CC BY
36
Section 10. Transport
Section 10. Transport
Tulenov Aidarali Tulenovich, Cand.Sci (Technics), professor of the South Kazakhstan State University named after M. Auezov, Shymkent city,
E-mail: tulenov-2011@mail.ru Gorskaya Nataliya Aleksandrovna, Master's degree (Transport) South Kazakhstan State University named after M. Auezov, Shymkent city,
E-mail: gorskaya39 @mail.ru Aitmukhamed Sagimbekovich Junusbekov, Cand.Sci (Technics) South Kazakhstan State University named after M. Auezov, Shymkent city,
E-mail: aitmukhamed @mail.ru Tortbayeva Dinara Ryskulbekovna, Cand.Sci (Technics) South Kazakhstan State University named after M. Auezov, Shymkent city,
E-mail: dinash @mail.ru
Operational car safety allowance optimization
Abstract: The authors suggest the mathematical models showing the values of the assembly components safety index, which maximum tear provides for the failure, and the wear velocity depends on the technical maintenance periodicity.
Key words: safety, failure, accrued operating time, wear, operation, wastes compensation costs
Туленов Айдарали Туленович, к. т.н., профессор, Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова, г. Шымкент,
E-mail: tulenov-2011@mail.ru Горская Наталия Александровна, магистр транспорта, Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова, г. Шымкент,
E-mail: gorskaya39@mail.ru Джунусбеков Айтмухамед Сагимбекович, к. т.н., Южно-Казахстанский государственный университет имени М. Ауэзова, г. Шымкент,
E-mail: aitmukhamed @mail.ru Тортбаева Динара Рыскулбековна, к. т.н., Южно-Казахстанский государственный университет имени М. Ауэзова, г. Шымкент,
E-mail: dinash@mail.ru
Оптимизация нормативов надежности машин в эксплуатации
Аннотация: Предложены математические модели, выявляющие значения показателей надежности сборочных единиц, предельный износ которых вызывает их отказ, а скорость изнашивания зависит от периодичности
технического обслуживания.
Ключевые слова: надежность, отказ, наработка, потерь.
Выполненные исследования в области эксплуатационной надежности машин создали предпосылки к оптимизации нормативов машин и их конструктивных элементов. Критерием оптимизации нормативов
износ, ресурс, эксплуатация, стоимости компенсации
надежности в общем случае может быть минимальная сумма C (t) средней удельной стоимости: амортизационных отчислений САМ; устранения отказов и неисправностей (текущий ремонт) СТР; компен-
112
Operational car safety allowance optimization
сации потерь, обусловленных износом (снижение производительности, повышение расхода эксплуатационных материалов и т. п.) СКП [1, 52-53]. Эти стоимости в среднем удельном исчислении определяются на единицу наработки t за амортизационный срок службы. Для снижения скорости изнашивания и обеспечения требуемого уровня вероятности безотказной работы выполняется техническое обслуживание, стоимость которого Соб относится к периодичности выполнения t^ обслуживания.
Ограничением при таком критерии является постоянная производительность машины. Так как она уменьшается по мере увеличения наработки из-за роста параметра потока отказов и сопутствующих им простоев, а также увеличения износов, то требуется дополнительное количество машин, стоимость которых следует учитывать при определении минимума затрат. Кроме того, ограничением является предельный износ U , выявляемый по критериям невозможности дальнейшей эксплуатации: в результате износа происходят поломки деталей, заклинивание механизма и т. п. или сборочная единица попадает в зону интенсивного выхода из строя.
Огрубление модели, как общепринято, является то, что стоимость устранения отказа считается независимой от наработки на отказ и значения допустимого износа, а стоимость технического обслуживания не зависит от периодичности его выполнения. Принято также, что техническое обслуживание полностью восстанавливает систему.
Машина, ее агрегат или узел (сборочная единица) работает до списания и (t) циклов и подвергается и (t) — 1 раз капитальному ремонту, при этом и (t) — целое положительное число. Капитальный ремонт сборочной единицы является текущим ремонтом агрегата, в который она входит. То же относится к агрегату и машине.
Примем общий процесс восстановления, при котором ресурс tp до первого отказа (капитального ремонта) больше, чем ресурсы tp между отказами (капитальными ремонтами), но последние имеют одно и то же значение. Отношение между ресурсами
t
K = — < 1. Это относится к машине, агрегату, сбороч-
tp
ной единице.
Стоимость САМ объекта определяется стоимостью Со его изготовления или приобретения, уменьшенной на значение стоимости при списании, а также стоимостью капитальных ремонтов СКР (v(t)-1) за амортизационный срок службы. Стоимость за цикл экс-
плуатации устранения отказов СТР и компенсации потерь Скп можно принять величинами не зависимыми от порядкового номера цикла. С учетом этого целевая функция имеет следующий вид
- V(t) . САМ.О + СТР + СКП +^ Co6i ^ mjn (1)
Mt ' ^ L
С (t) = -
tAM = М-tp иМ = 1 + К((f)-l); САМ = CAM.av(t) и
САМ.О = [С0 + Скр (( ) - l) ) (v (t )
где САМ О — средняя стоимость амортизации, приходящаяся на одно предельное состояние объекта.
Для выявления минимума стоимости C (t ) по соотношению (1) необходимо определить оптимальные значения ресурса tp периодичности t^. обслуживания, предельного износа и п, учитывая их взаимосвязь, что относится к большинству объектов. Рассмотрим зависимости, во-первых, ресурса от периодичности обслуживания, во-вторых, стоимости компенсации потерь от наработки и периодичности обслуживания и в третьих, стоимости текущего ремонта от наработки.
Выявим каждую из перечисленных зависимостей.
Зависимость износа и от наработки t выражается, как это принято, формулой
и = at1 (2)
и отражена кривой 1 на рисунке, где также показаны предельно-допустимый износ W и износ Д и за наработку t=t^.
Наработку t = tpi за износ при применении обслуживания с периодичностью определим на графике склеенной кривой 2 или после ее аппроксимации — прямой 3. В аналитическом виде эту зависимость отразим формулой
- Mil
и".
, o6i
ип
ata
(3)
lo6i * об
Здесь следует отметить, что при =const износ U для любой наработки t=tpi определяется соотношением
и = a-fj1 ■t, (4)
а при t = t
ип = о-С1 -tp
Стоимость компенсации потерь СКП может быть задана либо по аналогии с износом суммарным значением
Скп = с ив,
либо по интервалам износа
С.п,(и ) = си ’.
Очевидно, что
СКП = С иß = \с xß dx = -4— U"+1,
Í ß +1
(5)
(6) (7)
113
Section 10. Transport
откуда
Рисунок 1. Зависимость износа U от наработки и периодичности ТО
c
С =-----и ß = ß +1
ß +1
и в суммарном за наработку t
C
тр
b а+1
а +1
(13)
Для определения СКП как функции t и to6 на первом цикле эксплуатации преобразуем (5) с помощью (4). Получим
Скп = с ■ a ß. (8)
Для расчета стоимости компенсации потерь в среднем удельном исчислении СКП^ (t ) соотношение (8) следует разделить на t
сщ (t) = c V'CV", (9)
а, в интервальном исчислении СКП (t) соотношение (8) требуется продифференцировать
СКПт (t) = ß- c ■ aß-Cmtß-\ (10)
Стоимость устранения отказов и неисправности зададим в интервальном исчислении
(t) = bta (11)
Следовательно, для расчета в среднем удельном исчислении получим соотношение
СТР (t) =1 \bxadx = -^~ ta (12)
с to a+1
Таким образом, полученные соотношения (8) и (10), (11) и (13) необходимы для создания нормативов, позволяющих управлять реализацией ресурсов, а соотношения (9) и (12) удобно использовать для выявления минимальной стоимости С (t), применяя наработку t = Полученные соотношения позволяют оптимизировать показатели надежности различных объектов.
Выполненные разработки использованы для нормирования показателей надежности автомобильного двигателя КамАЗ-740 по критерию угара моторного масла и стоимости устранения отказов.
Специально проведенными испытаниями определены численные характеристики кривых: износа гильз цилиндра а=0,27 мкм/тыс.кма (а =1,64); стоимости компенсации потерь с=3,31х10-4 руб/мкм и ß=2,2; стоимости текущих ремонтов в интервальном исчислении Ь=2,7б42х10-3 руб/тыс.кма+1.
114
Operational car safety allowance optimization
Список литературы:
1. Совершенствование метода управления изнашиванием автомобильных двигателей. Туленов А. Т., Горская Н. А. и др.Техника и технология: новые перспективы развития: Материалы XII Международной научно-практической конференции. - Москва: Издательство «Спутник +» 2014. - 140 с.
115
