close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Прогнозирование и систематизация отказов прицепных звеньев магистральных автопоездов в горных условиях

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Магомедов Варис Камалудинович Шифр научной специальности: 05.22.10 - эксплуатация автомобильного транспорта Шифр диссертационного совета: Д 212.028.03 Название организации: Волгоградский государственный технический университет Адрес

На правах рукописи
Магомедов Варис Камалудинович
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ОТКАЗОВ ПРИЦЕПНЫХ ЗВЕНЬЕВ МАГИСТРАЛЬНЫХ АВТОПОЕЗДОВ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ
05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта
Автореферат диссертации на соискание ученой
степени кандидата технических наук
Волгоград - 2012
Работа выполнена на кафедре "Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис" Махачкалинского филиала Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ)
Научный руководительдоктор технических наук, профессор Волков Владимир Сергеевич.
Официальные оппоненты:Тескер Ефим Иосифович доктор технических наук, профессор, Волгоградский государственный технический университет,
профессор кафедры "Автомобиле- и тракторостроение";
Жидков Георгий Иванович,
кандидат технических наук, доцент, Волгоградская государственная аграрная сельскохозяйственная академия, доцент кафедры "Ремонт машин".
Ведущая организацияПензенский государственный университет архитектуры и строительства.
Защита состоится 27 апреля 2012 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.03 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград, проспект Ленина, 28, ауд. 209.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.
Автореферат разослан 23 марта 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Ожогин Виктор Александрович.
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Эксплуатация подвижного состава автомобильного транспорта в горных условиях республики Дагестан характеризуется жесткостью дорожных условий, а также недостаточностью развития базы обслуживания и ремонта, результатом чего можно наблюдать значительный поток мало предсказуемых отказов и случаев неработоспособного состояния техники, намного больший, чем при эксплуатации аналогичного автомобильного подвижного состава в условиях равнинной дорожной сети. Это вынуждает рассматривать парк автопоездов, работающих в горных условиях в виде отдельной технической группы, осуществляющей транспортную работу в специфических эксплуатационных условиях, для которой вопросы повышения надёжности приобретают особый смысл. Жёсткость условий эксплуатации обостряет проблему поэлементной неравнонадежности, при которой поломки некоторых ослабленных составных частей увеличивают параметр потока отказов транспортного средства, что приводит к дополнительным потерям времени и средств на ремонтно-восстановительные работы и снижению производительности.
В настоящее время у перевозчиков, эксплуатирующих транспорт в горной местности, отсутствуют нормативные документы, ориентирующие технические службы в потребности в запасных частях на основе прогноза этой потребности в зависимости от пробега автопоездов и планировании работ по устранению возникающих отказов. Это вызывает необходимость разработки системы прогнозирования и систематизации отказов, при котором возможно назначение целенаправленных действий для повышения эффекта от ремонтных работ и более чёткого планирования потребности в материалах и запасных частях.
Повышение надёжности автомобильного подвижного состава представляет собой значительную проблему, от решения которой зависят многие вопросы, затрагивающие производительность и сроки службы транспортных единиц, затраты на поддержание их работоспособности, потребность в запасных частях. Это в конечном итоге определяет уровень и стоимость транспортных услуг. Наиболее эффективное решение данной проблемы может быть достигнуто в рамках системы управления надёжностью, обеспечивающей систематизацию показателей безотказности составных частей полуприцепов при их эксплуатации.
Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка методики прогнозирования и систематизации отказов полуприцепов магистральных автопоездов в горных условиях, позволяющей на основе данных эксплуатации полуприцепов прогнозировать наступление конкретного вида отказа и, в зависимости от пробега, назначать целенаправленные действия по проведению профилактических и ремонтно-восстановительных работ.
Данная цель предопределила решение следующих задач:
- систематизация отказов и повреждений полуприцепов, работающих в горных условиях;
- определение математических закономерностей отказов деталей и узлов полуприцепов, воспринимающих конкретные виды нагружения (в горных условиях);
- разработка вероятностных моделей отказов полуприцепов в зависимости от их пробега в конкретных условиях эксплуатации;
- прогнозирование потребности в запасных частях полуприцепов;
- разработка методики прогнозирования предельного состояния полуприцепа по экономическим показателям и условиям безопасности.
Научная новизна. При проведении настоящей работы были достигнуты следующие элементы научной новизны.
1. Составлен перечень критериев отказов и предельных состояний составных частей и полуприцепов в целом, характерный для рассматриваемых условий эксплуатации.
2. Разработан метод расчёта наработок до отказа и на отказ полуприцепов, позволяющий корректировать интервалы пробега для проведения сервисных работ.
3. Определены законы изменения случайных величин отказов деталей и узлов полуприцепов, подвергающихся определенным видам нагрузок, необходимые для разработки требуемой расчётной модели.
4. Определены зависимости средних наработок на отказ от пробега в конкретных условиях эксплуатации, позволяющие осуществлять прогнозирование потребности в запасных частях в эксплуатации.
5. Определены значения показателей долговечности полуприцепов, позволяющие прогнозировать наступление их предельного состояния по экономическим условиям целесообразности эксплуатации.
Объекты и особенности исследования. В качестве объектов исследования рассматривались серийные изделия специализированных автопоездов на базе тяговых звеньев в виде автомобилей ЗиЛ, МАЗ, КамАЗ, КрАЗ и изделий прицепного подвижного состава типа ОдАЗ моделей 885 и 9357 и КЗАП моделей 9370 и 9385 с оснащением элементами специализации для конкретных видов перевозок. Сведения о наработках подконтрольных единиц транспортной техники, а также показатели эффективности их эксплуатации принимались по путевым листам и отчетной документации предприятий.
Положения и результаты исследований, выносимые на защиту.
1. Перечень критериев отказов и предельных состояний объектов исследования, характерный для эксплуатации в условиях горных дорог.
2. Метод расчёта наработок до отказа и на отказ, позволяющий осуществлять коррекцию интервалов пробега для проведения работ по восстановлению работоспособности полуприцепов.
3. Законы изменения случайных величин потока отказов деталей полуприцепа, воспринимающих конкретные виды нагрузок, вызывающие необходимость использования конкретной расчётной модели.
4. Значения средних наработок до отказа и зависимости средних наработок на отказ составных частей полуприцепа от пробега, позволяющие осуществлять прогноз потребности в запасных частях.
5. Система расчёта предельных наработок полуприцепов до капитального ремонта или до списания по целесообразности продолжения эксплуатации в рассматриваемых условиях.
Обоснованность результатов исследований. Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается применением научно обоснованных методов построения расчётной схемы надёжности сложных механических систем, фундаментальных методов математической статистики, результатами экспериментальных исследований в условиях эксплуатации, а также положительным опытом внедрения результатов работы в практическую деятельность эксплуатационных предприятий.
Практическая ценность. Разработанная методика прогнозирования и систематизации отказов позволяет на основе данных эксплуатации полуприцепов прогнозировать наступление конкретного вида отказа и, в зависимости от пробега, назначать целенаправленные действия по своевременному приобретению запасных частей и планированию ремонтно-восстановительных работ. Принятие таких мер обеспечит снижение затрат на ремонт и повышение эффективности транспортной работы автопоездов. Выполненные разработки позволяют решать задачи по коррекции технических условий эксплуатации и планированию закупок запасных частей. Расчет прогнозных оценок долговечности полуприцепов позволяет определять чёткую границу их предельной наработки по условиям целесообразности эксплуатации. Предлагаемые методики могут быть использованы при дальнейших исследованиях для теоретических обобщений и разработки новых методов расчётов в данной области, а также на этапах создания новой техники.
Практическая реализация работы. Основные результаты работы внедрены в автоколоннах 1209 и 1736 г. Махачкалы, в автоколонне 1735 г. Дербента, а также в учебный процесс на кафедре "Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис" Махачкалинского филиала ГТУ МАДИ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и получили одобрение на международной научно-технической конференции "Наука и образование на службе лесного комплекса" (Воронеж, 2005), на международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы современного строительства: Фундаментальные и прикладные исследования в области технических наук" (Пенза: ПГУАС, 2007 и 2011), на международной научно-технической конференции "Автомобильный транспорт в 21 веке" (Нижний Новгород, 2008) а также на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Махачкалинского филиала ГТУ МАДИ.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 8 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, основных выводов, списка использованных источников, приложения и изложена на 175 страницах, включая 166 страниц основного текста, 5 таблиц, 14 иллюстраций, 158 наименований библиографического списка, приложение, а также 4 акта и 3 справки о внедрении результатов работы.
Содержание работы
Во введении приведена общая характеристика работы, обоснована её актуальность и научная новизна. Сформулированы направления исследований и основные положения предмета защиты.
В первой главе рассмотрено состояние проблемы обеспечения надёжности полуприцепов с возможностью её прогнозирования, дана оценка состояния вопроса применительно к горным условиям, обоснована необходимость систематизации и прогнозирования отказов полуприцепов магистральных автопоездов, работающих в условиях горных дорог.
Вопросы теории надежности механических транспортных систем широко освещены в работах многих отечественных и зарубежных авторов, среди которых наиболее известны труды А.Н. Островцева, Т. Андерсена, И.И. Базовского, А.М. Шейнина, Н. Дрейпера и многих других. В данных работах содержится много ценных сведений прикладного значения, однако вопросам систематизации и прогнозирования отказов полуприцепов магистральных автопоездов, работающих в условиях горных дорог, не уделено внимание.
Специфика дорожных условий транспортной системы горных дорог республики Дагестан определяет проблему систематизации и прогнозирования отказов транспортных машин и, прежде всего, прицепных звеньев, которые более восприимчивы к повышению жёсткости условий эксплуатации, чем тягачи. Особенность горных условий эксплуатации вызывает большую частоту отказов, следствием чего являются большие потери времени и средств на ремонтно-восстановительные работы. При этом обнаруживается, что величины наработок до отказа составных частей полуприцепов существенно отличаются, и между ними отсутствует какое-либо согласование, в то время как при эксплуатации аналогичных конструкций в условиях равнинной дорожной сети наблюдается некоторая повторяемость в величинах таких наработок. В результате возрастает рассогласование между потоками отказов и плановыми ремонтами, что увеличивает затраты на эксплуатацию и стоимость транспортных работ. Указанное обстоятельство свидетельствует о необходимости проведения комплексных исследований основных показателей надёжности полуприцепов автопоездов, работающих в условиях горных дорог, с целью упорядочения потока отказов и возможности прогнозирования наступления отказа.
В работах многих авторов расчёт наработок до отказа и на отказ проводится для изделия в целом без учёта законов распределения случайных величин, характеризующих отказы отдельных элементов, либо, в некоторых случаях, на уровнях узлов или агрегатов с использованием расчётной модели закона Гаусса. Такой подход к решению задачи приводит к снижению точности расчётов и искажению достоверности получаемых результатов. Для устранения данного недостатка необходимо рассмотрение отказов отдельно на уровнях деталей, узлов и агрегатов, на основе чего можно осуществлять расчет безотказности для изделия, в данном случае - для полуприцепа в целом. Такой подход рассматривается в качестве необходимого условия, поскольку каждая деталь полуприцепа воспринимает конкретные виды нагрузок, и ее наработка до отказа подчиняется определенному закону распределения случайной величины.
Во второй главе приведен анализ видов, последствий и критичности отказов полуприцепов, выполненный с целью дальнейшей выработки управляющих решений, направленных на совершенствование правил эксплуатации, системы технического обслуживания и ремонта полуприцепов и обеспечивающих предупреждение возникновения их отказов, достижение требуемых характеристик безопасности, эффективности и надежности.
В процессе анализа видов, последствий и критичности отказов решены следующие задачи:
- выявлены возможные виды отказов составных частей и полуприцепа в целом, изучены их причины, механизмы и условия возникновения и развития;
- определены возможные неблагоприятные последствия возникновения выявленных отказов, проведены качественный анализ тяжести последствий отказов и оценка их критичности;
- составлен перечень критичных элементов;
- обоснована необходимость введения дополнительных средств и методов контроля и диагностирования технического состояния полуприцепов.
На основании проведенных исследований были выявлены наименее надёжные составные части полуприцепов. Установлено, что для большинства видов отказов полуприцепов ОдАЗ, КЗАП и ГКБ характерно наступление предотказного состояния из-за постепенно развивающихся вследствие жёсткости горных условий эксплуатации усталостных трещин в балках несущих элементов и в зонах сварных швов, прежде всего крепления боковой обвязки рамы, а также в элементах поддержки и фиксации груза. На рис. 1 приведены значения средней наработки до отказа элементов полуприцепа ОдАЗ-9357 при эксплуатации в горных условиях, свидетельствующие о том, что наименее надежными элементами являются борта и элементы их фиксации, рама с настилом пола, опорный лист со шкворнем в сборе, а также тормозные механизмы полуприцепа с пневмоприводом.
В качестве фактора, характеризующего различия в наработке на отказ узлов, агрегатов и полуприцепа в целом, предложен коэффициент неравнонадежности изделия, представляющий собой отношение максимальной средней наработки до отказа составной части L0 max к минимальной средней наработке до отказа L0 min, соответствующей составной части полуприцепа,
.(1)
Для рассмотренного на рис. 1 случая Lо max = 345000 км, Lо min = 12700 км, следовательно, Кнн = 345000/12700 = 27,16, что свидетельствует о необходимости проведения работ по восстановлению работоспособности наименее надежного узла изделия в 27,16 раз чаще, чем наиболее надежного узла.
Рис. 1. Значения средней наработки до отказа элементов полуприцепа ОдАЗ-9357 на пробеге 350000 км: 1 - борта и элементы их фиксации; 2 - рама с настилом пола; 3 - подвеска; 4 - опорные устройства; 5 - опорный лист со шкворнем в сборе; 6 - балка оси; 7 - колеса с тормозными устройствами; 8 - пневмопривод тормозов; 9 - электрооборудование; 10 - держатель запасного колеса
Для определения показателей безотказности полуприцепа необходимо задаться критериями отказов. В качестве примера в таблице 1 приведены предложенные критерии отказов для полуприцепов КЗАП-9370.
Для определения показателей долговечности полуприцепа необходимо задаться критериями предельного состояния. В таблице 2 приведены предложенные критерии предельного состояния полуприцепов КЗАП-9370.
Проведенный анализ возможных неблагоприятных последствий возникновения выявленных отказов показал, что к IV категории тяжести последствий относятся отказы элементов 7 и 8 (рис. 1), которые быстро и с высокой вероятностью могут повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и окружающей среды, гибель или тяжелые травмы людей, срыв выполнения поставленной задачи. К III категории тяжести последствий относятся отказы элементов 1 - 6, которые быстро и с высокой вероятностью могут повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и для окружающей среды, срыв выполняемой задачи, но создают пренебрежимо малую угрозу жизни и здоровью людей. Ко II категории тяжести последствий относятся отказы элементов 9 и 10, которые могут повлечь задержку выполнения задачи, снижение готовности и эффективности объекта, но не представляют опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей.
Анализ матрицы "Вероятность отказа - тяжесть последствий" позволил отнести отказы элементов 1, 2, 5, 7 и 8 к рангу А - частые отказы категорий IV и III, для которых обязателен углубленный количественный анализ критичности. Отказы элементов 3 и 4 относятся к рангу В - возможные отказы категории III, отказ элемента 6 относится также к рангу В как редкий отказ категории III, а отказ элементов 9 и 10 - к рангу С - редкие отказы категории II.
Таблица 1
Критерии отказов полуприцепа КЗАП-9370
№Наименование составной частиКритерии (отличительные признаки) отказов1Борта и элементы их фиксации- разрушение двух петель;
- разрушение запорного устройства;
- усталостные трещины шириной более 2 мм в обвязке борта2Рама с настилом пола- трещины шириной более 1 мм в лонжеронах;
- трещины шириной более 1 мм в 25 % сварных соединений центральных поперечин с лонжеронами;
- трещины шириной более 1 мм в 35 % сварных соединений крайних поперечин с лонжеронами3Опорный лист со шкворнем- прогиб опорного листа более 10 мм;
- трещины шириной более 2,0 мм в опорном листе;
- износ шейки шкворня по диаметру более 2,5 мм4Опорные устройства- срез направляющего болта;
- обрыв опорной площадки;
- затрудненное вращение рукоятки подъемного механизма5Подвеска- поломка листа основной или дополнительной рессоры6Балка оси- трещины более 0,5 мм в балке оси;
- смятие резьбы элементов крепления подшипников ступицы7Тормозные устройства- трещины шириной более 1 мм в тормозном барабане;
- износ тормозного барабана по диаметру более 7 мм.
- эллипс рабочей поверхности тормозного барабана более 4 мм8Пневмопривод тормозов- падение давления воздуха в системе более 0,05 МПа за 15 минут;
- разрыв мембраны тормозной камеры9Держатель запасного колеса- трещины шириной более 1 мм в кронштейне держателя запасного колеса;
- отрыв шпильки от опорной плиты держателя10Электрооборудование- замыкание центрального пучка проводов на массу;
- замыкание периферийных проводов на массу;
- обрыв проводов
Таблица 2
Критерии предельного состояния полуприцепов КЗАП-9370
№Наименование составной частиКритерий (отличительный признак) предельного состояния1Рама с настилом пола1.1. Наличие трех и более заваренных поперечных трещин размером более 40 % высоты лонжерона.
1.2. Невосстанавливаемые деформации и разрушения (коробление, прогиб, изломы, усталостные трещины), требующие замены более пяти центральных поперечин.2Полуприцеп в сборе2.1. Предельное состояние рамы по двум и более признакам.
2.2. Вторичное достижение предельного состояния для капитального ремонта. В третьей главе рассмотрена задача определения законов распределения наработок до отказа, на отказ и ресурса составных частей системы: деталей, узлов, агрегатов, полуприцепа в целом.
Установлено, что распределение отказов полуприцепов, связанных с разрушениями сварных соединений и деформациями элементов, происходит по закону Вейбулла, а связанных с износом рабочих поверхностей - по нормальному закону.
В результате статистической обработки выборок данных по каждому виду отказа или предельного состояния определены: средняя наработка до отказа или средний ресурс, вид распределения и его параметры.
Схема надежности полуприцепа была представлена в виде цепи с последовательным соединением составных частей (отказ каждого элемента приводит к отказу системы в целом). Вероятность его безотказной работы Ри(l) определяется в виде функции наработки l, рассчитываемой по теореме умножения вероятностей
(1)
где Pj(l) - вероятность безотказной наработки j-го узла в функции наработки.
Поскольку отказы узлов в составе изделия взаимно независимы и случайны по времени, то аналогично вероятность безотказной работы j-го узла (2)
где Pi(l) - вероятность безотказной работы i-ой детали j-го узла в функции наработки l.
Использовался рекомендуемый ГОСТ 20237-85 метод определения показателей безотказности (средних наработок до отказа и на отказ, вероятности безотказной работы, параметров закона распределения и т.д.), который устанавливает последовательность расчета для отказа каждого элемента, затем каждого узла и объекта в целом.
При статистической обработке данных использовалась методика РТМ 37.031.006-74, предусматривающая возможность расчёта как по данным об изделиях, достигших предельных состояний (отказавших), так и по данным об изделиях, испытания которых приостановлены по причине окончания установленного срока испытаний (приостановленных изделиях). Для изделий, совершающих транспортную работу, согласно рекомендациям методики, принималась величина интервала вариационного ряда Δl = 10000 км.
Накопленная частота отказов mni, отнесенная к верхней границе интервала наработки, определялась по выражению (3)
где mn(i-1) - накопленная частота, отнесенная к верхней границе предшествующего интервала; ni - число отказавших изделий в интервале; Δi - вес отказа.
Если в данном интервале наработки не было приостановленных изделий, то(4)
Для негруппированного в интервалы вариационного ряда накопленная частота mi определялась соответственно каждому значению наработки li: mi = mi-1 + Δi.(5)
При этом вес отказа в интервале (6)
где qj - число приостановленных изделий в интервале.
Как видно из формулы, изменение веса отказа Δi происходит в тех интервалах, которым предшествуют интервалы с приостановленными изделиями. При этом если вариационный ряд начинается с отказавшего изделия, то вес отказа Δi будет равен единице до момента приостановки наблюдений.
Вероятности отказов Fi (накопленные частости), соответствующие величинам наработки li, определялись по формуле (7)
По полученным значениям Fi и ti на вероятностной бумаге были построены линии распределения отказов, посредством которых были подтверждены принятые законы распределения Гаусса (нормальный) и Вейбулла, которые в дальнейшем были использованы для планирования работ по проведению технического обслуживания и ремонтных воздействий.
Расчет законов распределения наработок до отказа проводился путем построения вариационного ряда, определяемого следующими показателями: lmax - максимальная наработка (до отказа или приостановленная), км; lmin - минимальная наработка (до отказа или приостановленная), км; Δl - величина интервала вариационного ряда, км; k - число интервалов; Xi - верхняя граница i-го интервала, i - порядковый номер интервала; ni - количество изделий с данным отказом, вошедшим в i-ый интервал; qj - количество изделий с приостановленной наработкой, вошедших в i-ый интервал.
По указанным данным определялась функция распределения F(x) по приведенной выше методике. Полученные пары значений (Xi; Fi) позволяют построить статистическую функцию распределения отказов и определить закон распределения.
Точечные оценки параметров закона распределения определяются на основе параметров прямой, построенной на вероятностной бумаге с использованием метода наименьших квадратов. Параметры уравнения прямой, аппроксимирующей данное распределение на вероятностной бумаге, определяются из зависимости ,(8)
где (9)
E(j) - логарифм экспериментальной вероятности наработки изделия;
Y(j) - координата экспериментальной точки, равная квантилю нормированного распределения, определяемая по формуле (10)
В результате анализа результатов расчета безотказности полуприцепов установлено, что все отказы рассматриваемого перечня являются независимыми. Поэтому отказ одного элемента приводит к отказу полуприцепа в целом. В связи с этим поток отказов полуприцепа является суммой потоков отказов его элементов, и расчетная схема его безотказности может быть представлена в виде n последовательно соединенных составных частей.
Исходным статистическим материалом служат наработки подконтрольных объектов на отказ, которые после первичной обработки эксплуатационных данных - приведения наработок к требуемой категории эксплуатации - заносились в накопительную ведомость раздельно по каждому виду отказа. Оценка средней наработки до отказа (11)
где no - число отказавших элементов из подконтрольной партии N элементов; li и lп - соответственно наработки элементов на отказ и приостановок.
При незавершенных испытаниях при появлении приостановленного изделия определялась величина приращения частоты отказа Δk в k-ом интервале вариационного ряда по выражению
,(12)
где no - число отказавших изделий; nп - число приостановленных изделий;
nk - частота отказов в k-ом интервале; - накопленная частота отказов до рассматриваемого k-го интервала.
Наработка на отказ L0 определялась не в зависимости от случайной величины наработки до первого отказа, а на фиксированном интервале наработки, кратном интервалу Δl = 50 тыс. км. В рассматриваемом случае целесообразно принять l = 100; 150; 200; 250; 300; 350 тыс. км. Тогда средняя наработка на отказ отдельного элемента конструктивной схемы полуприцепа (детали, узла, агрегата и изделия в целом) будет равна
,(13)
где l - наработка восстанавливаемого изделия, в течение которой определяется средняя наработка на отказ, км;
H(l) - математическое ожидание числа отказов за рассматриваемую наработку.
или ,(14)
где Fl(l) - функция распределения наработки до t-го отказа, определяемая из соотношения
,(15)
в котором F(l) = Ft(l) есть функция распределения до первого отказа, при этом t изменяется от 2 до ∞; f(x) - дифференциальная функция распределения,
dF(x) = f(x)dx.(16)
Общая формула приближенного определения Ft(l) для любого l может быть представлена в виде
Ft(l) = Δx·[0.5Ft-1(l - x0)·f(x0) + Ft-1(l - xn)·f(xn) + Ft-1(l - x1)·f(x1) +
+ Ft-1(l - x2)·f(x2) + ... + Ft-1(l - xn-1)·f(xn-1)] ,(17)
где n - число интервалов, на которые разбивается весь диапазон интегрирования от x0 до xn; Δx - фиксированная величина одного интервала, принятая в данных расчетах равной 10000 км; x0 и xn - соответственно начальная и конечная точки диапазона интегрирования,
x0 = 0; xn = Δxn; .(18)
Установлено, что с увеличением пробега l у всех видов подконтрольных полуприцепов происходит снижение средней наработки на отказ. При этом наибольшая величина этой наработки на всех интервалах пробега характерна для полуприцепа ГКБ-9383, а наименьшая величина этого показателя наблюдается у полуприцепа ОдАЗ-9357, что может рассматриваться как слабая его приспособленность для эксплуатации в горных условиях.
В четвертой главе произведен анализ проблемы повышения надежности полуприцепов автопоездов, работающих в горных условиях. Рассмотрено решение задачи по исследованию сроков службы полуприцепов и их составных частей в зависимости от эксплуатационных расходов. Установлено, что при исследовании срока службы полуприцепа целесообразно вести расчёт среднего срока службы в зависимости от основного входного фактора - затрат на запасные части. Предложена методика расчёта расходов запасных частей, необходимых для поддержания полуприцепа в работоспособном состоянии при эксплуатации в зависимости от наработки.
На основе анализа причин отказов разработаны мероприятия по внесению изменений в детали и узлы полуприцепов: усиление стоек бортов приваркой косынок жёсткости, напыление на рабочую поверхность шейки шкворня нитрида титана, приварка усилителей крепления крайних поперечин рамы. Внедрение разработанных мероприятий позволило обеспечить повышение наработки на отказ по узлам на величину 15...35 %. В частности, общая наработка на отказ по полуприцепу ОдАЗ-9357 увеличилась с 6,45 до 31,5 тысяч км, а по полуприцепу КЗАП-9370 - с 45 до 58 тысяч км.
Также обоснована необходимость периодического проведения дополнительных профилактических операций, направленных на предупреждение отказов полуприцепов в эксплуатации, выработаны предложения по корректировке методов и периодичности технического обслуживания.
Общие выводы и рекомендации
1. В диссертационной работе решена новая научно-практическая задача, состоящая в разработке методики прогнозирования и систематизации отказов полуприцепов магистральных автопоездов в горных условиях, позволяющая на основе данных эксплуатации полуприцепов прогнозировать наступление конкретного вида отказа и, в зависимости от пробега, назначать целенаправленные действия по проведению профилактических и ремонтно-восстановительных работ.
2. Установлено, что транспортная работа полуприцепов, являющихся объектами наблюдений, в горных условиях в сравнении с работой их однотипных аналогов в равнинной местности, приводит к снижению их наработки на отказ по некоторым узлам на 10...45 % и по полуприцепу в целом на 25...33 %. Наименее надёжными узлами полуприцепов в условиях горных дорог являются сцепное устройство, пневмопривод тормозов, сварные соединения элементов рамы, бортов и элементы их фиксации.
3. Разработанные методы оценки безотказности и долговечности позволяют в эксплуатации осуществлять оценку эффективности сервисных работ и действий по модернизации некоторых узлов полуприцепов после учёта второго и последующего отказов конкретного узла в пределах так называемых "усечённых выборок", а не с назначения начальных условий наблюдений после последующего отказа, что обеспечивает большую точность в расчётах.
4. Разработанная методика выравнивания надежности по составным частям позволяет достигать упрощение планирования потока отказов полуприцепов в эксплуатации и создавать предпосылки для некоторого снижения затрат за счёт уменьшения вероятности незапланированных видов ремонта.
5. Разработанная и внедрённая в производство система расчёта показателей безотказности полуприцепов позволяет на стадии сервисных и ремонтных работ принимать решения по планированию закупок запасных частей, а также определять нормативные значения наработок узлов полуприцепов и сроков их эксплуатации.
6. На основании полученных результатов предложены мероприятия по конструктивному совершенствованию некоторых узлов полуприцепов с большой частотой отказов при работе в условиях горных дорог. Внедрение данных мероприятий обеспечило повышение наработки на отказ по узлам на величину 15...35 %. В частности, общая наработка на отказ по полуприцепу ОдАЗ-9357 увеличилась с 6,45 до 31,5 тысяч км, а по полуприцепу КЗАП-9370 - с 45 до 58 тысяч км.
7. Установлено, что использование полуприцепов в условиях горных дорог при годовом пробеге в пределах 40...50 тыс. км, их предельное состояние по условиям целесообразности продолжения эксплуатации наступает при пробеге 360...480 тыс. км, что эквивалентно временной продолжительности их эксплуатации в пределах 8...10 лет. В сравнении с условиями их равнинной эксплуатации эта величина является меньшей на 12...22 %.
Основные положения и результаты диссертации опубликованы:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Волков, В.С. Расчёт прогнозных оценок безотказности транспортных машин на основе критериев подобия [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Вестник Воронежского государственного технического университета ISSN 1729-6501. Том 5, № 12, 2009 - С. 167 ... 169.
2. Волков, В.С. Оценка безотказности полуприцепов КЗАП-9370 при эксплуатации в горных условиях [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Вестник Воронежского государственного технического университета ISSN 1729-6501. Том 6, № 1, 2010 - С. 27 ... 29.
Прочие статьи:
3. Волков, В.С. К расчету безотказности полуприцепов КЗАП-9370 [Текст] /В.С. Волков, В.К. Магомедов // Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств: материалы ХI международной научно-практической конференции. Владимирский государственный университет - Владимир, 2006. С. 50 - 52.
4. Волков, В.С. Применимость методов подобия в прогнозировании надежности транспортных машин [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств: Материалы IV международной научно-технической конференции. Ч. 1. - Пенза: ПГУАС, 2006. С. 175 - 180.
5. Волков, В.С. Расчет прогнозных оценок безотказности транспортных машин на основе критериев подобия [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Актуальные проблемы современного строительства. Ч. 1. Фундаментальные и прикладные исследования в области технических наук: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. / Под общ. ред. Т.И. Барановой. - Пенза: ПГУАС, 2007. - С. 86 - 90.
6. Волков В.С. Расчёт токсичности компонентов отработавших газов двигателей магистральных автопоездов [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Проблемы управления качеством в машиностроении: Материалы научной конференции / Дагестанский гос. техн. ун-т. - Махачкала: Изд-во ДГТУ, 2007. - С. 181 - 187.
7. Волков В.С. Расчёт затрат сохраняемости транспортных машин [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Проблемы управления качеством в машиностроении: Материалы научной конференции / Дагестанский гос. техн. ун-т. - Махачкала: Изд-во ДГТУ, 2007. - С. 187 - 192.
8. Волков, В.С. Расчёт средней наработки до отказа магистральных автопоездов [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств: Материалы VI международной научно-технической конференции. Ч. 1. - Пенза: ПГУАС, 2010. С. 9 - 13.
Степень личного участия автора в опубликованных работах. В работах [1 - 8] автор принимал непосредственное участие в сборе статистических данных для определения показателей надежности полуприцепов, работающих в горных условиях, разработке моделей и алгоритмов оценки показателей надёжности, разработке основных средств управления ими, мероприятий по повышению надежности и внедрении результатов работы.
Подписано в печать 2012 г.
Формат 60х84 1/16. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 851
Типография Махачкалинского филиала МАДГТУ (МАДИ).
367026 г. Махачкала, пр. Акушинского, 13.
2
Документ
Категория
Технические науки
Просмотров
77
Размер файла
209 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа