CC BY
58
Bibliographic list
1. Traffic police of Ministry of internal Affairs of Russia. Statistics. - 2012 [Electronic resource]. URL: http://www. gibdd.ru/stat/
2. Varlamova E. S. Improving the sustainability of single-track vehicles at stops and parked / Varlamova E. S., Knyazev I. M., Gajewski V. V. // Proceedings of the International Pongress of the "SibADI", 2013. Book 3. - P. 194 - 197
3. Brown Roland. Motorcycles: ENPYPLOPAEDIA / tran. from English. L. Y. Galnershteyn. - M: LLP «Publishing house «Rosmen-Press», 2003 - 256 p.
Варламова Евгения Сергеевна - аспирант Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). Основное направление научных исследований -совершенствование эксплуатационных свойств
АТС. Имеет 2 опубликованные работы. е-mail:varlamova_e_s@mail.ru
Гаевский Виталий Валентинович - кандидат технических наук, доцент Московского автомобильно-дорожного государственного
технического университета. Основное направление научных исследований - повышение эксплуатационных свойств одноколейных транспортных средств. Имеет 34 опубликованные работы.
Князев Игорь Михайлович - кандидат технических наук, доцент Сибирской государственной автомобильно-дорожной
академии (СибАДИ). Основное направление научных исследований - совершенствование
эксплуатационных свойств аТс. Имеет 56 опубликованных работ.
УДК 625.76.08
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ НАРАБОТКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН
В. Н. Иванов, Р. Ф. Салихов, Т. М. Чудова
Аннотация. Статья посвящена повышению точности определения периодичности проведения технического обслуживания и ремонта строительных и дорожных машин, на примере бульдозеров. Одной из основных причин приводящих к значительной дисперсии периодичности проводимых технических обслуживаний и ремонтов строительных, дорожных машин является использование показателей наработки учитывающих только лишь продолжительность использования техники, но не отражающих степень их загрузки, либо учитывают их с большой погрешностью. Предлагаемый авторами показатель - величина затраченной энергии лишён этих недостатков, а его использование позволяет сократить избыточное количество технических обслуживаний и ремонтов в несколько раз.
Ключевые слова: Затраченная энергия, наработка, объём выполненных работ, периодичность технического обслуживания и ремонта, работомер, расход топлива, степень загрузки силовой установки, строительные и дорожные машины.
Введение
Одним из актуальных вопросов, связанных с организацией технической эксплуатации строительных, дорожных машин (СДМ) является определение целесообразного момента вывода техники из эксплуатации для восстановления исправного технического состояния и производительности. Разработке данного вопроса посвящено значительное количество работ, в том числе, с использованием критерия, учитывающего затраты на проведение технического обслуживания, ремонта и от падения производительности с увеличением наработки СДМ [1]. Большой разброс возможных значений ресурса одноименных узлов и агрегатов приводит к значительной дисперсии периодичности
проведения технического обслуживания и ремонта (ТО и Р), что, в свою очередь, вынуждает проводить лишние диагностические операции, связанные с контролем технического состояния СДМ, преждевременной заменой эксплуатационных жидкостей и расходных материалов, комплектующих, повышает простои техники. Одной из основных причин приводящих к значительной дисперсии рациональной периодичности ТО и Р СДМ является использование показателей наработки учитывающих только лишь продолжительность использования техники, но не отражающих степень их загрузки, либо учитывают их с большой погрешностью.
Таким образом, для совершенствования системы измерения наработки необходима разработка нового показателя и устройства
для его измерения, которые бы в совокупности ликвидировали эти недостатки.
Исследования, представленные в данной статье, проводились в рамках государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации «Создание теории экономически эффективного генезиса средств производства строительных и транспортных организаций» и гранта РФФИ 13-07-00103.
Основная часть
Для регистрации наработки СДМ используют различные показатели и устройства. Так, например, для измерения наработки в машиночасах на бульдозере марки
Б-170.01 используют механический работомер марки 16-72-1СП, с планетарным редуктором, приводимым от коленчатого вала двигателя. Передаточное число редуктора подбирают таким образом, чтобы показания счетчика соответствовали астрономическому времени при определенной частоте вращения коленчатого вала двигателя, соответствующей использованию машины на наиболее распространенных работах и при средних условиях. При других частотах вращения коленчатого вала показания счетчика должны отличаться от астрономического времени в большую или меньшую сторону [2].
Недостатками механических работомеров являются: погрешность счетчика вследствие его механического износа; счетчик машиночасов не учитывает степень загрузки машины или учитывает ее опосредованно; счетчик машиночасов не защищен от учета «ложной» наработки в результате недобросовестных действий машиниста-оператора.
Большое распространение для регистрации наработки СДМ получил электромеханический счетчик моточасов, используемый, например, на таких машинах как каток ДУ-107, погрузчик МКСМ-800, экскаватор ЭО-5126 и др., который регистрирует время работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и не лишен вышеперечисленных недостатков.
Вышеуказанное говорит о том, что есть необходимость в разработке нового устройства, которое было бы лишено перечисленных недостатков.
Для измерения наработки предлагается применять также такой показатель, как объем выполненных работ. Этот показатель уместно использовать для машин, выполняющих однотипный вид операций с одним и тем же видом нагрузки, например, для катков статического действия, разметочных машин.
Режимы работы большинства строительно-дорожных машин характеризуются, как правило, переменными нагрузками, выполнением одной машиной различных видов операций, при работе с материалами, характеризующимися разными физико-механическими свойствами. Измерение наработки объёмом выполненных работ на различных видах операций и категориях разрабатываемого грунта повышает трудоемкость ее учёта, т.к. необходимо вводить условную операцию и относительно неё производить реальные расчёты по единой выработке. Например, площадь планируемого участка для бульдозера измеряется в м2; объём разработанного грунта - в м3, следовательно, необходимо переводить какую-либо из операций в смежный вид с целью единообразия единицы наработки.
Поэтому использование в качестве измерителя наработки объема выполненных работ для многофункциональных СДМ и машин, работающих с различными материалами нецелесообразно.
Для машин сельскохозяйственного назначения применяют в качестве измерителя наработки количество израсходованного топлива. Недостатками данного показателя являются зависимость его от влияния природно-климатических условий, например, влияние отрицательных температур, неисправностей элементов системы питания (плунжерных пар, обратных клапанов, форсунок, топливных фильтров), впускного тракта (воздушного фильтра,
турбокомпрессора), несоответствие топлива заявленным характеристикам. Использование различного вида топлив (дизельное топливо, бензин, газ) приводит к повышению трудоемкости учета наработки. Также велико влияние человеческого фактора, связанного с тем, что при наличии различных неисправностей между плановыми техническими обслуживаниями приводящих к перерасходу топлива машинист или механик контрольно-технического пункта может с большим опозданием об этом сообщить в службу технической эксплуатации, что приведет к погрешности учета наработки для других составных частей СДМ. Хищение топлива широко распространено на предприятиях, а использование современных средств учета не всегда ликвидирует его, что, в свою очередь, приводит к некорректной регистрации наработки. Повышенная погрешность датчиков уровня топлива,
себестоимость их установки связана с различными строением, геометрическими параметрами, количеством топливных баков СДМ. В связи с этим использование данного параметра для учета наработки СДМ нецелесообразно [3].
Напрашивается такой показатель, который мог бы отражать наработку машин, учитывая и степень загруженности машины, и продолжительность её использования, и в тоже время быть нетрудоемким в процессе его учета, с наименьшей погрешностью. Таким показателем может быть величина затраченной энергии, которая характеризует и трудоёмкость выполненных работ, и продолжительность рабочего времени машины [3, 6].
Для измерения затраченной энергии проф. Басковым В. Н. предложен работомер, устанавливаемый на ДВС, содержащий датчики режимов его работы и движения машины, интегратор электрических сигналов, выдаваемых датчиками, и, по меньшей мере, один подключенный к интегратору индикатор числовых значений. Интегратором служит микропроцессор, а датчик режимов работы двигателя содержит два устройства, одним из которых является бортовой электрогенератор переменного тока, а вторым - измеритель величины хода рейки топливного насоса [4]. Компания «Datum Electronics» предлагает систему мониторинга мощности и крутящего момента, частоты вращения коленчатого вала серии 420 PTO (Power Take-Off - вала отбора мощности) [5]. При доработке предлагаемой системы его можно также использовать для регистрации затраченной энергии. В работе [6] предложен способ
Для определения суммарной
затрачиваемой энергии с начала эксплуатации на различные виды операций предложена следующая формула.
J
эЗ =IV. звя, (1)
определения предельно допустимого расхода топлива при работе тракторного агрегата, который заключается в непрерывном измерении фактических энергозатрат двигателя по режимам работы или в целом по работе тракторного агрегата, фиксируемых электросчетчиком и перемножения этих величин с соответствующими им по технической документации нормативами удельного расхода топлива. Технический результат: повышение достоверности и снижение трудоемкости определения требуемого расхода топлива в зависимости от условий работы. Недостатком данного способа определения энергозатрат является дополнительное определение нормативов расхода топлива для различных видов выполняемых операций машиной, что повышает трудоемкость учета наработки, а также вышеперечисленные недостатки, связанные с учетом топлива.
Авторами данной статьи были проведены исследования затрачиваемой энергии по усреднённым условиям для трёх видов операций: разработка грунта 2-ой категории, планировка верха земляного полотна, очистка от снега выполняемых бульдозерами различных марок (таблица 1). Целью данных исследований было выявить расхождение количества затраченной энергии
бульдозерами на определенных интервалах наработки, измеряемой в машиночасах. Для определения объемов выполненных работ использовался «Журнал учета наработки машин и механизмов», который велся специалистами ГП «УМДР» г. Омск.
где Vj - объём выполненных работ у-го наименования, м2, м3; Эеп - затраченная энергия на единицу продукции выполненных работ, Дж .
ед.прод.
После расчета затрачиваемой энергии бульдозерами при выполнении различных
Таблица 1 — Величина затраченной энергии на единицу продукции
Марка бульдозера ДЗ-27 ДЗ-110 В ДЗ-59 ХЛ На базе Т-130
Наименование^\^^
операций
Разработка грунта, МДж/м3 5,5 4,3 6,5 5,1
Очистка от снега, МДж/м3 - 1,9 - -
Планировка грунта, МДж/м2 0,2 0,2 0,3 0,2
операций были получены зависимости этого показателя от наработки (рис. 1.).
Из рисунка 1 видно, что при одной и той же наработке бульдозеров, измеряемой в машиночасах, величина затраченной энергии с начала эксплуатации колеблется в различных пределах, максимальный разброс
по затраченной энергии наблюдается на интервале наработки 6000...7000 машиночасов и составляет 7105 МДж, что доказывает то, что будет и разная степень изменения технико-экономических
показателей.
Рис. 1. Динамика изменения величины затрачиваемой энергии для бульдозеров в течение наработки
Результаты исследования по затратам энергии представлены только для рабочих операций бульдозеров. Учет в совокупности затрат энергии на выполнение всех технологических операций цикла работы исследуемых машин позволит корректнее рассчитать момент вывода машины из эксплуатации для проведения технических обслуживаний и ремонтов.
Для измерения затраченной энергии авторами разрабатывается устройство, которое планируется устанавливать на строительную, дорожную технику.
Предлагаемое устройство будет работать совместно с персональным компьютером, работающего по алгоритму, задаваемому разработанной программой. Измерительное устройство будет определять значение крутящего момента, угловую скорость коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, на основании которых будет определена величина фактически реализуемой мощности. Расчет скоростных параметров будет производиться непрерывно, пока работает двигатель внутреннего сгорания вплоть до его выключения. С использованием полученных данных и продолжительности работы двигателя внутреннего сгорания
определяется затраченная энергия. Полученная величина затраченной энергии суммируется с её общей величиной, соответствующей промежутку времени от момента начала её эксплуатации до рассматриваемого периода и так будет производиться учет наработки затраченной энергии циклически в течение всего процесса эксплуатации.
Заключение
Таким образом, конструкция
предлагаемого устройства снизит его себестоимость и погрешность получаемых показаний по сравнению с аналогами, а новый показатель наработки - затраченная энергия силовой установки позволит точнее определять периодичность проведения операций технических обслуживаний и ремонтов, составлять планы-графики их проведения. Это, в свою очередь снизит издержки на лишние операции по контролю технического состояния СДМ и простои в производственно-ремонтной базе.
Библиографический список
1. Иванов В. Н., Салихов Р. Ф., Щукин К. В. Методика определения рациональной
периодичности проведения ремонтов дорожно-строительных машин // Механизация строительства. - 2003. - №5. - С. 12 - 14.
2. Волков Д. П., Николаев С. Н. Надёжность строительных машин и оборудования: учебное пособие для студентов вузов. - М.: Высшая школа, 1979. - 400 с.
3. Басков В. Н. Повышение надёжности автомобиля использованием рационального измерителя процесса эксплуатации: дис. ... докт. техн. наук. - Саратов, 2004. - 375 с.
4. Система мониторинга вала отбора мощности. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.datum-electronics.ru/pto-power-monitoring-system.aspx.htm (дата обращения: 28.02.2013).
5. Патент Российской Федерации RU 36518 Работомер. - Басков В. Н., Денисов А. С. Дата начала действия патента: 24.06.03./ (БИ №7. - 2004).
6. Патент Российской Федерации RU 2266529 Измерение расхода жидкости путём сравнения с другой переменной величиной, например измерение расхода жидкого топлива для двигателей. - Иофинов С. А., Скробач В. Ф., Фокин Г. А., Шкрабак В. С. Дата начала действия патента: 13.09.2000./ (БИ №7. - 2005).
IMPROVEMENT OF THE MEASURING SYSTEM
OF THE OPERATING TIME FOR BUILDING AND ROAD MACHINES
V. N. Ivanov, R. F. Salikhov, T. M. Phudova
The article is devoted to increasing the accuracy of determining the periodicity of maintenances and repairs for building and road machines for example of bulldozers. One of the main reasons that lead to a considerable dispersion periodicity of conducted maintenances and repairs of building and road machines is to use parameters operating time that take into account only the duration of use of the machinery but it does not reflect the of their load level of the machine or considers its very inaccurately. The authors suggest the parameter is the amount of energy consumption which is devoid of these shortcomings and its use will reduce the excessive number of maintenances and repairs several times.
Keywords: Energy consumption, operating time, the volume of executed works, periodicity of maintenance and repair, rabotomer, fuel consumption,
the load level of the machine, building and road machines.
Bibliographic list
1. Ivanov V. N., Salikhov R. F., Schukin K. V. Methods of definitive of rational periodicity for repairs of road and building machines // Road building mechanization. - 2003. - №5. P. 12 - 14.
2. Volkov D. P., Nikolaev S. N. Reliability of building machines and equipment: a textbook for University students. - M.: Vyshaya school, 1979. - 400 p.
3. Baskov V. N. Increase of reliability of the car using rational meter operational process: dissertation... Doctor of Technical Science. - Saratov, 2004. - 375 p.
4. Equipment of direction and control for mean of transport [Electronic resource]. - access mode is http://www.datum-electronics.ru/pto-power-monitoring-system.aspx.htm/. (reference date is 25.03.2013).
5. Patent of the Russian Federation RU №36518 Rabotomer. - Baskov V. N., Denisov A. S. Start data: 24.06.2003 (bulletin of inventions № 7. - 2004).
6. Patent of the Russian Federation RU №2266529 Measurement of liquid flow by comparison with another variable for example flow measurement of liquid fuel for engines. / lofinov S. A., Shkrabak V. S., Fokin G. A., Skrobach V. F. Start data: 13.09.2000 (bulletin of inventions № 7. - 2005).
Иванов Виталий Николаевич - доктор технических наук, профессор кафедра «Менеджмент» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). Общее количество опубликованных работ: 122. e-mail: ivanov_vn@sibadi. org.
Салихов Ринат Фокилевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «ЭСМиК» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). Общее количество опубликованных работ: 54. e-mail: salikhorinat@yandex. ru.
Чудова Тамара Михайловна - Магистрант кафедра «ЭСМиК» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). email: annavalleri@mail.ru.
УДК 629.33.03-843
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА РЕМОНТА РЕЗЬБОВЫХ ОТВЕРСТИЙ ПОД КРЕПЛЕНИЕ ГОЛОВКИ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ МАШИН
В. Н. Кузнецова, А. Л. Дерман, В. В. Савинкин, Л. Н. Киселева
Аннотация. На основании проведённого анализа способов ремонта резьбовых соединений предложена конструкция кондуктора для проведения ремонта резьбовых отверстий крепления головки блока цилиндров двигателей машин.
Ключевые слова: кондуктор, резьбовое отверстие, высверливание повреждённой шпильки, восстановление резьбы.
