Организация обеспечения эксплуатационной надежности автосамосвалов

П.В. Исаенко, к.т.н., докторант, доцент, ФГБОУ ВПО «Томский государственный архитектурно-строительный университет» (ТГАСУ); А.В. Исаенко, к.т.н., доцент, ТГАСУ; В.Д. Исаенко, к.т.н., профессор, ТГАСУ; Э.И. Удлер, д.т.н., профессор, ТГАСУ

Непрерывный круглогодичный режим работы предприятий с открытым способом добычи полезных ископаемых предусматривает круглосуточную работу автосамосвалов особо большой грузоподъемности при любых погодных условиях. При этом основным требованием, предъявляемым к ним, является высокая надежность сборочных единиц, обеспечивающая бесперебойное регламентное исполнение технологического процесса.

№1 (107) 2013

Многолетнее использование автосамосвалов в карьерах и разрезах Кузбасса и Якутии свидетельствует о нереальности сохранения заложенной в них надежности без регулярного контроля работоспособности агрегатов и систем, несмотря на наличие в них хорошо развитой бортовой диагностики. Даже имеющаяся в отдельных типах автотранспортных средств (АТС) прогрессивная, так называемая, механотроника, предназначенная для искусственного интеллектуального обеспечения работоспособности технических систем, не в состоянии взять на себя реальные функции управления их эксплуатационной надежностью с минимальными экономическими и энергетическими затратами.

В этой связи руководители иных автотранспортных предприятий (АТП), обслуживающих технологию горных работ, предпочитают организовывать специальные службы диагностики и надежности (СДиНА), включающие как инструментальный контроль работоспособности агрегатов автомобилей, так и химмотологический их контроль по параметрам горюче-смазочных материалов (ГСМ) и спецжидкостей [1]. Один из возможных вариантов структуры такой службы представлены на рис. 1.

109 2

Концепция СДиНА заключается в том, что она является координатором в системе управления надежностью АТС, поскольку обладает полной и объективной информацией о динамике изменения технического состояния агрегатов и систем за весь срок службы и способна решать задачи прогнозирования отказов с оценкой остаточного ресурса. По нашему убеждению, в этом случае технологический процесс поддержания автомобилей в работоспособном состоянии следует рассматривать как замкнутую систему управления, состоящую из службы эксплуатации (СЭ), объекта (АТС), службы диагностики и надежности автомобилей (СДиНА), исполнительной службы (ИС) и центра управления производством (ЦУП), выполняющего функции оперативной службы принятия решений.

В общем случае он может быть представлен схемой с прямыми и обратными связями (рис. 2).

109 3

Функционирование СДиНА АТП, обслуживающих технологию добычи полезных ископаемых открытым способом, может быть описано следующим алгоритмом (рис. 3).

При сходе автосамосвала с линии по причине снижения работоспособности водитель принимает все меры по поиску причины и устранению неисправности. Не найдя ее, он вызывает мобильную группу диагностов, дежурящих в промзоне. Сделав запрос в ЦУП и получив необходимую информацию из «истории болезни» конкретного автомобиля, диагност восстанавливает работоспособность в оперативном режиме путем регулировок или замены мелких деталей из имеющихся в арсенале мобильной лаборатории. Затем он делает пометку в бортовом журнале и отправляет информацию в ЦУП и аналитическую лабораторию СДиНА. Автомобиль возвращается на линию. В противном случае АТС направляется диагностом-испытателем в бокс реостатных испытаний службы диагностики, где диагносты-операторы продолжают поиск причины, имитируя его работу «на ходу».

При обнаружении причины заполняется диагностический лист и автомобиль направляется в зону техобслуживания (ТО) или ремонта. После устранения неисправности диагност-испытатель возвращает автомобиль в технологическую цепочку и делает контрольный заезд по полной программе. Убедившись в результативности, он сдает АТС водителю и вводит соответствующую информацию в базу данных ЦУП. В противном случае не исключен возврат АТС на реостатные испытания.

В случае планового ТО за 1–2 дня до него АТС делает сход для комплексной диагностики всех систем и агрегатов, включая физико-химический и спектральный анализы используемых нефтепродуктов. Результаты диагностирования вносятся в базу данных и заполняется диагностическая карта с указанием на выполнение необходимых операций при ТО. Качество выполнения операций проверяется диагностами либо «на ходу», либо в стационарных условиях.

Накопленная таким образом текущая информация обрабатывается специалистами аналитического отдела СДиНА с построением математических моделей, используя известные методы статистической классификации, аналитического или вероятностного прогнозирования, являющегося частью общей теории контроля и управления надежностью объекта [2].

Так, исследуя работоспособность системы очистки воздуха автосамосвалов БелАЗ-75211, эксплуатирующихся в Нерюнгринском угольном разрезе, специалисты СДиНА выявили характерные места разгерметизации воздушного тракта [3]. После устранения причины, построения и анализа функций загрязнения по кремнию (Si) и износа по железу (Fe), содержащихся в системе смазки дизелей, была оценена результативность управленческих решений по числовым характеристикам (табл. 1).

109 5

Из табл. 1 видно, что проникновение кремния, как абразива, в дизель уменьшилось более чем в 60 раз. При этом изнашивание железосодержащих деталей (в основном это детали цилиндропоршневой группы (ЦПГ)) снизилось в 6–8 раз, а наработка моторного масла возросла в 1,75–2,0 раза.

С целью прогнозирования ресурса дизелей 8Ч12/12 и 8Ч13/14 службой СДиНА проанализирована динамика поступления в систему смазки изношенного железа в зависимости от типа и технического состояния воздушных фильтров. Получены математические модели в виде экспоненциальных зависимостей (табл. 2).

109 6

Свободный член полученных зависимостей указывает на присутствие в свежих моторных маслах, заливаемых в дизель, железа как химического элемента загрязнения, величина которого зависит от условий производства, транспортирования, хранения и раздачи, а также качества проведения технического обслуживания АТС. Коэффициент регрессии, выраженный квадратным корнем, определяет динамику роста износного железа при работе дизелей. Их наработка, соответствующая плавному нарастанию железа, адекватному интенсивности изнашивания ЦПГ, составляет 5–8 тыс. моточасов.

109 4

В дальнейшем интенсивность изнашивания развивается по экспоненциальной зависимости, достигая максимума при наработке дизелей в среднем 14–15 тыс. моточасов, при условии постоянного контроля за состоянием системы очистки воздуха. При потере железа дизелем до 300 г наступает резкое падение мощности, увеличивается расход ГСМ. В этом случае прогнозируемый срок службы двигателей может составить 400–700 тыс. км пробега автомобилей, что редко, но бывает в реальной эксплуатации. Рядовая бесконтрольная эксплуатация в разы снижает срок службы дизелей. Таким образом, чтобы прогнозировать работоспособность агрегатов и систем АТС с целью управления их эксплуатационной надежностью, целесообразно иметь в штатном расписании АТП специальную службу с высокопрофессиональными кадрами в областях машиноведения, химмотологии, трибологии, диагностики, надежности, теории вероятности и математической статистики.


 

ЛИТЕРАТУРА:

1. Соколов А.И. Оценка работоспособности машин по параметрам работающего масла / А.И. Соколов, Н.Т. Тищенко, В.А. Аметов // Томск : ТГУ, 1991. – 200 с.

2. Мозгалевский А.В. Техническая диагностика (непрерывные объекты) / А.В. Мозгалевский, Д.В. Гаскаров // Учеб. пособие для ВУЗов. – М. : Высшая школа, 1975. – 207 с.

3. Исаенко В.Д. Повышение ресурса двигателей карьерных автомобилей-самосвалов силами автотранспортного предприятия / В.Д. Исаенко, С.Н. Рычков // Автомобильная промышленность. – 1987. – №3 – с. 23–24.

Ключевые слова: исаенко, надежности, ресурс, модели, прогнозирования, машин, ресурса

Журнал "Горная Промышленность" №1 2013, с 109