Технико-экономические показатели машин в значительной мере предопределяются организацией и технологией их ремонта . Рациональное построение ремонтно-технологических процессов позволяет повысить эффективность сельскохозяйственного производства . Надёжность является наиболее объективной и важной для потребителей оценкой качества ремонта. Безотказность двигателей в основном определяется уровнем выполнения операций сборки сопряжений и испытания систем , а долговечность — качеством запасных частей и режимом обкатки . Приработка двигателей обеспечивает подготовку деталей к тепловым и скоростным нагрузкам в эксплуатации. Оценка надёжности машин базируется на результатах наблюдений, а расчёты её единичных показателей — на вероятностно-статистических методах .
Исследования проводились на специализированных ремонтных предприятиях и в условиях эксплуатации по 4 маркам тракторных дизелей, которые прошли стендовую обкатку по одно, трех (существующий) и пятичасовым режимам. На ремонтных предприятиях под наблюдением находилось 40…50 двигателей, а в эксплуатации 25…30. Вычисление показателей надёжности проводился по стандартной методике, а для получения зависимостей использовались методы регрессионного и корреляционного анализа. Поскольку у двигателей различные нагрузно-скоростные режимы обкатки и нормативы ресурса, то в расчётах использовались относительные показатели: частота вращения коленчатого вала и нагрузка относительно номинальных параметров, время относительно пятичасового режима, фактический ресурс относительно нормативного. Значимость факторов оценивалась по критерию Стьюдента, а адекватность модели — по критерию Фишера. Исходная информация приведена в табл. 1.
Таблица 1. Результаты исследования
|
Марка двигателя |
Режим обкатки, ч |
Относительные показатели |
|||
|
частота вращения n |
нагрузка P |
время t |
ресурс R |
||
|
Д-240 |
1 3 5 |
0,708 0,774 0,837 |
0,524 0,566 0,606 |
0,200 0,600 1,000 |
0,581 0,815 0,967 |
|
СМД-14 |
1 3 5 |
0,806 0,824 0,880 |
0,603 0,606 0,609 |
0,200 0,600 1,000 |
0,605 0,752 0,927 |
|
А-41 |
1 3 5 |
0,835 0,848 0,901 |
0,564 0,671 0,674 |
0,200 0,600 1,000 |
0,573 0,754 0,932 |
|
ЯМЗ-238НБ |
1 3 5 |
0,857 0,897 0,961 |
0,485 0,522 0,581 |
0,200 0,600 1,000 |
0,595 0,782 0,975 |
На основании исходных данных определены корреляционные отношения изучаемых параметров (табл. 1).
Таблица 2. Корреляционная матрица
|
Факторы |
n |
P |
t |
R |
|
n |
1 |
0,247 |
0,574 |
0,586 |
|
P |
0,247 |
1 |
0,573 |
0,529 |
|
t |
0,574 |
0,573 |
1 |
0,984 |
|
R |
0,586 |
0,529 |
0,984 |
1 |
У всех факторов прямо пропорциональная взаимосвязь, между частотой вращения и нагрузкой низкая степень связи, соответственно у них с продолжительностью обкатки — средняя и в свою очередь у этого параметра практически абсолютная взаимосвязь с ресурсом. Это согласуется с тем, что режим приработки должен обеспечивать плавное приращение нагрузок и скоростей по времени. По результатам регрессионного анализа получена следующая зависимость: R = 0,96·n0,07·P0,11·t0,29. Коэффициент множественной корреляции составил 0,970, что свидетельствует о том, что изменчивость ресурса в значительной мере обусловливается рассматриваемыми факторами. Выявленные закономерности представлены на рис. 1.
Рисунок 1. Изменение ресурса двигателей R от частоты вращения
коленчатого вала n,нагрузки стенда P и продолжительности обкатки t
По степени значимости параметры распределились следующим образом: скорость — 3%, нагрузка — 5% и время — 92%, т.е. время испытания двигателей на ремонтном предприятии имеет определяющее значение для обеспечения их ресурса. Анализ полученной формулы показывает, что за каждый час увеличения стендовой обкатки межремонтный ресурс дизелей возрастает в среднем на 7,5%. Исходные поверхности деталей имеют микро- и макрогеометрические погрешности, поэтому площади их контакта во много раз меньше необходимых для эксплуатационных режимов использования техники. В процессе приработки под действием нагрузки площадь контакта поверхностей постоянно возрастает, а удельные давления и интенсивность изнашивания снижаются. С увеличением скорости движения деталей уменьшается продолжительность, но возрастает частота контактирования неровностей, вследствие этого снижается упругое деформирование и пластическое течение поверхностного слоя. При этом если нагрузка остаётся постоянной, то происходит заполирование поверхностей трения, из-за этого снижается их несущая способность. Следовательно, необходимо синхронное повышение нагрузок скоростей в течение всего периода обкатки двигателей. Анализируя полученное уравнение можно сделать рекомендации по обеспечению гарантированного послеремонтного ресурса дизелей. Если увеличить нагрузку и скорость при существующем времени приработки, то они превысят номинальные значения. На последнем этапе обкатки нагрузочно-скоростной режим не должен превышать 80…90% номинальных показателей. При этих условиях продолжительность испытания двигателей на ремонтном предприятии будет составлять 5…6 часов.
Литература
- Королев А.Е. Технические показатели двигателей после ремонта / А.Е. Королев // Современные научные исследования и разработки. — 2019. — №1. — С. 567-570.
- Волченков А.В. Исследование и разработка триботехнически обоснованных режимов обкатки двигателей после капитального ремонта / А.В. Волченков // Современные проблемы науки и образования. — 2015.-№ 1-1. — С. 136-137.
- Королев А.Е. Формирование эксплуатационной безотказности двигателей / А.Е. Королев // Colloquium-journal. — 2019. — Ч. 1. — №2. — С. 30-32.
- Стрельцов В.В. Формирование поверхности трения при обкатке двигателей / В.В. Стрельцов, С.Н. Девянин, А. С. Носихин // Техника и оборудование для села. — 2011. — № 8. — С. 44-45.
- Лукинский В.С. Прогнозирование надежности автомобилей / В.С. Лукинский, Е.И. Зайцев. — Л.: Политехника, 1991. — 224 с.
