CC BY
11Выбраковка подверженных износу деталей трансмиссии тракторов ОТЗ при текущем ремонте
В. Н. Шиловский1 Петрозаводский государственный университет
Представлены методические положения по разработке технических условий на выбраковку подверженных износу деталей трансмиссии тракторов ТДТ-55А и ТБ-1М при текущем ремонте.
Приведены примеры определения отсутствующих в производственной практике технических условий выбраковки конкретных деталей трансмиссии тракторов при их текущем ремонте, внедрение которых повысит экономическую эффективность технической эксплуатации лесозаготовительных машин.
Ключевые слова: износ, остаточный ресурс, выбраковка, предельный и допустимый размеры, межконтрольная наработка.
Процесс определения рационального момента выбраковки детали предполагает прогнозирование изменения ее размера (параметра) при дальнейшей ее эксплуатации и с учетом вариации интенсивности изменения и предельной величины параметра дает возможность предсказать остаточный ресурс детали до отказа.
При проведении текущего ремонта агрегатов трансмиссии - коробки передач, заднего моста и др. предусматривается измерение износа его составных частей с целью определения их остаточного ресурса и осуществления обоснованной замены.
Замену составных частей агрегата производят при достижении величины их износа, соответствующей предельному размеру (1/п) или минимально допустимому размеру детали ([/т;п ), при котором средний остаточный ее ресурс () меньше межконгроль-ной наработки (Iм ), то есть < ¡м.
Согласно работе [1], средний остаточный ресурс составной части вычисляют по приближенной формуле
.ср _
= 'к
4« щ
-1
к„
(1)
ип - предельное изменение (уменьшение) параметра;
ип = Пп-Пн-АП (2)
где П„ - предельное значение параметра;
Пн - номинальное значение параметра;
АП - величина изменения параметра за период приработки.
В основе своей Ц„ представляет собой абсолютное значение разности Пп и Пн .
и\ - изменение (уменьшение) параметра при наработке
ик=\Пк-Пн\-АП,
(3)
где Пк - измеренное значение параметра при наработке ¡к ;
а - величина, характеризующая скорость изменения износа;
КI - поправочный коэффициент;
ик
и 1а и« 'к
1а-Тсар
(4)
1-1^(48^-0,5)
и,
1,4
1 + и'
где
- межконтрольная наработка; Тср - средний ресурс детали; ст2 - среднее квадратичное отклонение изменения параметра от аппроксимирующей функции, нормированное в долях отклонения параметра; и - коэффициент вариации ресурса.
Величина 1к, при которой возможен контроль всех составляющих агрегата, определяется как его среднестатистическая наработка от начала эксплуатации до поступления в ремонт в ремонтно-механические мастерские (РММ), в условиях которых измеряется величина износа:
1 у С N л, +1'
(5)
где - наработка составной части от начала ее эксплуатации (от момента после ремонта) до момента контроля;
1 Автор - доцент кафедры технологии металлов и ремонта
© В. Н. Шиловский, 1999
где ^г - наработка агрегата за период наблюдений
до капитального ремонта или списания г-го трактора, мото-ч ;
и; - число сложных ремонтов агрегатов 1-го
трактора в условиях РММ со снятием его с машины и заменой ряда деталей;
N - число подконтрольных тракторов.
Межконтрольная наработка 1М , при которой возможен доступ к отдельным деталям и их контроль (наработка между ремонтами отдельных деталей агрегата), определяется как среднестатистическая наработка агрегата между его текущими ремонтами, при которых заменялись или восстанавливались отдельные единичные детали агрегата в РММ или на мастерском участке с частичной разборкой или без разборки агрегата как снятого, так и не снятого с трактора.
г.
1
ч
= -5>
(6)
где т, - число устранении отказов отдельных единичных деталей агрегата ¡' -го трактора.
В табл. 1 приведены значения обоих видов межконтрольной наработки, определенные по результатам испытаний тракторов ОТЗ на надежность в условиях лесозаготовительных предприятий объединения "Ка-реллеспром".
Таблица 1
Межконтрольная наработка агрегатов трансмиссии тракторов ОТЗ (ТДТ-55А, ТБ-1)
Наименование агрегата
Коробка передач Главная передача Бортовая передача
Коэффициенты вариации (и) и величина наработки (с), мото-ч
и К V 'к и К и Ч V К V
2250 0,54 1030 0,65 2110 0,48 980 0,56 1830 0,56 1130 0,59
Средний ресурс (Тср ) отдельных деталей агрегатов и В табл. 2 приведены средний ресурс и коэффициент
, , вариации деталей коробки передач и заднего моста по
коэффициент вариации ресурса ((>) определяются результатам упомянутых выше испытаний тракторов
согласно методике, изложенной в работе [2]. на надежность в условиях рядовой эксплуатации.
Таблица 2
Средние ресурсы отдельных деталей агрегатов трансмиссии трелевочных тракторов ОТЗ (ТДТ-55А, ТБ-1)
Номер детали Наименование детали, узла Средний ресурс Уср)' мото-ч Коэффициент вариации (и)
1 2 3 4
Коробка передач
55-12-6 Шестерня ведомая 2-й передачи 5260 0,40
55-12-8 Шестерня подвижная 4-й и 5-й передач 5670 0,26
55-12-130 Шестерня ведомая 3-й передачи 5290 0,40
55-12-131 Шестерня подвижная 1-й передачи 4750 0,43
Блок заднего моста
55-15-9-А1 Шестерня ведущая бортовой передачи 9450 0,43
55-15-22-1 Шестерня ведомая бортовой передачи 5270 0,49
55-13-1 Барабан ведомый бортового фрикциона 6850 0,36
12-13-4 Диск ведущий бортового фрикциона 4530 0,31
Предельное отклонение параметра (£/„) определяется из условий предельного состояния деталей, оговоренных в работах [3, 4].
В табл. 3 приведены результаты расчетов предельного отклонения (уменьшения размера) для деталей коробки передач и заднего моста трактора ТБ-1М.
Величина А/7 при отсутствии экспериментальных данных, согласно работе [1], определяется по выражению
АП = 0,1\Пп-Пн\, (7)
Измерение величины износа при наработке /к (или
(м) выполняется при очередном текущем ремонте согласно рекомендациям работы [5]. Величина, характеризующая скорость износа (а), определяется согласно работе [б], в соответствии с рекомендациями которой для деталей типа шестерни а =1,5.
С учетом данных табл. 1-3 введем отношения:
Т0 =
ср
„ Ч и к 'ост , С = —, и -, которые позво-
ляют преобразовать формулу (1) в выражение вида
' ост _
Чь. I ик
1
\— , а
-1
1 +
Щ.А___
ип са /а- Г"
и,
1 + и
(8)
Величины Т0 и С определяем из результатов наблюдений за подконтрольными тракторами в условиях рядовой эксплуатации.
Согласно табл. 1 и 2 для деталей коробки передач и блока заднего моста Т0 принимает значения (с округлением до целых цифр), равные 3, 4, 5, а величина С - значения, равные 2, 3, 4.
ик
Отношение - определяется при текущем ремонте
Ч п
измерением величины ик и данными табл. 3. Отно-
и,
и,
шение- изменяется в пределах 0 <-< 1.
В табл. 4 приведены расчетные величины среднего остаточного ресурса в долях межконтрольной наработки применительно к шестерням трансмиссии гусеничных тракторов ТБ-1М для двух сочетаний значений определяющих их параметров - а, сг,,
Значения предельного износа отдельных деталей трансмиссии трактора ТБ-1 М
Таблица 3
Номер детали Наименование детали Используемое число зубьев при измерении длины общей нормали пн пп АЯ, мм и„, мм
Длина общей нормали, мм
1 2 3 4 5 6 7
95-1701012 Шестерня ведущая 1 -й передачи 2 38,72 37,40 0,13 1,19
95-1701013 Колесо зубчатое: большой венец малый венец 6 3 69,43 48,43 63,10 46,70 0,13 0,16 1,20 1,42
95-1701014 Шестерня ведущая 2-й передачи 3 38,93 37,60 0,13 1,20
95-1701016 Шестерня ведомая 3-й передачи (большой венец) 4 54,18 52,80 0,14 1,24
95-1701018 Шестерня ведомая 4-й передачи 4 53,83 52,40 0,14 1,29
95-1701019 Шестерня ведомая 5-й передачи 3 54,11 52,80 0,13 1,18
95-1701024 Шестерня ведущая 3-й передачи 3 39,21 37,90 0,13 1,18
95-1701029 Полумуфта 4-й и 5-й передач 2 48,32 46,90 0,14 1,28
55М-15-9 Шестерня ведущая 6 63,56 62,00 0,16 1,40
55М-15-22 Шестерня ведомая 4 158,31 156,60 0,17 1,54
Таблица 4
Величины среднего остаточного ресурса шестерен трансмиссии трактора ТБ-1М в долях межконгрольной наработки
ик .ср 1 ост ! ^ ик ,ср ост
К и„ ип К
1 2 3 1 1 2 3
а = 1,5; аг = 0,05; Т0 = 4 1 а = 1,5; сг2 = 0,05; Т0 = 4
2 0,2 3,66 : 2 0,2 3,38
2 0,3 2,48 | 2 0,3 2,50
2 0,4 1,78 2 0,4 1,90
2 0,5 1,30 2 0,5 1,44
2 0,6 0,90 2 0,6 1,04
1 2 3 1 2 3
2 0,7 0,62 2 0,7 0,72
2 0,8 0,36 2 0,8 0,44
2 0,9 0,16 2 0,9 0,18
3 0,3 3,42 3 0,3 3,15
3 0,4 2,43 3 0,4 2,31
3 0,5 1,74 3 0,5 1,74
1 2 3 1 2 3
3 0,6 1,23 3 0,6 1,48
3 0,7 0,84 3 0,7 1,04
3 0,8 0,51 3 0,8 0,64
3 0,9 0,21 3 0,9 0,28
4 0,4 3,08 4 0,4 2,76
4 0,5 2,24 4 0,5 2,08
4 0,6 1,56 ! 4 0,6 1,48
4 0,7 1,08 4 0,7 1,04
4 0,8 0,64 4 0,8 0,64
4 0,9 0,28 4 0,9 0,28
На рис. приведены графики зависимости среднего остаточного ресурса деталей трансмиссии тракторов от величины их износа. Остаточный ресурс выражен в долях межконтрольной наработки, графики составлены для различных вариантов значений параметров, определяющих величину остаточного ресурса.
Рассмотрим пример определения среднего остаточного ресурса шестерен коробки передач трактора ТБ-1М.
При устранении отказа коробки передач, возникшего при наработке 2 500 мото-ч, была измерена длина общей нормали у шестерен: 95-1701016
(Пк = 53,30 мм) и 95-1701024 (Пк = 38,60 мм).
Определим средний остаточный ресурс шестерен.
Рассчитаем величину износа шестерен по формуле (3) с использованием данных табл. 3:
Щ = ¡53,30 - 54,18|-0,14 = 0,88 - 0,14 = 0,74 мм,
ик = |38,60 - 39,21) - 0,13 = 0,61 - 0,13 = 0,48 мм . Составляем отношения:
^=^ = 0,60, ^- = ^ = 0,40. и„ 124 ип 1,18
Из графиков рис. и табл. 4 следует: для шестерни 95-1701016
'ост = (0,90 +1,04)/^ =930-5-1080мото-ч ;
для шестерни 95-1701024 'Сост = (1,78+1,90)** =1830+1960 мото-ч.
Согласно данным табл. 1 и табл. 4, шестерню 95-1701016 следует заменить, так как ее средний остаточный ресурс равен межремонтному интервалу, который с учетом коэффициента вариации может быть значительно больше приведенной в табл. 1 величины; шестерню 95-1701024 можно оставить для дальнейшей эксплуатации, так как ее средний остаточный ресурс перекрывает межремонтный интервал с учетом его вариации.
Следует отметить, что определяющим критерием замены шестерни 95-1701016 является экономический, то есть если экономические потери от последующей внеочередной замены данной шестерни окажутся меньше стоимости новой шестерни, то она может бьггь оставлена на тракторе для дальнейшей эксплуатации.
При этом замена шестерни обязательна до возникновения ее аварийного отказа, который может произойти из-за выкрашивания зубьев вследствие недопустимого износа и повлечь излом зубьев других шестерен коробки передач.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 27.302-86. Надежность в технике. Методы определения допускаемого отклонения параметра технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса составных частей агрегатов машин. М., 1987. 33 с.
2. ГОСТ 27.503-81 (СТСЭВ2836-81). Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Методы оценки показателей надежности. М„ 1982. 25 с.
3. Критерии предельного состояния основных деталей тракторов ТБ-1М / ОТЗ; КарНИИЛП. Петрозаводск, 1987.
4. Руководство по капитальному ремонту трактора ТДТ-55А. Раздел: Дефектация деталей / СПКТБ Союзлесреммаш. М., 1980.
5. Луканов Ю. Н., Сегал Я. Д. Организация дефек-товочных работ на ремонтных предприятиях, Вып. 9. М„ 1983.
6. Эксплуатационная технологичность конструкций тракторов / Под ред. Н. Ф. Чухина и В. М. Стари-кова.М.: Машиностроение, 1982.
15 2,0 2,5 3,0 15 1
Рис. Графики зависимости величины среднего остаточного ресурса шестерен коробки передач трактора ТБ-1 М
от величины износа их зубьев: /-С = 4, а = 0,05; II-С = 4, а = 0,10 ; III-С = 3, а = 0,05; IV-С = 3, а = 0,10; V-С = 2, а = 0,05; VI-С = 2 , а = 0,10
