Повышение долговечности и эффективности использования дорожно-строительных машин за счет применения полимерных композиционных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.04, кандидат наук Серегин Дмитрий Владимирович

• Серегин Дмитрий Владимирович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Серегин Дмитрий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЁЖНОСТИ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1 Показатели эффективности, виды эксплуатационных свойств дорожно-строительных машин

1.2 Понятие эффективности, причины снижения эффективности ДСМ

1.3 Основные направления повышения эффективности и долговечности дорожно-строительных машин

1.4 Обзор традиционных материалов, применяемых в машиностроении

1.5 Классификация коррозионных процессов, условия проявления, способы защиты от коррозии

1.6 Анализ видов композиционных материалов, применяемых в

машиностроении

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1 Общее описание дорожно-строительной машины, как технической системы, возможные состояния машины

2.2 Кибернетический анализ состояния ДСМ

2.3 Прогнозирование момента возникновения отказа механической системы с

помощью аппарата теории катастроф

Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ПКМ

3.1 Анализ материалов, используемых для создания защитных покрытий, алгоритм выбора

3.2 Повышение долговечности ДСМ при нанесении защитного покрытия на основе полимочевины и полиуретана

3.3 Исследование эксплуатационных свойств защитных антикоррозионных покрытий на основе ПКМ

3.4 Повышение эффективности ДСМ при проведении ремонтных работ

Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДСМ С УЧЕТОМ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ЗА СЧЁТ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

4.1 Методика технико-экономического расчета годовых затрат на эксплуатацию ДСМ

4.2 Экономическая модель повышения эффективности ДСМ

4.3 Методика расчета остаточного ресурса машины

4.4 Методика расчета эффективности использования машины

4.5 Выводы по четвертой главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Список работ, опубликованных по теме диссертации

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акты внедрения

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Копии статей

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение долговечности и эффективности использования дорожно-строительных машин за счет применения полимерных композиционных материалов»

Актуальность темы исследования:

Развитие машиностроения играет существенную роль в экономике страны. Характерными особенностями большинства современных строительно-дорожных машин являются высокая энергонасыщенность, большая масса, многофункциональность, высокий уровень металлоемкости. Следствием перечисленных особенностей являются значительные экологические нагрузки в процессе эксплуатации техники, вызванные токсичными отработавшими газами и эксплуатационными материалами, повышенным давлением на грунт, электромагнитными полями, высоким уровнем шума, вибрации и др.

Устранение перечисленных недостатков в значительной степени может быть достигнуто благодаря увеличению доли композиционных материалов, применяемых при производстве и ремонте строительно-дорожных машин.

Композиционные материалы обладают высокой механической прочностью, пластичностью, низкой плотностью, хорошей термической и химической стойкостью, высокими электроизоляционными характеристиками, оптической прозрачностью и низкой удельной массой.

Современные полимерные композиционные материалы (ПКМ) состоят из двух и болей компонентов - основы (матрицы) и наполнителя, обеспечивающего материалу особые физико-механические характеристики и эксплуатационные свойства. В зависимости от вида наполнителя можно создать материал с заранее заданными свойствами - высокой прочностью, твердостью, упругостью, износостойкостью и прочими характеристиками. Сочетание различных компонентов обеспечивает возможность получения многообразия материалов с индивидуальными, заранее заданными наборами физико-механических показателей и эксплуатационных свойств. Полимерные композиционные материалы могут существенно превосходить традиционные металлы и сплавы по

своим механическим характеристикам, коррозионной и износостойкости при одновременном снижении массы деталей.

Произвести оценку долговечности и эффективности, а также величину экономических затрат можно с помощью комплексного показателя эффективности за заданную единицу времени: день, месяц, год. При этом основной причиной потери эффективности ДСМ является нахождение машины в простоях в следствии возникновения постепенных или внезапных отказов, вызванных естественным износом деталей в парах сопряжения, появления внезапных или постепенных отказов в следствии негативного воздействия окружающей среды: воды, влаги, пыли, щелочи, грязи, солнечной радиации и т.д. Причинами возникновения отказов металлических деталей могут являться: коррозия; потеря упругости; абразивный износ; коррозионно-механическое изнашивание; на резинотехнических изделиях: расслоение и растрескивание; нарушение герметичности; вытягивание; потеря эластичности; старение; у элементов каналов передачи сигнала: потеря эластичности, замыкание, нарушение контакта. Кроме того, происходит снижение показателей технико-экономических и эргономических эксплуатационных свойств ДСМ.

В настоящее время, защиту деталей и изделий от негативного воздействия внешней окружающей среды производят футеровочными материалами на основе резины, продуктов нефтепереработки или нанесением лакокрасочного покрытия. Главным недостатком таких средств защиты является малая сопротивляемость ударным воздействиям, абразивному износу, и невозможность обеспечения достаточной степени герметичности сопряжения уже смонтированного оборудования (особенно в парах вращения).

Для решения вышеперечисленных задач с целью повышения эффективности и долговечности ДСМ в работе предложен комплекс мероприятий, включающих применение защитных полимерных композиционных материалов на основе полимочевины.

Степень разработанности темы исследования:

Исследованием способов повышения эффективности и долговечности машин занимались такие ученые России и других стран, как: Зорин В.А., Баурова Н.И., Баловнев В.И., Густов Ю.И., Апатенко А.С., Кудрявцев Е.М., Максименко А.Н., Кравченко И.Н., Гриб В.В., Пермяков В.Б. и др. [2, 5, 6, 7, 46, 56, 57 61, 62, 81, 85, 90, 97, 98, 99, 112 и пр.]. Однако в большинстве научных исследований, направленных на повышение долговечности машин, была предложена модернизация существующего оборудования, усовершенствование технологий обработки металлов или изготовление деталей из новых типов полимерных композиционных материалов, а в части повышения эффективности машины за счет применения полимерных композиционных материалов такими учеными как Зорин В.А., Баурова Н.И., Малышева Г.В., Петрова Л.Г., Шестопалова Л.П., Бородулин А.С., Караев Г. и др. [11, 13, 14, 20, 27, 45, 67, 68, 74, 133, 140 и пр.] в работах предложены способы замещения конструкционных материалов отдельных деталей и узлов из металла на полимерные композиционные материалы, а в части защиты изделий от воздействия внешней окружающей среды и последствий влияния коррозии предложено использование клеев-расплавов, герметиков, компаундов или мастик. При этом публикаций о применении полимерных композиционных материалов на основе полимочевины при производстве и ремонте ДСМ автором не обнаружено.

Целью диссертационной работы является разработка методологии повышения долговечности и эффективности дорожно-строительных машин за счет применения композиционных материалов при производстве, ремонте и эксплуатации.

В соответствии с целью, основные задачи состояли в следующем:

1. Исследовать причины возникновения отказов и их влияние на годовую эффективность использования ДСМ; определить пути повышения эффективности ДСМ

2. Разработать математические модели изменения технического состояния машин в процессе эксплуатации

3. Разработать состав защитного полимерного композиционного материала на основе полимочевины в соответствии с предъявляемыми требованиями при производстве, ремонте и эксплуатации дорожно-строительных машин

4. Разработать технологические методы нанесения полимерного материала на защищаемые поверхности деталей при производстве, ремонте и эксплуатации машин

5. Оценить технико-экономическую эффективность предлагаемого метода защиты конструктивных элементов машин от внешних воздействий.

Научная новизна работы заключается в:

1. Теоретическом и экспериментальном обосновании эффективности применения ПКМ на основе полимочевины при производстве, ремонте и эксплуатации дорожно-строительных машин

2. Разработке состава ПКМ на основе полимочевины в соответствии с предъявляемыми требованиями при производстве, ремонте и эксплуатации дорожно-строительных машин

3. Выявленных и обобщенных видах отказов, характерных для ДСМ

4. Разработанной математической модели прогнозирования возникновения отказа механической системы с помощью аппарата теории катастроф.

Теоретической и практической значимостью диссертационной работы являются:

1. Математические модели прогнозирования изменения технического состояния и возникновения отказа ДСМ

2. Причины возникновения типичных отказов, обобщенные эксплуатационные свойства ДСМ, предложенные конструктивные, технологические и эксплуатационные методы повышения эффективности использования машин

3. Методика оценки долговечности и эффективности использования ДСМ при нанесении защитного покрытия из ПКМ на основе полимочевины

4. Результаты экспериментальных исследований прочности ПКМ на основе полимочевины в зависимости от соотношения компонентов (основа/отвердитель) и пластификаторов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты теоретических исследований причин возникновения типичных отказов, обобщенных эксплуатационных свойств ДСМ, конструктивных, технологических и эксплуатационных методов повышения эффективности машин

2. Математические модели прогнозирования изменения технического состояния и возникновения отказа ДСМ

3. Результаты экспериментальных исследований прочности разработанного ПКМ на основе полимочевины в зависимости от соотношения компонентов (основа/отвердитель) и пластификаторов.

Степень достоверности и апробация работы:

Контроль достоверности полученных результатов осуществлялся сопоставлением теоретических положений с экспериментальными данными, полученными при проведении лабораторных испытаний опытных образцов и конструктивных элементов ДСМ. Методология и методы исследования были основаны на требованиях к научно-технической документации, методах проведения испытаний в соответствии с ГОСТ, разработанных технологических процессах производства и нанесения покрытий.

Эффективность теоретических и экспериментальных результатов подтверждена актом о внедрении результатов диссертационной работы: - в ООО «ИНТЕРТЕХСЕРВИС» в качестве защитного покрытия, обеспечивающего увеличение межремонтного срока службы элементов строительных и транспортных машин и актом о внедрении методов, алгоритмов и технологического процесса применения защитной композиции в университете МАДИ.

Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах, выставках:

- 78-я Международная научно-методическая и научно-исследовательская конференция МАДИ по теме выступления: «Применение защитных покрытий на основе полимочевины при ТО и ремонте строительных машин»;

- 77-я Международная научно-методическая и научно-исследовательская конференция МАДИ по теме выступления: «Применение полимерных материалов при ТО и ремонте строительных машин»;

- 76-я Международная научно-методическая и научно-исследовательская конференция МАДИ по теме выступления: «Анализ применения композиционных материалов при производстве деталей машин компании LIЕBHЕRR»;

- 75-я Международная научно-методическая и научно-исследовательская конференция МАДИ по теме выступления: «Перспективы замещения металлических конструкционных материалов на композиционные при производстве деталей ДСМ»;

- Международная научно-практическая конференция «Интеграционные процессы в научно-техническом и образовательном пространстве» посвященная 65-летию Киргизского государственного технического университета им. И. Раззакова, гор. Бишкек (18-19.09.2019 г.);

- XXIV Московская международная межвузовская научно-технической конференция студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы (Молодой инженер)»

- Исследования проводились в рамках проекта № Б1124214 и проекта № FSFM-2020-0011 (2019-1342) выполняемых в рамках проектной части Государственного задания в сфере научной деятельности.

Публикации:

По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных работ, из них 2 статьи опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки РФ, одна статья в издании, входящем в базу цитирований Scopus. В печатных работах подробно изложено содержание всех основных разделов диссертационной работы, выводы и результаты работы.

Структура и объем диссертационной работы:

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по каждой главе и общих выводов, списка использованных литературных источников из 142 наименований на 123 страницах сквозной нумерации, и трех приложений. Работа содержит 18 таблиц, 44 рисунка, а также приложения.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЁЖНОСТИ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1 Показатели эффективности, виды эксплуатационных свойств дорожно-строительных машин

Технический прогресс направлен на создание сложных, более производительных машин, при котором предъявляется постоянное повышение требований к показателям эксплуатационных свойств дорожно-строительных машин (ДСМ), среди которых особые требования предъявляются к количественным параметрам безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости, металлоемкости, эстетичности и проч. Для современных ДСМ характерно ужесточение режимов работы: увеличение нагрузок, рабочей температуры, скорости выполнения операции, воздействия окружающей среды; при одновременной необходимости в снижении энергозатрат, затрат на техническое обслуживание и ремонт. Эффективность использования ДСМ в эксплуатации характеризуется комплексным показателем эффективности. Повышение данного показателя приводит к возникновению новых научно-технических проблем, решение которых является условием повышения эксплуатационной производительности машины и роста производственных мощностей общества.

Эксплуатационные свойства дорожно-строительной машины могут быть разделены на три группы [56]: технологические, технико-экономические и эргономические (рисунок 1.1).

Технологические свойства машины оценивают с помощью показателей: ёмкость рабочего оборудования, рабочая скорость, транспортная скорость, грузоподъёмность, продолжительность рабочего цикла, габаритные размеры,

дорожный просвет, давление на грунт, тип движителя, радиус поворота, время поворота, плавность хода, эксплуатационная производительность.

Технико-экономические свойства характеризуются совокупностью свойств и показателей: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость; часовой и удельный расход топлива; ресурс; наработка на отказ и прочее.

Эргономические свойства определяются влиянием конструктивных элементов машины на функциональное состояние, безопасность и работоспособность человека: обзорность рабочей зоны при неподвижном положении, рациональная и удобная поза машиниста, расположение рычагов управления; вентилируемость, температура, влажность, шум, вибрация.

Рисунок 1.1 - Эксплуатационные свойства ДСМ

1.2 Понятие эффективности, причины снижения эффективности

ДСМ

Основным показателем эффективности ДСМ является значение годовой эксплуатационной производительности:

Пэ 60 *ц*п*к„*ке*ку

Л = Ст =-С--*ТС м*псм (1.1)

Сэ Сэ

где: Пэ - эксплуатационная производительность за единицу времени [м3/ч];

ц - теоретический объем производимой полезной работы за единицу времени, обеспечиваемый конструктивными параметрами рабочего оборудования;

п - теоретическое число рабочих циклов за единицу времени, зависящий от мощности и конструктивного исполнения рабочего оборудования машины;

к£ - коэффициент, учитывающий конкретные условия работы, определяется такими параметрами, как коэффициент наполнения ковша и категория (твердость) грунта;

ку - коэффициент использования машины по времени, определяется отношением продолжительности (загруженности) работы машины в течение рабочей смены;

ке - коэффициент, учитывающий конкретные условия работы; зависит от организации работ и квалификации машиниста;

Тсм - продолжительность смены;

псм - число рабочих смен в год;

Сэ - себестоимость использования машины за единицу времени; определяется рядом экономических затрат, необходимых для нормальной работы машины (техническое обслуживание и ремонт, горюче-смазочные материалы, оплата труда, перебазирование машины, амортизационные отчисления) [руб].

В общем случае понятие эффективности можно трактовать как способность качественного выполнения работ в заданных условиях эксплуатации с минимальными затратами. На показатель эффективности влияют следующие факторы:

- Технические и эргономические параметры (задаются при конструировании

машины в соответствии с ее размерной группой)

- Условия работы и тип разрабатываемого грунта;

- Квалификация машиниста;

- Загруженность машины за единицу времени;

- Надежность машины;

- Периодичность проведения технического обслуживания и ремонта.

- Ключевым из которых является показатель надежности машины.

Надежностью называют комплексное свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Необходимый уровень надежности определяется назначением объекта и сочетанием свойств безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости [35, 40, 41].

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность - Свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, независимо от его технического состояния.

Надежность машины и ее долговечность закладываются на стадиях конструирования и производства, зависят от конструкции элементов, применяемых материалов, защитных покрытий и смазочных материалов, видов обработки деталей, качества сборки, режимов приработки деталей. Поддержание надежности обеспечивается во время эксплуатации в соответствии с принятой системой технического обслуживания и ремонта, качеством эксплуатационных материалов, воздействием окружающей среды. Снижение работоспособности ДСМ происходит в период работы в условиях эксплуатации, ввиду:

- Изнашивания деталей;

- Старения и усталости материалов;

- Пластических деформаций;

- Воздействия окружающей среды (разупрочнение, коррозия, потеря

эластичности резинотехнических изделий, влага, грязь, щелочь).

Следствием снижения работоспособности является нахождение объекта в неисправном состоянии, неработоспособном состоянии или его отказе.

Неисправное состояние (повреждение) - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической документации (например, повреждение лакокрасочного покрытия, износ режущей кромки или трещина металлоконструкции рамы, приводящая к возникновению отказа)

Неработоспособное состояние (отказ) - состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической документации.

Внезапный отказ - резкое изменение одного или нескольких заданных параметров объекта (например, выход из строя ЭБУ)

Постепенный отказ - постепенное изменение одного или нескольких заданных параметров объекта (например, износ цилиндр-поршневой группы)

Перемежающийся отказ - многократно возникающий самоустраняющийся сбой одного и того же характера (например, налипание грунта на поверхность ковша)

Классификация отказов строительных машин и элементов по различным признакам приведена на рисунке 1.2, типовой перечень отказов представлен в таблице 1.1.

Основные причины снижения эффективности ДСМ прямо влияют на величину годовой эксплуатационной производительности и зависят друг от друга:

- Снижение тягово-скоростных характеристик - износ гидравлических компонентов (гидромотор, гидронасос, гидроцилиндр) - приводит к увеличению требуемого тягового усилия, повышенному расходу топлива до 25% и увеличению времени на выполнение операции;

- Неверная регулировка ТНВД, угла опережения подачи топлива, износ цилиндр-поршневой группы и механизма газораспределения двигателя, или неисправность одной из форсунок подачи топлива приводят к увеличению расхода топлива до 30% и расходу масла до 25%;

- Применение топливо-смазочных материалов (ТСМ) низкого качества или отличных от рекомендаций завода-изготовителя, особенно в условиях отрицательных температур, приводит к нарушению теплового режима двигателя, увеличению расхода топлива и преждевременному износу рабочих узлов и агрегатов;

- Повышенная шумность, вибрация, недостаточная обзорность рабочей зоны или низкая квалификация машиниста приводят к снижению коэффициента использования рабочего времени смены и увеличению времени работы техники на холостом ходу;

hd s

о

M

о «

ы «

й р

о о

s ►в-

S «

а к

¡a

о

н «

р

со О И

о s

H О)

и № к Е

В s к

ш

и

О)

О)

К н о и

Несущая конструкция Электрооборудование

Рабочее оборудование Двигатель

Гидросистема Трансмиссия

Пневмосистема Ходовая часть

Система управления Прочее

Классификация отказов

Таблица 1.1 - Типовой перечень отказов строительных машин и элементов

Характер отказа Пример элемента, вышедшего из строя

Износ (механический, молекуляро-меканнческнй, корр о зноен о-м еханичес кнй) Поверхности сопряжений, деталей, рабочие органы

Выкрашивание Поверхности зубьев шестерен, роликов и втулок цепей, колеи подшипников

Излом (вязкий. хрупкий, усталостный) Элементы трансмиссий и металлоконструкции

Остаточная деформация Оси. валы, зуоъя колес, звездочек, элементы металлоконструкции

Трещина Рамные элементы, рабочее оборудование

С ре? резьбы Резьбовые соединения

Смятие. срез. Шпонки

Вмятина Рама кожуха

Затупление Режущие элементы рабочего оборудования

Заклинивание (заедание) Золотники

Проворачивание Подшипники по посадке

Корро зия Сопряженные поверхности, обшивки

Увеличенный люфт Рычага управления, гидропривод, механические передачи

Ослаблений креплений Резьбовые соединения

Потеря упругости Пружины

Разрыв заделки Шланги, трубопроводы

Расслоение, растрескивание Шланги, ремнн

Разрыв Шланги, металлические трубопроводы, ремни, иепи

Механические повреждения Прокладки, элементы металлоконструкции, радиаторы охлаждения, шланги

Нарушение герметичности Соединения в гидравлических и пневматических соединениях

Пробоина Баки

Вытягивание Лента транспортёра, ремень, цепь

Кавитационная эррозия Элементы гидропривода, радиаторы охлаждения

Потеря эластичности, старение Уплотнения

Разрегулировка Тормоза, муфты, клапаны, контакторы, и.г.д.

Не срабаты ва ние Приборы защиты и управления

Перегорание Осветительная аппаратура

Оорыв. пробой, замыкание, нарушение контакта, электрические повреждения подгорание Электронные компоненты

- Работа в условиях экстремально низких или экстремально высоких температур, повышенной влажности, давления, запыленности, уровня радиации или загазованности приводит к снижению коэффициента использования условий работы.

Таким образом, обеспечение долговечности и эффективности использования машины является сложным научно-техническим процессом на всех стадиях существования ДСМ: конструирование, производство, эксплуатация. Для обеспечения наибольшей долговечности ДСМ необходимо знать все физико-химические процессы, происходящие в элементах узлов и агрегатов во время эксплуатации: теплообмен, взаимодействие контактирующих поверхностей деталей при работе машины, окисление, коррозия, изнашивание, смазка и условия эксплуатации. Решение проблемы обеспечения надежности машин возможно только с применением методов научной дисциплины - триботехники, целью которой является разработка принципов, методов и технических средств обеспечения долговечности машины.

1.3 Основные направления повышения эффективности и долговечности дорожно-строительных машин

Для комплексной оценки показателя эффективности ДСМ применима формула расчета годовой эксплуатационной производительности:

Пэ 60 * q*n*kt*ke*ky Ч=тт =-с-* Тсм * псм

Данный расчет учитывает все возможные состояния машины и затраты на ее эксплуатацию при: выполнении работ, перебазировании, ремонте и техническом обслуживании, простое, работе на холостом ходу. Повышение значения эффективности возможно при помощи воздействия на показатели годовой эксплуатационной производительности конструкторско-технологическими, эксплуатационными и экономическими методами при производстве, эксплуатации и ремонте ДСМ (таблица 1.2).

Следует учитывать, что основная часть способов воздействия имеет корреляционные связи. Например, если увеличить мощностные (скоростные) характеристики двигателя и элементов преобразования энергии, то неизбежно

увеличится удельный расход топлива и масса машины. При уменьшении геометрических размеров приводных элементов, с целью обеспечения наибольшего теоретического числа циклов рабочего оборудования, масса машины будет снижена, что приведет к снижению коэффициента наполнения рабочего оборудования или может перевести машину в другой параметрический класс. Приобретение ТСМ или запасных частей ответственных узлов и агрегатов категории «афтермаркет» низкого качества, может привести к возникновению вторичных отказов со средними или тяжелыми последствиями, что, в свою очередь, вызовет существенное увеличение затрат на ремонт ДСМ. Увеличение межсервисного интервала технического обслуживания, отличных от рекомендаций завода-производителя, может привести к преждевременному износу поверхностей сопряжения, следствием чего является увеличение удельного расхода топлива и снижение тягово-скоростных характеристик.

Таблица 1.2 - Основные способы повышения эффективности

Методы Показатели Способы повышения эффективности

Ч Увеличение полезного объема рабочего

оборудования

Увеличение мощностных (скоростных)

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Серегин Дмитрий Владимирович, 2020 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Зорин В. А., Вауровя К. И., Шатрова Л. М. Применение квлсулврованжых материалов при оборке и ремонте резьбовых соединенно // Мвлвннзацка строительства. — 20J4. — № 8 — С.

2. Зорин В. A., Ьятрови Н. И., Шакурова Л. М. Иссле-■тни структуры капсулиром нного анаэро(етэго клея// Клеи. Герметики. Технологии. — 2014. — № 5. - С. 27—30.

3. Баурова Н. И,, Зорин В. Л., Прнходько Б. М. Описание сценариев нерсколд материала из работоспособного состояния г неработоспособное с использование мураше имя теории катастроф"складка" // Клен. Герметики. Технологии. — 2014. — № В. — С. 33—37.

4. Iliyposii 13. И., Зорнн К. Л.. Припиши В. М. Описание процессов деградации свойств материалов с использованием аппарата теории катастроф // Все материалы. Энпиклонедическнft справочник. — 2014. — № II.-С. 14-19

5. Бауровв Н. И.„ Сергеев А, К). Структурные исследования механизма разрушения клеевых соединений после испытаний методом риИ-оШ// Клеи. Герметики. Технологии. — 2014. — № 4. — С. 24—2S.

Грунпвик. 3016, ti 12

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

УДК rajK2JfcG2USl

Перспективы применения неметаллических материалов при производстве дорожно-строительных машин

Зорин Владимир Александрович,

д-р теки. наук. проф.. Московский автомобильно-дорожный государственный техничес кий ун иверситет ( МАД И)

E-rnail: [e-mail]

Серёгин Дмитрий Владимирович,

студент, Московский авто мобильно-дорожный государственны й техничес кий ун иверситет (МАД И)

E-mail: [e-mail]

В статье приведено обоснование возможности и целесообразности применения неметаллических материалов при производстве дорожно-строительной техники. Рассмотрены наиболее перспективные материалы и конструктивные элементы машин, для изготовления которых они могут быть использованы.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, полимеры, резина, графит, композиты.

PROSPECTS OFAPPLICATION OF NONMETALLIC MATERIALS BV MANUFACTURE OF ROAD-CONSTRUCTION MACHINES

Vladimir A. Zorin,

Doctor of Science. Technical, professor

Dmitrfy V. Seriogin,

student.

The Moscow Stats Automobile & Road Technical University (MADI)

In article the substantiation of an opportunity and expediency of application of non metallic materials is resulted by manufacture of road-construction technical equipment. The most perspective materials and constructive elements of machines for which manufacturing they can be used are considered.

Keywords: polymeric composite materials, polymers, rubber, graphite, composites.

Mechanization of Construction

Развитие машиностроения играет существенную роль в экономике страны. Характерными особенностями большинства современных изделий машиностроения являются: высокаяэнергонасыщенность, большая масса, многофункциональность, высокий уровень металлоемкости. Следствием перечисленных особенностей являются значительные эгологи-ческие нагрузки в процессе эксплуатации техники, вызванные токсичными отработавшими газами и эксплуатационными материалами, повышенным давлением на грунт, электромагнитными полями, высоким уровнем шума, вибрации и др. Устранение перечисленных недостатков в значительной степени может быть достигнуто благодаря увеличению доли неметаллических материалов, применяемых в машиностроительном производстве.

К неметаллическим материалам относятся пластические массы, композиционные и синтетические материалы, резиновые материалы, клеи, лакокрасочные покрытия, древесина, а также силикатные стекла, керамика и др. Неметаллические материалы обладают высокой механической прочностью, пластичностью, низкой плотностью, хорошей термической и химической стойкостью, высокими электроизоляционными характеристиками, оптической прозрачностью и низкой удельной массой.

Снижение металлоемкости современных транс-портно-технологических, сельскохозяйственных и строительных машин за счет замещения металлических материалов деталей полимерными позволяет значительно снизить массу машин, удельные рас© В .А. Зорин, Д. В. Серёгин, 2015

ходы топлива и смазочных материалов, повысить уровень надежности и эффективности использования техники.

Современные полимерные композиционные материалы состоят из двух и болей компонентов: пластинчатой основы (матрицы) и наполнителя, обеспечивающего материалу особые фиэико-механические характеристики и эксплуатационные свойства. В зависимости от вида наполнителя можно создать материал с заранее заданными свойствами: высокой прочностью, твердостью, упругостью, износостойкостью и прочими характеристиками. Сочетание различных компонентов обеспечивает возможность получения многообразия материалов с индивидуальными, заранее заданными наборами физико-механических показателей и эксплуатационных свойств. Полимерные композиционные материалы могут существенно превосходить традиционные металлы и сплавы по своим механическим характеристикам, коррозионной и износостойкости, при одновременном снижении массы деталей. Так, пластиковый куэов Dodge ESX3 (Daimler Chryster) меньше стального по массе более, чем на 40%.

Таким образом, можно предположить, что замещение металлических материалов деталей на полимерные может существенно повысить надежность машин, уменьшить массу и обеспечить снижение экологической нагрузки в процессе эксплуатации техники.

Современная машина состоит из более чем

Минтниип строительства

№ 7 (853) - 2015

INNOVATION TECHNOLOGY

20 тысяч различных деталей, каждая из которых в процессе работы выполняет характерные для нее функции, испытывая при этом специфические нагрузки. Для производства различных деталей требуются соответствующие материалы, обладающие заданными свойствами.

Основой неметаллических конструкционных материалов являются полимеры. Полимерами называют вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных элементарных эвеньеЕ (мономеров) одинаковой структуры. В зависимости от исходного сырья различают природные и синтетические полимеры. К природным полимерам относятся натуральный каучук, целлюлоза, слюда, асбест.

Синтетические полимеры, получаемые в процессе химического синтеза из низкомолекулярных соединений, нашли более широкое применение в промышленности.

Материалы, получаемые на основе органических полимерных связующих веществ, называют пластмассами. В состав пластмасс входят связующий материал, наполнители, красители и пластификаторы.

В зависимости от применяемых наполнителей различают следующие виды пластмасс:

- порошковые (пресс-порошки с наполнителями в виде древесной муки, сульфитной целлюлозы, графита, талька, измельченных стекла, мрамора, асбеста, слюды);

- волокнистые (с наполнителями в виде очесов хлопка и льна, стеклянного волокна, асбеста);

- слоистые (содержащие листовые наполнители (листы бумаги, хлопчатобумажные, стеклянные, асбестовые ткани, древесный шпон);

-крошкообразные (наполнитель в виде измельченной ткани или древесного шпона, пропитанных связующим материалом);

- газонаполненные (наполнитель - воздух или нейтральные газы}, подразделяемые в зависимости от структуры материалы на пенопласты и гюропласты.

Пластмассы по своим физико-механическим и технологическим свойствам являются наиболее перспективными конструкционными машиностроительными материалами. К недостаткам пластмасс относят невысокую теплостойкость, низкие модуль упругости и ударная вязкость по сравнению с металлами и сплавами, а также, для некоторых пластмасс - ограниченные сроки службы вследствие старения.

Современные полимерные материалы различаются:

- по виду армирующего наполнителя:

- с твердым дисперсным наполнителем (стеклопластики, углепластики, боропластики, органопластики, текстолиты):

- с жидким наполнителем (эмульсии);

- газонаполненные {пены - пенопласты и по-ропласты);

- по материалу матрицы:

- с полимерной матрицей;

- с керамической матрицей;

■ с металлической матрицей;

■ оксид-оксид.

В настоящее время полимерные композиционные материалы применяются в различных областях:

- в строительстве - при производстве железобетона {железо - наполнитель, бетон - матрица), ДСП (деревянная стружка и клей);

- в авиации - при изготовлении обшивки, обтекателей и фюзеляжей самолетов, элементов отделки салонов, рулей, стабилизаторов и шасси;

- в автомобилестроении - при производстве кузовных деталей, элементов отделки кабины, поршней, шатунов, бензобаков и пр.

В различных отраслях машиностроения и, в частности, при производстве дорожно-строительных машин широко используются материалы на основе резины. Резина представляет собой материал, получаемый в результате вулканизации из смеси каучука и серы с различными добавками. Основной особенностью резины как конструкционного материала является наличие высокой эластичености, присущей каучуку - главному исход-номукомпонентуреэины.Реэинаслособнакочень большим упругим деформациям с относительным удлинением до 1000%, которые почти полностью обратимы. При рабочей температуре резина находится в высокоэластичном состоянии и сохраняет эксплуатационные свойства в широком диапазоне температур. Модуль упругости резины заключен в

пределах 1___10 МПа и, таким образом, в десятки

тысяч раз меньше, чем для других конструкционных материалов. Особенностью резины является ее малая сжимаемость (для инженерных расчетов резину считают несжимаемой). При эксплуатации толстостенных деталей (напри мер. шин) вследствие низкой теплопроводности материала происходит повышение температуры в массе резины, что вызывает ухудшение эксплуатационных свойств, снижение работоспособности изделия в целом. Для изделий из резиновых материалов характерны высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепроницаемость. хорошие химическая стойкость и электроизоляционные свойства и низкая плотность.

Основным компонентом резины является каучук натуральный {НЮ или синтетический (СК), который и определяет физико-механические свойства резинового материала. Для улучшения физико-механических свойств каучуков и эксплуатационных свойств изделий в состав материала вводятся различные добавки: вулканизующие вещества, противостарители (антиоксиданты), пластификаторы, красители.

Совокупность физико-механических и эксплуатационных свойств резиновых материалов определяет области их применения: для амортизации и демпфирования, уплотнения и герметизации в условиях воздушных и жидкостных сред, химической защиты деталей машин, в производстве элементов подвески, рукавов высокого давления (шлангов), покрышек и камер колес машин и т. д.

Еще одним видом неметаллических материалов, часто применяемым при производстве конструкционных элементов машин является неорганическое

№ 1 (853) - 2015

Meclaniiälion of Construction

E-mail: MCjoui nah [e-mail]; [e-mail]

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

стекло. В состав неорганически* стекол входят: стеклообразующие окислы кремния, бора. фосфора, германид, мышьяка, образующие структурную сетку; модифицирующие окислы натрия, калия, лития, кальция, магния, бария, изменяющие физико-химические свойства стекломассы. Кроме того, в состав стекла вводят окислы алюминия, железа, свинца, титана, бериллия и других элементов, для придания стеклу необходимых физико-химических и эксплуатационных свойств. Таким образом, промышленные стекла являются сложными многокомпонентными системами.

По содержанию модификаторов различают щелочные {содержащие окислы Na?G. K?Q), бесщелочные и кварцевые стекла. По назначению все стекла подразделяют на технические (оптические, светотехнические, электротет н ические, х и мико-л а-бораторные, приборные, трубные}; строительные (оконные, витринные, армированные, стеклоблоки} и бытовые (стеклотара, посудные, бытовые зеркала и т. п.).

Элементы и комплектующие дорожно-строительных машин из. стекла в большинстве относятся к алюмоборосиликатной группе и отличаются разнообразием входящих окислов.

При производстве дорожно-строительных машин широко применяются тепло звукоизоляционные стекловолокнистые материалы, к которым относятся: стекловата; материалы АСИМ, АТИМС, АТМ-3, состоящие из стекловолокон, расположенных между двумя слоями стеклоткани или стеклосетки, простеганной стеклонитками. Эти материалы применяются в интервале температур от —60 до +450... 600 ^С. Иногда стекло волокнистые материалы сочетают с термореактивной смолой, придающей изделиям более устойчивую рыхлую структуру (материал АТИМС С). Рабочие температуры таких комбинированных материалов достигают до ISO ГС. Материалы, вырабатываемые из короткого волокна и синтетических смол, применяют для изготовления шумоизоляционных плит. Коэффициент звукопоглощения плит при частоте 200...800 Гц равен 0,5; при частоте 8000 Гц - 0.6G.

Стекловату, маты, плиты применяют для тепло-звукоизоляции кабин, подкапотного пространства и кузовов транспортно-технологических машин.

В дорожно-строительном машиностроении давно и широко применяется графит, являющийся одной из аллотропических разновидностей углерода. Это полимерный материал кристаллического пластинчатого строения. Графит встречается в природе, а также производится промышленным путем.

При использовании неметаллических конструкционных материалов в при производстве дорожно-строительных машин необходимо учитывать, что большинству неорганических материалов присущи такие эксплуатационные свойства, как негорючесть, высокая стойкость к нагреву, химическая стойкость, устойчивость к старению, большая твердость, хорошая сопротивляемость сжимающим нагрузкам. Однако эти материалы обладают повышенной хрупкостью (стекло и керамика}, плохо переносят резкую смену температур, слабо сопро-

тивляются растягивающим и изгибающим усилиям и имеют более высокую платность гто с равнению с органическими полимерными материалами.

Широкий диапазон эксплуатационных свойств, необходимых конструкционным материалам различных деталей дорожно-строите л ьных машин, удается обеспечить за счет применения композиционных материалов.

При создании композиционных материалов используют комбинацию нескольких химически разнородных материалов. Эксплуатационные свойства композиционных материалов в значительной степени отличаются от свойств каждого из составляющих компонентов в отдельности. Композицию получают путем введения в основной материал {матрицу} определенного количества другого материала (наполнителя}, который добавляется с целью получения специальных, заранее заданных свойств. В результате удается получить конструкционные материалы с заранее заданными свойствами.

В машиностроении применяют композиционные материалы на основе фторопласта для изготовления подшипников скольжения, манжет, уплотни-тельных колец, прокладок гидравлических систем (станков, автомобилей}, механических устройств, уплотнений поршневых и плунжерных компрессоров, рулевых тяг автомобилей, дорожных и строительных машин, опор скольжения, дисков сцепления, элементов систем управления, системы нейтрализации газа и др..

Одним из наиболее распространенных видов неметаллических конструкционных материалов является капролон . применяемый в различных отраслях промышленное™ для изготовления деталей широкой номенклатуры:

— подшипников скольжения, втулок и других деталей узлов трения, работающих при нагрузке до 20 МПа;

— шкивов, блоков, колес и роликов грузоподъемных механизмов с тяговым усилием до 30 т, гидравлических тележек, кран-балок, транспортеров, конвейеров;

— корпусов, кронштейнов, ступиц кол ее тележек, к которым предъявляются повышенные требования по ударопрочное™;

— шестерен, звездочек и червячных колес приводов редукторов:

— деталей уплотнения (вместо фторопласта) для дозаторов, сепараторов, арматуры, резинотехнических изделий и манжет для систем высокого давления (до 50 МПа).

Капролон имеет низкий коэффициент трения в паре с любыми металлами, хорошо и быстро прирабатывается, в 6-7 раз легче бронзы и стали. Этот материал не подвержен коррозии, не токсичен, экологически чист. Изделия из капролона в два раза снижают износ пар трения, значительно повышая ресурс машин.

Особо следует отметить технологичность неметаллических конструкционных материалов. Более низкая температура плавления, высокий уровень пластичности, хорошая обрабатываемость неметаллических материалов обеспечивают эначитель-

hrttp ms.enjournaLnet/ ISSN0025-8903

Механизация апоптепьства

№ 7 (853) - 2015

INNOVATION TECHNOLOGY

Основные области применения конструкционных неметаллических материалов при производстве и ремонте строительно-дорожных и грузоподъемных машин

ные преимущества в технологичности производства из них деталей дорожно-строительных машин. Кроме того, снижение шума, вибрации, динамических нагрузок, рабочей температуры в сочетании с повышением коррозионной стойкости и надежности изделий из неметаллических материалов позволяет отказаться от ряда специальных про-еоно-конструкторских и технологических мероприятий, направленных на обеспечение комфорта, надежности и безопасности машин. Применение неметаллических конструкционных материалов обеспечивает значительную экономическую эффективность машиностроительного производства. Расширение применения неметаллических материалов в машиностроении объясняется также необходимостью обеспечения современных экологических норм и требований безопасности.

Таким образом, в качестве неметаллических конструкционных материалов могут быть использованы органические и неорганические полимерные материалы: различные виды пластических масс, композиционные материалы на полимерной основе, каучуки и резины, клеи, герметики, защитные лакокрасочные покрытия, а также графит, стекло, керамика, синтетические смазочные материалы.

Возможность создания неметаллических композиционных материалов с заранее заданными фиэико-механическими свойствами обеспечивает оптимальные эксплуатационные свойства деталей дорожно-строительных машин и позволяет значительно повысить их надежность, безопасность и эффективность использования.

Доля конструктивных элементов дорожно-строительных машин, изготовленных и неметаллических материалов, постоянно увеличивается (см. рисунок). Меньшаяпосравнениюсметаллами удельная масса большинства неметаллических конструкционных материалов обеспечивает возможность значительного снижения массы дорожно-строительных машин, что, в свою очередь, обеспечит снижение энергетических и эксплуатационных затрат в течение жизненного цикла.

Особенности строения, структуры и производства неметаллических конструкционных материалов обеспечивают возможности снижения затрат на их утилизацию после завершения жизненного цикла машины.

Большие перспективы применения неметаллических конструкционных материалов открыва-

ются благодаря производству запасных частей и комплектующих деталей дорожно-строительных машин с применением методов 3D проектирования и печати.

Приведенные в статье результаты получены при разработке проекта № Б1124214. выполняемого в рамках проектной части Государственного задания в сфере научной деятельности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зорин В,А. Основы работоспособности технических систем М.: Магистр. 2005. 535 с.

2. Баурова Н.И. Диагностирование и ремонт машин с применением полимерных материалов: монографии. М.: Тех Полиграф Центр. 200Э. 2Э0с.

3. Технология машиностроения, производство и ремонт подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин / Под ред. В.А.Зорина. М.: Академия. 2010. 56В с.

4. Зорин В А., Баурова Н.И. Перспективы применения интеллектуальных материалов при диагностировании транспортно-технологических машин. ВИНИТИ. Журнал -Транспорт: наука, техника, управление» № 6. 2014. 23 с.

REFERENCES

1. Zorin V .А. Osnovy rabotoaposobnosti tekhnicheskih sistem. М.: ООО Мag¡sir-Press, 2005. 536 s. (Zorin. V.A., Basics of operability technology systems. Moscow: Magistr-Press. 2005. 536 p.).

2. Baurova N.I. Diagnostirovanie i remont rnasJiin s primeneniem polimerrcyti materiatov: monogratiya. M.: TekhPoligrafCentr, 2008.280 s. 1 Baurova, N.I. Diagnostics and repairof mashins with tine use of polymeric materials: monograph. Moscow: TefchPoligralCentr, 200fl. 2S0p.).

3. Tahnologia mashinostroenia. M.: Akademia. 2010. 566 s. (Technology of mechanical engineering, manufacture and repair of lifting-transporting, building and road machines (Editor Zorin V.A.). M.. Academy. 2010. 56fl p.)

4. Zorin V.A., Baurova NJ. Perspektive primenenia intellekuualnyh material pri diagnosnrovanii mansportno-tehnologichesJiifi mashin. VINITI. Zurnal -.'Transport: nauka. tehnika. upravlenie> №6. 2014. 23 s. (Zorin V.A.. Baurova N.h Prospect of application ol intellectual materials at diagnosing of transporting-technological! machines. VINITI, Magazine -Transport: Science. Technical Equipment, Management» № 6. 20t4. 23 p.)

№ 7 (853) - 2015

Medtanization of Construction

E-mail; MCjournaH93Si2igmail.com; [e-mail]

Forecasting the resource of mechanical system by the Theory of Catastrophes

Dmitry Vladimir ovich Seregin1 and Vladimir ALeksandrovich Zorin-

1. Graduate student. Moscow automobile and road state technical university (MADI).

Moscow 125319, Russia. E-mail: dmitii.niBlc@inaiLnj

2. Doctor of science, professor. Department of Road Construction machines. Moscow

automobile and road state technical university (MAD I). Moscow 12:319, Russia.

E-mail: [e-mail] Abstract. The article considers the formation cf a mathematical model for changing the technical state of a mechanical system using the Theory of Catastrophes. During the operation cf the mechanical system, failures gradually accumulate, causing a decrease in ■working capacity and machine failure. The Theory of Catastrophes allows developing models for changing the technical condition of a mechanical system for various operating modes and operating conditions. In the field cf the space of technical states of a mechanical system containing critical features, the coordinates of the point of the limiting state and possible failure of the part are determined.

Keywords. Mechanical system, entropy, the steering influences, dissipative structures, self-crganization cf system, refusal

One of the most important tasks in the design and manufacture of engineering products is to evaluate and predict the durability of the main structural elements and the machine as a whole. The solution to this problem is usually based on the results of engineering calculations or on statistical data on the reliability of a mechanical engineering product obtamed under operating conditions of a machine or its analogue [1].

Any structural element of the machine can be represented in the form of a mechanical system, the main properties of which are organization, controllability' and relativity (hierarchy) [1].

In situations of complete uncertainty and lack of statistical information about the technical condition of a mechanical system, predicting the moment of reaching the limit state and the occurrence of failure is possible using the theory of catastrophes [2]. The state space of any mechanical system in general can be described by the following equation:

Fl{(pl,Ccl't\Xt) = 0, 1 < t < n: 1 < f; 1 < a < k; (i)

where Vi - variable parameters of the system state; - coordinates of the system in space ; f -time; Ca - control parameters.

The task is to determine the dependence of the technical condition of the mechanical system on the control parameters. Ihis is necessary' to justify the values of the control parameters at which the state of the system will change.

The technical state of a mechanical system can be described using a function ■ ^We can assume that this function depends oil a number of control parameters — Cfc-. The stability7

matrix fJ and its eigenvalues will obviously depend on these parameters. It must be borne in mmd

that with a certain combination of control parameter values, a zero value of the stability-' matrix can be obtamed: =

The zero value of the stability matrix corresponds to the moment of transition of the system from an operational state to an inoperative one. vliich leads to a failure of the mechanical system. In this

Moreover, the conditions necessary for the applicability of the Morse lemma AS — 0, Del 0 ^ not satisfied, and the potential function at the equilibrium point cannot be represented m canonical form:

>t

c2)

To represent the potential function in this case, the Thom=s splitting lemma is used [2,3,4], which allows representing the function in the form of two components:

= f{y. (J5 c)..........Jic): c} + V ^{iO [y, (x)Y

The first component describes m canonical form a potential function at a non-Morse critical point, which determines the behavior of the function during the transition of the system to a qualitatively new (limiting, inoperative) state. The coordinates of the critical point

yifoc).....}'i(x;c)

correspond to ' vanishing eigenvalues. Functions JVi 1......x, c),...., tL (x, c ) ^ g^ooth

functions of n variables of state 1 and c control parameters of

The second component includes coordinates .1l+: ' ' that correspond to non-zero

eigenvalues of functions

These functions are also smooth functions of the initial

variables of state %.

In the works of R. Thom, a canonical decomposition of a potential function is presented, for which an important property is characteristic:

If in is a non-Morse critical point of the potential function of the family ^ ■ ^ ' for ~ then from an open neighborhood of a point ■' in space R 1 @ R k:

S = C<U{l,k) + X?ml+Mc)y? (4)

The function Cat(l,k} 15 called the catastrophe function. In this case, a catastrophe means a sudden change in the technical state of a mechanical system, which manifests itself in its sudden loss of operability (occurrence of failure) with a smooth change in external conditions [4,5].

In expression (4),' - the dimension of zero space at a non-Morse critical point; K - the number of control parameters. Thus, the catastrophe function Cat (f, AO is a function of ' system state variables and K control parameters. At the moment when in space the parameters of the technical

state of the mechanical system reach the limit values:

C = Ct

nP, and the mathematical control

parameters a take zero values, the catastrophe function will be reduced to catastrophe growth

In the general case, the mathematical ai.....ak and physical C.....^k control parameters of the

state of the system are connected through a smooth transformation with a non-degenerate Jacobian:

Cnr Det-

dn

c

* a, 1 <<xtp < K

(5)

A mathematical description of the process of changing the state of a mechanical system at the moment the last transitions from an operational state to an inoperative one reveals the function of the catastrophe germ:

CffQ)

To determine the moment of failure of a mechanical system, suppose that its technical condition is adequately described by a complex mdicator The density distribution

functions of the indicator values for the operational (^i) and inoperative (^2) states of the mechanical svstem are sho^"n in figure 1.

m

\ Dl Dl

Dl D:

Xi

Xo

X:

X

Figure L. Functions of the distribution densities of the values of the complex state indicator

of the mechanical system The value of the complex mdicator at which the transition of a mechanical system from an operational state to an inoperative state with subsequent failure is carried out will be called the

limiting one. In the space of technical states of a mechanical system, the value of the complex indicator corresponds to a certain point at which the system is in a boundary state, i.e. can be attributed both to the operational and inoperative states. This point is critical. Thus, the limiting state of a mechanical system arises at the corresponding mathematical critical point in the state space of the system [6].

We introduce a mathematical parameter which is a variable of the technical state of a mechanical system and corresponding to a complex physical parameter ®. The \~alue ^ depends on the control mathematical parameter a Then the dependence m the vicinity of the critical point can be represented by the curve shown in figure 2.

Figure 2. The dependence of the state indicator X of the mechanical system on the control parameter a.

The upper branch of the state curve shown in figure 2 characterizes the change in system performance under the influence of a control parameter a Quantitative changes in the parameters a and ^ cause a qualitative change in the state of the system, which is expressed in the transition of the parameter to a new level — the lower branch of the state curve. The values of the technical state parameter related to the lower branch of the state curve indicate that the system is m an inoperative state. The plot of the curve A - B illustrates the process of transition of the system from an

operational state to an inoperative one. A critical point corresponding to a physical critical point is located on this site.

To analyze the technical condition of a complex mechanical system, we represent the state space in the form of a certain surface ^ in coordinates X, where 0 and are the control parameters. % is the system operability indicator, see figure 3.

G

Figure 3. The state space of a mechanical system with two control parameters

The space of possible states of the system S in figure 3 is divided into two parts by a fold. The moment of transition of the system from an operational state to an inoperative state is represented in the form of a fold.

Por mechanical systems, the technical state of which is characterized by two independent determining parameters, the state space S in its simplest form can be represented by a cubic surface in a three-dimensional coordinate system R3:

X3 = a + bX (6)

The horizontal projection of the fold ® on the plane T gives two curves that limit the area of the projection of the fold. When the system reaches its limit state, the curves intersect at a critical point called the catastrophe point. Differentiating expression (6) by , we obtain the equation of the curve of the projection of the fold ® on the horizontal plane T;

3*2 = b (7)

In the theory of catastrophes, the projection of a fold ^ onto a plane T 13 called a bifurcation. The term "bifurcation7' means a splitting, and is used to denote the process of a qualitative change in the technical condition of a mechanical system as a result of a change 111 determining factors [3,4]. The bifurcation equation is obtained by a joint solution of equations (6) and (7):

27a1 = 4£>s (a)

Thus, the parts St and S; of the state spaces of the system located outside the fold ^ are represented by the relation 3X; > b. The part of the system state space enclosed within the fold is described by the expression 3X2 < b. The space enclosed between the lower and upper branches of the surface S characterizes the process of transition of the system from an operational to an inoperative state.

Equation (S) allows determining the limiting values of the determining parameters, upon reaching which there is a qualitative change in the state of the system associated with a change in its internal

structure [7]. In other words, this equation sIiowts at what combinations of values of the determining parameters the mechanical system passes from an operational to an inoperative state with subsequent failure.

Conclusions

The mathematical apparatus of the theory of catastrophes allows one to obtam bifurcation equations for mechanical systems of any complexity, the state of which is determined by one or more control parameters. Examples of such systems are the structural elements of transport and technological machines, in predicting the durability of which the theory of catastrophes can be useful [8].

The paper was prepared as part of scientific research on the project N2019-1342.

References

[1] Zorin V A, Nadyozhnost of mechanical systems, M: ENFRA-M, 2015. - 3S0 pages

[2] Bertalanffy L: General systems theory - an overview of problems and results // System studies. Yearbook. - M.: "Science", 1969. -203 pages

[3] Nikolis G and Prigogine I, Self-organization in no equilibrium systems: From dissipative structures to ordering through fluctuations, - M: Mir. 1979. - 512 pages

[4] GletisdorfP and Prisogme I, Thermodynamic theory of structure, stability and fluctuations, M: Mir, 1973. - 280 pages

[5] Haken H: Information and Self-organization, Berlin, 1983

[6] Baurova N I, Zorin V A and Prikhodko V M 2016 Determination of the synergetic effect of the damage accumulation process in polymer materials using catastrophe theory vol. 50 No. 1 (Moscow: Theoretical foundations of chemical engineering) pp 119-125

^Petrova L G and Chudina O V 2010 Methodology of control of structure formation for development of hardening processes vol. 52 No. 5-6 (Moscow: Metal Science and Heat Treatment) pp 219-22S

[8] Malysheva G V and Romanov I K 2015 Optimization of the choice of the parameters characterizing a condition of an object at the solution of problems of reliability No. 1 (Moscow: Repair. Restoration. Modernization) pp 33-33

ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Л ЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ДОРОЖНО-С Т РОИТЕ ЛЬ НЫХ МАШИН

Серегии Д.В., аспирант

Научный руководитель — Зорин В.А., проф., д. т.н.

Московский автомобилъно—дорожный г осу даре тввимый технический университет

{Российская Федерация)

Технический прогресс направлен на создание сложных, более производительных дорожно-строительных машин (ДСМ), к показателям эксплуатационных свойств которых предъявляются повышенные требования безотказное™. долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости, металлоемкости, эстетичности. экономичности и проч. при одновременном требовании снижения себестоимости на энергозатраты, техническое обслуживание н ремонт. Оценить эффективность использования ДСМ можно с помощью комплексного пока зателя:

Ч= — =---*П„. (1)

Технико-экономические показатели зависят от множества факторов, в число которых входят параметры эксплуатационных свойств машин (теоретическая производительность, проходимость, маневренность, топливная экономичность, эргономнчность и прочее) и показатели надежности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость).

Для повышения надежности и безотказности машин, помимо традиционных способов улучшения коррозионной стойкости деталей (термообработка, гальваническое покрытие, анодирование, насыщение и проч.), существенного роста можно достичь за счет изготовления детален из полимерных композиционных материалов, при котором набор физико-механическими свойств (прочность, твёрдость, упругость, износостойкость, и другие) задается заранее за счёт введения в состав материала соответствующего наполнителя (стекловолокно, базальт, тальк джут и проч.). Более того, изготовление деталей из полимерных композиционных материалов так же способствует повышению эффективности использования машины за счет уменьшения массы н расхода топлива, снижению экологической нагрузки от эксплуатации ДСМ (давление на грунт, выброс отработанных газов, экономия металлических полезных ископаемых), снижению энергетических и эксплуатационных затрат, уменьшению сроков и стоимости ремонта машины при изготовлении деталей с помощью ЪВ проектирования и печати.

Помимо требований к повышению надёжности отдельных детален и агрегатов, не менее важным является защита огг воздействия окружающей среды (разупрочнение, коррозия, потеря эластичности резинотехнических изделий, влага, грязь, щелочь). Для решения згой задачи, предлагается использование полимерного композиционного материала на основе поликарбомида (полимочевина) с целью обеспечения полной герметизации и защиты деталей от внешних негативных факторов окружающей среды, обеспечения равномерного понижения температуры, придания дополнительной эластичности и подвижных элементов.

Перспективной областью применения нового ПКМ является защита не корпусных деталей и элементов, которые обеспечивают каналы передачи сигнала и энергии, датчики диагностирования состояния машины, электронные блоки управления, жгуты проводов, разъемы, джойстики, мониторы, модули, процессоры, контроллеры и проч. (рис. 1).

Рйс, 1. Электронные компоненты ДСМ Повышение долговечности таких элементов является наиболее востребованным, поскольку в современной ДСМ все чаще задается требование повышения уровня автоматизации рабочих процессов, мониторинг технического состояния и удаленная диагностика машины. В свою очередь это приводит к неизбежному1 увеличению числа ■электронно-вычислительных элементов, при котором выход нз строя хотя бы одного элемента электрической депн приводит к работе машины в «аварийном» режиме или ее отказу.

Основной причиной отказов является воздействие окружающей среды (влага, щелочь, пыль, грязь), резкие перепады температуры, вибрация. Перечисленные факторы вызывают следующие виды отказов: короткое замыкание; обрыв: выгорание; коррозия: окисление; образование диэлектрической пленки, препятствующей корректному1 прохождению сигнала или вызывающей его полное отсутствие.

Нанесение защитного полимерного материала возможно при проведении технического обслуживания и ремонта ДСМ. Наибольшая необходимость в применении защитных материалов возникает после проведен™ ремонтных работ, связанных с разъединением электрических разъемов пни заменой электронных компонентов, следствием чего является увеличение относительной подвижности элементов и образованне зазоров.

Для защиты отдельных деталей, узлов и агрегатов от воздействия окружающей среды возможно нанесение полимерного материала на основе полимочевины на такие элементы, как рукава высокого давления, гофрированные чехлы, переходные гофры, топливные шланги, места спайки секций радиатора, шарнирные соединения рабочего оборудования, подвижные соединения ходовой части, элементы кузова и т.д. (рис. 2).

Снижение простоев машин в затрат на приобретение запасных частей, а также на проведение диагностических и ремонтных работ, может обеспечить увеличение значения комплексного показателя эффективности на 25—30% за счет повышения надёжности деталей, защищенных полимерным композиционным материалом.

Рис. 2, Рекомендуемые области нанесения защитного полимерного композиционного

материала

Для определения оптимального состава защитного полимерного композиционного материала в МАДИ проводятся экспериментальные исследования, направленные на оценку гигроскопичности, прочностных свойств, долговечности полимерного покрытия, адгезионных свойств и скорости отверждения. Состав материала будет запатентован.

Библиографический список

1 Баурова Н.И., Зорин В.А. Применение полимерных композиционных материалов в машиностроении: Учебное пособие. М.: ИНФРА-М, 2017. 301 с.

2. ГОСТ 27.002-S9. Надежность в технике (ССНТ). Основные понятия. Термины и определения. М.. 2002, 24 с.

3. Зорин В.А. Основы работоспособности технических систем: Учебник для вузов. 2-е издание. Москва: Академия. 2015. 20S с.

4. Зорин В.А., Серегин Д.В. Анализ влияния качества запасных частей на долговечность строительных машин. И Журнал «Техника и технология транспорта». 2019. №S 13(1-5).

5. Зорин В.А., Серегин Д.В. Перспективы замещения металлических материалов на полимерные композиционные при производстве грузовых автомобилен. // Журнал «Грузовик» 2016, .У° 12 (8-10).

6. Konoplin A.Yu, Baurova N.I. Climatic Workability of the Polymer Composite Materials Used for Repairing Machines / Russian metalhirge (Metal!y), Vol. 2019. № 13, pp. 1384-1388 DOT

10 1134/S0036029519130159

7. Kartashova V. V. and В aurora N.I. A Study of the Paformance Characteristics of Coatings Used for Treating Inner Suifaces of Road—Machine Working Tools / Polymer Science, Series D. 2019, Vol. 12,No. 4,pp. 435^39. DOT. 10.1134/S1995421219040063.

Техника и технология транспорта

Научный Интернет-журнал

2019, №S13 ISSN 2541-8157

Производство, эксплуатация и ремонт строительных, дорожных, по&ъемно-тронслортных и коммунальных машин

Техника н темионогаа транспорта: -^-дтп.ги Интернет-:51>рна:т Ьггр: wwgjMag^jtgmjg 201?. Jfe S13 http: Tran^poTt-kgamru. mdeK.php'?oprioLi=Him ^pcieDr&vieu~anic]eJHd=lC,&Iriein:(l=2 ТЛИ, статьи: Ьгтр tKmipoit-kgaiu.m file: J-jQPIR19.pdf Стлтья onyi.THKoiaHi 39.09.201? Ссылки для цитирования этой пшж

iopHH В.А^. £ерёгнн Д.В. Анализ злияиия хзчесгиз ншснш члстен нд долговечность строительных.

Техника и технология транспорта. 2019. № 511. С. 30. URL: http: tranLpoiT-kg-.T.Ai.ru file; Nlj-jOPIR:9.pdf

УДК 624.04

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КАЧЕСТВА ЗАПАС НЫХ ЧАСТЕЙ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Зорин Б.А., Серёгин Д,В.

-Уолгмслгий абпюмобшъно-дорожиый государставняы й технический университет (МАДИ), £ Москва, Россия

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы влияния (качества запасных частей на безотказность и долговечность строительных машин. Проведён анализ видов запасных частей, поставляемы* на рынок РФ, с учётом их качества I: стоимости. Показана возможность опенки снижения затрат в процессе капитального ремонта при условии обеспечентгя заданного уровня безотказности к долговечности машины на примере жскаватора-погрузчика Копшзи серии ^ТЗ.

Ключевые слова: запасные части, безотказность, долговечность, остаточный ресурс, капитальный ремонт.

Современное строительное производство предъявляет все более высокие требования к парку дорожно-строительных машин. Так. современная дорожно-строительная машина (ДСМ) должна отвечать совокупности сжедующнх нормативных требовании:

- выполнять работу с наибольшей производительностью:

- нести наименьшие эксплуатапионные затраты:

- быть конкурентно способной в сравнешш с аналогичным классом техники:

- отвечать требованиям жологической безопасности;

- соответствовать эргономическим и эстетическим требованиям

Все вышеперечисленные требования напрямую связаны друг с другом и определяют эффективность использования маппшы:

П.,

4 ~~~

а)

С,

где П5- зшшуагацнонви производительность за единицу времени:

(|— георетичмзжй о бьем производимой полезной работы за один шил. обеспечиваемый конструктивными параметрами рабочего оборудования:

п — теорет^шеское число рабочих циклов за еднныпу времени, зависяшзш от мошностн к конструктивного исполнения рабочего оборудования машины:

кг- коэффициент. учнтывиощнв конкретные условия работы, определяется такими параметра ми. как коэффициент наполнения ковша [I категория (твердость) грунта:

ке- коэффициент использования машины по времени, определяется отношением продолжительности (загруженности) работы машины в течение рабочей смены:

ку- коэффициент, учитывающий конкретные условна работы: зависит от организации работ и квалификации машиниста:

Сэ- себестоимость использования машины за единипу времени: определяется рядом экономических затрат, необходимы* для нормальной работы машины (техническое

Техника и технология 2019 № S13 Производство, эксплуатация и ремонт

транспорта ISSN 2541 8151 строительных, дорожных, подъемно-

,Чэ>чяьш Интернет-яурнэл - ' ' транспортных и коммунальных машин

обслуживание н ремонт, горпне-ошнше материалы, оплата груда, перебазировка машины, амортизационные отчисления).

Рапнональный I: экономически обоснованный подход к каждо!гу из приведенных выше параметров позволяет обеспечить использование машины с максимальной эффективностью. В данной статье рассмотрен один из ключевых параметров эффективной и долгосрочной эксплуаташш ДСМ - снижение эксплуатационных затрат прн ремонте агрегатов, при одновременном сохранении остаточного ресурса и безотказности машины.

На рынле ДСМ представлены следующие категории запасных частей

- оригиналвные запчасти (03);

- неоригинальные запчасти - "афтермаркет" (АМ);

- воестановленные запчасти (ВЗ):

- запчасти, оывшне в употреблении (БУ);

- «Суршо (СП):

- Подделки.

Каждая нз этик категории запчастей занимает свою часть рынка и ориентируется на своего потребителя.

03 изготавливаются с использованием оригинальных чертежей и технологических процессов производителен маш:п-: заводами, с которыми производители имеют контракты (до 3-5 лет) на их изготовление. 03 характеризуются хорошим качеством и высокой пеной, частично покрывающей затраты пронзЕодителя на создание новой модели машины 03 снабжены фирменным знаком производителя.

АМ - запасные части, выпускаемые теми же заводами или независимыми жиыпаниями. после истечения срока действ1ш контракта на изготовление производителем техники Качество АМ не уступает уровню 03. Фирменный знак изготов!пеля АМ .является свидетельством гарантийных обязательств по этим запчастям. Стоимость АМ составляет до £0% от стоимости

К ВЗ, в основном, относятся высокотехнолопгчные г: металлоемкие детали, такие, как блоки тпинлров двигателя, коленчатые валы, гидравлические насосы [I т.д. Фирмы, пронзводяпше восстановление работоспособности деталей, как правило, используют оригинальные запчасти, срок остаточного ресурса которых составляет от 20 до 40% и применяют современные технологии. согласованные или разработанные производителями оборудована. Обычно прн покупке ВЗ, покупатель сдает продавпу изношенную деталь, долговечность восстановленной детали составляет 70-80% от срока службы оригинальной, гарантийные сроки составляют от шести месяцев до одного гола, в зависимости от вида детали. Объем ежегодных продаж составляет до 30%. Стоимость ВЗ составляет 40-50% от стоимости ОЗ.

Запасные части категории БУ появляются в результате разборки машин, снятых с эксплуаташш. разборки аварийной техники и тд. Остаточный ресурс БУ запасных частей составляет от 40% до £0% ресурса оригинальной лета,ли. Объем ежегодных продаж составляет б-£%. Стоимость БУ составляет 30-70% от стоимости 03.

Категория СП - это новые оригинальные запчасти, попавшие на рынок вторично от независимых поставщиков в результате слелутошнх ситуаций: выход компанзш из бизнеса и. следовательно, распродажа техники и запчастей: изменение структуры парка машин и. следовательно, смена номенклатуры деталей на складе: распродажа выставочных образпов. Объем ежегодных продаж составляет ^-3%. Стоимость СП составляет 60-80% от стоимости ОЗ.

Категория запасных частей категории «подделки;) включает детали, произведенные без соблюлештя нормативных требований к материалу и технологии изготовлении Эти запчасти не проходят сертификацию и имеют незаконную маркировку фирменных знаков компаний-проиэвол!пелей. Стоимость подделок составляет 80-100% от стоимости ОЗ.

Прн определенш: структуры стоимости агрегатов, следует определить составляющую стены для каждой категории:

1) Запасные части категории 03 несут затраты на разработку конструкции (проектирование), разработку комплексных технологий, испытание, производство, транспортные расходы, затраты на рекламу.

Техника и технология транспорта

Научный Интернет-журнэп

2019 , № S13 ISSN 2541-8157

Производство, эксплуатация и ремонт строительных, дорожных, подъемно-транспортных и коммунальных машин

I) Запасные части категории AM включают в себя затраты только на производство в транспортные расколы

3) Восстановленные запасные части обусловлены стоимостью приобретения ЕУ запасной части, ремонтом и транспортными расходам:.

4) Бывшие в употреблении запасные части несут расколы на приобретение и транспортировку запасной части.

Следует так же учесть, что в стоимость агрегата для конечного пстрео!пеля. помимо иены изготов!гтеля (ОЗ. AM), теш же входит добавленная стоимость от продавпа и поставщика продукции (ДС).

Соотношение пен на запасные части различных видов на примере деталей двигателей внутреннего сгорания наглядно показано на рис 1.

1,1 1 0,3 0,6 о,а 0,2 о

2)

3)

Минимальные цены нэ ЛМ гапчасйНЕ России

Максимальнее цены на ДМ запчапнв России

Средние цены на ДМ

ыпчлти в России 4} Цени на запчасти 03

Рис. 1. График соотношештя пен на запасные части разл;гчнык видов в РФ

Из пр!тведенного графика видно. что разброс цен на одноимённые запасные части различных зилов составляет от 2.27 для поршней до 1.53 для шатунов.

Как: уже отмечалось, одноименные запасные части различных видов отл;тчаются не только по стоимости, но также по показателям качества и долговечности. Проведённые исследования на примере запасных частей разгстчнык видов, поставляемых на рынок РФ. показали, что разброс значения основного показателя долговечности (ресурса} достигает 10 раз!

В табл. 1 приведено отношение стоимости (в и остаточного ресурса одноимённых запасных частей различных видов к оригинальным.

Габлипа 1

Категория Стоимость Ресурс Годовой обьем продаж Гар антийный срок

03 то 100 50-60 От 2 лет

AM бо-ао 90-100 50-60 От 1 года

ВЗ 40-50 70-80 до 30 6-12 месяпев

БУ 30-70 40-80 6-8 До 1 месяпа

Сурпласт 6G-S0 100 2-3 Нет

Подделки S0-W0 10-30 До 10 нет

Для достижения максимального сниженная затратна ремонт машин, при одновременном сохранении ресурса и безотказности необходим глубокий технический подход в решении поставленной задачи. Для этого следует ответить на несколько вопросов: какие установлены сроки выхода техники на линию: предъявлено ли к машине обязательное требование установки

Техника и технологий 2019 № 513 Производство, эксплуатация а ретива

транспорта ¡$5Ы 2541 8157 строительных, дорожных, подъемно-

Научныи Интернет-журнал ~ " ' трОНСПОрШНЫХ и КОММУНАЛЬНЫХ МИШиН

только ординальных узлов л агрегатов. Если данные вопросы не являются ключевыми, а задача сконцентрирована на лостижензш максимальной экономии средств, при одновременном достижензш остаточного ресурса машины не менее 50-35% от нормативного (среднее значение остаточного ресурса по категориям 03, АМ. ВЗ. ЕУ, СГГ)1 следует разделить машину на отдельно составляюшие сборочные елннииы и определить предъявляемые к ним требования качества. В качестве примера опенки снижения затрат, рассмотрим вариант капитального ремонта распространенного в эксплуатации жскаватора-погрузчика ЕлшаЬи серил (табл. 2).

Таблица 2

№ п.п Узел'агрегат Предъявляемое качество Стотсмость 03 Категория Стоимость применяемой летали *

1 Ковш, отвал Среднее 1 ЕУ 0,5

2 Зубья ковша, отвала Низкое 1 АМ 0,4

Пальпы. втулки. тягн

рабочего оборудовании Низкое 1 АМ 0,4

4 Гндроцншшдры рабочего оборудована Среднее 1 АМ 0,57

5 РВД Среднее 1 АМ 0,57

33 Коробка отбора мощности Высокое 1 БУ 0,5

34 Махов:п: Оригинал 1 03 1

3: Мосты Среднее 1 ЕУ 0,5

.36 Коробка передач Высокое 1 АМ 0,7

37 Гидротр ансформатор Оригинал 1 03 1

.за Заправочные жидкости Высокое 1 АМ 0,7

39 Смазочные жидкости Оригинал 1 03 1

40 Комплектующие (болты, гайки, шайбы, птлгера. соединители) Высокое 1 АМ 0,7

Итого: 40 29,42

^Пр^меним! усредненная гт&нмэсть лгрегз1а.'узлэ по- о—мнению ж. стоимости 03

Таким образом, можно говорить о сн!тжении стоимости затрат на ремонт агрегатов ло 25-35 %. при одновременном обеспечении остаточного ресурса 30-85п/„ ог первоначальной долговечности машлны. Следует отметить что при проведении капитального ремонта мапишы с использованием только оригинальных деталей 100 % долговечности мапишы не будет достигнуто, поскольку несушне элементы техники накапливают усталость, а затраты на восстановление машины будут превышать стоимость новой техннки. Таысм образом за счет использован:^ деталей аьар1шных и спнсанньк маш:ш затраты преллршлия. имеющего парк 100 и более единиц олномарочной техннки. могут быть снижены дополнительно на 10-15%.

Выводы

1) Эффективность нспользованзш мапкшы определяется отношением эксплуатационной производительности к ее себестоимости заединипу времени.

2) На рынке России существует 6 категорий запасных частей: оригинальные запчасти (03); неоригинальные запчасти - "афтермаркет" (АМ); восстановленные запчасти (ВЗ); запчасти, бывшие в упэтреблшнв (БУ); «Сурсласл (СП): Полделкн

3) Орипшальные запчасти (О'З) производятся ф1фмшп[ — изготовителями маш!ш. Для этой группы запчастей характерны высокое качество н повышенные пены.

Техника и технология транспорта

Наунншй Интернет-журнал

2019, № S13 ISSN 2541-S157

Производство, эксплуатация и ремонт строительных, дорожных, подъемно-транспортных и коммунальных машин

4) Высококачественные 'Афтермаркет" запчасти (АМ). как правило, производятся на тех же заводах, что и ОЭ. но стоят на 20-40 % меньше. Эти запчасти снабжены фирменным знаком, сертифицированы и имеют гарантии производителя

5) Обоснованный и правильный выбор производителей и поставщиков запасных частей является важнейшим фактором эффективности использования, экономзш затрат на ремонт, обеспечение долговечности и безотказности маш:ш

6) Использование запасных частей категорий АМ. ВЗ. БУ и СП с учётом их характерных особенностей I: условий эксплуатации техники позволяет сократить расходы на ремонт до 1.251,5 раз при одновременном сохранении долговечности н безотказности машин.

1. Баурова H.H.. Зорин В А. Применение полимерных композиционных материалов в машиностроении. 2-е изд.. перераб. и лоп.-'М.: ИНФРА-М, 2017. -301 с.

2. Баурова Н.И. Влияние климатических и эксплуатационных факторов на свойства ремонтных материалов. Журнал Автотранспортное предприятие /Москва 2009 - - с. 13-15.

3. Зорин В.А. Надёжность механических систем. Учебник. М: Изя-во «ИНФРА-М» t Москва 2015.-3Е0 с.

4. Зорин В.А. Основы работоспособности технических систем. Учебник. М: Изд-во (tManicrpj). Москва 2005. -536 с.

5. Зорин В. А.. Зарыл бек уулуг Канатбек. Влияние технического состояния автотранспортных средств на дорожно-транспортную аварийность в Кыргызской Республике. Журнал Грузовик-' Москва 2017-№5- С. 41-43.

ANALYSIS ОГ INFLUENCE OF QUALITY OF SPARE PARTS ON DURABILITY OF

CONSTRUCTION MACHINES

Iu article questions of influence of quality of spare parts on non-failure operation and durability of construction machines are considered. The analysis of types of the spare parts supplied to tlie market by the Russian Federation taking into account their quality and cost is earned out. The possibility of assessment of cost reduction in the course of major repair on condition of ensuring the set level of non-failure operation and ¿inability of the machines on the example of the WB series Komatsn excavator-loader is shown.

Keywords: spare parts, non-failure operation, durability, residual resource, major repair

Список библиографических ссылок

Zolin V. A., Seryogin D.V.

Moscow automobile and road srare Technical umversity (.MADI), Moscow, Russia

Abstract

EEC IH '.jEU^lWXEr КОррОЗЕНЗ. FIO ПЖППСЯ, эколотнчсскл чист. ИзделЕЕЯ in капро ЛОЗЗа В2 раЗД повиишп лзазосостоПкостъ легален тренля, ЕвгапЕиво Ензлзллая pCCVpt МаШЕНЕЕ.

К МЛЛИ радрайсгтазi ;i ноненкддту pa ПЯаПЖЕТуЕИЩП ]] деталей CTpOlETC.TLHO дорос&ных m;li:inii. замещение которых

волмсжеео hi ДГТаЛЕЕ. шппшиишш из

ЕЕОлз1хсрззЕдх номззозееелюееных матерз1а-лож. Предлагаемы!! ОЕрпеш. KOMELTCK-туюпр1х ееjp i — П радрайстан ззд примере [усенЕЕЧлого »кезаватора. здзторыП яе*-ЛЯеТСЯ ТЕШЕ|'1ЕЕЫМ 33(ЖДСТаБЕГТ£ЛеМ CTp03t-телыно-дорожззз.1х m;li:iiiii зздЕКэодес ме-laiuwiiiHU, шшшии и iDEEpora p;ic-EEpOCTpZHCH H3JH С]>СДСТВ0Ы ItC ХДЗШЗД! 111 и стрюеггсль^гш-

ЛЕЕЗДВЕЗуСТрОПСТВа, режимов ШЕЕШЭ-ПЩ1Н ДСТЗЛСП ÍTpOEfTe-TLECO-ДПрОЖН LIX МаШЕЕН ПОДНЯЛ I LI pLÜpjIjíУГаТТ. П рСДЛОЖё-ЕЕЕЕЯ ]]0 ДЗМСЩСЕШНЗ ПрН ШПУШШИШН

р!еда ирга■ днчятнт деталей зга г1 км

Orf™TypfEIJC:*KMH,ECTIJ Е! ДСТДЛЕ! MUI: N11 еl:i прзшерс зшзштора можно ^словно

радгаигь шащртщне rpvnEEti:

' КЗЙЕЕНД, двери, ОбШЦШПИО! 1Е.ЕНСЛ1. - в шнпм: е. иьс'. с i l : l hi l i г l матервитол моЕут ñiji'i, ктлЕашны EJECM ее;е основе СГЙСЖИИШНИП:

* СОСДЗЗЕЕЕГТСЛЗЯЫСЕкЗЛТЫ. ВТНЛПЗ, ПШП], ЗЛКТСЗЛа1. заг.ГЧППЕ.фВГТТВНЗТВ. ШГ^'мЕЛ.

труйзаз, корпуса кпиюгзгепльп ра-йочеех удлов, пройш- в качестве *ejae-

ЩаЗОЕЦЕЕХ ЫДТСрИД.тол mocvt úutk ие-подьзовдзш ] [км еед оетзовс гяииэтн-

.keci ойладисиигго лытокийупрснгшо.

1л;ест1в'шостзлй.зззек>госто«костъю. KDp-

разноникгтойвостыо, илджныи дн-ЭЛСВПГрЕР[£СКЕ1М31 СВОЛГГКЬМЕЗ: ' шшш.ртвшаишцшиши.Ф труйкн- IIKM и:н осееозк; ергороззлагта Jj-3 (шастнфн,тelwvс г ofi ч е з в, высоты коррозеесчзеедя стойкость, морозо-ctoR кость.);

■ мембраны, ^плопзз1Т1елзз. frqícpi.e. за-т.тушзаг по^'шеое крепленая, оллнщ шшлн- ] I КМ ззд осЕЕОве вилокнитд (ЕЫСОКДЯ уДЭрЕЕДЯ ВЯ1КОСТЗ,, IlpO'lCli ЕТр]] СЖаТТЕЕЕ):

' ШеСТСрЕЕЛ. КТУЛЮЕ, ШЦШВВП, СаТШ,

гдПкн - IIKM мч оеззове ппнзщц (лз jcoEEic aimi^iEiKEjTKHiEEue своНпгвд, высокая EEpo'EECocrL. устойчивость к

щслоч дне. д»(шеевндя стойжостъ^ - ПрОКЛЗДКИ, УТ1 ЛОТТ СEfTC.TEiн uc колщд-iikm зза основе тскстолззта (Bojocroíl-EotTK. х з 1 ы е е 1 з ее кал стоПздмгп,, еесвысо-

к:ш-1-);

' крв.мккн е: яншен ззрЕпСюров^ЕЕралленззя - iikm вед осееолс подиэт-ELieHa:

■ элементы тепло-. *evкоззызляцееее еэ-ÚEEEEIJ Е] днЕвгагедя - ] Г KSt ид ОСЕЕЦЛе пеЕЕОззолззспзршза (ллагостоНкосп,. хо-роЕине аыс1ргЕ1зацноннзде свойства). Kcomoxusoctl содданЕЕЯ НСМСТДЛЛ ЕЕ'ЗС-

ОИХ ШМЗЗОЗЕВЕ(ЕЕПЗЗНЕДХ МДТерЕЕДЛОВ с за-pUlECC зд^шиымифЕПЕЮо-мссани'Ессшми

с воПстиам ее обеспечивает u п е:м ¡un, he.ic лксз1луатаЕ(ноззз1ые свойства детален ПрОЕПНПНО^РртШШ МаШНН ]] ееозво-

ляет зеедчнгс.тьно повис есть есс ззадеж-

ЕЕОСГЬ, Ссдопдсиистт. ЕЕ МрфСКТЕЕВНОСЛг ■пкиеэошш.

Гжим omjjiesíím. при ирондвагггв? н

рсмоЕгте легален строЕттсльно-^юрожнЕлх МаПЕЕЕЕЕВОЗМиДДЕОЗДМеЩЁНЕЕС ÚO.TCC 7Гп иршшнщшп ыатгрЕЕЗловна IIKM, "Его, н свою очередь, (н^еснеч егг созфдщсние рдпеилд невооюлнЕшы* ЕЕрЕЕрсдних ресурсов. СШЕЖСШЕе ыдсеи, ЭНСрГОЕЕОТрСлЗ-JtfHHI ИНШНН Е] »КОЛС1П1'Е£СНС1Й EEarpv3E]] ЕЕД epej^' Ei ¡ipoiiccce этас-

етт^д t:uje:e! сгроЕггедьноН таннхж.

Мсш,]пая но сравЕсенЕЕЮ с ыстхтлдми тделтлая мдссдбплиоинствд [iКМ ойсс-ЕЕС'шлает iiii —i»iiiii и штателыиго CHHKCHEUT ыдссед матпнЕЕЫ, 'то. в свою (>'iepe,4E.. оСссЕЕечит схнженле вЕЕерпе-nwiiK и эесп71>гэтлцнонныж затрат в

Основные аблдсти приме нбнЕип комт^кнЕЮнньи ей металл iHBO№ ратерлалов При npüHJBQflíTBí [^СЁКИЧНЬН Зк:кЗЕЗТОрОЕ

Эллмнли отделки иен». :ÍTC (íiOH.ii

ЗлеvgHTbi ГИ/,|К.СИСТ«Н^ uíyhc- ei тсплоиаоляциГ]