Повышение эффективности технического обслуживания дорожных машин для обеспечения их эксплуатационной надежности

Одной из основных задач технической эксплуатации машин является повышение эффективности управления их работоспособностью, поскольку знание и применение различных методов и стратегий позволяют увеличить ресурс, сократить простои машины в техническом обслуживании и ремонте, снизить затраты на проведение технических воздействий и обеспечить эксплуатационную надежность.

Как показывает опыт работы эксплуатационных дорожно-строительных предприятий Забайкальского региона и других областей страны, процессам технической эксплуатации машин уделяется недостаточное внимание. Это проявляется в нарушениях режимов технических воздействий, низком качестве работ по техническому обслуживанию и ремонту. Причиной являются недостаточная оснащенность ремонтным оборудованием и высокая степень его износа, отсутствие высококвалифицированного ремонтного персонала, подробной нормативно-технической документации, необходимого финансового обеспечения. Несвоевременно проведенные смазочные работы влекут за собой усиление трения в узлах и соединениях, увеличение количества абразивных материалов в смазке, что в конечном итоге приводит к возрастанию интенсивности изнашивания сопряженных деталей. Поэтому проводимые работы по поддержанию работоспособности машин в условиях эксплуатационных предприятий с нарушением режимов технического обслуживания и ремонта, малоэффективны.

Экономическая целесообразность разработки и внедрения новых методов управления работоспособностью машин подтверждается возможностью применения новых систем поддержания работоспособности, учитывающих условия рыночной экономики. Это позволяет в более короткие сроки с наименьшими трудовыми и финансовыми затратами проводить технические мероприятия предупредительного характера, что по сравнению с затратами на восстановление работоспособности более эффективно.

Возможность применения для дорожной техники более совершенной системы технического обслуживания и ремонта (технический сервис) позволяет не только повысить качество этих мероприятий, но и предоставить их владельцам ряд услуг, связанных с технической эксплуатацией машин.

Имеющиеся научные разработки, методики, опыт производственного применения системы технического сервиса при обслуживании дорожной техники связаны, в основном, с разработкой организационных мероприятий. Такие вопросы, как совершенствование технологии, методов, стратегии, пересмотр значений периодичности обслуживания, менее изучены. Практические рекомендации носят частный характер, вследствие чего эти прогрессивные методы применяются в меньшей степени, чем традиционные, известные на эксплуатационных предприятиях.

Таким образом, совершенствование стратегии, методов и технологии выполнения работ по техническому обслуживанию в целях обеспечения эксплуатационной надежности дорожных машин для формирования системы технического сервиса является актуальной задачей.

Целью работы является разработка гибкой стратегии технического обслуживания и ремонта машины позволяющей снизить затраты на эксплуатацию дорожных машин при сохранении, установленного заводом-изготовителем ресурса.

Научная новизна заключается в следующем:

— разработан метод формирования гибкой стратегии технических воздействий, реализованный на основе базовой периодичности обслуживания, которая служит исходной для формирования периодичностей проведения ТОиР других систем машины;

— предложена методика применения диапазонов периодичностей обслуживания, имеющих нижние и верхние границы, в пределах которых не происходит существенных изменений в скорости изнашивания сопряженных деталей;

— получены экспериментальные данные об изменении свойств моторных масел М8Г2 и М10Г2 в процессе их эксплуатации в двигателе внутреннего сгорания автогрейдеров ДЗ-180, ДЗ-98, и бульдозеров ДЗ-27, в условиях Забайкалья.

Объектом исследования является процесс технического обслуживания и ремонта машин.

Предметом исследования являются моторные масла М8Г2 и М10Г2 применяемые в двигателях внутреннего сгорания дорожных машин.

Реализация результатов — использование предложенной стратегии технических воздействий при организации технической эксплуатации парков дорожных машин, совершенствование нормативной базы технического сервиса было осуществлено на предприятиях ГУ «Автомобильные дороги Читинской области». Результаты работы внедрены в учебном процессе ГОУВПО «ЧитГУ» по специальностям: 170 900 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и 230 100 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (строительные, дорожные и коммунальные машины).

На защиту выносятся:

— метод формирования стратегии технических воздействий;

— математическая модель оптимизации, позволяющая определить периодичность замены смазочного материала в узлах и агрегатах машины;

— результаты проведенных экспериментальных и расчетных исследований по определению периодичности замены моторного масла в двигателе внутреннего сгорания для дорожных машин;

— рекомендации по формированию стратегии технических воздействий и результаты практического применения предложенных мероприятий.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях Читинского государственного технического университета в 1997 — 2003 гг.- на третьей и четвертой международных научно-практических конференциях «Труд и талант молодых — Забайкалью» 2002 — 2003 гг.

Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Строительные и дорожные машины» Хабаровского государственного технического университета (протокол научного семинара кафедры № 074/7 от 11 июня 2004 года), заслушана и одобрена на расширенном заседании кафедры «Технология машиностроения» Читинского государственного университета (протокол расширенного заседания кафедры № 10 от 17 мая 2004 года).

Практическая ценность:

— полученные результаты экспериментальных исследований отработанных моторных масел дорожных машин дают основания для увеличения периодичности их замены;

— разработаны и доведены до производственного применения методика формирования оптимальных нормативов периодичностей технических воздействий и практические рекомендации по проведению технического обслуживания дорожных машин;

— предложена и применена на практике модель формирования стратегии технического обслуживания и ремонта, позволяющая сформировать гибкий график профилактических и плановых ремонтных воздействий в определенном межремонтном цикле машины, сократить затраты на эксплуатацию техники и повысить ее эксплуатационную надежность.

Экономия средств от внедрения результатов диссертационной работы составила 541,966 тыс. руб. (в ценах 2002 — 2003 гг.).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Исследование влияния эксплуатационных факторов на техническое состояние дорожных машин позволило установить, что в регулярном периодическом обслуживании нуждаются параллельновспомогательные системы: смазки, охлаждения, гидросистема и др.

2. В результате исследования потока отказов бульдозеров и автогрейдеров выявлено, что наибольшее количество отказов приходится на двигатель внутреннего сгорания и составляет 22. 23% от количества всех отказов. Среди деталей двигателя большее количество отказов приходится на сопряжения подшипник скольжения — коленчатый вал и составляет 55.56% от всех отказов двигателя.

Устранение отказа кривошипно-шатунного механизма связано с длительными простоями — 36,9%. Трудоемкость устранения отказов составляет 37,7, а затраты на запасные части — 42,1% от общих по двигателю. Установлено, что на работоспособность кривошипно-шатунного механизма влияет техническое состояние системы смазки. Система смазки двигателя является базовой системой, а периодичность замены моторного масла — базовой периодичностью.

3. Разработан метод формирования стратегии технических воздействий в основу которого заложена базовая периодичность обслуживания, ориентированная, прежде всего, на проведение технического обслуживания тех узлов и агрегатов, от технического состояния которых зависит работоспособность машины.

4. Проведенные экспериментальные исследования свойств моторных масел М8Г2 и М10Г2 показали, что продолжительность их работы ограничена двумя показателями — щелочностью и содержанием доли механических примесей, которые лимитируют применение масла при наработке 530 мото-ч. Корреляционный анализ расчетных и экспериментальных данных подтверждает их достоверность и характеризуется высоким коэффициентом корреляции г = 0,987, наибольшая ошибка составила Б = 5,5%.

5. Разработаны рекомендации по формированию стратегии ТОиР дорожных машин в условиях технического сервиса, которыми предусматривается применение диапазонов периодичностей технических воздействий по узлам, агрегатам и системам машин. Установлены значения диапазонов и коэффициентов кратности между периодичностями выполнения различных видов технических воздействий.

6. На основе предложенных рекомендаций разработана стратегия ТОиР для автогрейдеров ДЗ-122, ДЗ-180, ДЗ-98, ДЗ-99 и бульдозеров ДЗ-27, Д-606.

7. Результаты научных исследований внедрены на предприятии ГУ «Автомобильные дороги Читинской области». Экономия средств по Читинскому дорожно-эксплуатационному управлению составила 541,966 тыс. руб. в год. Внедрение разработанных рекомендаций позволяет повысить эффективность технического обслуживания и снизить затраты на поддержание работоспособного состояния машин на 4. 6%, повысить значение коэффициента технического использования машин с 0,27 до 0,51 и обеспечить эксплуатационную надежность на протяжении, установленного заводом-изготовителем ресурса.

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

4.1 Рекомендации по формированию стратегии технического обслуживания и ремонта.

Во второй главе предложен метод формирования стратегии технического обслуживания с использованием базовой периодичности. Этот метод предполагает определение системы машины, техническое состояние которой определяет работоспособность и долговечность машины. К периодичности обслуживания этой системы с определенной кратностью привязываются периодичности обслуживания других систем. Кроме того, для всех узлов и агрегатов определяются диапазоны периодичностей обслуживания, которые представляют собой интервалы наработки, имеющие верхние и нижние значения, в пределах которых необходимо проводить технические воздействия. Поэтому для формирования стратегии предлагается провести:

— формирование диапазонов периодичностей замены моторного масла;

— формирование диапазонов периодичностей замены рабочих жидкостей в гидросистемах;

— формирование диапазонов периодичностей замены масел в трансмиссии;

— формирование диапазонов периодичностей замены смазок в узлах и соединениях машины;

— формирование диапазонов периодичностей проведения крепежных и регулировочных работ;

— распределение работ в группы по соответствующим диапазонам;

— объединение работ в определенных диапазонах в виды технических воздействий.

В третьей главе обосновано и доказано, что за базовый агрегат необходимо принять двигатель внутреннего сгорания, а за базовую периодичность обслуживания — периодичность замены моторного масла. Установлено предельное значение периодичности замены моторных масел М8Г2 и М10Г2, которая составляет 530 мото-ч. В [46,66,99] периодичность замены моторного масла составляет 480 мото-ч, поэтому предлагается установить диапазон замены масел этих марок 480. 530 мото-ч.

Для формирования диапазона периодичности замены рабочих жидкостей гидросистем предлагается воспользоваться величиной допустимого отклонения от установленной периодичности. Это отклонение может составлять до 10% [83]. Учитывая, что в рекомендациях по ТОиР [11, 18, 46, 63, 80, 81, 90, 99] периодичность замены рабочих жидкостей гидросистемы составляет 960 мото-ч, то величина допустимого отклонения составит 96 мо-то-ч.

Замена рабочей жидкости с периодичностью ниже 960 мото-ч влечет увеличение затрат на ТО. Поэтому за нижнее значение диапазона необходимо принять величину 960 мото-ч, а верхнее с учетом допустимого отклонения — 1056 мото-ч.

Согласно рекомендациям по ТОиР, периодичность замены масел в трансмиссии дорожных машин составляет 960 мото-ч. Поэтому значения диапазонов периодичности замены трансмиссионного масла можно принять такие же, как для гидросистемы, т. е. 960. 1056 мото-ч.

Формирование диапазонов замены смазки в узлах и соединениях машины представляет определенную сложность. Так как каждый из них имеет свою периодичность обслуживания в интервале 8. 960 мото-ч., поэтому предлагается исследовать периодичности замены смазки во всех узлах и соединениях, имеющихся в дорожных машинах.

Проведенный анализ всех узлов и соединений, требующих регулярной замены смазки, дает возможность распределить их по назначению и названиям в группы (табл.4.1).

Анализ табл. 4.1 показывает, что узлы и агрегаты в зависимости от периодичности их обслуживания можно разделить на группы. К группе 1 отнесем узлы и соединения рабочих органов машин, которые при работе находятся в зоне разрабатываемого грунта. Периодичность замены смазки в этих узлах составляет 8. 10 мото-ч. Однако проведенные наблюдения за работой экскаватора ЭО 3323 показывают, что периодичность замены смазки этих узлов необходимо снизить.