Пути повышения эффективности технического обслуживания строительно-дорожных машин Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

lui

Транспорт

ности, идущих на нагрев тех частей остова, которые в этом не нуждаются. При данном методе сушки нагреву будет подлежать лишь изоляция обмоток, на которую будет направлен ИК лучевой поток.

Но ввиду слишком сложной геометрии расположения обмоток магнитной системы ТЭД и с целью максимизации эффективности процесса сушки необходимо осуществлять комбинированный метод с применением ИК-излучения, конвекции и вакуумного методов. При этом главной задачей является установление оптимальных соотношений мощностей, подводимых к каждому из данных методов сушки, и с учетом этого

реорганизация всей существующей ныне технологии сушки остовов.

В настоящее время ИК-энергоподвод успешно применяется в технологии капсулирования изоляции лобовых частей обмоток якорей ТЭД на базе Нижне-удинского ремонтного локомотивного депо с целью повышения их ресурса. Исследования по теории, технологии и техники капсулирования, проводимые учеными кафедры «электроподвижной состав» Иркутского государственного университета путей сообщения, считаются завершенными.

Библиографический список

1. Барэмбо К.Н., Бернштейн Л.М. Сушка, пропитка и компаундирование обмоток электрических машин. М .-Л.: Госэнергоиздат, 1961. 368 с.

УДК 625.76.08

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАШИН

л

В.И.Крысенко1

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Отмечено, что в настоящее время применяются три системы выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту строительно-дорожных машин. Это система планово-предупредительного ремонта, система фирменного ремонта и система технического сервиса. Система технического сервиса предусматривает применение гибкого подхода к организации технического обслуживания и ремонта строительно-дорожных машин. Обосновано, что система этих воздействий может быть либо плановой, по установленным заранее нормативам, либо может быть организована по результатам контроля технического состояния с использованием методов и средств технического диагностирования. Проведение исследования моторных масел позволяет определить наибольшую величину наработки двигателя до его замены, а следовательно, и изменить периодичность проведения технического обслуживания и ремонта строительно-дорожных машин. Табл. 2. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: техническое обслуживание; норматив; наработка; диагностирование; периодичность; моторное масло.

WAYS TO IMPROVE MAINTENANCE EFFICIENCY OF CONSTRUCTION AND ROADMAKING MACHINERY V.I. Krysenko

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk,664074.

There are three systems of maintenance and repair of construction and roadmaking machinery now. These are the system of scheduled and preventive maintenance, the system of post delivery maintenance and the system of technical service. The system of technical service provides a flexible approach to the organization of maintenance and repair of construction and roadmaking machinery. It is proved that the system of these effects can be either planned, according to pre-set standards, or be arranged by the control results of technical inspections with the use of methods and tools of technical diagnosing. The study of motor oils allows to determine the greatest amount of operating time before its replacement, and therefore to change the periodicity of maintenance and repair of construction and roadmaking machinery. 2 tables. 4 sources.

Key words: maintenance; standard; nonfailure operating time; diagnosing; periodicity; motor oil.

Одной из основных задач технической эксплуатации строительно-дорожных машин является эффективное управление их работоспособностью, поскольку знания и применение различных методов позволяет снизить затраты на проведение технических воздей-

ствий и обеспечить эксплуатационную надежность машин.

Анализ опыта работы эксплуатационных организаций показывает, что процессам технической эксплуатации уделяется недостаточное внимание. Это про-

1Крысенко Виктор Иванович, доцент кафедры строительно-дорожных машин и гидравлических систем, тел.: 89086465921. Krysenko Victor, Associate Professor of the Department of Construction Roadmaking Machinery and Hydraulic Systems, tel.: 89086465921.

является в нарушениях технологии, изменении режимов, низком качестве работ по техническому обслуживанию и эксплуатационному ремонту. Причинами этого являются низкая оснащенность диагностическим оборудованием, высокая степень износа ремонтного оборудования, отсутствие технической документации, низкая квалификация ремонтного персонала, недостаточное финансовое обеспечение.

Поэтому проводимые с нарушениями мероприятия по поддержанию работоспособности машин в условиях эксплуатационных организаций малоэффективны.

Возможность применения более совершенной системы технического обслуживания и ремонта строительно-дорожных машин (технического сервиса) позволяет повысить качество проводимых мероприятий.

Опыт производственного применения системы технического сервиса при обслуживании строительно-дорожных машин связан, в основном, с разработкой организационных мероприятий. Такие вопросы, как совершенствование технологии, методов, пересмотр значений наработок периодичности обслуживания, менее изучены.

Практические рекомендации носят частный характер, вследствие чего эти прогрессивные методы применяются в меньшей степени, чем традиционные, известные в эксплуатационных организациях.

Таким образом, совершенствование методов и технологии выполнения работ по техническому обслуживанию в целях обеспечения эксплуатационной надежности строительно-дорожных машин для формирования системы технического сервиса является актуальной задачей.

В настоящее время в основном применяются три системы: планово-предупредительного ремонта; фирменного ремонта; технического сервиса.

Система технического сервиса предусматривает применение гибкого подхода к организации технического обслуживания и ремонта. Гибкий ремонт предполагает возможность проведения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту в зависимости от технического состояния машин, графика ремонта, удаленности машин от сервисного предприятия и других факторов. Для этого необходимо предусмотреть режимы технических воздействий, произвести оптимизацию периодичности технических обслуживаний и ремонтов, изменить применяемые эксплуатационными организациями методы технического обслуживания и ремонта, что позволит:

-повысить качество проводимых технических об-служиваний и ремонтов;

-сократить затраты на проведение технических обслуживаний и ремонтов;

-сократить время простоев машин в технических обслуживаниях и ремонтах;

-увеличить производительность машин. Для качественно проводимых работ по техническому обслуживанию и ремонту целесообразно разработать рекомендации по переводу на виды технического воздействия, используя при этом изменения свойств смазочного материала в зависимости от его

наработки с целью установления периодичности его замены.

Для эффективного применения системы технических воздействий в системе технического сервиса необходимо рассматривать машину как объект, состоящий из нескольких систем, различных по функциональному назначению. Степень влияния каждой из выделенных систем на надежность машин в целом разнородна.

Ряд агрегатов, узлов, сборочных единиц, отказы которых появляются в связи с достижением предельного состояния и в конечном итоге приводят машину к отказу, отнесены к категории основных систем, а их отказы - к отказам основных систем.

Агрегаты, узлы, сборочные единицы, отказы которых вызывают перерывы в работе машин, снижают вероятность безотказной работы и величину коэффициента технической готовности, отнесены к категориям вспомогательных систем. К этой категории относят любые отказы машин, кроме отказов предельного состояния основных систем. Отказы вспомогательных систем снижают средние ресурсы основных систем. Например, течь рабочих жидкостей и масел, разрегулировка топливной аппаратуры, нарушение регулировочных параметров в тягах или повреждение сальников.

Таким образом, строительно-дорожная машина представляет собой сложную техническую систему, состоящую из ряда функционально объединенных систем. Работоспособность и долговечность этой системы определяется качеством функционирования условно образующих ее основных и вспомогательных систем. Техническое состояние и выходные характеристики машины зависят от степени негативного влияния на каждую из этих систем эксплуатирующих факторов, действия которых наблюдаются при использовании машин по назначению.

В противовес негативному воздействию эксплуатационных факторов необходимо поставить обслуживающие и восстановительные технические воздействия системы технического обслуживания и ремонта. Система этих воздействий может быть либо плановой, по установленным заранее нормативам наработки между обслуживаниями, либо организована по результатам контроля технического состояния с использованием методов и средств технического диагностирования.

Следует отметить, что вероятность отказа вспомогательных систем на наработке между обслужива-ниями может быть очень мала, тогда и восстановление в этот период вообще не планируется, и они будут только обслуживаться с установленной периодичностью. Однако может возникнуть ситуация, связанная с неоднократными отказами вспомогательных систем. Тогда они будут требовать неоднократных восстановлений на наработке между обслуживаниями.

Вспомогательные системы взаимодействуют каждая с одной или несколькими основными системами, или несколько вспомогательных систем обеспечивают нормальную работу одной из основных систем. Такого рода функциональные взаимодействия позволяют

I ami

Транспорт

считать вспомогательные системы обслуживающими. Многократное восстановление качества функционирования этих систем за время истечения ресурса машины и ее основных систем выполняется с периодичностью обслуживания, значение которой существенно меньше ресурса машины. Однако необходимо учитывать, что восстановление качества функционирования вспомогательных систем, в свою очередь, имеет обслуживающий характер по отношению к машине в целом и ее основным системам. По отношению к основным системам машины техническое обслуживание сводится только к операциям диагностирования, по результатам которого могут быть назначены вспомогательные технические воздействия.

Установление значений периодичности технического обслуживания вспомогательных систем по отношению к основным системам составляет определенную сложность. Невозможно предсказать, продиа-гностировать или выявить заранее такие отказы, как разрегулировка механизмов или появление течи в системах машины. Их появление носит случайный характер и в любом случае требует остановки машины и устранения неисправности, то есть проведения непланового ремонта.

Следовательно, без применения средств диагностирования не представляется возможным целесообразно и постоянно обеспечивать эксплуатационную надежность вспомогательных систем. Диагностирование позволит получить информацию о состоянии вспомогательных систем и определить объемы вспомогательных и обслуживающих работ.

На работоспособность вспомогательных систем можно влиять, поддерживая в сопряжениях деталей определенную скорость изнашивания. Она будет зависеть от физико-химических свойств смазочного материала, режимов работы и периодичности замены смазки. Поэтому необходимо оптимизировать периодичность обслуживания вспомогательных систем машины. Регулярно проводимые технические обслуживания позволят снизить скорости изнашивания сопряженных деталей, повысив ресурс основных систем, и восстановить регулировочные параметры вспомогательных систем.

Для оценки значимости обслуживания вспомогательных систем предлагается использовать методику профессора А.М. Шейнина.

Для случаев, когда замена смазочного материала не проводится вообще, минимальный ресурс сопряженных деталей может быть определен по формуле

ДИ. = a ■ t

обсл '

(2)

р min

(И ^

_п_

I а )

На

(1)

где И - предельно допустимый износ элемента; а -коэффициент, характеризующий скорость изнашивания; а - показатель степени, отражающей характер изнашивания.

Если замену смазочного материала проводить с периодичностью ^6сл., то изменение износа И определится из соотношения

При этом будет сохраняться большая скорость изнашивания, что подтверждается приращением износа ДИ|, а ресурс смазываемых деталей ограничится ресурсом tp¡, который больше tp т|п. При этом затраты на замену смазочного материала станут минимальные, а затраты на ремонт увеличатся. Следовательно, для увеличения ресурса и обеспечения работоспособности машины необходимо увеличить число обслужива-ний вспомогательных систем, а значит, уменьшить величину периодичности замены смазочного материала. Однако при достаточно малой величине периодичности обслуживания смазочный материал не будет вырабатывать свой ресурс, при этом будут иметь место излишние затраты на обслуживание. В свою очередь, это будет характеризоваться малой скоростью изнашивания сопряженных деталей, меньшими затратами на замену изношенных деталей и повышенным ресурсом.

В системе технического сервиса владельцам машин можно предложить любую схему обслуживания, исходя из их финансового состояния и особенностей эксплуатации машин. Однако наиболее приемлемой будет та схема, при которой периодичность обслуживания обеспечивает сопряжению или деталям установленный заводом-изготовителем ресурс.

Наработка является ресурсом элемента при техническом обслуживании с определенной периодичностью. Количество обслуживаний можно определить из соотношения предельного износа к величине износа. Тогда

И

t . =-и

р' ДИ

•t

обсл ?

(3)

обсл

или с использованием соотношения (2) при а > 1

И И

t„ =■

а • t

^ обсл

обсл

а ■ t

- (4)

обсл

Таким образом, предлагаемая система технических мероприятий позволяет поддерживать и восстанавливать работоспособность машины с помощью воздействия на вспомогательные и основные системы машины.

Оптимальные периодичности обслуживания различных вспомогательных систем различаются по величине. Это усложняет формирование видов работ. Поэтому для формирования видов технического обслуживания необходимо определить вспомогательную систему, периодичность обслуживания которой могла бы служить отправной точкой для формирования всей системы технического обслуживания. Периодичность обслуживания такой системы можно назвать базовой периодичностью, выявленную вспомогательную систему - базовой системой. Для остальных систем и агрегатов машин необходимо установить приемлемые

диапазоны периодичностей обследования. Они должны отражать наименьшую и наибольшую наработку определенного узла, в пределах которой требуется замена смазочного материала. Наличие таких диапазонов при формировании видов технических воздействий позволит выбрать периодичность, кратную базовой.

Периодичность обслуживания базовой системы можно определить с помощью аппарата математического моделирования или экспериментально.

Наиболее приемлем в системе технического сервиса критерий суммарных удельных затрат на эксплуатацию машины. При этом целесообразно принять некоторые допущения: техническое обслуживание проводится регулярно с определенной периодичностью и полностью восстанавливает условия работы сопряженных деталей; затраты на техническое обслуживание зависят от периодичности его выполнения; затраты на устранение отказов и неисправностей независимы от наработки на отказ и от значения износа.

В качестве дополнительного критерия принимаем величину предельного износа деталей, которая появляется из условия невозможности дальнейшей эксплуатации машины из-за отказа. Регулярное проведение работ по замене масел и рабочих жидкостей (картер двигателя, гидросистема, другие узлы и соединения) позволит снизить скорость изнашивания деталей.

С учетом сделанных допущений функция будет иметь вид

С г

С — к ,_Р + Гоб.

Суд - <

р об

(5)

где Р - коэффициент, зависящий от номера межремонтного цикла; Ср - затраты на текущий ремонт машины; Соб - затраты на проведение технического обслуживания; - периодичность проведения технического обслуживания,

^ -

V

-к V -1)

Здесь V - порядковый номер межремонтного цикла;

Кр - коэффициент, характеризующий ресурс машины после капитального ремонта.

Затраты на текущий ремонт машины составляют

Ср= Сам + Спр.р + Срем

(6)

где Сам - стоимость амортизационных отчислений за период эксплуатации; Спр.р - стоимость простоя в ремонте; Срем - стоимость ремонта машины.

Затраты на техническое обслуживание составляют

Соб = С1

пр.об.

+ С

об.

(7)

где Спроб - стоимость простоя машин в техническом обслуживан ии; Соб - стоимость проведения технического обслуживания.

Подставив выражения (4), (6), (7) в (5). получим

Суд — К ' а ' 1-об ' {Сам + Спр.р + Срем ) )

1 С + С

1 ^ пр. р^ ^ об

(8)

И

об

Из приведенной формулы можно определить оптимальную периодичность замены смазочных материалов в системах и агрегатах машин.

Периодичность обслуживания базовой системы можно определить с помощью проведения определенных исследований, в частности, изучения потоков отказов автогрейдеров и бульдозеров. Статистика потоков отказов автогрейдеров и бульдозеров, особенно отечественного производства, показывает, что наибольшее количество отказов приходится на двигатель внутреннего сгорания - соответственно 22,5 и 22,9%, далее идут отказы по рабочему оборудованию

- соответственно 14,9 и 14,2%, затем по гидросистеме

- 10,6 и 11,2%.

Среди двигателей внутреннего сгорания наибольшее количество отказов приходится на подшипники скольжения. Исследования потоков отказов сопряжения шейка коленчатого вала - подшипник скольжения показывают, что более чем в 90% случаев причиной отказа является изнашивание, коррозия, усталость, а в остальных случаях - нарушение технологии сборки. Факторами, вызывающими изнашивание, коррозию и усталость, являются ухудшение свойств масла вследствие старения, использование масла низкого качества, наличие в масле абразивных частиц, неправильный уход за масляным фильтром, использование масла, несоответствующего требованиям завода-изготовителя, наличие в масле охлаждающей жидкости. Перечисленные факторы связаны с системой смазки двигателя и вызывают преждевременный выход из строя деталей двигателя. Поэтому за базовую периодичность взята периодичность замены моторного масла, за базовую систему - система смазки двигателя, а за базовый агрегат - двигатель.

Предметом рассмотрения служат моторные масла, которые отбирались из двигателей машин в летнее и зимнее время соответственно. При этом ставились следующие задачи:

-установление опытным путем величины наработки двигателя до очередной замены масла;

-изучение процессов изменения физико-механических характеристик исследуемых масел;

-исследование изменений физико-механических свойств масла в процессе эксплуатации и срока его пригодности при работе;

-определение оптимальной периодичности замены масла в двигателе машины.

Изучение свойств масла проводилось по следующим показателям:

-вязкость кинематическая;

-температура застывания; -температура вспышки; -доля механических примесей; -доля воды; -щелочное число.

Таблица 1 Распределение отказов двигателя

Детали двигателя Количество отказов, %

Автогрейдеры Бульдозеры

Кольца поршневые 24 27

Пальцы поршневые 12 12

Подшипники скольжения 60 58

Гильзы цилиндров 4 3

Исследуемое масло отбиралось из двигателя через каждые 100 мото-часов в интервале наработки 0400 мото-часов и через 50 мото-часов в интервале наработки 400-500 мото-часов.

Масло работало в двигателе до состояния, при котором дальнейшее использование становилось невозможным. Состояние невозможности использования масла принималось при достижении одним из указанных показателей предельного значения.

Проведенные исследования моторного масла позволяют определить наибольшую величину наработки до его замены. Исследования проводились до наработки 500 мото-часов. Результаты проведения исследований сведены в табл.2. Анализ данных таблицы показывает, что продолжительность работы моторного масла ограничивают два показателя: щелочность и доля механических примесей, которые раньше других приобретают браковочные значения. При этом по показателю доли механических примесей масла можно использовать и после наработки 40 мото-часов, но при наработке 400 мото-часов значение этого показателя

начинает интенсивно увеличиваться. Это объясняется изменением количества абразивных частиц, которые нарушают целостность смазывающей пленки и вызывают увеличение скорости изнашивания сопряженных деталей, что влечет их преждевременный выход из строя. Остальные показатели не ограничивают применение данных масел после исследуемой наработки.

Таблица 2

Распределение наработки до предельного состояния моторного масла

Свойства масел Марка масла Наработка до предельного состояния, мото-час

Вязкость МГ-10 МГ-8 450 470

Температура застывания МГ-10 МГ-8 >500 >500

Температура вспышки МГ-10 МГ-8 >500 >500

Доля механических примесей МГ-10 МГ-8 420 420

Доля воды МГ-10 МГ-8 >500 >500

Щелочное число МГ-10 МГ-8 440 420

Исходя из приведенных выше данных, можно утверждать, что моторные масла исследуемых марок можно эксплуатировать до наработки 420 мото-часов. Это дает основания для изменения периодичности замены моторного масла в машинах.

Согласно рекомендациям по организации технического обслуживания и ремонта строительных машин МДС 12-8-2000 замену моторного масла следует проводить при ТО-2, периодичность которого 240 моточасов. Полученные результаты позволяют увеличить эту периодичность.

Библиографический список

1. Шестопалов К.С. Строительно-дорожные машины. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 384 с.

2. Пермяков В.Б. Технологические машины и комплексы в дорожном строительстве. Омск: Изд-во СиБАДИ, 2007. 440 с.

3. Рекомендации по организации технического обслуживания

и ремонта строительных машин МДС 12-8.2000, 2000. 23 с. 4. Крысенко В.И. Пути повышения эффективности технического обслуживания строительно-дорожных машин // Вестник Иркутского регионального отделения Академии наук высшей школы России. 2008. №1. С. 203-206.