Формирование структуры и содержания ремонтно-обслуживающих воздействий на механизмы двигателей семейства ЗМЗ: на примере автомобилей сельскохозяйственного назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.03, кандидат технических наук Магдеев, Равиль Рашидович

• Магдеев, Равиль Рашидович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Магдеев, Равиль Рашидович

Введение

1 Состояние проблемы по формированию ремонтно-обслужива- 9 ющих воздействий техники

1.1 Причины износов деталей двигателя

1.2 Системы ремонтных воздействий для различных видов техники

1.3 Анализ методов построения оптимальных систем технического 14 обслуживания и ремонта изделий

1.4 Методики построения системы технического обслуживания и ре- 23 монта при групповых заменах деталей

1.5 Анализ методов обеспечения и поддержания работоспособности 28 двигателей

1.6 Назначение и принципы применения диагностики для определе- 31 ния технического состояния двигателей как объектов ремонта

1.7 Выводы к главе

1.8 Цели и задачи исследования

2 Теоретические исследования

2.1 Теоретические предпосылки совместного обоснования правил на- 37 значения контрольно-диагностических и ремонтных воздействий

2.2 Математическая постановка задачи формирования структуры, со- 47 держания и правил назначения ремонтных работ

2.3 Принципы обоснования числа контролируемых параметров при 57 формировании цикла контрольно-диагностических работ и ремонтных воздействий

2.4 Описание процесса и программы моделирования периодичности 61 проведения контрольно-диагностических и ремонтных воздействий при эксплуатации двигателей ЗМЗ

2.5 Выводы к главе

3 Методики экспериментальных и теоретических исследований

3.1 Методика микрометражных исследований технического состояния 70 деталей кривошипно-шатунного механизма двигателей ЗМЗ-511 и статистическая обработка их результатов

3.2 Методика многофакторного статистического анализа взаимосвязи 73 диагностических и структурных параметров

3.3 Методика построения «маршрута доступак составным, частям дви- 78 гателя ЗМЗ

3.4 Методика сбора и обработки данных эксплутационных испытаний 80 двигателей ЗМЗ

3.5 Выводы к главе

4 Результаты теоретических и экспериментальных исследований

4.1 Результаты исследования технического состояния деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ

4.2' Анализ маршрутов доступа к составным частям1 двигателя.

4.3 Выводы к главе

5 Результаты исследования вариантов структурой содержания кон- 101 трольно-диагностических и ремонтных воздействий.

5:1: Структура цикла назначения контрольно-диагностических и ре- 101 монтных воздействий

5:2 Гарантируемые периоды безотказной работы и периодичность 103 проведения плановых контрольно-диагностических и ремонтных воздействий

5.3 Правила назначения объемов попутного контроля и ремонта 106'

5.4 Обеспечение основных показателей надежности деталей КШМ 109^ двигателя ЗМЗ

5.5 Определение влияния расхода картерных газов на ущерб'окру- 113 жающей среде

5.6 Результаты эксплуатационных испытаний

5.7 Характеристики цикла ремонтных воздействий

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование структуры и содержания ремонтно-обслуживающих воздействий на механизмы двигателей семейства ЗМЗ: на примере автомобилей сельскохозяйственного назначения»

Актуальность темы. В настоящее время на техническое обслуживание и ремонт автомобилей сельскохозяйственного назначения приходится. 15 — 20 % себестоимости транспортного процесса. Причем недостаточная надёжность машин сказывается на уменьшении их производительности, обусловленной простоями в ремонте;

Повышение надежности техники в межремонтном периоде зависит от совершенствования системы ее обслуживания и ремонта, от ее гибкости, позволяющей наиболее эффективно использовать ресурсы составных частей автомобилей. Эффективность системы технического обслуживания и ремонта повышается при правильном использовании попутных замен деталей при отказе агрегата, возможности изменения» периодичности ремонтно-обслуживающих воздействий, в соответствии с техническим состоянием при диагностировании. По сравнению с автомобильной техникой, для других видов машин применяется большее число видов ремонта, большие диапазоны кратности периодичностей, то есть им присуща большая гибкость системы ремонта и большая« степень использования ресурса агрегатов: Но совершенствование системы ремонтных воздействий ведется, как правило, без исследования целесообразности изменения структуры ремонтного цикла, а путем уточнения нормативов. К тому же совершенно не учитывается вред, нанесенный окружающей среде автотранспортом. Поэтому тема исследования, посвященная формированию ремонтно-обслуживающих воздействий (РОВ) на механизмы двигателей, является актуальной.

Цель исследования: повышение долговечности кривошипно-шатунного механизма- (КШМ) двигателей семейства ЗМЗ-511 путем оптимизации структуры и содержания контрольно-диагностических и ремонтных воздействий.

Объект исследования. Система технического обслуживания и ремонта двигателей семейства ЗМЗ при применении средств диагностирования.

Предмет исследования. Закономерности изменения параметров технического состояния КШМ двигателя ЗМЗ-511 при различных стратегиях и правилах перепланировки контрольно-диагностических и ремонтных работ в результате устранения^ последствий отказов и проведения предупредительных (регламентированных) замен.

Методическая база и методы, исследования. Решение поставленных задач проведено на основе математического описания закономерностей изменения параметров технического состояния деталей КШМ при рассмотрении различных стратегий и правил перепланировки контрольно-диагностических и ремонтных работ в результате1 устранения' последствий* отказов и проведения предупредительных замен.

При этом были применены методы интервальной оценки, динамического программирования, функций случайных аргументов, системной оценки погрешностей измерений, теории вероятностей и математической статистики, регрессионного и корреляционного статистическогоанализа, системного, функционального*и стоимостного анализа, прогнозирования случайных процессов, итерационные методы оптимизации по нескольким переменным.

Научная.новизна. Выполненные в работе исследования позволили получить совокупность новых положений и результатов: ,

- разработана математическая модель комплексной оптимизации структуры и содержания контрольно диагностических и ремонтных воздействий'КШМ, учитывающая групповые замены и возможность перепланировки различных видов контрольно-диагностических и ремонтных воздействий;

- разработана методика установления номенклатуры контролируемых структурных параметров, позволяющая; сформировать разновидности текущего ремонта (ТР) с учетом технико-экономических показателей в маршрутах доступа (МД) и весомостей диагностических параметров, лимитирующих надежность КШМ;

- получены зависимости суммарных удельных издержек и показателей долговечности от периодичности проведения ремонтно-обслуживающих воздействий, среднего прогнозируемого периода безотказной работы и коэффициентов перепланировки видов контроля и ремонтных работ;

Практическая ценность результатов исследования состоит в разработке научных основ формирования системы ТОР (техническое обслуживание и ремонт), методов.и средств, позволяющих: устанавливать характерные причины отказов КШМ; реализовать правила перепланировки контрольно-диагностических и ремонтных воздействий в результате устранения последствий отказов и проведения предупредительных замен КШМ; определять допускаемые величины, параметров деталей при-ремонте для различных разновидностей ТР и КР (капитальный ремонт) для КШМ; усовершенствовать нормативно-техническую документацию по на значению ремонтно-обслуживающих воздействий; интенсифицировать учебный, процесс по дисциплинам1 «Надежность технических систем», «Диагностика и техническое обслуживание машин», «Надежность и ремонт машин», «Проектирование предприятий технического сервиса» и «Технология ремонта машин».

Реализация результатов исследований осуществлялась путем: использования научными1 организациями и производственными подразделениями, а именно ООО «Комбинат Сура», ЗАО «Мордовский Бекон» при обосновании процесса технической эксплуатации двигателей семейства ЗМЗ-511 и концепции системы ТОР, основанной на разработанной системе математических моделей управления техническим состоянием машин и анализе экономических издержек для рассматриваемых двигателей; применения в учебном,процессе ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева» при« чтении лекционных курсов, проведении лабораторно-практических занятий, выполнении курсовых и дипломных проектов, разработке математических моделей управления техническим состоянием машин в условиях сельскохозяйственного, производства.

Результаты использования основных положений и выводов настоящего исследования подтверждены соответствующими документами, приведенными в приложении к работе.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на научных конференциях «Огаревские чтения», (г. Саранск, 2007, 2008, 2010 гг.), Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности функционирования»механических и энергетических систем» (г. Саранск, 2009 г.), Международной научно-практической конференции «Энергоэффективность технологий и средств^ механизации, в АПК (Саранск, 2011 г.), научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов МГУ им. Н.П. Огарева (Саранск, 2010, 2011 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, 2 статьи в изданиях, входящих в перечень рекомендованных ВАК РФ:

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы* из 167 наименований, содержит 150 страниц основного текста, 50 рисунков,- 4 таблицы.