Разработка оптимальной стратегии технического обслуживания и ремонта пневмоколесных транспортных машин на основе оценки их текущего технического состояния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат технических наук Беликов, Александр Александрович

• Беликов, Александр Александрович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Беликов, Александр Александрович

Введение.

1. Анализ изученности проблемы. Цель, задачи и методика исследований.

1.1 Анализ применяемых систем ТО и Р пневмоколесных транспортных машин

1.2 Роль диагностики в системе ТО и Р

1.3 Цель, задачи и методика исследований

1.4 Выводы.

2. Определение количественных показателей надежности агрегатов трансмиссии автосамосвалов БелАЗ

2.1 Методика сбора статистической данных

2.2 Методика обработки статистических данных

2.3 Алгоритм обработки статистических данных

2.4 Анализ показателей надежности автосамосвалов БелАЗ-7512 в условиях ОАО «Олкон»

2.5 Выводы по главе

3 Разработка математической модели динамики потери работоспособности агрегатов трансмиссии автосамосвалов

3.1 Принцип построения математической модели

3.2 Разработка математической модели динамики потери работоспособности агрегатами трансмиссии

3.3 Анализ математической модели

3.4 Исследование диагностических параметров агрегатов и узлов трансмиссии автосамосвалов БелАЗ

3.5 Выводы по главе

4. Совершенствование системы ТО и Р карьерных автосамосвалов

4.1 Задачи управления техническим состоянием карьерных автосамосвалов.

4.2 Постановка диагноза о состоянии объекта при вероятностном подходе

4.3 Установление периодичности диагностирования технического состояния агрегатов автосамосвала

4.4 Обоснование предлагаемой системы ТО и Р

4.5 Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка оптимальной стратегии технического обслуживания и ремонта пневмоколесных транспортных машин на основе оценки их текущего технического состояния»

Технологический автотранспорт занимает ведущее место на открытых горных работах. Автосамосвалами перевозится свыше 60% всей горной массы при различных схемах транспортирования, а затраты на транспортирование составляют до 45% затрат на добычу полезного ископаемого. При этом значительно изменились в худшую сторону условия эксплуатации технологического автотранспорта из-за увеличения глубины карьеров до 250.300 м и более, что ведёт к увеличению нагрузок на отдельные узлы и опорные конструкции машины и соответственному возрастанию числа их отказов. Опыт показывает, что на каждые 100 м понижения горных работ себестоимость транспортирования возрастает в 1,4.1,5 раза, что требует поиска возможностей уменьшения удельных затрат на транспортирование горной массы.

При работе автосамосвалов на линии возникают отказы, связанные с внезапной поломкой отдельных узлов или деталей и постепенным старением агрегатов. Вероятность возникновения таких отказов возрастает с увеличением общего пробега машины. Для автосамосвалов БелАЗ грузоподъёмностью более 110 т в первый год эксплуатации она составляет 8-11%, а к четвёртому году достигает 18-22%. Увеличивается также продолжительность устранения отказов и продолжительность подготовительно-заключительных операций при выходе транспорта на линию. Повышение коэффициента использования пневмоколёсных транспортных машин позволит существенно снизить затраты на их обслуживание и транспортирование горной массы. Коэффициент готовности автосамосвалов в условиях Северо - Западного региона России составляет 0,7.0,8, однако этого явно недостаточно в связи с существенным удорожанием автосамосвалов в последнее время. Показатели работы технологического автотранспорта указывают на наличие тенденции снижения коэффициента использования календарного времени с увеличением продолжительности эксплуатации автосамосвалов. Эта тенденция обусловлена увеличением простоев из-за обслуживания в течение суток, а также количеством и продолжительностью ремонтов в течение года.

Снижение сменной производительности и коэффициента использования календарного времени по мере износа автосамосвалов определяет соответствующее изменение их годовой производительности.

Существенно повысить производительность технологического автотранспорта можно лишь за счёт совершенствования системы технического обслуживания (ТО) и ремонтов (Р), которая обеспечит сокращение времени пребывания автомобилей в ремонтной зоне. Технический объект, каковым является автосамосвал, может быть представлен в виде системы взаимодействующих и функционально взаимосвязанных частей, в каждую из которых заложен определённая надёжность. Автосамосвал как сложная многоуровневая иерархическая система требует углублённого исследования надёжности элементов и оценки остаточного ресурса. Следовательно, проблема повышения эффективности системы ТО и Р может быть решена с помощью вероятностных математических методов, используемых в теории надёжности машин и механизмов. Для разработки такой системы, которая могла бы предоставить необходимый объём статистической информации о текущем техническом состоянии объекта, необходимо использование технической диагностики и организации планомерного учёта показателей надёжности агрегатов автосамосвала.

В настоящее время большинство предприятий строит стратегию ТО и Р по директивному принципу, общему для всех средств автотранспорта особо большой грузоподъёмности, являющемуся морально устаревшим и экономически сравнительно малоэффективным.

Разработка стратегии технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р), позволяющей снизить затраты на эксплуатацию транспортных машин и повысить коэффициент их использования, является актуальной задачей. 5

Система ТО и Р, учитывающая текущее техническое состояние объекта, позволит сократить затраты на техническое обслуживание и ремонт автосамосвалов и снизить количество возникающих внезапных отказов, так как такая система предусматривает применение диагностики объекта и моделирование поведения его агрегатов в заданных условиях эксплуатации. Непрерывная диагностика объекта, с применением бортовых диагностических приборов позволит снизить процент возникновения внезапных отказов транспортного средства на линии, а централизованная диагностика, с последующей математической обработкой данных, позволяет прогнозировать остаточный ресурс объекта и оптимизировать необходимые сроки замены элементов.

В данной работе рассматривается адаптивная система ТО и Р, базирующаяся на применении вероятностных подходов к определению возникновения отказов с помощью диагностических параметров применительно к пневмоколёсным транспортным машинам, эксплуатирующимся на открытых горных работах в условиях Севера. Система разработана на основе положений теории надёжности технических объектов и должна быть представлена в виде математической модели, решаемой с применением ЭВМ, с целью определения оптимальных сроков профилактических ремонтов узлов и агрегатов машин.

Заключение диссертации по теме «Горные машины», Беликов, Александр Александрович

Основные выводы и рекомендации

1. Установлено, что эксплуатационная надёжность автосамосвалов БелАЗ-7512 в условиях Севера относительно низка, при этом наименее надёжным агрегатом является дизельный двигатель.

2. Теоретически обоснована возможность оценки и вероятностного прогнозирования состояния трансмиссии карьерных автосамосвалов на базе показателей эксплуатационной надёжности.

3. Обоснованные допущения о независимости выходных параметров и представление потока внезапных отказов в виде показательного закона распределения случайных величин позволило составить вероятностное уравнение для нахождения наработки объекта на отказ с учётом его постепенного старения.

4. Методом последовательного интегрирования получены зависимости наработки объектов на отказ при распределении постепенных отказов по логарифмически-нормальному и экспоненциальному законам, являющиеся математическими моделями динамики потерь работоспособности объектов.

5. Установлена и теоретически обоснована, целесообразность применения виброакустжческого метода диагностирования агрегатов силовой группы автосамосвалов БелАЗ-7512 с применением предложенного графа поиска дефекта в трансмиссии автосамосвала.

6. На основе байесовского подхода определены диагнозы технического состояния цилиндро-поршневой группы дизельного двигателя.

7. На основании компьютерного моделирования получены численные результаты математической модели динамики потери работоспособности агрегатами электромеханической трансмиссии автосамосвала БелАЗ-7512 в условиях ОАО «Олкон».

8. Предложена, с учётом проведенных исследований, методика инженерного расчёта наработки агрегатов на отказ с учётом их старения на базе оценки показателей эксплуатационной надёжности агрегатов, с последующим применением разработанных математических моделей.

9. Определение оптимальной периодичности комплексного диагностирования автосамосвала равного 3617 км пробега, дает возможность опираться не только на нормативную периодичность диагностирования, но и проводить комплексную диагностику до наступления внезапных отказов агрегатов.

10. По результатам проведенных исследований предложен алгоритм формирования системы ТО и Р карьерных автосамосвалов, позволяющий повысить величину коэффициента их технической готовности до 0,87.

11. На примере агрегатов трансмиссии разработана система ТО и Р автосамосвалов БелАЗ-7512, эксплуатирующихся в условиях крайнего Севера.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Беликов, Александр Александрович, 2000 год

1. Автомобили-самосвалы. Номенклатурный справочник.// М. НИИНАвтопром, 1971 г.

2. Аметов В. А., Тищенко Н.Т.,. Жуйков П.Е Совершенствование организации и технологии диагностирования карьерных автосамосвалов// Уголь, 1994, №12, стр. 12.

3. Биденко A.B., Абрамова А.К., Дибелова H.A. Оптимизация структуры диагностических комплексов карьерных автомобилей// Горный журнал Известия ВУЗов. 1988 г.

4. Бобылёв A.A. Методика определения дифференцированных рациональных сроков службы карьерных автосамосвалов// Труды ИГД МЧМ СССР. Вып. 56. 1978 г.

5. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М. Наука. 1968 г.

6. Бурин И.А. К возможности индивидуальной оценки надёжности автосамосвалов// Труды ИГД МЧМ СССР. Свердловск. Вып. 70.1988г

7. Васильев М.В., Смирнов В.П., Кулешов A.A. Эксплуатация карьерного автотранспорта. М. Недра. 1979.

8. Васильев М.В. Транспортные процессы и оборудование на карьерах. М. Недра. 1986.

9. Васильев М.В. Транспорт глубоких карьеров. М. Недра. 1983.

10. Васильев М.В., Денисенко Ю.М., Кудрявцев A.A., Яковенко Б.В. Оборудование для технического обслуживания и ремонта автосамосвалов БелАЗ. М. Недра. 1976.

11. Гаджиев H.A. Организация ремонта автомобилей// Транспортное строительство. 1980. №6. С. 23.

12. Гаджиев H.A. Организация линии диагностики автомобилей// Транспортное строительство. 1981. №5. С. 31.

13. Гальперин В.Г., Калиночкина Л.Ф. Компания «Катерпиллар» и её продукция// Цветная металлургия. 1991. №3. С. 73.

14. Гальперин В.Г., Калиночкина Л.Ф. Фирма «Камацу» (Япония) и её продукция// Цветная металлурги. 1991. №7. С. 61.

15. Гилис В.М., Маенков А.И., Лесин Э.М. Информационное обеспечение системы технического обслуживания и ремонта горнотранспортного оборудования разрезов// Уголь. 1990 г. №2. С. 38-42.

16. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. М. Высшая школа. 1979.

17. Григорьев А.И., Денисенко Е.В. Техническое обслуживание и ремонт горной техники// Уголь. №3. С. 24.

18. Григорянц Э.А., Липовой А.И., Блюм Е.А., Чернецов В.А. «эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт самоходного оборудования на подземных рудниках. М. Недра. 1985 г.

19. Гроссов Л.Ф. Повышение эффективности эксплуатации и ремонта карьерных мобильных машин. М. Недра. 1983.

20. Гроссов Л.Ф., Борохович А.И. Научные основы повышения эффективности использования горнотранспортного оборудования. Труды НИИОГР. Челябинск, вып. 2. 1970.

21. В.Г. Глушков, A.B. Брылёв Перспектива повышения надёжности и качества эксплуатации горного оборудования на угольных разрезах// Уголь. 1996.,№4. С. 32.

22. Денисенко Е.В., Горлин А.М. Использование и ремонт оборудования ОАСУуголь// Уголь. 1982. №6. С.30.

23. Джижд H.A., Блюм О.О., Фаронов П.Т. О проблемах надёжности горношахтного оборудования//Уголь. 1989. №1. С.34.26. «Диагностика автотракторных двигателей// под ред. Н.С. Ждановского. JI. Колос. Ленинградское отделение. 1977.

24. Диагностика технического состояния тепловозных двигателей/под ред. A.A. Кульбачинской. М. Транспорт. 1977 г.

25. Дремов В.И., Воронцов А.Г., Ямилов В.К., Ярошенко O.A., Зырянов И.В. «Исследование прогнозирующих признаков отказов двигателей автосамосвалов САТ785 методами виброметрии// Горный журнал. 1995. №7. С.46

26. Дизели. Справочное пособие конструктора// Под ред. В.А. Ваншейдта. М.-Л. Машгиз. 1957 г.

27. Дьяков В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. М. Недра. 1986 г.

28. Жуков A.B. Диагностирование эффективности и оптимизация параметров производственно-технических систем горных предприятий// Дальневосточный научный центр. ИГД. Владивосток. 1986 г.

29. Зырянов И.В., Богатырёв В.М.,. Потапова Е.А Эффективность карьерных автосамосвалов с электрическим и механическим приводами для условий карьера «Удачный»// Записки С.-Петербургского горного института им. Г.В. Плеханова, т.141. С-Пб. 1995 г.

30. Исаенко В.Д., Рычков С.Н. Диагностика состояния редукторов мотор-колёс карьерных автосамосвалов//Горный журнал. 1987. №5. С. 12.

31. Казарез А.Н., Кулешов A.A. Эксплуатация карьерных автосамосвалов с электромеханической трансмиссией. М. Недра. 1988.

32. Калявин В.П., Мозгалевский A.B., Галка В.Л. Надёжность и техническая диагностика судового электрооборудования и автоматики. С.-Пб, «Элмор», 1996 г.

33. Калявин В.П. Основы теории надёжности и диагностики. С.-Пб, Элмор. 1998 г.

34. Кукайн B.C. Комплексная механизация технического ремонта и технического обслуживания карьерных автосамосвалов// Цветная металлургия. 1993. №3. с.36.

35. Кулешов A.A., Плютов Ю.А. Карьерный транспорт на современном этапе развития: Монография/КЙЦМ. Красноярск. 1994. 88 с.

36. Кулешов A.A. Расчёт трудоёмкости и стоимости технического обслуживания и ремонта автосамосвалов грузоподъёмностью 75 т и более с помощью ЭВМ. Учебное пособие. Л. ЛГГИ. 1991.

37. Кулешов A.A., Марголин И.И. Пневмоколёсные машины с бортовыми приводами и мотор-колёсами. М. Машиностроение, 1995.

38. Кулешов A.A. Проектирование и эксплуатация карьерного автотранспорта. Справочник. С-Пб. СПбГГИ (ТУ). 1994.

39. Кулешов A.A. Мощные экскаваторно-автомобильные комплексы карьеров. М. Недра. 1980.

40. Кулешов A.A. О математическом обеспечении задач технической диагностики. С.Пб.

41. Кудрявцев A.A., Борноволоков П.П., Трощенко А.Н. К формированию отраслевой информационно-нормативной базы надёжности большегрузных автомобилей самосвалов// Труды ИГД МЧМ СССР, Вып. 66. 1981 г.

42. Кудрявцев A.A. Основы выбора структуры и параметров ремонтно-технической службы большегрузного автотранспорта// Труды ИГД МЧМ СССР. Вып. 70. Свердловск. 1982 г.

43. Котяшев A.A. Производственный эксперимент эффективный метод оценки эксплуатационных параметров карьерного автотранспорта// Труды ИГД МЧМ СССР. Вып. 70. Свердловск. 1982 г.

44. Марголин И.И. Основы теории надёжности горных транспортных машин. Л. ЛГИ, 1980.

45. Малков Л.И. , A.A. Барсуков Пути повышения эффективности работы автотранспорта в цветной металлургии//Цветная металлургия. 1987. №7. С. 66.

46. Маслов В.А., Банько В.Н., Лоос В.Р., Розанова Г.М. Диагностирование остаточного ресурса строительных машин. Транспортное строительство. 1983. №1. С.38.

47. Методики согласования характеристик электрической трансмиссии с дизелем и обкатки дизелей большегрузных автосамосвалов БелАЗ-7509, БелАЗ-7519, БелАЗ-75191// А.Г. Листвин,В.А. Микешин/, Л. ЛГИ. 1989 г.

48. Монсини K.P. Фирма «Катерпиллар» концепция технического обслуживания горных машин. // Горный журнал . 1998. №11-12. С.66-70.

49. Организация технической эксплуатации карьерного автомобильного транспорта. ИГД МЧМ СССР. М. Недра. 1973.

50. Парылис М.Э., Тарасов М.В., Сарайкин В.И. Применение виброакустических методов диагностики для определения технического состояния оборудования// Цветная металлургия. 1986. №8. С. 28.

51. Потапов М.Г., Биденко A.B., Белозеров В.И. Эксплуатация карьерных автосамосвалов особо большой грузоподъёмности. Обзор: Добыча угля открытым способом. 1985.

52. Повышение эффективности горнотранспортного комплекса в условиях карьеров ОАО «Олкон». Отчёт по х/д 5/98. Л. СПГГИ (ТУ). 1999г.

53. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. М. ЦБНТИ Минавтотранса РСФСР. 1980.

54. Положение о техническом обслуживании и ремонте автомобилей БелАЗ грузоподъёмностью 75 т и более, (временное) /ИГД им. A.A. Скочинского. М. Недра. 1985.

55. Простокишин JI.A., Биркле Н.С. Совершенствование системы ремонта оборудования в цветной металлургии. Цветная металлургия. 1986. №3. С. 56.

56. Проников B.C. Надёжность машин. М. Машиностроение. 1978.

57. Потапов М.Г., Биденко A.B., Абрамова А.К. Диагностика технического обслуживания и ремонта большегрузных автосамосвалов. Обзор: добыча угля открытым способом. 1988.

58. Разработка критериев оптимизации и их теоретическое исследование», (промежуточный отчётно х.д. 8378). Л. ЛГИ. 1979.

59. Разработка и экспериментальная проверка в условиях Оленегорского ГОКа решений по повышению эксплуатационной надёжности турбокомпрессора ТК-18Б-19 дизеля 6ДМ-21А автосамосвала БелАЗ-549. ЛГИ. Л. 1987 г.

60. Рекламно-ознакомительный проспект фирмы «CATERPILLAR»: Карьерный автосамосвал 789В. 1997 г.

61. Рекламно-ознакомительный проспект научно инженерной фирмы «Горное бюро». Техническое обслуживание и ремонт автомобилей БелАЗ. ИГД им. A.A. Скочинского. М. 1996 г.

62. Резников В.А., Красников О.Д. Средства технического диагностирования при изготовлении и капитальном ремонте ППО// Уголь Украины. 1988г. №9. С.31.

63. Русихин В.И. Эксплуатация и ремонт механического оборудования карьеров. М. Недра. 1982.

64. Спицын А.Д., Филимонов А.Т., Васильченко И.С. Эксплуатационные показатели надёжности погрузочных машин ПНБ-ЗК и ПНБ-ЗД// Горный журнал. 1973. №9. С. 59.

65. Современные дизельные двигатели для автомобилей-самосвалов большой грузоподъёмности// Обзорная информация. М. НИИАП. 1980г.

66. Справочник по надёжности //под ред. Б.Р. Левина/. М. Мир. 1969.

67. Стеблянко Л.И., Сперенский Г.И. Автосамосвалы для горных предприятий// Цветная металлургия. 1992. №1. С.60.

68. Сперанский Г.И. Техническое обслуживание машин на горных предприятиях за рубежом// Цветная металлургия. 1993. №3. С.40.

69. Руководство по уходу и обслуживанию двигателя 8РА4-185 М2.1 -1/1990-Pielstick.

70. Техническое обслуживание автосамосвалов БелАЗ. (Инструкция по эксплуатации и ремонту)// МЦМ СССР. М. 1971 г.

71. Технические средства диагностирования. Справочник.// Под общ. ред. В.В. Клюева М. Машиностроение. 1989 г.

72. Филимонов А.Т. Ремонт самоходного оборудования на подземных рудниках. М. Недра. 1987.

73. Филимонов А.Т. Оптимизация ремонтных нормативов самоходного оборудования// Транспортное строительство. 1986. №10. С. 17.

74. Ханин Н.С., Аболтин Э.В. Автомобильные двигатели с турбонаддувом М. Машиностроение. 1991 г.

75. Циперфин И.М., Штейн В.Д., Карьерный автомобильный транспорт. Справочник. М. Недра. 1992 г.

76. Френкель В.Ш., Годьдбухт Е.Е. Принципы и пути реализации системы обслуживания и ремонта по техническому состоянию оборудования для открытых горных работ// Горный журнал «Известия ВУЗов». 1988 г.

77. Чанкин В.В. Организация ТО и Р строительных машин// Транспортное строительство. 1984. №6.144

78. Юхимов Я.И., Гальперин В.Г. Совершенствования контроля за работой большегрузных автосамосвалов на зарубежных горных предприятиях// Цветная металлургия, 1991. №4. С. 48.

79. Gilmore Tostengard Good maintenance management.// Mining Magazine, 1994. №2. P.45-48.

80. Motor vehicle emission regulations and fuel specifications// R.C. Hutcheson (Technical Coordinator). CONCAWE Automotive Emissions Management Group. 1992.

81. Методика определения экономической эффективности использования в угольной промышленности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. ЦНИЭИуголь. М. 1979 г.