Введение к работе
Актуальность темы. Эксплуатация подвижного состава автомобильного транспорта в горных условиях республики Дагестан характеризуется жесткостью дорожных условий, а также недостаточностью развития базы обслуживания и ремонта, результатом чего можно наблюдать значительный поток мало предсказуемых отказов и случаев неработоспособного состояния техники, намного больший, чем при эксплуатации аналогичного автомобильного подвижного состава в условиях равнинной дорожной сети. Это вынуждает рассматривать парк автопоездов, работающих в горных условиях в виде отдельной технической группы, осуществляющей транспортную работу в специфических эксплуатационных условиях, для которой вопросы повышения надёжности приобретают особый смысл. Жёсткость условий эксплуатации обостряет проблему поэлементной неравнонадежности, при которой поломки некоторых ослабленных составных частей увеличивают параметр потока отказов транспортного средства, что приводит к дополнительным потерям времени и средств на ре-монтно-восстановительные работы и снижению производительности.
В настоящее время у перевозчиков, эксплуатирующих транспорт в горной местности, отсутствуют нормативные документы, ориентирующие технические службы в потребности в запасных частях на основе прогноза этой потребности в зависимости от пробега автопоездов и планировании работ по устранению возникающих отказов. Это вызывает необходимость разработки системы прогнозирования и систематизации отказов, при котором возможно назначение целенаправленных действий для повышения эффекта от ремонтных работ и более чёткого планирования потребности в материалах и запасных частях.
Повышение надёжности автомобильного подвижного состава представляет собой значительную проблему, от решения которой зависят многие вопросы, затрагивающие производительность и сроки службы транспортных единиц, затраты на поддержание их работоспособности, потребность в запасных частях. Это в конечном итоге определяет уровень и стоимость транспортных услуг. Наиболее эффективное решение данной проблемы может быть достигнуто в рамках системы управления надёжностью, обеспечивающей систематизацию показателей безотказности составных частей полуприцепов при их эксплуатации.
Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка методики прогнозирования и систематизации отказов полуприцепов магистральных автопоездов в горных условиях, позволяющей на основе данных эксплуатации полуприцепов прогнозировать наступление конкретного вида отказа и, в зависимости от пробега, назначать целенаправленные действия по проведению профилактических и ремонтно-восстановительных работ.
Данная цель предопределила решение следующих задач: - систематизация отказов и повреждений полуприцепов, работающих в горных условиях;
определение математических закономерностей отказов деталей и узлов полуприцепов, воспринимающих конкретные виды нагружения (в горных условиях);
разработка вероятностных моделей отказов полуприцепов в зависимости от их пробега в конкретных условиях эксплуатации;
прогнозирование потребности в запасных частях полуприцепов;
разработка методики прогнозирования предельного состояния полуприцепа по экономическим показателям и условиям безопасности.
Научная новизна. При проведении настоящей работы были достигнуты следующие элементы научной новизны.
Составлен перечень критериев отказов и предельных состояний составных частей и полуприцепов в целом, характерный для рассматриваемых условий эксплуатации.
Разработан метод расчёта наработок до отказа и на отказ полуприцепов, позволяющий корректировать интервалы пробега для проведения сервисных работ.
Определены законы изменения случайных величин отказов деталей и узлов полуприцепов, подвергающихся определенным видам нагрузок, необходимые для разработки требуемой расчётной модели.
Определены зависимости средних наработок на отказ от пробега в конкретных условиях эксплуатации, позволяющие осуществлять прогнозирование потребности в запасных частях в эксплуатации.
Определены значения показателей долговечности полуприцепов, позволяющие прогнозировать наступление их предельного состояния по экономическим условиям целесообразности эксплуатации.
Объекты и особенности исследования. В качестве объектов исследования рассматривались серийные изделия специализированных автопоездов на базе тяговых звеньев в виде автомобилей ЗиЛ, МАЗ, КамАЗ, КрАЗ и изделий прицепного подвижного состава типа ОдАЗ моделей 885 и 9357 и КЗАП моделей 9370 и 9385 с оснащением элементами специализации для конкретных видов перевозок. Сведения о наработках подконтрольных единиц транспортной техники, а также показатели эффективности их эксплуатации принимались по путевым листам и отчетной документации предприятий.
Положения и результаты исследований, выносимые на защиту.
Перечень критериев отказов и предельных состояний объектов исследования, характерный для эксплуатации в условиях горных дорог.
Метод расчёта наработок до отказа и на отказ, позволяющий осуществлять коррекцию интервалов пробега для проведения работ по восстановлению работоспособности полуприцепов.
Законы изменения случайных величин потока отказов деталей полуприцепа, воспринимающих конкретные виды нагрузок, вызывающие необходимость использования конкретной расчётной модели.
Значения средних наработок до отказа и зависимости средних наработок на отказ составных частей полуприцепа от пробега, позволяющие осуществлять прогноз потребности в запасных частях.
Система расчёта предельных наработок полуприцепов до капитального ремонта или до списания по целесообразности продолжения эксплуатации в рассматриваемых условиях.
Обоснованность результатов исследований. Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается применением научно обоснованных методов построения расчётной схемы надёжности сложных механических систем, фундаментальных методов математической статистики, результатами экспериментальных исследований в условиях эксплуатации, а также положительным опытом внедрения результатов работы в практическую деятельность эксплуатационных предприятий.
Практическая ценность. Разработанная методика прогнозирования и систематизации отказов позволяет на основе данных эксплуатации полуприцепов прогнозировать наступление конкретного вида отказа и, в зависимости от пробега, назначать целенаправленные действия по своевременному приобретению запасных частей и планированию ремонтно-восстановительных работ. Принятие таких мер обеспечит снижение затрат на ремонт и повышение эффективности транспортной работы автопоездов. Выполненные разработки позволяют решать задачи по коррекции технических условий эксплуатации и планированию закупок запасных частей. Расчет прогнозных оценок долговечности полуприцепов позволяет определять чёткую границу их предельной наработки по условиям целесообразности эксплуатации. Предлагаемые методики могут быть использованы при дальнейших исследованиях для теоретических обобщений и разработки новых методов расчётов в данной области, а также на этапах создания новой техники.
Практическая реализация работы. Основные результаты работы внедрены в автоколоннах 1209 и 1736 г. Махачкалы, в автоколонне 1735 г. Дербента, а также в учебный процесс на кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис» Махачкалинского филиала ГТУ МАДИ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и получили одобрение на международной научно-технической конференции «Наука и образование на службе лесного комплекса» (Воронеж, 2005), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства: Фундаментальные и прикладные исследования в области технических наук» (Пенза: ПГУАС, 2007 и 2011), на международной научно-технической конференции «Автомобильный транспорт в 21 веке» (Нижний Новгород, 2008) а также на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Махачкалинского филиала ГТУ МАДИ.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 8 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, основных выводов, списка использованных источников, приложения
и изложена на 175 страницах, включая 166 страниц основного текста, 5 таблиц, 14 иллюстраций, 158 наименований библиографического списка, приложение, а также 4 акта и 3 справки о внедрении результатов работы.
