CC BY
22УДК 631.173
УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ МАШИН И ИХ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ РЕМОНТНЫХ ЦИКЛОВ
Караваев Михаил Александрович, магистрант, Научный руководитель: Катаев Юрий Владимирович, кандидат технических наук,
доцент;
ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Российская Федерация
Аннотация: В статье рассмотрены вопросы управления техническим состоянием машин и их составных частей при организации структуры ремонтных циклов при проведении текущего обслуживания и ремонта. Управление рассматривается как техническое воздействие, а стратегия - как все воздействия, которым подвергается система. Перспективное направление совершенствования стратегии ремонта техники связано с применением технического диагностирования.
Ключевые слова: техническое обслуживание;ресурс; эксплуатация; наработка; стратегия ремонта.
MANAGEMENT OF THE TECHNICAL CONDITION OF MACHINES AND THEIR COMPONENTS IN THE FORMATION OF THE STRUCTURE OF REPAIR CYCLES
Karavaev Mihail Aleksandrovich, master's degree, Scientific adviser: Kataev Yurij Vladimirovich, Candidate of Technical Sciences,
Associate Professor; Timiryazev Russian State Agrarian University, Moscow, Russia
Abstract: The article deals with the issues of managing the technical condition of machines and their components in the organization of the structure of repair cycles during routine maintenance and repair. Management is considered as a technical impact, and strategy is considered as all the impacts to which the system is exposed. A promising direction for improving the strategy of repair of equipment is associated with the use of technical diagnostics.
Keywords: maintenance; resource; operation; operating time; repair strategy.
Для цитирования: Караваев, M. A. Управление техническим состоянием машин и их составных частей при формировании структуры ремонтных циклов / М. А. Караваев. - Текст : электронный // Наука без границ. - 2021. - № 5 (57). - С. 33-38. - URL: https://nauka-bez-granic.ru/No-5-57-2021/5-57-2021/ For citation: Karavaev M.A. Management of the technical condition of machines and their components in the formation of the structure of repair cycles // Scince without borders, 2021, no. 5 (57), pp. 33-38.
Основой технической политики на автомобильном транспорте служит планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта (ТО и Р), состоящая из совокупности средств, нормативно-технической документации и исполнителей, которые позволяют поддерживать работо-
способность всего подвижного состава.
Целью системы технического обслуживания и ремонта в соответствии с ГОСТ 28.001-83 является управление техническим состоянием изделий в течение их срока службы или ресурса до списания, позволяющее обеспечить: заданный уровень готовности изделий
к использованию по назначению и их работоспособность в процессе эксплуатации, минимальные затраты времени, труда и средств на выполнение технического обслуживания и ремонта изделий [1].
Понятие управления рассматривается как техническое воздействие, а стратегия - как все воздействия, которым подвергается система. Таким образом, стратегия ремонта - это совокупность взаимосвязанных по месту, времени и содержанию ремонтных работ, обеспечивающих работоспособность изделия [2].
ГОСТ 24212-80 предусматривает следующие основные разновидности стратегий ремонта:
- по наработке, когда объем разборки изделия и дефектации его составных частей назначается единым для парка однотипных изделий в зависимости от наработки с начала эксплуатации или после капитального ремонта, а перечень операций восстановления определяется с учетом результатов дефек-тации составных частей изделия;
- по техническому состоянию, когда перечень операций, в том числе разборки, определяется по результатам диагностирования изделия в момент начала ремонта, а также по данным о надежности этого изделия и однотипных изделий.
Опыт ремонта машин свидетельствует, что замена их составных компонентов по наработке не обеспечивает высокой надежности и минимальных затрат на поддержание работоспособности подвижного состава, поскольку признаваемая функциональной зависимость между наработкой машины и ее потребностью в ремонте фактически имеет стохастическую природу. Так, среднее квадратическое отклоне-
ние наработки на отказ сопряжения шеек коленчатого вала с вкладышами коренных подшипников двигателя ЭИЛ-130 равно 48 тыс. км, а с вкладышами шатунных подшипников -40,5 тыс. км. При столь большом значении этого параметра замена вкладышей по наработке в зависимости от назначенной периодичности замены может привести либо к значительному недоиспользованию ресурса сопряжения, либо к его отказу. Кроме того, только разборка с целью дефек-тации деталей и последующая сборка работоспособного сопряжения приводят к сокращению его ресурса на 30...40 % [3, 4].
Минимизировать эти потери возможно, используя стратегию ремонта по техническому состоянию, о чем свидетельствует также опыт ремонта авиационной техники и морских судов. Экономический эффект при этом может достигать 30 % стоимости парка машин.
В соответствии с ГОСТ 18322-78 ремонт по техническому состоянию - это плановое воздействие, при котором периодичность и объем контрольно-диагностических операций по определению технического состояния ремонтируемого изделия устанавливаются по соответствующей нормативно-технической документации, а целесообразность направления изделия в ремонт и объем необходимых ремонтных воздействий определяются состоянием изделия.
Практическая реализация стратегии ремонта по техническому состоянию требует научного обоснования периодичности и объема контрольно-диагностических операций, правил назначения объемов, содержания и места выполнения ремонтных ра-
бот, технологии их выполнения. Исследования в этом направлении получили в последнее время широкое развитие [5, 6].
Теоретические основы обоснования стратегий замен элементов технических устройств изложены в работах ведущих ученых. В них рассматриваются стратегии A...F.
A. Замена только в порядке обслуживания после отказа.
B. Плановая замена в моменты времени tb, 2tb независимо от «возраста» используемых элементов.
C. Плановая замена при достижении используемым элементом «возраста» tc.
Если при реализации стратегий В и С происходит отказ элемента, то производится его неплановая замена. Стратегия D отличается тем, что в случае отказа элемента система простаивает до очередного момента его плановой замены.
Критерием выбора стратегии замен служит средняя стоимость функционирования системы за единицу времени, при расчете которой используются стоимости замены отказавшего элемента и его плановой замены.
Стратегии А... D являются стратегиями замен по наработке. Наряду с ними можно рассмотреть две стратегии замен элементов по техническому состоянию. Предполагается, что можно измерять износ элементов, причем существуют только два уровня износа: 0 и 1. Уровни износа можно интерпретировать как работоспособное и неработоспособное состояния элементов.
Стратегия Е предусматривает непрерывное наблюдение за износом элемента и плановую замену последнего сразу же, как только его износ становится равным 1.
При стратегии F систему осматривают в моменты времени tf, 2tf. Если износ элемента равен 1, производят его плановую замену.
В случаях, когда при использовании стратегий Е и F происходит отказ элемента, его заменяют.
При tf => ^ средняя стоимость функционирования системы за единицу времени С^ стремится к Са, когда элементы заменяются только после отказа, а при t => 0 стоимость С(стремится к С.
е
Непрерывный контроль диагностического параметра и, соответственно, стратегия Е возможны при наличии встроенных средств технического диагностирования. Учитывая недостаточное их развитие, наибольший практический интерес представляет стратегия Е, предусматривающая периодический контроль диагностического параметра. В практике ремонта автомобилей она реализуется как ремонт по техническому состоянию [7, 8].
Одно из перспективных направлений совершенствования стратегии ремонта автомобилей связано с применением технического диагностирования. Система планово-предупредительного ремонта, созданная первоначально как система нормативов, строго определяющих периодичность и объемы работ при ТО и ремонте, с применением технического диагностирования становится более гибкой. Многие авторы подчеркивают эффективность проведения с заданной периодичностью контрольно-диагностических работ и последующее выполнение технических воздействий по потребности, выявленной в результате диагностирования [9, 10, 11]. '
Фирма «Катерпиллер» разработала многозвеньевую систему ремонта, под-
разделяющуюся на несколько уровней в зависимости от сложности ремонта. Она предусматривает агрегатно-узло-вой ремонт на предприятиях средней мощности, имеющих запас оборотных агрегатов. Ремонт двигателей и восстановление деталей производятся на специализированном предприятии с программой до 20 тыс. двигателей в год. Применяемая система ремонта предусматривает периодический контроль технического состояния двигателей и определение объема и содержания работ по ТО и ремонту на основе результатов диагностирования.
По обоснованию видов и периодичности работ по поддержанию работоспособности двигателей КамАЗ проведено исследование изменения диагностических и структурных параметров двигателей с увеличением их наработки, на основе чего установлены разновидности ремонтных воздействий, назначаемых по результатам диагностирования. Правила назначения ремонтных воздействий отражаются в нормативных документах. При любом сочетании диагностических параметров двигателю может быть
назначена одна из заранее установленных разновидностей ремонтных воздействий [12].
Одной из разновидностей, позволяющей достичь установленного конструкторами доремонтного ресурса двигателей КамАЗ, является централизованный ремонт по техническому состоянию (ЦРТС).
Эффективность совершенствования стратегии ремонта автомобилей и их составных частей иллюстрируется следующими данными: единица затрат на рациональную организацию ТО и ремонта изделий ежегодно приносит эффект в 4,4...4,6 единиц, в том числе за счет повышения производительности, работоспособности и сокращения простоев подвижного состава - 90 %, более организованной работы самой системы обслуживания - 4,5...5,7 %, сокращения косвенных потерь (потери и порчи груза) - 4,5... 6,8 %. Уровень экономии в системе ТО и ремонта, главным образом, за счет рационального планирования, организации и технологии, дающих экономию рабочей силы, материалов, запасных частей и других ресурсов, достигает 20...25 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Комплексная система технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве. - М. : ГОСНИТИ, 1985. - 143 с. - Текст : непосредственный.
2. Дорохов, А. С. Роль качества в инженерно-техническом обеспечении АПК / А. С. Дорохов. - Текст : непосредственный // Труды ГОСНИТИ. - 2016. - Т. 125. - С. 62-69.
3. Катаев, Ю. В., Малыха, Е. Ф. К вопросу выбора и использования современных средств технического обслуживания машин / Ю. В. Катаев, Е. Ф. Малыха. - Текст : непосредственный // В сборнике: Автотранспортная техника XXI века. Сборник статей III Международной научно-практической конференции. - 2018. - С. 45-52.
4. Лимарев, В.Я. Семейкин, В.А., Корнеев, В.М., Терский, С.А., Дорохов, А.С. Положение по организации входного контроля качества машиностроительной продукции, поступающей агропромышленному комплексу / В. Я. Лимарев, В. А Семейкин, В. М. Корнеев, С. А. Терский, А. С. Дорохов // М. - 2006. - 30 с. - Текст : непосредственный.
5. Дорохов, А. С. Совершенствование входного контроля качества сельскохозяйственной техники и обоснование методов оценки его эффективности : специальность 05.20.03 «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве»
: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Дорохов Алексей Семенович ; Московский государственный агроинженерный университет им. В. П. Горячкина. - Москва, 2007. - 228 с. - Текст : непосредственный.
6. Семейкин, В. А., Дорохов, А. С., Корнеев, В. М. Входной контроль качества сельскохозяйственной техники и оценка его эффективности: методические рекомендации / В. А. Семейкин, А. С. Дорохов, В. М. Корнеев // М. : ФГОУ ВПО МГАУ, 2010. -139 с. - Текст : непосредственный.
7. Семейкин, В. А., Дорохов, А. С. Теоретические предпосылки организации процесса входного контроля качества машиностроительной продукции / В. А. Семейкин, А. С. Дорохов. - Текст : непосредственный // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - 2007. -№ 2 (22). - С. 92-94.
8. Дорохов, А. С. Резервы повышения производительности и надежности МТП в АПК / А. С. Дорохов, Н. А. Петрищев, И. М. Макаркин и др. - Текст : непосредственный // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт - 2018. - № 11. - С. 34-39.
9. Катаев, Ю. В., Малыха, Е. Ф. Анализ направлений повышения эффективности дилерской деятельности на предприятиях / Ю. В. Катаев, Е. Ф. Малыха. - Текст : непосредственный // Наука без границ. - 2018. - № 6 (23). - С. 62-67.
10. Малыха, Е. Ф., Катаев, Ю. В. Оценка технической оснащенности аграрного производства / Е. Ф. Малыха, Ю. В. Катаев. - Текст : непосредственный // Экономика сельского хозяйства. - 2019. - № 6. - С. 62-68.
11. Корнеев, В. М., Катаев, Ю. В. Система обеспечения работоспособности техники в агропромышленном комплексе / В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев. - Текст : непосредственный // В сборнике: Аграрная наука в условиях модернизации и инновационного развития АПК России. Сборник материалов Всероссийской научно-методической конференции с международным участием, посвященной 100-летию академика Д.К. Беляева. - 2017. - С. 86-91.
12. Дорохов, А. С. Система входного контроля качества запасных частей / А. С. Дорохов. - Текст : непосредственный // Ремонт. Восстановление. Модернизация. - 2011. - № 8. - С. 27-29.
REFERENCES
1. Kompleksnaya sistema tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta mashin v sel'skom hozyajstve [Comprehensive system of maintenance and repair of machinery in agriculture]. Moscow, GOSNITI, 1985, 143 p.
2. Dorohov A.S. Rol' kachestva v inzhenerno-tekhnicheskom obespechenii APK [The role of quality in the engineering and technical support of the agro-industrial complex]. Trudy GOSNITI., 2016, vol. 125., pp. 62-69.
3. Kataev Yu.V., Malyha E.F. K voprosu vybora i ispol'zovaniya sovremennyh sredstv tekhnicheskogo obsluzhivaniya mashin [On the question of the choice and use of modern means of machine maintenance]. In the collection: Avtotransportnaya tekhnika XXI veka. Sbornik statej III Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, 2018, pp. 45-52.
4. Limarev V.Ya., Semejkin V.A., Korneev V.M., Terskij S.A., Dorohov A.S. Polozhenie po organizacii vhodnogo kontrolya kachestva mashinostroitel'noj produkcii, postupayushchej agropromyshlennomu kompleksu [Regulations on the organization of input quality control of machine-building products supplied to the agro-industrial complex]. M, 2006, 30 p.
5. Dorohov A.S. Sovershenstvovanie vhodnogo kontrolya kachestva sel'skohozyajstvennoj tekhniki i obosnovanie metodov ocenki ego effektivnosti [Improvement of input quality control of agricultural machinery and justification of methods for evaluating its
effectiveness]. Ph. D. thesis. Moscow, 2007, 228 p.
6. Semejkin V.A., Dorohov A.S., Korneev V.M. Vhodnoj kontrol' kachestva sel'skohozyajstvennoj tekhniki i ocenka ego effektivnosti: metodicheskie rekomendacii [Input quality control of agricultural machinery and evaluation of its effectiveness: methodological recommendations]. Moscow, FGOU VPO MGAU, 2010, 139 p.
7. Semejkin V.A., Dorohov A.S. Teoreticheskie predposylki organizacii processa vhodnogo kontrolya kachestva mashinostroitel'noj produkcii [Theoretical prerequisites for the organization of the process of input quality control of machine-building products]. Vestnik FGOU VPO MGAU, 2007, no. 2 (22), pp. 92-94.
8. Dorohov A.S., Petrishchev N.A., Makarkin I.M. and others Rezervy povysheniya proizvoditel'nosti i nadezhnosti MTP v APK [Reserves for improving the productivity and reliability of MTP in the agro-industrial complex]. Sel'skohozyajstvennaya tekhnika: obsluzhivanie i remont, 2018, no. 11, pp. 34-39.
9. Kataev Yu.V., Malyha E.F. Analiz napravlenij povysheniya effektivnosti dilerskoj deyatel'nosti na predpriyatiyah [Analysis of ways to improve the efficiency of dealer activity at enterprises]. Nauka bez granic, 2018, № 6 (23), pp. 62-67.
10. Malyha E.F., Kataev Yu.V. Ocenka tekhnicheskoj osnashchennosti agrarnogo proizvodstva [Assessment of the technical equipment of agricultural production]. Ekonomika sel'skogo hozyajstva, 2019, no. 6, pp. 62-68.
11. Korneev V.M., Kataev Yu.V. Sistema obespecheniya rabotosposobnosti tekhniki v agropromyshlennom komplekse [The system of ensuring the operability of equipment in the agro-industrial complex]. In the collection: Agrarnaya nauka v usloviyah modernizacii i innovacionnogo razvitiya APK Rossii. Sbornik materialov Vserossijskoj nauchno-metodicheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoj 100-letiyu akademika D.K. Belyaeva, 2017, pp. 86-91.
12. Dorohov A.S. Sistema vhodnogo kontrolya kachestva zapasnyh chastej [Input quality control system for spare parts]. Remont. Vosstanovlenie. Modernizaciya, 2011, no 8, pp. 27-29.
Материал поступил в редакцию 19.05.2021
© Караваев М.А., 2021
