составных частей на основе реализации целесообразной стратегии текущего ремонта. Обеспечение этих условий базируется на решении целевой функции, обеспечивающей минимизацию потерь доходов от простоя транспортного средства в ремонте, недоиспользования долговечности элементов, объединяемых в ремонтные комплекты, потерь, вызванных приработкой затратами на устранение отказов.

2. Для оценки уровня ремонтопригодности, заложенного в конструкции, рекомендуется применять универсальный комплексный показатель, который несет в себе информацию о качестве отремонтированных изделий, т.е. их межремонтной наработке, совокупных общественных издержках на приобретение, ремонт и степень повторного использования массы деталей.

3. Разработанная методика прогнозной оценки наработки элементов конструкции до списания рекомендуется для использования на этапах проектирования изделия, освоения и выпуска и при формировании стратегии текущего ремонта заводом-изготовителем, а также при планировании и организации технической эксплуатации транспортных машин.

4. Установлено, что использование полученных в диссертационной работе результатов, может быть реализовано только при оптимальной стратегии текущего ремонта транспортных машин и их составных частей.

5. На основании полученных результатов, для двигателя КамАЗ-740, разработаны состав ремонтных комплектов и периодичность их замен.

6. Полученные результаты рекомендуется использовать при корректировании нормативов трудоемкости, типовых норм времени на ремонт авто

97 мобилей и их составных частей в условиях автотранспортных предприятий.

1. Авдеев М.В., Воловик E.JL, Ульман И.Е. Технология ремонта машин и оборудования. М.: Агропромиздат, 1986. - 248 с.

2. Авдонькин Ф.Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей. М.: Транспорт, 1985. - 211 с.

3. Алифанов А.Л. Методические основы прогнозирования потребности в ремонтах агрегатов и автомобилей для обеспечения работоспособности автомобильного парка северного региона: Автореф. дис. докт. техн. наук. -M.: 1999.-36 с.

4. Апсин В.П., Дехтеринский Л.В. и др. Моделирование процессов восстановления машин. М.: Транспорт, 1996. - 311 с.

5. Апсин В.П., Мадибрагимов М. Совершенствование текущего ремонта на автотранспортных предприятиях. Душанбе: Ифрон, 1985. - 158 с.

6. Афанасьев Л.Л., Островский Н.Б., Цукерберг С.М. Единая транспортная система и автомобильные перевозки. — М.: Транспорт, 1984. — 333 с.

7. Бондаренко В.А. Концепция и технологические основы ремонта транспортных средств в условиях постиндустриальной экономики: Автореф. дис. докт. техн. наук. Оренбург, 1996. - 52 с.

8. Бондаренко Е.В. и др. Оценка технического состояния двигателей КамАЗ-740: Сб. науч. тр. "Ресурсосбережение при ремонте автомобилей и дорожных машин". М.: МАДИ, 1989. - С.54-59

9. Бондаренко Е.В. Методика размерного обоснования составных частей автомобильных двигателей при ремонте на основе обеспечения выходных параметров: Дис. канд. техн. наук. Оренбург: 1996. - 127 с.

10. Барзилович Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем. -М.: Высшая школа, 1982. 231 с.

11. Васильев В.И. и др. Определение объема сертификационных испытаний по проверке качества выполнения услуг автосервиса: Сб. науч. тр.//Вестник Российской академии транспорта. Курган, 1999. — №2. -С.231-232

12. Великанов Д.П. Развитие конструкций автомобилей. Требования к конструкции автомобиля, возникающие при техническом обслуживании. М.: Машгиз, 1952.-42 с.

13. Великанов Д.П. Эффективность автомобиля. М.: Транспорт, 1969. -273 с.

14. Волков П.Н., Аристов А.И. Ремонтопригодность машин. — М.: Изд-во стандартов, 1971.-71 с.

15. Волков П.Н. и др. Ремонтопригодность машин. М.: Машиностроение, 1975.-386 с.

16. Выбор и задание показателей ремонтопригодности. Общие положения: ГОСТ 23146-78

17. Галушко М.Д. Показатели для оценки ремонтной технологичности трак-торов//Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1969. - №3. -С. 35-41

18. Говорущенко Н.Я. Основы теории эксплуатации автомобилей. Киев: Вища школа, 1971. - 232 с.

19. Григорян Т.А. Влияние сезонных условий на трудоемкость текущего ремонта автомобилей и потребность в трудовых ресурсах: Автореф. дис. канд. техн. наук. Тюмень: 2000. - 16 с.

20. Гурвич И.Б., Сыркин П.Э. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей. — М.: Транспорт, 1984. — 142 с.

21. Дажин В.Г. и др. Проблемы ремонта двигателя КамАЗ//Автомобильный транспорт. 1987. -№10. - С.49-51

22. Двигатели КамАЗ-740. Руководство по капитальному ремонту РК-200-РСФСР-2/1-2098-87. М.: Минавтотранс РСФСР, 1987. - 258 с.

23. Деленко О.В. Исследование и прогнозирование ремонтопригодности узлов и агрегатов: Дис. канд. техн. наук. Киев, 1977. - 129 с.

24. Денисов A.C. Научные основы формирования структуры эксплуатационно-ремонтного цикла автомобилей: Автореф. дис. докт. техн. наук. — Саратов: 1999.-43 с.

25. Дехтеринский JI.B. и др. Ремонт автомобилей. М.: Транспорт, 1992. -295 с.

26. Дехтеринский JI.B., Капырин М.В. Концепция обеспечения качества ремонта автомобильных двигателей: Сб. науч. тр. "Ресурсосбережение при ремонте автомобилей и дорожных машин". М.: МАДИ, 1989. - С.4-12

27. Дюмин И.Е. Повышение эффективности ремонта автомобильных двигателей. М.: Транспорт, 1987. - 176 с.

28. Елизаветин М.А. Повышение надежности машин. -М.: Машиностроение, 1968.-246 с.

29. Есин Б.И. Обеспечение ремонтопригодности автомобилей на стадиях их разработки. М.: Знание, 1982. - С.37-105

30. Ефремов В.В., Кошкин К.Т. Развитие конструкций автомобилей. Ремонтные требования к конструкции автомобиля. Вып.6. М.: Машгиз, 1951. -36 с.

31. Зарубин А.Г. и др. Основы оценки надежности грузовых автомоби-лей//Автомобильная промышленность. 1967. - №9. - С. 45-56

32. Захаров Н.С. Влияние сезонных условий на процессы изменения качества автомобилей: Автореф. дис. докт. техн. наук. Тюмень: 2000. - 40 с.

33. Зенченко В.А. Разработка индустриальных форм организации технологических процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей (на примере ТО-2 с TP в ПТК "КамАЗ"). М.: 1989. - 20 с.

34. Иващенко Н.И., Радин Ю.А. К вопросу оценки ремонтопригодности автомобилей, их агрегатов и деталей//Автомобильная промышленность. — 1973.-№5.-С. 29-41

35. Иващенко Н.И., Радин Ю.А. К методике оценки ремонтопригодности тракторов и сельскохозяйственных машин в условиях ремонтного произ-водстваУ/Тракторы и сельхозмашины. 1969. - №12. - С. 27-29

36. Иващенко Н.И. Технология ремонта автомобилей. Киев: Вища школа, 1977.-358 с.

37. Иващенко Н.И., Тютин Б.А. Критерии оценки ремонтопригодности агрегатов автомобиля//Автомобильная промышленность. 1971. - №8. -С. 23-26

38. Испытания на ремонтопригодность: ГОСТ 19489-80

39. Испытания на ремонтопригодность. Основные положения: ГОСТ 27451-80

40. Красовский В.Н. Особенности оценки технического состояния двигателей при их разборке в условиях централизованного ремонта: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: 1987. - 18 с.

41. Красонтович И.В., Павловский В.В. Определение потерь от простоя ав-томобилей//Автодорожник Украины: Научно-технический сб. Киев: Техшка, 1975.-№3. - С.41-43

42. Кузнецов Е.С. Управление техническими системами. М.: МАДИ, 1997. -176 с.

43. Кузнецов Е.С. Управление технической эксплуатацией автомобилей. Изд. второе. М.: Транспорт, 1990. - 277 с.

44. Лудченко A.A., Сова И.П. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Киев: Вища школа, 1982. - 378 с.

45. Масино М.А. Групповая номенклатура и ремонтопригодность восстанавливаемых автомобильных деталей//Надежность и контроль качества. -1969.-№10.-С. 19-25

46. Маслов H.H. Качество ремонта автомобилей. — М.: Транспорт, 1975. -367 с.

47. Методы обеспечения ремонтопригодности/К. Каннингхем, В. Кокс; пер. с англ., под ред. О.Ф. Пославского. М.: Советское радио, 1973. - 312 с.

48. Методы определения показателей эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности при испытаниях: ГОСТ 21758-81

49. Методы расчета показателей ремонтопригодности по статистическим данным: ГОСТ 22952-78

50. Митрохин H.H. Учет технологического подобия работ при формировании маршрутов централизованного ремонта двигателей по техническому состоянию: Сб. науч. тр. "Прогрессивные методы организации и технологии ремонта автомобилей". М.: МАДИ, 1988. - С.71-75

51. Михельсон-Ткач B.JI. Методические проблемы оценки и определения уровня технологичности конструкций изделий машиностроения: Тезисы докладов конференции "Проблемы обеспечения технологичности конструкций в машиностроении". — Брянск, 1980. 24 с.

52. Михлин В.М. Оценка ремонтоспособности деталей машин// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1963. - №1. — С. 5-9

53. Моисеев H.H. Численные методы в теории оптимальных систем. М.: Наука, 1971.-424 с.

54. Молоков В.М. Организация восстановления деталей машин в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1979. - 182 с.

55. Надежность в технике. Термины и определения: ГОСТ 27002-83

56. Обеспечение ремонтопригодности при разработке изделий: ГОСТ 23660-79

57. Островцев А.Н., Кузнецов Е.С., Румянцев С.И. Критерии оценки и управления качеством автотранспортных средств на стадии проектирования, производства и эксплуатации. М.: МАДИ, 1981. - 94 с.

58. Пенкин С.Н. О технологичности машин с точки зрения ремонта//Вестник машиностроения. 1955. -№3. - С. 15-17

59. Показатели для оценки ремонтопригодности. Термины и определения: ГОСТ 21623-76

60. Показатели эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности: ГОСТ 20334-81

61. Покропивный С.Ф. Эффективность ремонта машин. Киев: Техшка, 1975.-254 с.

62. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. Часть первая. М.: Минавтотранс РСФСР, 1986.-73 с.

63. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. Часть вторая (нормативная). Автомобили семейства КамАЗ ПО-200-РСФСР-12-0115-87. М.: Минавтотранс РСФСР, 1987.-93 с.

64. Попов В.П. Основы теории и расчета технической надежности, долговечности и ремонтопригодности машин. М.: Машпром, 1964. - 119 с.

65. Правила выбора показателей технологичности конструкций изделий: ГОСТ 14202-73

66. Правила обеспечения технологичности конструкции деталей: ГОСТ 14204-73

67. Правила обеспечения технологичности конструкции сборочной единицы: ГОСТ 14203-73

68. Пронников A.C. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. -591 с.

69. Прудовский Б.Д., Ухарский В.Б. Управление технической эксплуатацией автомобилей по нормативным показателям. М.: Транспорт, 1990. -135 с.

70. Руководство по текущему ремонту (постовые работы) автомобилей Ка-MA3-5320, КамАЗ-5410, КамАЗ-5511, прицепов ГКБ-8350 и полуприцепов 0да3-9370. РТ-200-РСФСР-15-0061-81. Часть первая. М.: Минавтотранс РСФСР, 1981.-320 с.

71. Руководство по текущему ремонту (цеховые работы в условиях АТП) автомобилей семейства КамАЗ. РТ-200-РСФСР-15-0066-82. Часть первая. -М.: Минавтотранс РСФСР, 1982. 323 с.

72. Румянцев С.И. и др. Ремонтопригодность автомобиля. М.: МАДИ, 1980. -52 с.

73. Рюмин И.Е. Повышение эффективности ремонта автомобильных двигателей. М.: Транспорт, 1987. - 176 с.

74. Селиванов А.И. Об оценке долговечности и ремонтопригодности ма-шин//Тракторы и сельхозмашины. 1961. -№4. - С. 16-17

75. Семягин П.В. Исследование ремонтопригодности машин и разработка показателей ее оценки: Дис. канд. техн. наук. М., 1968. - 211 с.

76. Семягин П.В. К вопросу ремонтопригодности агрегатов/ЛГракторы и сельхозмашины. 1968. - №6. - С. 34-36

77. Смирнов H.H. Вопросы ремонтопригодности машин. М.: Знание, 1970. -96 с.

78. Смирнов H.H., Ицкович A.A. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. М.: Транспорт, 1987. - 271 с.

79. Техническая эксплуатация автомобилей/Под. ред. Т.В. Крамаренко. М.: Транспорт, 1983. - 488 с.

80. Детали Потери от недоиспользования ресурса детали "Б", руб. Потери от приработки, руб.

81. Потери стоимости от недоиспользования ресурса АС,- Потери дохода от недоиспользования ресурса АО, А С, + А£>,- АО^ЬС, (1 а—< . ^а1 2 14 15 16 17

82. Коренные и шатунные вкладыши - - 0,017

83. Комплект поршневых колец - - 0,037

84. Поршневая группа - - 0,1174 Гильза - - 0,070

85. Вал распределительный - - 0,0306 Головка блока - - 0,210

86. Примечание: потери от недоиспользования ресурса детали не имеют места при подетальной замене СЧ.А.

87. Утверждаю" Дроректор по УР ОГУко внедрении в учебный процесс результатов диссертационной работы инженера Кеяна Е.Г "Повышение ремонтопригодности двигателей на основе разработки оптимальной стратегии текущего ремонта"

88. Проектирование ПТБ автотранспортных и сервисных предприятий.

89. Основы надежности и диагностики АТС.

90. Председатель учебно-методической комиссиипо специальностям 150200, 230100 В.П. Апсин

91. Зав. каф. "Автомобильный транспорт" ЬР-Г В.И. Рассоха1. Зам. декана ТФ ОГУ1. Р.Х. Фатгахов

92. Утверждаю" Директор ООО "Авторемзавод" Алексеев Л.Ф. ' " ^ " а^гЩА^ 1999 г.1. АКТвнедрения результатов формирования и периодичности замен ремонтных комплектов двигателя КамАЗ-740

93. Внедрение осуществлено в 1999 году.

94. Положительный эффект заключается в значительном снижении потребления трудовых и материальных ресурсов в виде обеспечения возможных доходов и в повышении эффективности использования автомобильного подвижного состава.