Труды №4 2012 7x - Карагандинский государственный
advertisement
Раздел «Транспорт. Строительство» УДК 621.81:625.08:62-192 Определение потребности запасных частей одноковшовых фронтальных погрузчиков в условиях Восточно-Казахстанской области А.М. ЖАНДАРБЕКОВА, к.т.н., и.о. доцента, Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, кафедра ТиЛ Ключевые слова: машина, погрузчик, испытание, надежность, ремонт, узел, запасная часть, выборка, деталь. едостаточное снабжение запасными частями машин в различных отраслях промышленности приводит к длительным простоям. В результате снижается производительность, годовое использование машин, растут непроизводительные затраты на ремонт машины. В связи с этим становится актуальной задача определения потребности наиболее востребованных запасных частей одноковшовых фронтальных погрузчиков, которые получили широкое применение на промышленных объектах Восточно-Казахстанской области Республики Казахстан. Наиболее достоверные данные об отказах и неисправностях машин и механизмов получаются по результатам эксплуатационных испытаний [1]. Как известно, различают три вида эксплуатационных испытаний на надежность: опытную, подконтрольную и обычную (рядовую) эксплуатацию. Третий вариант может привести к худшим показателям надежности, чем испытания под контролем специалистов, но оценки в этом случае точнее характеризуют ожидаемую надежность серийных изделий в эксплуатации. Следует отметить, что рядовое эксплуатационное испытание машин на надежность проводится без повседневного наблюдения испытателей, которые в этом случае используют сообщаемую им информацию (акты гарантийных обслуживаний, заявки на поставку запасных частей машин и т.п.). В данном исследовании для сбора статистики отказов одноковшовых фронтальных погрузчиков модели L-34B и 534С применена рядовая эксплуатация машин [2]. При этом основная часть исследований по выявлению показателей надежности машин проводилась сотрудниками научноисследовательской лаборатории «Проблемы надежности машин» ВКГТУ им. Д. Серикбаева (г. Усть-Каменогорск) в реальных условиях эксплуатации на базе опорных предприятий в сотрудничестве с коллективом горнометаллургической компании «Корунд», осуществляющей как официальный дилер заводаизготовителя централизованное материальнотехническое обеспечение машин в эксплуатации. Следует отметить, что данная компания предоставляет серию услуг, включая предпродажную Н погрузочно-разгрузочных 4 2011 подготовку, снабжение запасными частями и гарантийное техническое обслуживание дорожностроительных машин (ДСМ). Кроме того, горнометаллургическая компания «Корунд» обеспечивает полный гарантийный и послегарантийный технический сервис: монтаж машин и ввод их в эксплуатацию, контроль и технические осмотры в гарантийный период, консультации, оперативную поставку запасных частей. Данной работой занимаются сервис-механики горно-металлургической компании «Корунд», прошедшие стажировку в Польше на заводе «Huta Stalowa Wola». Рассмотрены вопросы формирования базы данных по часто отказывающим деталям и узлам погрузчиков L34B, 534C с учетом параметров их долговечности. Это позволило горно-металлургической компании решить задачу оптимального материально-технического обеспечения запасными частями. Организация обратной связи горно-металлургической компания «Корунд» с пользователями (опорными предприятиями) погрузчиков L-34B и 534С позволила обеспечить полный объем информации об отказах машин. При сборе информации об отказах погрузчиков L-34B и 534С были учтены сведения, указанные в заявках на поставку запасных частей и сервисных рапортах гарантийного технического обслуживания горно-металлургической компании «Корунд». Исследуемые погрузчики использовались на промышленных объектах, принадлежащих ТОО «Казцинк» и ТОО «Казцинк-Транс» (дочернее предприятие), для транспортировки руд и концентратов, промышленных и отвальных продуктов металлургии, реагентов и материалов, разработки котлованов, траншей, карьеров в грунтах I-IV категорий, погрузки сыпучих материалов и разрыхленных пород. Планирование наблюдений за погрузчиками L-34B и 534С предусматривало определение номенклатуры объектов эксплуатационных испытаний, номенклатуры показателей надежности, подлежащих оценке по результатам наблюдений, а также анализ условий эксплуатации и режимы работы машин, план проведения наблюдений [3, 4]. Новые погрузчики, поступившие на предприятие, регистрировались по специальной форме, где 1 Раздел «Транспорт. Строительство» указывались заводские номера машин и двигателя. При этом, исходя из типа испытываемых машин с учетом оцениваемых показателей надежности и условий эксплуатации, использованы планы наблюдений [N R T]. Заполнение форм учетной документации производилось сотрудниками лаборатории «Проблемы надежности машин» и высококвалифицированными сервис-механиками, входящими в штат горно-металлургической компании «Корунд». Следует отметить, что в сервисных рапортах указываются все необходимые сведения (тип, заводской номер погрузчика, владелец, даты поставок, 1-го, 2-го, 3-го осмотров, наработки мото/ч и др.). Систематический учет заявок на запасные части погрузчиков специалистами горно-металлургической компании «Корунд» позволил в ходе исследования уточнять и дополнять статистику отказов по системам, агрегатам, узлам и деталям конкретно по каждому погрузчику (по заводским номерам). Отбор машин в выборку произведен с соблюдением ряда условий. Основным из них является обеспечение равной вероятности попадания в выборку для всех объектов генеральной совокупности. Таким образом, обеспечивается репрезентативность выборки. При комплектовании групп машин указанное условие не нарушено. При определении объема выборки принято, что доверительная вероятность должна быть в пределах от 0,80 до 0,90, а относительная ошибка выборочных характеристик – от 0,15 до 0,20 (не более) [2]. В качестве нулевой гипотезы принято, что распределения наработок деталей на отказ не противоречат двухпараметрическому закону Вейбулла. Для закона Вейбулла с параметром формы b объем выборок определяется в зависимости от коэффициента r1 как r1 (1 )b . Применительно к погрузчикам L-34В, 534С, при коэффициенте вариаций v ≈ 0,45, величине допустимой относительной ошибки не более 0,20 значения коэффициента и величине = 0,95, объем выборки машин для испытаний составит N ≥ 19. Как видно, минимальное количество погрузчиков должно быть не менее 19. Количество погрузчиков L-34В, 534С, оснащенных коробками передач (КП) модели SB 165-2, составило 20 единиц, что удовлетворяет условию обеспечения достоверности результатов экспериментального исследования. На показатели надежности одноковшовых фронтальных погрузчиков существенное влияние оказывает система «рабочие органы машины – грунт». При этом наиболее нагруженной операцией при их работе является набор (разработка) грунта в ковш. Для ее выполнения требуется обеспечить максимально возможное использование мощности двигателя и различные скорости машины. В связи с этим для анализа и оценки режимов работы погрузчиков L-34B и 534С требовалось знание грунтовых условий в районе их эксплуатации. 4 2012 Следует отметить, что в Восточно-Казахстанском экономическом районе вероятность появления гранитных грунтов составляет 0,594, крупнообломочных – 0,256 и песчаных – 0,126, вероятность же появления скальных пород невелика – 0,022 [5]. Таким образом, можно утверждать, что при землеройных работах (строительство карьерных дорог) исследуемых погрузчиков наиболее вероятным является появление гранитного и крупнообломочного грунта, что характеризует относительно высокую нагруженность трансмиссии исследуемых погрузчиков. Этим объясняется применение в Восточно-Казахстанской области погрузчиков L-34B и 534С, оснащенных гидромеханической трансмиссией (ГМТ) с КП модели SB 165-2. Все это было учтено при обосновании выбора объекта для эксплуатационных испытаний на надежность. Для научно обоснованного планирования потребности запасных частей необходимо знать сроки службы отдельных элементов и узлов машин, которые устанавливаются на основе изучения характеристик условий эксплуатации и анализа отказов машин, в условиях эксплуатации. Определить показатели надежности можно на основе сбора информации об отказах в реальных условиях эксплуатации, поскольку здесь действуют все факторы, влияющие на износ и отказы машины. В соответствии с задачами данного исследования полученные результаты обладают перспективой их дальнейшего практического применения, так как результаты испытаний в реальных условиях эксплуатации позволили оценить распределение отказов по агрегатам и системам, по ряду позиций и по сборочным единицам. При этом обработка статистических данных об отказах погрузчиков L-34В и 534С произведена в соответствии с [6] в последовательности «система машины – агрегат – узел – деталь». Выявлены часто отказывающие системы, агрегаты, узлы и детали погрузчиков [7]. Результаты эксплуатационных испытаний показали, что из всех систем привода ГМТ обладает сравнительно низкой надежностью. Дальнейший анализ показал, что это обусловлено тем, что в составе ГМТ находится коробка передач. При обработке статистических данных, полученных в ходе исследования надежности погрузчиков в реальных условиях эксплуатации, установлено, что наибольшее количество отказов ГМТ (93,98 %) приходится на коробку передач модели SB 165-2. Следует при этом отметить, что большая часть деталей и узлов КП модели SB 165-2 относится к категории заменяемых элементов. В ходе детального анализа выявлена номенклатура узлов, лимитирующих надежность КП модели SB 165-2 (таблица). При этом установлено, что наибольшую долю ее отказов составляют валы заднего хода и медленной скорости (51,36 %), вал быстрой скорости (39,97 %) и выходной вал (6,77 %). Доля отказов по остальным узлам КП составила всего 1,89 % [3]. При этом по валам заднего хода и медленной 2 Раздел «Транспорт. Строительство» скорости в процессе эксплуатационных испытаний одноковшовых фронтальных погрузчиков L-34B и 534С выявлено восемь наименований деталей: барабан муфты (325-04-2200), поршень (325-04-1346), шарикоподшипник (635-25-1009-0), шестерня (325-011207), фрикционный диск (А 325-01-1366), разделяющий диск (325-01-1369), уплотнительные кольца (В881-07-9016 и 476-07-2044). По валу быстрой скорости и выходному валу выявлено по одиннадцать деталей, лимитирующих их надежность. Полученная информация послужила основой при оптимизации объемов текущего ремонта в процессе данного исследования. В результате обработки статистических данных эксплуатационных испытаний погрузчиков L-34B и 534С подобраны теоретические законы и определены параметры распределений ресурсов деталей и узлов, лимитирующих надежность коробки передач модели SB 165-2. На основе анализа результатов эксплуатационных испытаний на надежность фронтальных погрузчиков L-34B и 534С горно-металлургической компанией «Корунд» рекомендовано включить выявленную номенклатуру деталей и узлов, лимитирующих надежность КП модели SB 165-2, в число наиболее востребованных запасных частей. Кроме того, в ходе обработки статистических данных эксплутационных испытаний выявлена номенклатура деталей коробки передач модели SB 165-2, не имевших отказов за рассматриваемый период. Что представляет особый интерес для специалистов эксплутационных предприятий. При эксплуатационных испытаниях установлено, что количество наименований деталей, не имевших за время эксплуатационных испытаний ни одного отказа, значительно повышает количество деталей, лимитирующих надежность коробки передач модели SB 165-2. Установлено, что из 95 деталей валов КП модели SB 165-2 шестьдесят девять не имели отказов, что составляет 68,4 %. В результате эксплуатационных испытаний получены исходные данные для определения потребности запасных частей одноковшовых фронтальных погрузчиков модели L-34B и 534C в условиях Восточно-Казахстанской области. 4 2012 3 Раздел «Транспорт. Строительство» Распределение отказов по узлам коробки передач № подгруппы Узлы КП модели SB 165-2 по каталогу 07-11 Валы заднего хода 07-12 медленной скорости 07-13 Вал быстрой скорости 07-14 Выходной вал 07-15 Управляющая крышка 07-10 Входной вал 07-09 Корпусы и защиты 07-18 Распределитель Итого количество, ед 1844 1435 243 39 13 8 8 3590 Отказы доля, % 51,36 39,97 6,77 1,09 0,36 0,22 0,22 100,00 суммарная доля, % 51,36 91,34 98,11 99,19 99,55 99,78 100 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кульсеитов Ж.О. Веригин Ю.А. Жандарбекова А.М. Организация эксплуатационных испытаний дорожностроительных машин // Тихоокеанский гос. ун-т / Вестник ТОГУ. Хабаровск, 2008. № 8. С. 45-52. 2. К решению вопроса повышения эффективности эксплуатации одноковшовых фронтальных погрузчиков // Научный журнал МОН РК «Поиск». Алматы, 2012. № 1. С. 271-274. 3. Кульсеитов Ж.О., Жандарбекова А.М. Результаты эксплуатационных испытаний одноковшовых фронтальных погрузчиков на пневмоколесном ходу // Там же. 2008. № 3. С. 294-297. 4. Инструкция по обслуживанию фронтального погрузчика L-34В от серийного номера 82001 и выше ОМ534C05/1R DRESSTA Co. LTD. 5. ГОСТ 27.404-2001 Надежность в технике. Планы испытаний для контроля коэффициента готовности. 6. Каталог деталей L-34B Serial NUMBERS 20001 And UP DRESSTA Co. LTD. AJOINT VENTURE OF KOMATSU AMERICA INTERNATIONAL CO END HUTA STALOWA WOLA S.A.CATALOG CZESCI PARTS CATALOCUE. 7. Жандарбекова А.М., Кульсеитов Ж.О., Муздыбаев М.С. Рекомендации по повышению надежности коробки передач одноковшовых фронтальных погрузчиков // Вестник ВКГТУ им. Д. Серикбаева. Усть-Каменогорск, 2010. № 1. С. 6066. 4 2012 4
