автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Совершенствование методики обоснования требований технических условий на дефектацию деталей при их ремонте

На правах рукописи

Гузёма Анатолий Борисович

Совершенствование методики обоснования требований технических условий на дефектацию деталей при их ремонте (на примере коробок передач)

Специальность 05 20 03 - Технологии и средства технического обслуживания

в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2008

003167738

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете)

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор Штоль Ю Л Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Михлин В М

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»

Защита состоится 15 мая 2008 г в 10 00 часов на заседании диссертационного совета Д 006 034 01 Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка» (ГНУ ГОСНИТИ) по адресу 109428, г Москва, 1-й Институтский пр, д 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ГОСНИТИ

Автореферат разослан и опубликован на сайте http //www gosniti ru 14 апреля 2008 г

- доктор технических наук, профессор Кутарев JIБ

Учёный секретарь диссертационного совета

Соловьев Р Ю

Общая характеристика работы Актуальность работы

В последнее время мобильная техника в нашей стране интенсивно обновляется новыми машинами как российского, так и зарубежного производства Со временем возникает потребность в ремонте этих машин Одним из этапов технологического процесса ремонта является дефектация, которая позволяет оценить техническое состояние деталей и агрегатов в целом Для проведения этого этапа необходимы требования технических условий (ТУ) на дефектацию Но на многие модели современных машин отсутствует выше упомянутая техническая документация, прежде всего это касается машин зарубежного производства Такая ситуация ведёт к увеличению стоимости ремонта, поскольку многие детали с незначительными износами бракуются и заменяются новыми Методика, которая существует на сегодняшний день для обоснования требований ТУ на дефектацию, базируется на сборе большого объёма статистики об гоносах рабочих поверхностей деталей в зависимости от наработки, а это занимает очень длительный период времени Под обоснованием требований ТУ на дефектацию в данной работе имеется в виду расчёт допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей Теорией расчета допустимых без ремонта размеров занимались следующие авторы Ефремов В В , Долгополов Б П, Дехтеринский Л В, Челпан Л К, Михлин В.М и другие

Целью диссертационной работы является совершенствование методики обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте в условиях ограниченных исходных данных

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи (на примере коробок передач грузовых автомобилей) - анализ состава и технического состояния современного автомобильного парка РФ и обеспеченности авторемонтных предприятий необходимой документацией,

- оценка существующей методики обоснования требований ТУ на дефектацию деталей с точки зрения её универсальности, простоты и достоверности,

- совершенствование методики обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте,

- экспериментальная проверка усовершенствованной методики,

- реализация усовершенствованной методики на примере выбранного агрегата машины зарубежного производства,

- оценка эффективности усовершенствованной методики

Объектом исследования являются действующие технические условия на дефектацию деталей ряда базовых машин, а также техническое состояние деталей агрегатов (на примере коробок передач) Под базовыми машинами имеются в виду ранее выпущенные и эксплуатируемые машины, на которые есть техническая документация

Научная новизна работы состоит

- в использовании для расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коэффициента относительного допуска, представляющего собой отношение ремонтного допуска к производственному,

- в разработке компьютерной программы для расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей на примере коробок передач

Практическая значимость работы состоит

- в обеспечении заводов-изготовителей и научно-исследовательских институтов усовершенствованной методикой обоснования требований ТУ на дефектацию деталей для новых машин в условиях ограниченной исходной информации Усовершенствованной методикой могут также воспользоваться ремонтные предприятия для расчёта или уточнения допустимых без ремонта размеров поверхностей деталей и параметров соединений,

- в создании компьютерной программы для расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коробок передач,

- в разработке и внедрении к использованию карт дефектации ряда

деталей коробки передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN

Реализация работы. С использованием усовершенствованной методики были рассчитаны допустимые без ремонта размеры поверхностей ряда деталей коробки передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN Также были составлены карты дефектации 19 наиболее нагруженных основных деталей этой коробки передач По разработанным картам дефектации на одном из московских ремонтных предприятий с февраля 2007 года осуществляется дефектация деталей коробок передач ZF16S151 Усовершенствованная методика практически используется на ремонтном предприятии СУПНР (Специализированное управление пуско-наладочных работ) в городе Магнитогорске

На защиту выносится

- усовершенствованная методика обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте автомобилей,

- результаты расчётов для обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте машин зарубежного производства,

- комплект ремонтных документов на дефектацию деталей при капитальном ремонте машин

Достоверность и обоснованность научных положений работы подтверждаются использованием современных контрольно-измерительных приборов, оборудования и инструмента, применения математической обработки опытных данных с использованием ПЭВМ, хорошей сходимостью результатов расчётов по существующей и предлагаемой методике

Апробация работы. Диссертационная работа заслушивалась и обсуждалась на заседании научно-технического семинара кафедры «Производство и ремонт автомобилей и дорожных машин» МАДИ (ГТУ), а также на заседании диссертационного совета при ПТУ ГОСНИТИ. Результаты диссертационной работы докладывались на 64-ой (2006 г), 65-ой (2007 г) и 66-ой (2008 г) научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ), а также на международной научно-технической конференции (2007 г) ГНУ

госнити

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 научных статей, в том числе две статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, списка литературы (75 наименований) и четырёх приложений Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц и 48 рисунков

Содержание работы Первая глава посвящена постановке актуальности проблемы, связанной с отсутствием требований ТУ на дефекгацию деталей современных машин Первая причина заключается в том, что сейчас распалась система и структура организаций по разработке ремонтно-технической документации, а эта техническая документация является обязательной при ремонте Вторая причина заключается в том, что зарубежные фирмы, которые поставляют свои машины в Россию, не обеспечивают потребителей и дилеров всей необходимой ремонтно-технической документацией и, в частности, техническими условиями на дефекгацию Из-за отсутствия требований ТУ на дефекгацию деталей для зарубежных машин при ремонте рабочие часто вынуждены браковать детали с незначительными износами, в результате происходит недоиспользование заложенного ресурса деталей И третья причина заключается в том, что существующая методика обоснования требований ТУ на дефекгацию является слишком трудоёмкой при своей реализации

Указанные причины послужили поводом для усовершенствования методики обоснования требований ТУ на дефекгацию деталей, чтобы она обеспечивала быстроту выполнения работы при ограниченных исходных данных (отсутствие рабочих чертежей деталей, статистики об износах рабочих поверхностей деталей, нормативных пробегов агрегатов до капитального ремонта и т д)

Во второй главе производилась разработка по совершенствованию методики обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте Самым сложным при составлении карт дефектации деталей является расчет допустимых без ремонта размеров Поэтому можно считать, что методика обоснования требований ТУ на дефектацию заключается в основном в расчёте допустимых без ремонта размеров Допустимым без ремонта размером, как известно, называется такой размер, при котором деталь считается годной для дальнейшей эксплуатации на заданную величину наработки после капитального ремонта

Согласно предлагаемой в этой работе методике рассчитать допустимый без ремонта размер поверхности детали можно с использованием так называемого коэффициента относительного допуска Ка Данный коэффициент представляет собой отношение ремонтного допуска поверхности детали к производственному

5Р

°п

По картам дефекгации деталей базовых машин можно рассчитать значения этих коэффициентов Производственный допуск поверхности детали рассчитывается как разность верхнего и нижнего отклонения номинального размера или как разность наибольшего и наименьшего предельных размеров Ремонтный допуск - это допустимая величина износа рабочей поверхности детали за определённую наработку Для вала ремонтный допуск рассчитывается как разность наибольшего предельного размера и допустимого без ремонта А для отверстия ремонтный допуск рассчитывается как разность допустимого без ремонта размера и наименьшего предельного размера Допустимые без ремонта размеры и наибольшие и наименьшие предельные размеры берутся из карт дефектации деталей базовых машин

Ремонтный допуск рабочей поверхности детали

- для вала 8р =

^наиб пред диаметр " ^доп без ремонта > ММ

- для отверстия 5Р = ' Ццоп бо ремонта " Окаим пред диаметр > ММ

На рис 1 показан ремонтный и производственный допуск для рабочих поверхностей деталей

1доп без ремонта

1 паям пред диаметр

[ наиб пред диаметр

бп/2

§р/2

В доп без ремонта

Р наиб, пред диаметр

Б

наим пред диаметр

5пЛ

Л2/2

Вал Отверстие

Рис 1 Ремонтные и производственные допуски рабочих поверхностей

деталей

Ниже представлены формулы для расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей

-для вала ¿доп без ремонта ^наиб пред. диаметр " П 9 (1)

- ДЛЯ отверстия ВД0„.6И ремонта = Внанм пред диаметр + К5 '5П , (2)

где ¿д0пбез ремонта, Цюпби ремонта - допустимые без ремонта диаметры поверхностей деталей НОВОЙ машины, <1„аиб пред диамеп» Онаим пред диаметр -наибольший и наименьший предельные диаметры поверхности детали новой машины, К5- коэффициент относительного допуска, рассчитанный по рабочей поверхности детали базовой машины, бп - производственный допуск поверхности детали новой машины

Поскольку в технические условия на дефектацию деталей иногда вносится допустимая величина зазора в соединении, то был взят ещё один коэффициент для расчёта зазоров Данный коэффициент в этой работе был назван коэффициентом посадки Он представляет собой отношение допустимого без ремонта зазора пары деталей к максимальному зазору

Кд

_ "доп. без ремонт

1тах

где Адоп. без ремонта - допустимый без ремонта зазор пары деталей базовой машины, Дщах - максимальный зазор, рассчитанный для требуемого сопряжения

Ддоп. без ремонта — 1-)доп. без ремонта — ^доп. без ремонта > ММ (3)

Лтах Онанб пред диаметр " пред. диаметр > ММ (4)

При расчете коэффициента посадки Кд допустимые без ремонта размеры и наибольшие и наименьшие предельные размеры берутся из карт дефектации деталей базовых машин

Формула для расчёта допустимых без ремонта зазоров в соединениях деталей новой машины имеет следующий вид

Адоп.= Кд • А так , (5)

где Ада, - допустимый без ремонта зазор в соединении деталей новой машины, Кд - коэффициент посадки, рассчитанный по соединению деталей базовой машины, Д^ - максимальный зазор в соединении деталей новой машины

Чтобы рассчитать допустимые без ремонта размеры и зазоры в соединениях деталей новой машины, необходимо составить таблицы информационного поля значений коэффициентов относительного допуска и коэффициентов посадки Ниже представлен фрагмент такой таблицы на примере деталей коробки передач грузового автомобиля ЗИЛ-433102

Таблица 1

Информационное поле значений коэффициентов

Модель машины ЗШЕ-433102

№ Деталь и се рабочие поверхности Размеры, мм Коэффициенты Материал Твердость Шероховатость

1 Ведущий вал коробки передач Номинальный Допустимый без ремонта Кв Кл Сталь 25ХГМ же 60 65 Кл

1 1 Шлицевые зубья по толщине -0 025 > -0,075 5,76 2,1 1,92 Тоже То же 1,25

12 Шейха под передний шариковый подшипник -002 " -0 04 24,93 2,5 Тоже Тоже Тоже

и Отверстие под роликовый подшипник +0,027 43 98 44,06 2,962 — Тоже Тоже Тоже

14 Шейка под задний шариковый подшипник +0 023 60 +0,003 59,98 2,15 — Тоже Тоже Тоже

15 Зубья постоянного зацепления по толщине -0 10 6,95 6,5 — Тоже Тоже 1,25

2 Картер коробки передач — - — — СЧ18-36 1Ш 170 229 Ла

21 Отверстие под подшипник ведущего вала по*1'023 ш-0012 110,05 1,771 — Тоже Тоже 0,63

22 Отверстие под передний подшипник промежуточного вала 7? 72 -0 01 72,04 1,666 — Тоже Тоже Тоже

23 Отверстие под задний подшипник промежуточного вала ™ -0 012 90,05 1,771 — Тоже Тоже Тоже

24 Отверстие под подшипник ведомого вала „„+0 023 НО.0,012 110,05 1,771 — Тоже Тоже Тоже

25 Отверстие под передний конеп оси блока тпестелен заднего хода +0020 30 -0 013 30,04 1,606 1,6666 Тоже Тоже Тоже

26 Отверстие под задний конец оси блока шестерен заднего хода 32+0 039 32,06 1,538 7,5 Тоже Тоже Тоже

Чтобы рассчитать с использованием усовершенствованной методики допустимые без ремонта размеры поверхностей деталей новой машины, нужны следующие исходные данные:

1 Таблицы информационного поля значений коэффициентов,

2 Номинальные размеры и производственные допуски поверхностей деталей новой машины,

3. Марки материалов деталей новой машины,

4 Твёрдости рабочих поверхностей деталей новой машины,

5 Величины шероховатости

Таблицы информационного поля значений коэффициентов составляются на основе карт дефектации деталей базовых машин А остальные исходные данные берутся из рабочих чертежей деталей

Алгоритм расчёта допустимых без ремонта размеров и зазоров по усовершенствованной методике:

1 Выбор машины, для которой необходимо обосновать требования ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте,

2 Отнесение выбранной модели машины к тому или иному классу (легковые автомобили, грузовые, автобусы, трактора и т д),

3 Подбор карт дефектации деталей при капитальном ремонте по базовым машинам Для получения достоверных результатов в классе должно быть не менее 5 машин (малая статистическая выборка начинается от пяти),

4 Составление таблиц информационного поля значений коэффициентов,

5. Расчёт допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей и зазоров в соединениях с использованием коэффициентов относительного допуска и коэффициентов посадки с соблюдением ряда определённых условий Такими условиями являются:

1 Идентичность материалов деталей Материал новой детали, для которой рассчитываются допустимые без ремонта размеры, должен быть точно таким же или близким по твёрдости и шероховатости рабочих

поверхностей, как и у аналогичных деталей базовых машин, по которым определялись коэффициенты относительного допуска В зависимости от материалов деталей новой машины и базовой выбираются различные значения коэффициентов для дальнейшего расчёта допустимых без ремонта размеров.

2 Одинаковые природно-климатические условия эксплуатации Согласно усовершенствованной методике машина, для которой разрабатываются требования ТУ на дефектацию деталей, должна эксплуатироваться в тех же природно-климатических условиях, как и те базовые машины, по картам дефектации деталей которых рассчитывались коэффициенты относительного допуска и коэффициенты посадки То есть если нужно обосновать требования ТУ на дефектацию деталей для машины, эксплуатация которой предполагается, к примеру, на территории Германии, то нужно рассчитать коэффициенты относительного допуска и посадки по рабочим поверхностям деталей базовых машин, которые эксплуатировались в Германии

3 Соответствие классов машин Если производится обоснование требования ТУ на дефектацию деталей для новой машины, то нужно использовать коэффициенты относительного допуска рабочих поверхностей деталей ранее выпущенных машин того же класса, так как это упрощает расчёты и повышает точность в том же классе То есть если нужно обосновать требования ТУ на дефектацию деталей, к примеру, для нового трактора, то соответственно нужно определить коэффициенты относительного допуска поверхностей деталей ряда тракторов различных моделей, на которые имеются требования ТУ на дефектацию

Для расчёта с использованием усовершенствованной методики допустимых без ремонта размеров поверхностей деталей коробок передач была написана специальная компьютерная программа Чтобы рассчитать допустимый без ремонта размер поверхности детали, нужно в программу ввести номинальный размер поверхности новой детали с производственным

допуском и марку материала детали

Усовершенствованная методика может также использоваться и для обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при текущем ремонте Для этого необходимо определить коэффициенты относительного допуска и посадки на основе карт дефектации деталей при текущем ремонте

Третья глава посвящена экспериментальной проверке усовершенствованной методики Чтобы проверить достоверность методики, для поверхностей ряда деталей были рассчитаны допустимые без ремонта размеры по усовершенствованной и ныне существующей методике И в заключении полученные результаты сравнивались между собой Расчёт допустимых без ремонта размеров производился для рабочих поверхностей трёх деталей коробки передач ЯМЭ-238 - это первичный вал и шестерни второй и пятой передач вторичного вала Чтобы рассчитать допустимые без ремонта размеры по существующей методике, необходим сбор статистических данных об износах рабочих поверхностей деталей в зависимости от наработки На предприятии ЗАО "АиР" в процессе дефектации деталей коробок передач ЯМЭ-238 производились измерения рабочих поверхностей исследуемых деталей, фиксировались пробеги коробок передач, поступающих в ремонт, и отмечались характерные дефекты рабочих поверхностей Объём выборки исследуемых деталей составлял 100 единиц На основе этих данных были построены гистограммы оценочных контролируемых параметров, подобраны теоретические законы распределения, построены характеристики изнашивания рабочих поверхностей и рассчитаны предельные размеры рабочих поверхностей исследуемых деталей На рис 2 представлена в качестве примера построенная характеристика изнашивания зуба по толщине шестерни второй передачи вторичного вала Зуб по толщине измерялся штангензубомером на определённой высоте, которая указана в карте дефектации шестерни

-1-1-1-1-1-1-1 » |-1-1 ^ |«*|>-1-

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375

Б доп. 8 пред Б, тыс км.

Рис 2 Характеристика изнашивания зуба по толщине Исходными данными для расчета допустимых без ремонта размеров поверхностей деталей по существующей методике являются

- характеристики изнашивания рабочих поверхностей деталей X = /(Б),

- предельные размеры рабочих поверхностей деталей Х^д,

- заданная после капитального ремонта наработка агрегата 8Р

По существующей методике с использованием построенных характеристик изнашивания, рассчитанных предельных размеров рабочих поверхностей и заданной после капитального ремонта наработки коробки передач были рассчитаны допустимые без ремонта размеры Эти же размеры были рассчитаны по усовершенствованной в этой работе методике В таблице 2 представлены допустимые без ремонта размеры, рассчитанные по существующей и усовершенствованной методике

Таблица 2

Допустимые без ремонта размеры, рассчитанные по существующей и усовершенствованной методике

№ Деталь Рабочая Допустимый без ремонта размер, мм й § 5 а

поверхность По существующей методике По усовершенствованной методике 9 1* О.

§ 00 Зубья по толщине 7,65 7,63 0,26

1 ее т 1 ^ Шейка 24,94 24,93 0,04

й 1 Шлицы по толщине 5,78 5,80 0,52

2 ! я е в в м 1 2 Зубья по толщине 6,26 6,28 0,32

||§ В И 1 3 в Отверстие под подшипник 78,05 78,07 0,025

Шестерня пятой передачи вторичного вала Зубья по толщине 8,23 8,21 0,24

3 Отверстие под подшипник 68,05 68,07 0,029

Расхождение рассчитанных размеров по существующей и усовершенствованной методике составляет от одной до двух сотых миллиметра, что соответствует точности изготовления этих деталей Таким образом, усовершенствованная в этой работе методика является достоверной

Для опытной проверки методики были собраны коробки передач ЯМЗ-238 (30 пггук) С использованием усовершенствованной методики были рассчитаны допустимые без ремонта размеры, и по этим размерам были отдефектованы детали коробок передач, поступивших в капитальный ремонт После сборки эти агрегаты установили на грузовые автомобили МАЗ Эксплуатируемые коробки передач имеют наработку около 40 тыс км и находятся в исправном техническом состоянии Средний остаточный ресурс 30 эксплуатируемых коробок передач ЯМЭ-238, имеющих уже наработку

около 40 тыс. км., составляет 100 тыс. км. Расчёт среднего остаточного ресурса представлен в диссертации. При расчёте среднего остаточного ресурса оценка технического состояния коробок передач производилась по такому параметру, как суммарный люфт в зубчатом зацеплении первичного вала при включённой пятой передаче и заторможенном выходном валу.

Четвёртая глава диссертационной работы посвящена реализации усовершенствованной методики и оценке её эффективности. С использованием усовершенствованной (предлагаемой) методики были рассчитаны допустимые без ремонта размеры поверхностей ряда деталей коробки передач ZF16S151, которая устанавливается на грузовые автомобили MAN, DAF, SCANIA и др. Были разработаны карты дефектации 19 основных наиболее нагруженных деталей. На рис. 3 в качестве примера представлена разработанная карта дефектации первичного вала коробки передач ZF16S151.

^ \ ....... 2 з \ iffiu 6 \ Ёк

Деталь: Первичный вал

№ Детали 81.32205-0267

Материал: Сталь типа 18ХГ Твёрдость: 60...62 HRC

II Наименование дефектов Способ установления дефекта и измерительные инструменты Размеры, мм Заключение

t * Is о Наименьший предельный и наибольший предельный Допустимый без ремонта

1 Сколы зубьев Осмотр — — Браковать

2 Износ шейки под шестерню постоянного зацепления Микрометр 75-100 мм 99,97-99,98 99,94 Ремонтировать, Хромирование. Железнение.

3 Износ шейки под подшипник в картере сцепления Микрометр 75-100 лш 85,05-85,06 85,02 То же

4 Износ шлицов по толщине Штантегоубомер 7,75-7,76 7,70 Браковать при размере менее 7,70 мм

5 Износ шейки под подшипник маховика Микрометр 0-25 мм 24,97-24,98 24,94 Ремонтировать. Хромирование. Железнение.

6 Износ отверстая под подшипник вторичного вала Нутромер 50-100 мм 82,04-82,05 82,08 Браковать при размере более 82,08 мм

Рис. 3. Карта дефектации первичного вала коробки передач ZF16S151.

На одном из московских ремонтных предприятий с февраля 2007 года по разработанным картам дефектации осуществляется техническая оценка деталей коробок передач 2П68151

Усовершенствованная методика практически используется на ремонтном предприятии СУПНР (Специализированное управление пуско-наладочных работ) в городе Магнитогорске Данное предприятие производит капитальный ремонт дорожно-строительной техники зарубежного производства

Усовершенствованная методика используется в учебном процессе кафедры ПРАДМ института МАДИ (ГТУ)

Целесообразность использования усовершенствованной методики подтверждается экономическим расчётом на примере коробки передач 7$ 168151 Для научно-исследовательского института стоимость расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей всех деталей коробки передач по существующей методике составляет 417 тыс руб, а по усовершенствованной методике стоимость расчёта составляет 105 тыс руб, что в 4 раза дешевле Снижение стоимости достигается за счёт значительного уменьшения трудоёмкости работы (при расчёте допустимых без ремонта размеров с использованием усовершенствованной методики не требуется длительный сбор статистических данных об износах рабочих поверхностей деталей в зависимости от наработки) Экономия от использования усовершенствованной методики взамен существующей только на одной коробке передач составляет 312 тыс руб

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1 Произведено совершенствование методики расчёта допустимых без ремонта размеров и зазоров при текущем и капитальном ремонте новых машин с учётом коэффициента относительного допуска и коэффициента посадки

2 Разработана компьютерная программа по расчёту допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей основных деталей на примере коробок передач, которая позволяет сокращать время по расчёту на 20 - 30%

3 Произведена экспериментальная проверка предложенной методики по сравнению с существующей Полученные допустимые без ремонта размеры различаются между собой не более чем на один процент Расхождение рассчитанных размеров по существующей и предлагаемой методике составляет от одной до двух сотых миллиметра, что соответствует точности изготовления этих деталей

4 По предложенной методике были рассчитаны допустимые без ремонта размеры поверхностей ряда деталей зарубежной коробки передач ZF16S151, также составлены карты дефектации 19 наиболее нагруженных, основных деталей этой коробки передач, которые сейчас используются на ремонтном предприятии

5 Полученные результаты работы используются в ремонтном производстве По разработанным картам дефектации деталей на одном из московских ремонтных предприятий осуществляется техническая оценка деталей коробок передач ZF16S151 грузовых автомобилей MAN Усовершенствованная методика практически используется на ремонтном предприятии СУПНР (Специализированное управление пуско-наладочных работ) в городе Магнитогорске Данное предприятие производит ремонт дорожно-строительной техники зарубежного производства

6 Экономическая эффективность усовершенствованной методики подтверждается в условиях реального производства Стоимость расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коробки передач ZF16S151 по предлагаемой методике в 4 раза меньше, чем по существующей

Основные положения диссертации изложены в научных журналах, рекомендуемых ВАК:

1. Гузёма А Б Оценка технического состояния коробок передач ЯМЗ-236, 238 - М Грузовое и пассажирское автохозяйство, 2006, №9, с 59-63

2 Гузёма А Б Новый подход к обоснованию требований технических условий на дефектацию -М Автотранспортное предприятие, 2007, №5, с 3640

Публикации в других изданиях:

1 Долгополов БП, Гузёма А Б Ремонт автомобилей с учётом требований технических условий - М Грузовик, 2006, №7, с 26-28.

2 Гузёма А Б Предельное состояние шестерен в коробке передач ЯМЗ -М Техника и технология, 2006, №4, с 16-21

3 Гузёма А Б, Штоль Ю Л Как рассчитать размеры, по которым дефектуют детали при капитальном ремонте - М Автомобиль и сервис, 2008, №1, с 42-43

4 Гузёма А Б, Штоль Ю Л Расчет - это просто - М Новости авторемонта, 2008, №3, с 70-74

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1-00007 от 25.09.2000 г. Подписано в печать 31.03.08 Тираж 100 экз. Уел пл. 1,13 Печать авторефератов (495) 730-47-74,778-45-60

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса. Цель, задачи и этапы проведения работы.

1.1. Практика ремонта машин.

1.2. Ремонтно-техническая документация.

1.3. Анализ существующих методик обоснования требований технических условий на дефектацию.

1.4. Цель, задачи и этапы проведения работы.

Выводы.

Глава 2. Обоснование нового подхода к расчёту допустимых без ремонта размеров.

2.1. Закономерности механического изнашивания рабочих поверхностей деталей.

2.2. Требования и исходные данные к разрабатываемой методике.

2.3. Общий подход к формированию методики обоснования требований технических условий на дефектацию.

2.4. Выбор класса машин.

2.5. Определение количества машин в классе.

2.6. Обоснование требований технических условий на дефектацию с использованием расчётных коэффициентов.

2.6.1. Коэффициенты относительного допуска и коэффициенты посадки.

2.6.2. Расчёт допустимых без ремонта размеров поверхностей деталей и зазоров в соединениях с использованием коэффициентов относительного допуска и коэффициентов посадки.

2.7. Условия расчёта.

-32.8. Информационное поле значений коэффициентов относительного допуска и коэффициентов посадки.

2.9. Алгоритм расчёта по разработанной методике.

2.10. Исходные данные для реализации разработанной методики.

2.11. Компьютерная программа для расчёта допустимых без ремонта размеров.

Выводы.

Глава 3. Экспериментальная проверка разработанной методики.

3.1. Объём и содержание проводимых экспериментальных исследований.

3.2. Расчёт допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей заднего моста автомобиля ЗИЛ-130 с использованием существующей статистической методики.

3.3. Расчёт допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей заднего моста автомобиля ЗИЛ-130 с использованием разработанной методики.

3.4. Построение характеристик изнашивания рабочих поверхностей деталей коробки передач ЯМЗ.

3.4.1. Определение объёма выборки.

3.4.2. Методика сбора статистической информации и номенклатура исследуемых деталей.

3.4.3. Построение гистограмм.

3.4.4. Подбор теоретического закона распределения случайных величин.

3.4.5. Определение уравнений регрессии.

3.5. Обоснование предельного состояния рабочих поверхностей исследуемых деталей.

3.6. Расчёт допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коробки передач ЯМЗ с использованием существующей статистической методики.

-43.7. Расчёт допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коробки передач ЯМЗ с использованием разработанной методики.

3.8. Сравнительная оценка рассчитанных размеров.

3.9. Опытная проверка разработанной методики при ремонте агрегатов.

ЗЛО. Определение среднего остаточного ресурса.

Выводы.

Глава 4. Реализация разработанной методики.

4.1. Выбор агрегата для обоснования требований технических условий на дефектацию.

4.2. Обоснование требований технических условий на дефектацию деталей коробки передач ZF16S151 с использованием разработанной методики.

4.3. Внедрение полученных результатов работы в практическое использование.

4.4. Оценка эффективности разработанной методики.

4.4.1. Определение затрат при расчёте допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коробки передач ZF16S151 с использованием существующей статистической методики.

4.4.2. Определение затрат при расчёте допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коробки передач ZF16S151 с использованием разработанной методики.

Актуальность работы

В последнее время мобильная техника в нашей стране интенсивно обновляется новыми машинами как российского, так и зарубежного производства. Со временем возникает потребность в ремонте этих машин. Одним из этапов технологического процесса ремонта является дефектация, которая позволяет оценить техническое состояние деталей и агрегатов в целом. Для проведения этого этапа необходимы требования технических условий (ТУ) на дефектацию. Но на многие модели современных машин отсутствует выше упомянутая техническая документация, прежде всего это касается машин зарубежного производства. Такая ситуация ведёт к увеличению стоимости ремонта, поскольку многие детали с незначительными износами бракуются и заменяются новыми. Методика, которая существует на сегодняшний день для обоснования требований ТУ на дефектацию, базируется на сборе большого объёма статистики об износах рабочих поверхностей деталей в зависимости от наработки, а это занимает очень длительный период времени. Под обоснованием требований ТУ на дефектацию в данной работе имеется в виду расчёт допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей. Теорией расчёта допустимых без ремонта размеров занимались следующие авторы: Ефремов В.В., Долгополов Б.П., Дехтеринский Л.В., Челпан Л.К., Михлин В.М. и другие.

Целью диссертационной работы является совершенствование методики обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте в условиях ограниченных исходных данных.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи (на примере коробок передач грузовых автомобилей): - анализ состава и технического состояния современного автомобильного парка РФ и обеспеченности авторемонтных предприятий необходимой документацией;

-6- оценка существующей методики обоснования требований ТУ на дефектацию деталей с точки зрения её универсальности, простоты и достоверности;

- совершенствование методики обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте;

- экспериментальная проверка усовершенствованной методики;

- реализация усовершенствованной методики на примере выбранного агрегата машины зарубежного производства;

- оценка эффективности усовершенствованной методики.

Объектом исследования являются действующие технические условия на дефектацию деталей ряда базовых машин, а также техническое состояние деталей агрегатов (на примере коробок передач). Под базовыми машинами имеются в виду ранее выпущенные и эксплуатируемые машины, на которые есть техническая документация.

Научная новизна работы состоит:

- в использовании для расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коэффициента относительного допуска, представляющего собой отношение ремонтного допуска к производственному;

- в разработке компьютерной программы для расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей на примере коробок передач.

Практическая значимость работы состоит:

- в обеспечении заводов-изготовителей и научно-исследовательских институтов усовершенствованной методикой обоснования требований ТУ на дефектацию деталей для новых машин в условиях ограниченной исходной информации. Усовершенствованной методикой могут также воспользоваться ремонтные предприятия для расчёта или уточнения допустимых без ремонта размеров поверхностей деталей и параметров соединений;

- в создании компьютерной программы для расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коробок передач;

- в разработке и внедрении к использованию карт дефектации ряда деталей коробки передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN.

Реализация работы. С использованием усовершенствованной методики были рассчитаны допустимые без ремонта размеры поверхностей ряда деталей коробки передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN. Также были составлены карты дефектации 19 наиболее нагруженных, основных деталей этой коробки передач. По разработанным картам дефектации на одном из московских ремонтных предприятий с февраля 2007 года осуществляется дефектация деталей коробок передач ZF16S151. Усовершенствованная методика практически используется на ремонтном предприятии СУПНР (Специализированное управление пуско-наладочных работ) в городе Магнитогорске.

На защиту выносится

- усовершенствованная методика обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте автомобилей;

- результаты расчётов для обоснования требований ТУ на дефектацию деталей при капитальном ремонте машин зарубежного производства;

- комплект ремонтных документов на дефектацию деталей при капитальном ремонте машин.

Достоверность и обоснованность научных положений работы подтверждаются использованием современных контрольно-измерительных приборов, оборудования и инструмента, применения математической обработки опытных данных с использованием ПЭВМ, хорошей сходимостью результатов расчётов по существующей и предлагаемой методике.

Апробация работы. Диссертационная работа заслушивалась и обсуждалась на заседании научно-технического семинара кафедры «Производство и ремонт автомобилей и дорожных машин» МАДИ (ГТУ), а также на заседании диссертационного совета при ГНУ ГОСНИТИ. Результаты диссертационной работы докладывались на 64-ой (2006 г.), 65-ой (2007 г.) и 66-ой (2008 г.) научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ), а также на международной научно-технической конференции (2007 г.) ГНУ ГОСНИТИ.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 научных статей, в том числе две статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, списка литературы (73 наименования) и четырёх приложений. Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц и 48 рисунков.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Произведено совершенствование методики расчёта допустимых без ремонта размеров и зазоров при текущем и капитальном ремонте новых машин с учётом коэффициента относительного допуска и коэффициента посадки.

2. Разработана компьютерная программа по расчёту допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей основных деталей на примере коробок передач, которая позволяет сокращать время по расчёту на 20 - 30%.

3. Произведена экспериментальная проверка предложенной методики по сравнению с существующей. Полученные допустимые без ремонта размеры различаются между собой не более чем на один процент. Расхождение рассчитанных размеров по существующей и предлагаемой методике составляет от одной до двух сотых миллиметра, что соответствует точности изготовления этих деталей.

4. По предложенной методике были рассчитаны допустимые без ремонта' размеры поверхностей ряда деталей зарубежной коробки передач ZF16S151, также составлены карты дефектации 19 наиболее нагруженных, основных деталей этой коробки передач, которые сейчас используются на ремонтном предприятии.

5. Полученные результаты работы используются в ремонтном производстве. По разработанным картам дефектации деталей на ООО "Траксервис-36" осуществляется техническая оценка деталей коробок передач ZF16S151 грузовых автомобилей MAN. Усовершенствованная методика практически используется на ремонтном предприятии С У ПНР (Специализированное управление пуско-наладочных работ) в городе Магнитогорске. Данное предприятие производит ремонт дорожно-строительной техники зарубежного производства.

6. Экономическая эффективность усовершенствованной методики подтверждается в условиях реального производства. Стоимость расчёта допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей коробки передач ZF16S151 по предлагаемой методике в 4 раза меньше, чем по существующей.

- 138

1. Технические условия на капитальный ремонт автомобиля КамАЗ-5320, КамАЗ-5410, КамАЗ-5511. Часть I. М.: Военное Издательство, 1988 631 с.

2. Технические условия на капитальный ремонт автомобиля КамАЗ-5320, КамАЗ-5410, КамАЗ-5511. Часть П. М.: Военное Издательство, 1988 191 с.

3. Технические условия на капитальный ремонт автомобиля ЗИЛ-130. М.: Транспорт, 1966 518 с.

4. Руководство по капитальному ремонту автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12. Часть I. М.: Транспорт, 1987-199 с.

5. Технические условия на капитальный ремонт автомобиля МАЗ-200 и МАЗ-205. М.: Транспорт, 1966 640 с.

6. Технические условия на капитальный ремонт автомобилей ГАЭ-53А. М.: ГОСНИТИ; 1972 456 с.

7. Руководство по капитальному ремонту автомобиля ЗИЛ-433102, Часть I. М.: АМО ЗИЛ, 1994- 357 с.

8. Руководство по капитальному ремонту автомобиля ЗИЛ-433102, Часть П. М.: АМО ЗИЛ, 1994 277 с.

9. Руководство по капитальному ремонту автомобиля ГАЗ 66. М.: ГОСНИТИ, 1978-497 с.

10. Руководство по капитальному ремонту автомобиля Москвич-2141. М.: ГОСНИТИ, 1990-489 с.

11. Руководство по капитальному ремонту автомобиля ГАЗ-24. М.: Транспорт, 1976-293 с.

12. Автомобиль. УАЗ-31512(469Б). Руководство по капитальному ремонту. М.: ГОСНИШ, 1989 430 с.

13. Технология ремонта специальной техники. Коллектив авторов под редакцией М.И. Марютин. М.: ВА БТВ, 1989 591 с.

14. Ремонт Дорожных Машин, Автомобилей и Тракторов. Коллектив авторов под редакцией В.А. Зорина. М.: Транспорт, 2001 508 с.

15. Ремонт Автомобилей. С.И. Румянцев. М.: Транспорт, 1981 -462 с.- 13916. Ремонт Автомобилей и Двигателей. В.И. Карагодин, Н.Н. Митрохин. М.: Мастерство, 2001 496 с.

16. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчёта. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. М.: Машиностроение, 1989 303 с.

17. Повышение эффективности ремонта автомобильных двигателей на основе формирования рациональных требований к значениям технико-экономических показателей его проведения. Корейбо Ю.И. Диссертация, МАДИ, 1995 196 с.

18. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. М.: Транспорт, 1988 218 с.

19. Техническая эксплуатация, Обслуживание и Ремонт Автотранспортных Средств. Коллектив авторов под редакцией B.H. Луканина. Энциклопедия том 3. М.: Министерство Транспорта Российской Федерации,200.455 с.

20. Российская энциклопедия самоходной .техники. Том 2. Коллектив авторов под редакцией В.А. Зорина. М.: Просвещение, 2001 358 с.

21. Допуски и посадки. Справочник, часть 1. В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов. М.: Машиностроение, 1982 541 с.

22. Основы технологии производства и ремонта автомобилей. Митрохин H.H. М.: МАДИ, 2002 203 с.

23. Теория вероятностей и математическая статистика. В.Е. Гмурман. М.: Высшая школа, 1997 480 с.

24. Математическая статистика. Г.И. Ивченко, Ю.И. Медведев. М.: Высшая школа, 1984 247 с.

25. Теория вероятностей и математическая статистика в,машиностроении. H.B. Смирнов. М.: Высшая школа, 1969 540 с.

26. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей. Ф.Н. Авдонысин. Саратов, 1984-78 с.

27. Руководящий технический материал. Предельные и допускаемые параметры дизелей, их деталей и соединений. М.: ГОСНИТИ, 1989, -100 с.- 14029. ЗИЛ-5301 "БЫЧОК" Руководство по ремонту и каталог деталей. М.: АМО ЗИЛ, 1990, 180 с.

28. Высшая математика. Баврин И.И. М.: Высшая школа, 2000, 611 с.

29. Математическая обработка результатов измерений. Сухов А.Н. М.: Высшая школа, 1992, 120 с.

30. Оценка долговечности агрегатов трансмиссии автомобилей с целью корректирования технических требований на их ремонт. Гидо Элиас Рамос Хара. Диссертация, МАДИ, 1994 237 с.

31. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. Н.В. Смирнов, И.В. Дунин-Барковский. М.: Наука,1975, 512 с.

32. Параметрическая надёжность машин. А.С. Проников. М.: МГТУ, 2002, 559 с.

33. Причины износа зубьев шестерен. Пер. с англ. 1979, -168 с.

34. Расчёт по предельному состоянию валов, шестерен и. подшипников автомобиля. Цитович И:С. Минск: 1971, 221 с.

35. Регулировка конических подшипников и зубчатых зацеплений автомобилей. Кузнецов С.И. М.: 1976, 179 с.

36. Технические условия на дефектацию подшипников качения при капитальном и войсковом ремонтах. М.: МО СССР, 1979, 105 с.

37. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей. Авдонькин. Ф.Н. М.: Транспорт, 1985, 234 с.

38. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. Болотин В.В. М.: Машиностроение, 1978, 196 с.

39. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора, технических наук. Предельные и допускаемые технико-экономические параметры дизелей, размеры деталей и соединений при ремонте. Челпан Л.К. М.: ГОСНИТИ, 1990, 44 с.

40. Стандартизация деталей и сборочных единиц общемашиностроительного применения. Н.В. Арбузова, В.А. Грешников, И.В.

41. Калинин. М.: Изд-во стандартов, 1982, 215 с.

42. Стандартизация и качество машин. Ф.Х. Бурумкулов, А.И. Кубарев, Б.М. Морозов, А.А. Самгин. М.: Изд-во стандартов, 1975, 223 с.

43. Основы сертификации транспортных и технологических матпин, услуг технического сервиса и систем качества. Зорин В.А., Гриф М.И., Рубайлов А.В. М.: МАДИ, 2004, 223 с.

44. Основы сертификации продукции, услуг и систем качества. Зорин В .А, Савельев А.Г., Пащенко В. А. М.: МАДИ, 2004, 239 с.

45. Руководство по текущему ремонту автомобилей МАЗ-500А, МАЗ-503А, МАЗ-504, КРАЗ-256Б; КРАЗ-257, КРАЗ-258. Часть П. М.: Транспорт; 1981 -383 с.

46. Руководство по капитальному ремонту автомобилей МАЗ-500А. Часть I. М.: Транспорт, 1981 352 с.

47. Двигатели- ЯМЗ-236, ЯМЗ-238. Устройство, эксплуатация, ремонт, обслуживание. М.: Транспорт 1986, 231 с.

48. Положение о техническом обслуживании подвижного состава автомобильного транспорта. Часть П. Автомобили семейства МАЗ-500А. М.: Транспорт, 1978 48 с.

49. Двигатели ЯМЗ-236, ЯМЗ-238. Руководство по капитальному ремонту. М.: ГОСНИТИ, 1981.

50. Двигатели, сцепление и коробка передач для автомобилей КРАЗ, МАЗ. Днепропетровск, 1996-231 с.

51. Исследование эффективности прогнозирования при заводской аттестации качества капитального ремонта коробок передач автомобиля .ЗИЛ-130. Алифанов A.JI. Диссертация, МАДИ, 1974 194 с.

52. Методика статистической обработки экспериментальных данных. М.: МАДИ, 1978-98 с.

53. Основы теории обработки результатов измерений. Маркин И.С. М.: Издательство стандартов, 1991 -230 с.

54. Интегрированная система "Scientific Work Place 4.0" Давыдов Е.Г. М.: "Финансы и статистика", 2003 207 с.

55. Детали машин. Киев: Техника, 1987 134 с.

56. Измерительный инструмент и приборы. Коллектив авторов под редакцией Сорокиной А.А. М.: НИИМАШ, 1992 560 с.

57. Экономика, организация и планирование производства и капитального ремонта специальной техники. Коллектив авторов под редакцией М.И. Марютин. М.: ВА БТВ, 1990 300 с.

58. Методические рекомендации по определению износа деталей машин. Черноиванов В:И. М.: ГОСНИТИ, 1989 87 с.

59. Ремонт машин. Тельнов Н.Ф. М.: Машиностроение, 1994 340 с.

60. Ремонт автомобилей КАМАЗ. JL: Агропромиздат, 1992 288 с.

61. Системный курс экономической теории. Микроэкономика. Макроэкономика. Андреев Б.Ф. Лениздат, 2004 5673 с.

62. Основы экономической теории. Микроэкономика. М.: Высш. шк., 1996 -445 с.

63. Министерство обороны. Бронетанковое вооружение и техника. Общие технические условия на капитальный ремонт. М.: МО, 1988 389 с.

64. Моделирование процессов восстановления машин. Дехтеринский JI.B;, Норкин С.Б., Апсин В.П. М.: Транспорт, 1996 312 с.

65. Модель старения и восстановление систем (автомобилей, их агрегатов и составных частей). Дехтеринский Л.В., Норкин С.Б., Апсин В.П. М.: МАДИ, 1989-53 с.

66. Оценка технического состояния коробок передач ЯМЗ-236, 238. Гузёма А.Б. Грузовое и пассажирское автохозяйство. — 2006 №9, с. 59-63.

67. Ремонт автомобилей с учётом требований технических условий. Долгополов Б.П., Гузёма А.Б. Грузовик. 2006 - №7, с. 26-28.

68. Предельное состояние шестерен в коробке передач ЯМЗ. Гузёма А.Б. Техника и технология. 2006 - №4, с. 16-21.

69. Новый подход к обоснованию требований технических условий на дефектацию. Гузёма А.Б. Автотранспортное предприятие. 2007 - №5, с. 36-40.

70. Указания по определению остаточного ресурса элементов машин. Михлин В.М. и др. М.: ГОСНИТИ, 1974 73 с.

71. ГОСТ 27.302-86. Надёжность в технике. Методы определения допускаемого отклонения параметра технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса составных частей агрегатов машин. Издательство стандартов, 1987 20 с.

72. Проблемы повышения ремонтопригодности сельскохозяйственной техники. Халфин М.А., Абдукаримов Б.А., Жирнов В.М., Фарзалиев Т.И. М.: ГОСНИТИ, 1997 №9, с. 2 - 4.