Обеспечение работоспособности автотракторной техники корректированием расхода запасных частей при техническом сервисе
Автор: Бураев М.К., Шистеев А.В.
Журнал: Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления @vestnik-esstu
Рубрика: Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве (технические науки)
Статья в выпуске: 3 (74), 2019 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается вопрос корректировки норм запасных частей при ремонте автотракторной техники. Отмечено, что динамика параметров деталей широко варьируется в связи с нестабильностью внутренних возмущающих факторов и вероятностным характером влияния внешних условий эксплуатации машин. Наблюдается вероятностный характер связи между предельным отклонением параметра элемента машины и его отказом. При решении задач повышения надежности автотракторной техники в очередном межремонтном периоде, существует проблема назначения при ремонте допускаемых отклонений и значений параметров их составных частей (элементов). Отсутствуют рекомендации по определению допускаемых отклонений в зависимости от эксплуатационных условий работы машин и их составных частей. Отсюда вытекает необходимость углубления анализа, развития и дополнения методик с целью уточнения допускаемых и предельных параметров элементов машин.
Ремонт, технический сервис, запасные части, допускаемые отклонения, ресурс, изнашивание
Короткий адрес: https://sciup.org/142228496
IDR: 142228496
Текст научной статьи Обеспечение работоспособности автотракторной техники корректированием расхода запасных частей при техническом сервисе
Существенное ухудшение показателей надежности сельскохозяйственной техники, повышение затрат и снижение производительности происходит, в числе многих причин, по мере повышения жесткости климата [1]. Высокая стоимость запасных частей, ограниченное информационное обеспечение со стороны изготовителя по вопросам надежности составных частей машин делают тему исследований по обоснованию и уточнению норм потребности запасных элементов в зависимости от климатической зоны эксплуатации машин актуальной [2], имеющей практическое значение. Ряд работ сотрудников ИСХИ, СибИМЭ, НГАУ, КемСХИ и дру- гих научных работ в данной области показали отсутствие рекомендаций по уточнению нормативов запасных частей с учетом показателей вариации фактических отклонений параметров от теоретических реализаций, зависящих от эксплуатационных условий работы машин и их составных частей. Необходимость конкретизации научных положений по корректировке норм потребности запасных частей при техническом сервисе автотракторной техники с учетом влияния зональных факторов, влияющих на работоспособность тракторов и повышение их потребительских качеств послужила основанием для проведения настоящих исследований [3].
Постановка задачи
Если временно расширить в допускаемых пределах технические требования на замену деталей, можно снизить вероятность их замены. При этом в целях сохранения безотказности дефицитных составных частей на прежнем уровне следует ужесточить технические требования на замену деталей, имеющихся в избытке, учитывая издержки на устранение последствий отказа и предупредительное восстановление элемента [4]. В работах В.М. Михлина, А.А. Сельцера, А.В. Тураева, М.Г. Рахутина, А.П. Мартышкина и других рассмотрены методы и принципы установления предельных и допускаемых отклонений параметров состояния деталей с учетом условий эксплуатации и на этой основе прогнозируется потребность в запасных частях при техническом сервисе машин. Увеличивая допускаемое отклонение параметра, в частности допускаемый износ, можно значительно уменьшить число предупредительно заменяемых деталей, тем самым повысить их фактически используемый ресурс, снизить потребность в их замене. Это сократит дефицит деталей. Естественно, что увеличение допускаемого износа детали несколько увеличит вероятность ее отказа в процессе эксплуатации.
Обсуждение результатов
Обеспечение работоспособности автотракторной техники достигается путем уменьшения простоев корректированием расхода запасных частей при техническом сервисе и снижения на этой основе потребности в запасных частях при техническом сервисе [5].
За срок службы машины и оборудование неоднократно требуют замены элементов через определенные периоды работы, когда износы деталей приводят к отказам. Связь между интенсивностью изнашивания и ресурсом i-детали имеет обратно пропорциональную зависимость u1i Тi
U2i " Тi ’ где Uii, и U2i - интенсивность изнашивания i-й детали соответственно в стандартных (заводских, средних по стране) и зональных условиях, мкм/мото-ч; Тi – ресурс i-й детали по заводским рекомендациям, мото-ч; Тi - средний ресурс i-й детали в зональных условиях, мото-ч.
Известно, что за срок службы R необходимое среднее (стандартное) количество i -х запасных частей определяется из выражения [6]
R
n ср i
Т i
.
По аналогии в зональных условиях
R ni =
.
Т i
Тогда для получения коэффициента корректировки норм запасных частей i -го наименования необходимо сравнить ресурсы
ki
n i
ni
T i
♦
T i
Коэффициент корректировки может
влиять на снижение дефицита запасных частей за 70
счет расширения в допускаемых пределах технических требований на замену и тем самым снизить вероятность их замены. Такой подход позволяет обеспечить требуемую вероятность безотказной работы в очередном межремонтном периоде (рис. 1).
I II III номер контроля
Рисунок 1 – Схема допускаемых отклонений параметров деталей:
Д 1 , Д 2 , Д 3 – допускаемые отклонения параметров при первом, втором, третьем контроле;
Тм – межремонтная наработка; T1 T2 T3 , – средний ресурс 1-го, 2-го, 3-го и т.д. элементов по лимитирующему параметру; I, II, III – номер контроля (ремонта); А-Б-В – линия, аппроксимирующая трансформацию допускаемого отклонения параметров по T при разных ремонтах; А*-Б*-В* – то же с использованием нижней доверительной границы рассеивания ресурса Т(γ)
Закономерность изменения параметра состояния выражена через средний ресурс t cp посредством элементарной функции [7]
и(Т )_ = с. • T.a,
где u(T) i - изменение износа i -й детали за наработку T . , мкм; C i - показатель скорости изнашивания, мкм/мото-ч; a - показатель степени, характеризующий необратимый процесс накопления износа с увеличением наработки.
Выражение для допускаемого отклонения Д i параметра запишется в виде:
а
Д , = с , (Т , - Т м )а = с . Т . (Д , ) ] , (6)
где Т м - межремонтный ресурс.
Используем нормирование допускаемого отклонения параметра Д i в долях предельного износа u ni , а среднего ресурса элемента T cpi - в долях межремонтной наработки Т м
Д
Д- = д_ , — = г ;,
оioi и .Т niм где Доi - нормированное допускаемое отклонение параметра i-й детали; Toi - нормированный средний ресурс i-й детали.
После преобразований получим следующее выражение для определения величины до- пускаемого отклонения параметра
Д оi
Г 1 ла
1-Т
V Т oi 7
Нижняя доверительная граница рассеивания ресурса Т(γ) при односторонней довери- тельной вероятности γ (для случая ЗНР) равна
Т( у ) = Т [ 1 - Н k ( у )v ]
где Н k – квантиль распределения ЗНР; v – показатель вариации ресурса. С учетом выражений (8) и (9) запишем:
Д
оi
11— ТоТо( Y )
α
Тогда формулу (10) коэффициента корректировки норм запасных частей можно записать
в виде
Т i
Т м (1 -^ i ) '
Результаты исследования по сельскохозяйственным предприятиям Иркутской области позволили установить ряд наработок до первого капитального ремонта и сезонные по годам эксплуатации техники в умеренно холодном климате. Осуществлено прогнозирование долговечности по параметрам состояния рабочих поверхностей деталей [8], для чего рассчитывались также предельные износы по каждому из выбранных параметров таблицы 1.
Таблица 1
Параметры состояния деталей (фрагмент таблицы)
|
Наименование и номер детали |
со к |
Параметры распределения износов |
Абсолют. ошибка δ |
Параметры кривой изнашивания |
||||
|
и |
σ |
и см |
v |
с |
α |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Двигатель КамАЗ |
||||||||
|
Вал коленчатый |
I |
0,076 |
0,030 |
0,016 |
0,507 |
0,005 |
5,71 10-5 |
0,845 |
|
2 |
0,079 |
0,029 |
0,019 |
0,47 |
0,068 |
3,98 10-5 |
0,878 |
|
|
Поршень |
I |
0,20 |
0,15 |
0,015 |
0,86 |
0,032 |
2,66 10-4 |
0,74 |
|
2 |
0,124 |
0,05 |
0,005 |
0,58 |
0,01 |
1,57 10-4 |
0,762 |
|
|
3 |
0,074 |
0,035 |
0,005 |
0,509 |
0,010 |
7,73 10 -7 |
1,32 |
|
|
Вал распределительный |
I |
0,196 |
0,126 |
0,006 |
0,665 |
0,017 |
1,98 10 -4 |
0,745 |
|
2 |
0,129 |
0,053 |
0,005 |
0,433 |
0,01 |
4,69 10 -4 |
0,733 |
|
|
Гильза цилиндров |
I |
0,117 |
0,039 |
0,001 |
0,314 |
0,005 |
3,14 10 -4 |
0,684 |
|
Палец поршневой |
I |
0,039 |
0,027 |
0,03 |
0,73 |
0,01 |
1,44 10 -5 |
0,88 |
|
2 |
0,026 |
0,019 |
0,001 |
0,76 |
0,003 |
6,12 10-6 |
0,948 |
|
|
Шестерня |
I |
0,457 |
0,359 |
6,042 |
0,79 |
0,137 |
3,92 10-5 |
1,117 |
|
2 |
0,567 |
0,196 |
0,002 |
0,34 |
0,029 |
1,45 10 -4 |
0,788 |
|
|
3 |
1,93 |
0,96 |
0,028 |
0,58 |
0,15 |
2,49 10-3 |
0,775 |
|
|
4 |
0,079 |
0,044 |
0,003 |
0,57 |
0,006 |
8,8 10-3 |
0,21 |
|
Продолжение таблицы 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Шестерня |
I |
0,666 |
0,367 |
0,002 |
0,535 |
0,051 |
9,42 10 -5 |
1,016 |
|
2 |
0,307 |
0,171 |
0,015 |
0,025 |
0,025 |
1,02 10-3 |
0,64 |
|
|
3 |
1,92 |
1,01 |
0,02 |
0,534 |
0,14 |
0,036 |
0,44 |
|
|
4 |
0,055 |
0,037 |
0,002 |
0,661 |
0,006 |
1,78 10 -3 |
0,34 |
|
|
Муфта |
I |
0,524 |
0,264 |
0,024 |
0,528 |
0,040 |
1,93 10 -4 |
0,899 |
|
2 |
1,98 |
0,96 |
0,003 |
0,498 |
0,14 |
0,004 |
0,69 |
|
|
Трансмиссия МТЗ-1221 |
||||||||
|
I |
0,553 |
0,363' |
0,025 |
0,689 |
0,092 |
5,63 10 -7 |
1,58 |
|
|
2 |
0,316 |
0,242 |
0,018 |
0,807 |
0,062 |
1,79 10-6 |
1,36 |
|
|
Муфта |
I |
0,497 |
0,268 |
0 |
0,54 |
0,069 |
1,08 10-2 |
0,41 |
|
2 |
0,307 |
0,312 |
-0,004 |
1,0 |
0,079 |
4,7 10-5 |
0,957 |
|
|
Вал |
I |
0,214 |
0,13 |
0,008 |
0,66 |
0,021 |
3,24 10-7 |
I,52 |
|
2 |
0,019 |
0,008 |
0,01 |
0,91 |
0,014 |
7,88 10-3 |
0,6 |
|
|
3 |
0,024 |
0,011 |
0,01 |
0,78 |
0,054 |
2,1 10-4 |
0,92 |
|
|
Вал |
I |
0,402 |
0,242 |
0,04 |
0,67 |
0,036 |
3,26 10-6 |
I,07 |
|
2 |
0,037 |
0,022 |
0,01 |
0,826 |
0,044 |
3,18 10-4 |
0,494 |
|
|
Втулка |
I |
0,492 |
0,225 |
0 |
0,457 |
0,043 |
8,49 10-5 |
0,988 |
|
2 |
0,225 |
0,093 |
0 |
0,416 |
0,013 |
2,20 10-3 |
0,51 |
|
|
Втулка |
2 |
0,448 |
0,260 |
0,015 |
0,78 |
0,095 |
7,39 I0-2 |
0,46 |
|
Диск |
2 |
0,221 |
0,114 |
0,01 |
0,543 |
0,016 |
7,80 10-4 |
0,62 |
|
Диск |
I |
0,422 |
0,248 |
0,02 |
0,63 |
0,035 |
1,88 10-3 |
0,57 |
|
Муфта |
I |
0,530 |
0,20 |
0,055 |
0,422 |
0,537 |
1,11 10-2 |
0,44 |
|
2 |
0,592 |
0,202 |
0,145 |
0,451 |
0,030 |
2,52 10-2 |
0,36 |
|
|
Шестерня |
2 |
0,526 |
0,294 |
0,015 |
0,567 |
0,048 |
2,07 10-3 |
0,624 |
|
3 |
0,024 |
0,012 |
0,01 |
0,0З7 |
0,037 |
1,15 10-6 |
I,13 |
|
|
4 |
0,37 |
0,301 |
-0,008 |
0,796 |
0,055 |
7,55 10-6 |
I,21 |
|
|
Шестерня |
I |
0,353 |
0,209 |
0,003 |
0,597 |
0,032 |
1,46 10-6 |
I,40 |
|
2 |
0,444 |
0,306 |
0,023 |
0,73 |
0,046 |
1,16 10-4 |
I,46 |
|
|
Тарелка |
I |
0,257 |
0,135 |
-0,009 |
0,506 |
0,028 |
6,91 10-4 |
0,67 |
|
2 |
0,037 |
0,015 |
0,01 |
0,566 |
0,03 |
2,1 10-4 |
0,588 |
|
|
3 |
0,323 |
0,169 |
-0,015 |
0,538 |
0,035 |
2,39 10-6 |
I,36 |
|
|
Барабан |
2 |
0,39 |
0,29 |
-0,013 |
0,733 |
0,044 |
3,91 10-5 |
I,04 |
|
3 |
0,407 |
0,253 |
0,01 |
0,64 |
0,036 |
3,21 10-4 |
0,734 |
|
|
Полуось |
2 |
0,42 |
0,255 |
0 |
0,606 |
0,040 |
6,85 10-4 |
0,72 |
|
3 |
0,34 |
0,267 |
0,003 |
0,77 |
0,038 |
6,11 10-3 |
0,95 |
|
|
Ступица |
I |
0,636 |
0,385 |
0,23 |
0,628 |
0,081 |
6,60 10-4 |
0,766 |
|
2 |
0,026 |
0,022 |
0,01 |
1,37 |
0,083 |
1,44 10-3 |
0,31 |
|
|
4 |
0,03 |
0,01 |
0,01 |
0,76 |
0,04 |
1,03 10-5 |
0,82 |
|
Список литературы Обеспечение работоспособности автотракторной техники корректированием расхода запасных частей при техническом сервисе
- Бережнов Н.Г., Сырбаков А.П. Влияние климатических факторов на эксплуатацию машин//Сб. тр. КемСХИ, вып. № 7. -Кемерово, 2000. -С. 92-97.
- Ефанов Л.А. Разрушительные процессы и технологические способы повышения ресурса деталей машин, эксплуатируемых в условиях Севера. Иркутск: Изд-во ИГУ, 1988. -168 с.
- Луговнин С.Ю.,Бураев М.К., Луговнина В.В.Зональные особенности классификации запасных частей при техническом сервисе тракторов//Вестник ИрГСХА. -2016. -Вып. 74. -С. 109-116.
- Мартышкин А.П., Маскайкина С.Е., Полуешина Н.И. , Веснушкина Н.Н. Анализ методов оптимизации допускаемых отклонений параметров элементов машин и разработка методики их установления с заданной вероятностью безотказной наработки//Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». 2016. Т. 8, № 3. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/39TVN316.pdf (доступ свободный).
- Методика определения дифференцированных норм расхода запасных частей для технических изделий, эксплуатируемых в районах с холодным климатом. Якутск: Изд-во ИФТПС, 1989. 55 с.
- Михлин В.М. Управление надежностью сельскохозяйственной техники. -М.: Колос, 1984. -334 с.
- Немцев А.Е.,Коротких В.В.Основы формирования системы технического сервиса в АПК Сибири. Сиб. отд-ние РАСХН.-Новосибирск: Изд-во СибИМЭ, 2009.-153 с.
- Тураев А.В. Прогнозирование нормативов потребности в запасных частях для ремонта редукторов уборочной техники (на примере коробки передач кормоуборочного комбайна Е-281): автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.20.03/Тураев Александр Владимирович. -Ульяновск: Изд-во УСХИ, 1990. -25с.
