Організаційні умови оцінки рівнів ремонтної технологічності колінчастих валів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський державний аграрний університет

08.06.01 - Економіка підприємства і організація виробництва

УДК 658.512:631.3:621.43-233.13.004.67

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Організаційні умови оцінки рівнів ремонтної технологічності колінчастих валів

Оліскевич Мирослав Стефанович

Львів - 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському державному аграрному університеті Міністерства агропромислового комплексу України

Науковий керівник ѕ заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор Семкович Олександр Дмитрович, Львівський державний аграрний університет, завідувач кафедри надійності і ремонту машин.

Офіційні опоненти:

- доктор технічних наук, доцент Форнальчик Євген Юліанович, Державний університет "Львівська політехніка", доцент кафедри Експлуатації і ремонту автомобільного транспорту;

- кандидат технічних наук; Шаповал Леонід Іванович, Інститут механізації і електрифікації сільського господарства старший науковий працівник.

Провідна установа - Український національний аграрний університет, кафедра надійності і ремонту машин, м. Київ.

Захист відбудеться "13" жовтня 1999 року о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 36.814.03 у Львівському державному аграрному університеті за адресою: 292040, м. Дубляни Жовківського району Львівської області, Львівський державний аграрний університет.

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Львівського державного аграрного університету (292040, м. Дубляни Жовківського району Львівської області, головний корпус).

Автореферат розісланий "13" вересня 1999 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради к. т. н., доцент Чухрай В.Є.

колінчастий вал двигун ремонтний

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Одним з резервів підвищення ефективності ремонтного виробництва є відновлення спрацьованих деталей. Проте ремонтні підприємства цей резерв часто не використовують, оскільки половину номенклатури деталей більшості техніки АПК відносять до ремонтно-нетехнологічних. Такий стан речей пояснюється, головним чином, необ'єктивністю оцінювання придатності деталей до відновлення. Обчислені за чинними методиками оперативна тривалість, матеріаломісткість, собівартість в тотожних щодо технології, обладнання й обсягу продукції ремонтних підприємствах значно відрізняються. Причина суперечності полягає в тому, що в чинних методиках не конкретизовано вплив організаційних умов на вірогідність оцінки ремонтної технологічності (РТ), не використовується взаємозв'язок конструкції спрацьованої деталі та структури технологічного процесу (ТП) її відновлення.

Питання ускладнюється недосконалим змістом чинного терміну "ремонтна технологічність", що особливо актуально в царині стандартизації технічних термінів України. Згідно з означеннями, що дають державні та галузеві стандарти, РТ зумовлена особливостями конструкції спрацьованої деталі. Проте, не враховано, що її оцінка - це функція комплексної змінної - властивостей конструктивно-технологічного базису (КТБ) ТП.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є частиною науково-дослідних робіт кафедри надійності і ремонту машин Львівського державного аграрного університету за темами: "Теоретичні підстави та напрями реформування чинної ремонтно-обслуговувальної бази регіону", "Організаційно-технологічна взаємодія в системі ремонту і експлуатації машинно-тракторного парку", які спрямовані на розв'язання проблеми технічного сервісу, що відображено в державній НТП 3.07.

Мета і задачі дослідження. Мета - удосконалити методику оцінювання показників і визначити об'єктивні рівні ремонтної технологічності колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53 на підставі оптимізації структури ТП відновлення для заданих виробничих умов.

Задачі дослідження: 1) розробити класифікацію конструктивних елементів колінчастих валів за умовами їх виготовлення та відновлення та методику структурного аналізу спрацьованих деталей; 2) експериментально визначити кількісні характеристики колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53 та їх конструктивних елементів; 3) дослідити зв'язок між конструкцією колінчастих валів, структурами і показниками технологічних процесів їх відновлення; 4) визначити залежність рівнів РТ колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53 від структури ТП відновлення; 5) окреслити оптимальні організаційні умови відновлення колінчастих валів, розробити заходи і обґрунтувати економічну доцільність їх впровадження.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше доведено залежність оперативних показників РТ від структури ТП; розвинено теоретичні засади становлення структури відновного ТП; обгрунтовано нову систему показників РТ спрацьованих деталей машин; розроблено алгоритм і програму для ПЕОМ структурного моделювання ТП відновлення; одержано залежності відносних оперативних енергомісткості і тривалості відновлення колінчастих валів ЗМЗ-53 від структурних прикмет ТП; конкретизовано термін РТ.

Практичне значення одержаних результатів роботи полягає в тому, що отримано точніші оцінки рівнів РТ та оптимальні організаційні умови для відновлення колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53 для авторемонтного механічного заводу (АРМЗ) №28 м. Львова та Радехівського ремонтного заводу (РЗ) Львівської області; розроблено інженерну методику структурного синтезу ТП відновлення для використання в системі технологічної підготовки ремонтного виробництва; розроблено технологію та пристрій для дефектування колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53; розроблено організаційно-технічні рекомендації щодо структурної оптимізації ТП відновлення для заданого КТБ.

Результати структурної оптимізації ТП відновлення впроваджені на Радехівському РЗ й АРМЗ №28 Львівської області у формі організаційно-технічних рекомендацій; врахування особливостей конструкції та передремонтного стану колінчастих валів - на АРМЗ №28 у вигляді технології та пристрою для контролю геометричних параметрів колінвалів ЗМЗ-53, змін в технологічну документацію на відновлення. Про це свідчать акти впроваджень. Основні твердження дисертації використовуються студентами факультету механізації сільського господарства Львівського державного аграрного університету в лекціях, практичних заняттях, курсовому і дипломному проектуванні.

Особистий внесок автора. У праці [2] автору належать результати контролю представницької вибірки колінчастих валів, розробка методики структурного синтезу ТП, проектування, виготовлення та випробування пристрою, математичне опрацювання результатів та формулювання висновків. У праці [5] - структурне моделювання ТП відновлення, обґрунтування системи показників РТ, побудова однофакторних та багатофакторних моделей РТ, розробка організаційно-технічних рекомендацій.

Апробація результатів дисертації. З основних положень дисертації зроблено доповіді, вони були обговорені й схвалені на: засіданнях міжкафедрального науково-методичного семінару факультету механізації сільського господарства, щорічних наукових читаннях пам'яті В.С. Крамарова й наукових конференціях ЛДАУ (м. Дубляни, Львівської області, Жовківського району, 1993-1998 рр.); міжнародному симпозіумі "Україна-Австрія. Наука і практика" (м. Львів 24.09 - 1.10.1996 р.); другій Українській конференції з автоматичного керування "Автоматика-95" (м. Львів, 2-7 вересня 1995 р.); міжнародній науково-практичній конференції "Випробування, прогнозування і адаптація до вітчизняних умов вітчизняної та зарубіжної техніки і технологій для рослинництва і тваринництва" (с. Дослідницьке, Київської області, жовтень 1995р); на міжнародній конференції "Моделювання процесів і технологічного устаткування в сільському господарстві" (м. Мелітополь, серпень 1994 р.); науково-практичній конференції студентів, аспірантів і викладачів в Українському державному лісотехнічному університеті (м. Львів, квітень 1996 р.).

Публікації. Результати досліджень опубліковано у 6 статтях у наукових журналах та збірниках наукових праць.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, загальних висновків, бібліографічного списку та додатків. Робота викладена на 141 сторінці основного машинописного тексту, містить 18 таблиць, 43 ілюстрації, бібліографічний список з 104 джерел та 62 сторінки додатків.

2. Зміст роботи

Розділ 1. "Стан питання в організації відновлення деталей машин". Зроблено аналіз: теоретичних досліджень з питань розуміння змісту, розмаїття показників і методів оцінювання РТ деталей; оцінок рівнів РТ колінвалів двигунів ЗМЗ-53 за чинними методиками в умовах ремонтних підприємств західного регіону України.

Розробленням технологічних конструкцій машин і агрегатів присвячені роботи М.Д. Галушка, Ю.Д. Адмірова, П.Н. Волкова, М.В. Молодика.

Питанням конкретизації змісту, розробленням показників РТ і методів їх визначення, присвячені роботи Й.Є. Ульмана, В.І. Казарцева, М.Д. Галушки, О.І. Селіванова, О.Д. Семковича, Є.Л. Воловіка, М.А. Халфіна, Ю.Д. Адмірова, П.Н.Волкова, А.І. Ніколаєнка, П.М. Смірнова, М.В. Молодика та інших вчених. Але всі їхні розробки стосуються придатності до ремонту машин, вузлів, агрегатів і не можуть цілком бути корисними у розв'язанні проблеми підвищення РТ деталей машин. Крім того, термін "ремонтна технологічність" стосовно деталей машин в сучасній літературі не є чітко окресленим. Більшість з названих авторів розглядає його як ремонтопридатність, пристосованість деталі до відновлення, але не як придатність об'єкта до ТП.

Вдосконалення методики обчислення показників РТ можна зробити на основі теорії ремонтно-відновного процесу, що найповніше розвинена в працях О.Д. Семковича та його учнів - О.В. Сидорчука, В.В. Янківа, І.М. Флиса, Р.Д. Кузьмінського, котрі розглядають ТП як складну динамічну систему операційних і міжопераційних зв'язків та обґрунтовують те, що показники ТП не є сумою показників технологічних операцій, з яких він складається. Той факт, що найбільш об'єктивні показники РТ можна обчислити з урахуванням структури ТП, вперше доведено в працях О.Д. Семковича. Проте, його ідеї були розвинуті щодо розбирально-складальних процесів, а оперативні показники РТ не розглядалися. Лише поодинокі роботи цілком присвячені саме РТ деталей. Це роботи М.В. Молодика, М.І. Фурси, Л.І. Шаповала. Проте, в них не враховується впливу структури ТП на об'єктивність оцінки рівня РТ. ТП відновлення як і деталь - об'єкт ремонту - не розглядаються системно. В методиці оцінки пристосованості деталей до відновлення, що розроблена цими авторами, використано критерії оцінки, що залежать від кон'юнктури ринку, інших суб'єктивних факторів.

Зроблено аналіз оцінок рівнів РТ колінчастих валів: за спостереженнями на різних ремонтних підприємствах, за методикою галузевого стандарту, за типовим ТП за умови сталого КТБ. Результати дають підставу стверджувати, що значні відхилення числових значень оперативної тривалості відновлення зумовлені організаційними умовами: структурою ТП, вибором маршрутів, системою нормування ТП, які в названих оцінках не враховувались.

Розділ 2. "Теоретичні питання ремонтної технологічності". Розглянуто фактори, що впливають на рівень РТ деталі, викладено послідовність структурного моделювання об'єктів дослідження, обґрунтовано спосіб обчислення показників РТ.

Головним в змісті конкретизованого терміну РТ є те, що властивості будь-якого об'єкта найповніше пізнаються у взаємодії із засобами праці - під час ТП, або його моделювання. Отже ремонтна технологічність ѕ це сукупність властивостей деталі, що визначають її придатність досягти оптимальних витрат ресурсів під час відновлення для заданих організаційних умов і параметрів конструкції. Відомо, що структура ТП є відображенням конструкції деталі, яка виготовляється. Вплив особливостей конструкції спрацьованого колінчастого вала, його передремонтного технічного стану, технології відновлення, що застосовується, устаткування й оснастки, які становлять КТБ, на структуру ТП відновлення до цього часу не досліджено. Щоб виявити цей зв'язок, було побудовано структурну модель колінчастого вала за робочим кресленням, структурні моделі спрацьованих деталей, структурну модель КТБ згідно з розгляненою технологією спрацьованих поверхонь та устаткуванням. Структурна модель деталі була зображена у вигляді конструктивного графа (рис.1). Вершинами цього графа є найпростіші неподільні конструктивні елементи (КЕ) - елементарні поверхні (ЕП), а також гурти елементарних поверхонь (ГЕП). Для кожної ЕП визначено комплект власних параметрів (КВП) за їх властивістю одночасно змінюватись від більшості технологічних впливів. Зміст зв'язків між ЕП - координати взаємного розташування, взаємні технічні вимоги, спосіб базування, термодинамічні залежності тощо. Зв'язки також є параметрами, що характеризують якість деталі. Зв'язки класифіковано на орієнтовані та неорієнтовані. Їх виявлено із застосуванням аналізу розмірних ланцюгів. Доповнивши структурну модель колінвала вершинами, що символізують КЕ з фактично виявленими КВП і зв'язками, отримано структурні моделі деталей відомих передремонтних станів. Ці моделі, в свою чергу, доповнені вершинами, що символізують технологічні поверхні - проміжні стани КЕ від спрацьованого - до відновленого і зв'язками технологічних поверхонь, що мають зміст операційних розмірів. Кожен такий розмір має бути дотриманий з використанням оснащення. Отримано технологічний граф, який є структурною моделлю КТБ (рис.2). Вертикально зображені зв'язки між технологічними поверхнями відображають елементарні технологічні операції (ЕТО). Горизонтальні зв'язки накладають обмеження на черговість виконання ЕТО і символізують устаткування і оснащення. За сталого КТБ всі технологічні поверхні, їх параметри та взаємозв'язки є відомими. В роботі розглянено тотожні конструктивно-технологічні базиси 28АРМЗ міста Львова і Радехівського РЗ.

Структурна модель КТБ - це початкові умови та обмеження досліджень. Керуючись ними, побудовано структурну модель ТП відновлення. Для цього розглядались часові, енергетичні й орієнтувальні міжопераційні зв'язки. Міжопераційний часовий зв'язок i-ї та j-ї ЕТО подано як:

aij= to,j + tд,j, (1)

де to,j - основний час виконання j-ї ЕТО, tд,j - допоміжний час виконання j-ї ЕТО. В дисертації доведено, що to,j - величина відносно стала, а tд,j залежить від того, яке місце в структурі займає j-а ЕТО. Енергетичний міжопераційний зв'язок обчислюється за формулою:

(2)

де eij - енергомісткість j-ї ЕТО, що є безпосередньо наступною за i-ю, МДж; ee,.j - оперативні витрати ефективної енергії, що витрачається упродовж основного часу j-ї ЕТО, МДж; eд,ji - оперативні витрати енергії допоміжних механізмів (з незалежним приводом) для виконання основної роботи під час j-ї ЕТО; h - коефіцієнт корисної дії головних механізмів устаткування; hд - коефіцієнт корисної дії допоміжних механізмів устаткування; ем.х. - енерговитрати марного ходу устаткування, МДж; eж - енергетичний еквівалент оперативних витрат енергії людини-виконавця j-ї ЕТО.

Орієнтувальні міжопераційні зв'язки вказують на тип обладнання, на якому може виконуватись відповідна ЕТО. Всі міжопераційні зв'язки означають обмеження на черговість ЕТО.

Структурні моделі технологічних процесів ѕ змішані (диз'юнктивні) графи. Вершинами будь-якої з цих моделей є ЕТО, а ребра і дуги - міжопераційні часові зв'язки.

Такі структурні моделі є невпорядкованими, бо містять замкнені контури міжопераційних часових зв'язків. За цими моделями неможливо скласти однозначного розкладу виконання ЕТО, отже - визначити оперативну тривалість і енергомісткість ТП.

В роботі розглянуто зміст та спосіб обчислення основних показників РТ деталей. Оперативна тривалість відновлення визначається за формулою:

(3)

де Сh - множина всіх ЕТО, що складають стрижень впорядкованої структурної моделі ТП відновлення.

Оперативна енергомісткість ТП визначиться як:

 (4)

де N - загальна множина ЕТО.

Щоб обчислити середню оперативну тривалість відновлення колінчастого вала для заданих рівня якості і програми відновлення, слід враховувати співвідношення часток деталей кожного з відомих технічних станів у цій програмі наступним чином:

(5)

де pk - частість появи k-го технічного стану деталі,

, - нижня оцінка оперативної тривалості відновлення колінчастого вала k-го технічного стану.

Середня оперативна енергомісткість визначиться аналогічно:

(6)

Нижня оцінка ТоТП і ЕоТП отримується в результаті структурного моделювання ТП відновлення - впорядкування всіх міжопераційних зв'язків. З врахуванням того, що ТоТП й ЕоТП - структуровані величини, виведено допоміжні показники, що є похідними від даних. Коефіцієнт досконалості конструкції деталі за рівнем втрат часу для її відновлення:

 (7)

де to,iЕТО- основний час i-ї ЕТО, хв; tд,iЕТО- допоміжний час i-ї ЕТО, хв. Коефіцієнт придатності деталей для механізованого відновлення:

(8)

Коефіцієнт досконалості конструкції деталі за рівнем втрат енергії:

(9)

Основні показники прийнято за критерії оптимізації структури ТП, а допоміжні - використовуються під час розробки заходів для підвищення рівня РТ. Змінними досліджень є декілька структурних ознак ТП. Перша - дозволений час його виконання aN.1 - часовий міжопераційний зв'язок умовних останньої та першої ЕТО, які означають, відповідно, формальний початок та формальне закінчення ТП. Друга ознака - рівень вертикальної концентрації ЕТО:

(10)

де CV - максимальна кількість ЕТО, які виконуються паралельно, N - загальна кількість ЕТО в ТП. Третя - рівень горизонтальної концентрації:

(11)

де Ch - кількість ЕТО, які належать стрижню впорядкованої структурної моделі ТП. Четверта - рівень концентрації технологічних операцій:

(12)

де Сto - кількість технологічних операцій в ТП. Допустимі для даного КТБ значення структурних прикмет лежать в інтервалах: Rch -]0,1; 0,9[, Rcv -]0,02; 0,22 [, Rcto - ]0,1; 0,8.

Розділ 3. "Програма і методика експериментальних досліджень". Експериментальні дослідження проведені з метою виявлення залежності оперативних показників РТ колінчастих валів від структурних прикмет ТП відновлення, адекватності всіх структурних моделей.

Виходячи з цього, програмою експериментальних досліджень передбачалось:

а) обґрунтувати обсяг вибірки й встановити статистично стійкі поєднання дефектів колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53 в ремонтних фондах підприємств;

б)визначити тривалість й енергомісткість кожної ЕТО залежно від її місця в структурі ТП; в)здійснити на ЕОМ структурне моделювання і оптимізацію технологічних процесів.

Для побудови структурної моделі колінчастого вала за робочим кресленням використано методи аналізу розмірних ланцюгів.

Кількість деталей вважалася достатньою, а всі поєднання дефектів виявленими, якщо коливання частості їх появи не виходило з певною вірогідністю за межі прийнятої точності. Довірча ймовірність - a=0,95, а відносна похибка e=0,15. За таких умов потрібний обсяг становить 119 деталей. Продефектовано 192 деталі. Поєднання дефектів, частість появи яких не перевищувала 0,05, вважалися нехарактерними.

Для дефектування кожної деталі розроблено методику, яка включає вибір і обґрунтування: а) параметрів деталі, що підлягають контролю; б) технічних засобів контролю; в) послідовності контролювання вибраних параметрів. Виходячи з ознаки, за якою параметри деталі об'єднуються в КВП, для контролю якості ЕП або ГЕП досить перевірити один параметр з КВП та всі параметри зв'язків. Для контролювання геометричних параметрів корінних та шатунних шийок сконструйовано і запатентовано як винахід спеціальний пристрій, конструкція якого є відображенням конструкції деталі. Геометричні параметри шийок визначались з круглограм. Створено алгоритм, що базується на розв'язуванні векторних розмірних ланцюгів. Для контролювання решти параметрів колінчастого вала використано стандартні вимірювальні засоби.

Оперативна тривалість кожної ЕТО залежно від її місця в ТП визначалась як структурована величина: основний час - розрахунковим методом і хронометражем; допоміжний час - за мікроелементними нормативами. Оперативна енергомісткість кожної ЕТО залежно від її місця в структурі ТП визначалась аналітично-розрахунковим методом.

Для структурного моделювання ТП створено алгоритм, що базується на методах послідовного аналізу варіантів, "гілок і меж" з теорії розкладів. Алгоритм покладено на мову Pascal 7.0. Машинний експеримент виконано на ПЕОМ PC/AT IBM 486/133/RAM 4Mb. Моделювання здійснювалось відносно структурної прикмети ТП - аN,1.

В методиці обчислення значення структурних прикмет ТП відновлення використовується структурна модель впорядкованого ТП відновлення. Ця модель зображена у вигляді графа приєднаних векторів, що в масштабі і напрямі часу означають ЕТО (рис.3). Найдовший ланцюг векторів зображає стрижень ТП. Число ЕТО, які входять в цей ланцюг, є горизонтальною концентрацією ТП. Не всі ЕТО, що виконуються в даному ТП, входять в його стрижень. Має місце паралельне виконання ЕТО. З рисунка легко визначити міру розгалуженості ТП - його вертикальну концентрацію. ЕТО згуртовано в технологічні операції за тотожністю орієнтувальних зв'язків. Розроблено алгоритм структурного синтезу ТП відновлення за його оптимальними структурними прикметами.

Розділ 4. "Результати експериментальних досліджень". Встановлено види і коефіцієнти повторності дефектів колінчастих валів ЗМЗ-53. Спрацьованість: №1 - паза під призматичну шпонку - 0,66; №2 - паза під сегментну шпонку - 0,59; №3 - шийки під шків - 0,85; №4 - шийки під шестірню - 0,68; №5 - корінних та шатунних шийок до наступного ремонтного розміру - 0,23; №6 - корінних та шатунних шийок більш як на один ремонтний розмір - 0,18; №7 - корінних та шатунних шийок понад усі ремонтні розміри - 0,59; №8 - торця першої корінної шийки - 0,33; №9 - торцеве биття фланця кріплення маховика - 1,00; №10 - пошкодження маслозгінної різі й (або) спрацьованість шийки під манжету - 0,62; №11 - спрацьованість гнізда підшипника первинного вала коробки передач - 0,39; №12 - пошкодження 1-2 ниток різі кріплення храповика - 0,52; №13 - пошкодження більш ніж 2-х ниток різі кріплення храповика - 0,48; №14 - радіальне биття фланця маховика - 0,34; №15 - спрацьованість отворів під болти кріплення маховика - 0,72. Виявлено вісім статистично стійких поєднань дефектів цих деталей, що характеризують їх технічний стан, та інтервальні оцінки частості їх появи (табл.1). Залежності показників РТ від структури ТП побудовано для всіх восьми технічних станів колінвалів. Приклади таких залежностей - на рис.4. Залежність Тотп від aN.1 має дискретно зростаючий характер. Кожна неперевна ділянка графіка відображає ТП певної структури.

Таблиця 1. - Характеристика технічого стану колінчастого вала ЗМЗ-53

№	Номери дефектів, що	Частість появи
технічного стану	характеризують технічний стан	нижня межа	емпірична	верхня межа
1	5, 9, 12, 14	0,048	0,090	0,160
2	1, 3, 5, 9, 12, 14	0,085	0,140	0,221
3	1, 3, 4, 6, 9, 10, 12	0,117	0,180	0,267
4	2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14	0,150	0,230	0,238
5	2, 3, 4, 7, 9, 10, 11, 15	0,063	0,110	0,186
6	1, 2, 3, 4, 7, 9, 11, 14, 15	0,070	0,120	0,198
7	1, 2, 7, 8, 9, 10, 13, 14, 15	0,041	0,080	0,150
8	1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 14,15	0,078	0,130	0,210

Базовий варіант структури ТП відповідає supТотп. Знайдено нижню оцінку inf Тотп. Залежність Еотп від a1,N має також дискретний характер.

Загальні результати моделювання викладено в табл. 2.

Проаналізовано 5200 можливих для даного КТБ структур ТП. Їх згруповано в 176 однорідних, показники РТ яких відрізняються не більш, ніж на 3%.

Кожна з них порівнювалась з базовим варіантом за показниками: рівень скорочення оперативної тривалості

(13)

де Тотп,б ,Тотп,і - оперативна тривалість відновлення, відповідно, за базовим та за i-м варіантом структури ТП (обидва показники стосуються відновлення деталі одного технічного стану); рівень зменшення оперативної енергомісткості ТП:

 (14)

де Еоб - оперативна енергомісткість базового варіанту структури ТП, МДж; Еоі- оперативна енергомісткість і-ї структури ТП.

Аналіз залежностей DТотп та DEотп від Rch, Rcv, Rcto, зокрема кореляційних відношень між ними, які лежать в межах 0,491-0,809, показує, що структура ТП має вагомий вплив на рівень скорочення оперативних тривалості та енергомісткості ТП.

Фактори розгалуженості, концентрація ЕТО в стрижні ТП діють на структуру ТП комплексно.

Структурні ознаки ТП є взаємозалежними. Цим обгрунтовується доцільність використання багатофакторних моделей:

DТотп=0,004+0,15ЧRch - 0,64ЧRch2 - 0,41ЧRch3 - 0,48ЧRcv + 0,93ЧRcv2 +3,52ЧRcv3+0,15ЧRcto-

-1,7ЧRcto2+1,88ЧRcto3. (15)

DEотп=0,007+1,02ЧRch - 0,975ЧRch2 - 0,1ЧRch3 - 0,67ЧRcv+1,36ЧRcv2+1,16ЧRcv3+0,093ЧRcto -

-0,115ЧRcto2 -1,44Rcto3. (16)

Індекси цих багатофакторних моделей, відповідно I1=0,879 і I2=0,835, свідчать про високу узгодженість теоретичних й емпіричних даних. Функції екстрапольовано на інтервал аргументів [0,1]. Максимум функції (15) досягається за умов Rch=0,574; Rcv=0,185; Rcto=0,046, а (16) - за умов Rch=0,57; Rcv=0,19; Rcto=0,038. Оскільки оптимальне значення Rcto виходить за межі допустимого, то глобальний оптимум за даного КТБ є недосяжним. Це означає потребу в розробці організаційно-технічних рекомендацій для усунення такої невідповідності.

Розділ 5. "Розробка організаційно-технічних рекомендацій та їх економічне обґрунтування". Запропоновано організаціно-технічні рекомендації для реалізації оптимальних структурних прикмет ТП та подано їх економічний аналіз на основі майбутньої вартості інвестицій.

Організаційно-технічні рекомендації для уможливлення оптимальних теоретичних показників РТ розроблено на основі запропонованого алгоритму синтезу структури ТП. Алгоритм базується на процедурах впорядкування змішаних графів - моделей ТП - як і в структурному моделюванні. Різниця полягає в тому, що для синтезу структури ТП задаються додаткові умови - оптимальні структурні прикмети. Впорядкування ЕТО відбувається в межах кожної технологічної операції. Застосування алгоритму структурного синтезу дало змогу виокремити ті міжопераційні зв'язки, які перешкоджають досягненню заданих структурних прикмет (табл.3). Ці зв'язки були унеможливлені змінами в КТБ ТП відновлення колінчастих валів. Результати структурного синтезу подано в таблиці 3.

Таблиця 2. - Результати структурного моделювання

№ техніч- ного стану	Число структур	infТотп,хв	supТотп, хв	DТотп	inf Еотп МДж	supЕотп, МДж	DЕотп
1	13	110	180	0,39	55,00	82,7	0,34
2	25	145	262	0,44	76,73	96,5	0,21
3	22	200	385	0,48	97,44	158,02	0,38
4	25	178	390	0,54	126,66	169,45	0,25
5	17	255	490	0,48	128,52	201,05	0,36
6	36	280	470	0,39	121,09	186,21	0,35
7	16	372	486	0,23	136,33	190,06	0,28
8	12	330	505	0,34	185,38	206,27	0,10

Таблиця 3. - Показники РТ колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53 та структурні прикмети ТП їх відновлення

№ технічного стану	Оперативна тривалість, хв	Оперативна енергомісткість, МДж	Горизонтальна концентрація ЕТО	Вертикальна концентрація ЕТО	Концентрація технологічних операцій
1	65	56.5	10	2	2
2	108.4	84.4	14	2	4
3	139.0	136.6	19	2	5
4	259.2	138.6	19	2	5
5	247.1	135.9	27	6	8
6	226.8	97.6	25	5	8
7	236.3	118.5	22	5	6
8	328.7	180.1	36	3	6

Середня оперативна тривалість для базових варіантів структур, тобто її верхня оцінка, враховуючи формулу (5), - 402,7 хв. Нижня оцінка середньої оперативної тривалості - 207,7хв. Різниця цих показників становить 195 хв. Такою може бути максимальна похибка оцінки Ттпо за чинною методикою. Середня оперативна енергомісткість для базових структур, враховуючи формулу (6) дорівнює 163,48 МДж. Середня оперативна енергомісткість для досягнених структур дорівнює: 124,18 МДж. Різниця, і, відповідно, максимально можлива похибка цих середніх енергомісткостей становить 39,3 МДж. Відхилення досягнених значень Тотп і Еотп від прогнозних становить, відповідно, для деталей стану: №1 - 8,6%, 12,4%; №2 - 18,5%, 12,1%; №3 - 7,4%, 3%; №4 - 3,1%, 1,16%; №5 - 3,2%, 9,4%; №6 - 2,8%, 4,5%; №7 - 45,6%, 23%; №8 - 32,3%, 12%., що є допустимим для прогнозування.

Висновки

1. Ремонтні підприємства не використовують власні резерви підвищення ефективності виробництва через те, що більшість деталей машин відносять до ремонтно-нетехнологічних. Рівні РТ деталей оцінюють без врахування впливу структури ТП, що призводить до завищеної похибки цієї оцінки і до перевитрат оперативного часу та електроенергії.

2. Для оцінки рівнів РТ деталі її потрібно розглядати як множину елементарних поверхонь, які згуртовуються за технологічними ознаками у складені поверхні, комплекти, комбінації і характеризуються комплектами власних параметрів. Крім цих конструктивних елементів слід враховувати конструктивні зв'язки, чого не вимагається в чинних методиках. Системна класифікація конструктивних елементів найповніше відповідає вимогам виготовлення і відновлення деталей, в чому і полягає її перевага.

3. Найточніше технічний стан колінчастого вала оцінюється на підставі структурної моделі деталі за робочим кресленням. З представницької вибірки обсягом 192 деталі ремфонду підприємства визначено коефіцієнти повторності дефектів та виявлено 8 статистично стійких поєднань дефектів (технічних станів) з оцінкою частості їх появи, на підставі чого уточнено оцінки рівнів РТ колінвалів.

4. Оптимізація ТП дефектування колінчастого вала здійснюється з використанням пристрою, конструкція якого є відображенням структурної моделі справної деталі. Встановлено, що кількість деталей, які можливо відновити нарощенням корінних та шатунних шийок, в статистичній вибірці на 36% менша, ніж та, що виявлена відомими способами і засобами дефектування.

5. Міжопераційні часові, енергетичні, орієнтувальні зв'язки утворюються в результаті змін в конструкції деталі. Оскільки ці зв'язки є основою структури ТП відновлення, то вона є похідною від конструкції спрацьованої деталі. У зв'язку з цим, оперативні показники ТП відновлення можуть бути мірилом РТ деталей. Об'єктивність оцінки залежить від ступеня впорядкованості структури ТП.

6. Методикою обчислення та оптимізації доведено, що для оцінювання РТ деталей доцільно використовувати оперативну тривалість і енергомісткість як основні, а також коефіцієнти досконалості конструкції за рівнем втрат часу та енергії, придатності до механізації відновлення - як похідні показники.

7. Оперативні показники залежать від структури ТП. Отримано кусково-монотонні залежності Тотп і Еотп від структурної прикмети процесу - аN.1. Різниця між верхньою та нижньою оцінкою показників РТ досягає: Тотп - 65%, Еотп - 36%. Такими можуть бути максимальні похибки оцінки рівня РТ колінчастих валів без врахування організаційних умов.

8. Згідно з однофакторними і багатофакторними математичними моделями для оцінювання та прогнозування показників РТ колінчастого вала, найбільш вагомими факторами РТ з усіх організаційних умов є вертикальна, горизонтальна концентрації ЕТО і концетрація технологічних операцій. Всі ці фактори діють комплексно. Індекси багатофакторних регресій рівнів оперативної тривалості та енергомісткості відповідно I1=0,879, I2=0,835. Оптимальні значення структурних прикмет ТП за цими моделями становлять Rch=0,57, Rcv=0,19, Rcto=0,04. Оптимальні значення DТотп =0,66, DЕотп = 0,22. Математичні моделі можна використовувати для прогнозування рівня РТ колінчастих валів будь-якого технічного стану за даної технології відновлення залежно від структури ТП.

9. Алгоритм структурного синтезу ТП за оптимальними структурними прикметами за даним КТБ придатний для використання в умовах будь-якого ремонтного підприємства. Отримано вісім структур ТП для виявлених технічних станів колінчастих валів. Ці структури призначені для ремонтних підприємств, де застосовується дана технологія й обладнання. На 28 АРМЗ та Радехівському РЗ для впровадження оптимальних структур ТП розроблено організаційно-технічні заходи. Досягнені середні значення Toтп, Еoтп відрізняються від прогнозних на 2,8% і 2,4%. Економічний ефект досягається за рахунок скорочення оперативних витрат часу та електроенергії.

10. Результати дисертаційних досліджень впроваджено на 28АРМЗ та Радехівському РЗ Львівської області. Інвестиції на 28АРМЗ в сумі 5940 грн станом на 1.08.1998 р. окупляться на третій рік з дисконтом 64%.

Основні положення дисертації викладені в наступних роботах

1. Оліскевич М.С. Структурне моделювання відновного технологічного процесу // Механізовані процеси сільськогосподарського виробництва: Зб. наук. праць. - Львів: Львів. держ. с.-г. ін-т, 1996. - С. 41-46.

2. Семкович О.Д., Оліскевич М.С. Структурний синтез технологічного процесу і пристрою для контролю геометрії колінчастого вала // Вісник приладобудівного інституту ім. Пулюя: Зб. наук. праць, вип.4. - Тернопіль: Тернопільський державний прилодобуд. ін-т, 1996. - С. 34-43.

3. Оліскевич М.С. Вплив структури технологічного процесу на оперативну тривалість відновлення колінчастого вала двигуна ЗМЗ-53 // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження (№1). - Львів: Львів. держ. аграрний ун-т, 1997. - С. 122-131.

4. Оліскевич М.С. Вплив структури технологічного процесу на оперативну енергомісткість відновлення колінчастого вала двигуна ЗМЗ-53 // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження (№1). - Львів: Львів. держ. аграрний ун-т, 1997. - С. 131-138.

5. Семерак М., Оліскевич М. Технологічність деталей сільськогосподарської техніки на стадії їх відновлення // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження (№2). - Львів: Львів. держ. аграрний ун-т, 1998. - С. 133-138.

6. Оліскевич М. Моделі ремонтної технологічності колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53 // Машинознавство. - 1998. - №2. - С.33-37.

7. Оліскевич М.С. Структурно-технологічні моделі автотракторних деталей // Тези доповідей міжнарод. наук. конф. "Моделювання процесів і технологічного устаткування в сільському господарстві". - Мелітополь. - 1995. - С. 135.

8. Оліскевич М. Рівні ремонтної технологічності автотракторних деталей // Тези доповідей міжнарод. симпоз. "Україна-Австрія. Наука і практика". - Львів. - 1996. С. 81.

9. Оліскевич М.С. Ідентифікація спрацьованого колінчастого вала та моделювання технологічного процесу його відновлення // Тези доповідей другої Укр. конф. з автоматичного керування "Автоматика-95". - Львів. - 1995. - С. 44.

Анотація

Оліскевич М.С. Організаційні умови оцінки рівнів ремонтної технологічності колінчастих валів. ѕ Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 08.06.01 ѕ Економіка підприємства і організація виробництва. ѕ Львівський державний аграрний університет.

Дисертація присвячена розробленню методики обчислення і визначенню параметрів ремонтної технологічності колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53 на підставі оптимізації організаційних умов - структури технологічного процесу відновлення. Встановлено залежність показників ремонтної технологічності від структури ТП.

Ключові слова: ремонтна технологічність, відновлення, структура технологічного процесу, колінчасті вали, технічний стан, дефектування.

Annotation

Oliskevych M.S. Organizational conditions for level of crank-shafts repair technological ability evaluation. - Manuscript.

Thesis for a candidate of technical degree by specialty 08.06.01.- Enterprises economy and manufactory organization. - Lviv State Agrarian University.

The dissertation is devoted to calculation method of construction and technological ability level of crank-shafts of ZMZ-53 engines evaluating on the basis of optimization of organizational condition as structure of renewal technological process. There was improved that technological ability showings depend on structure of technological process. Key words: processing ability, renewing, technological process structure, crank-shafts, technical condition, defect controlling.

Аннотация

Олискевич М.С. Организационные условия оценки уровней ремонтной технологичности коленчатых валов. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 08.06.01. - Экономика предприятия и организация производства. - Львовский государственный аграрный университет.

В условиях разных ремонтных предприятий, где используется аналогичный конструктивно-технологический базис по восстановлению коленвалов двигателей ЗМЗ-53, восстановленные валы имеют одинаковый уровень качества, достигаемые показатели ремонтной технологичности имеют значительное различие. Проблема состоит в том, что в существующих методиках оценки уровня ремонтной технологичности не учитываются организационные условия восстановления. Одним из существенных условий является структура технологического процесса. В данной работе конкретизировано понятие ремонтной технологичности как свойства, наиболее полно проявляющегося в процессе взаимодействия детали с оборудованием и оснасткой, или в процессе моделлирования этого взаимодействия. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что наиболее объективными показателями ремонтной технологичности деталей машин являются оперативная продолжительность и средняя оперативная энергоёмкость восстановления. Производные показатели - коэффициенты совершенства конструкции за уровнем потерь времени и энергии, пригодности к механизации процесса. В работе определена связь конструкции изношенной детали и неупорядоченной структуры технологического процесса её восстановления с помощью системы структурных моделей: исправной детали, изношенной детали определённого технического состояния, модели конструктивно-технологического базиса, неупорядоченного и упорядоченного технологических процессов. Эта связь, а также новое представление о межоперационных связях дала возможность установить зависимость показателей ремонтной технологичности валов от структурных признаков технологического процесса. Такие зависимости, кроме оперативной продолжительности, восстановления не имеют определённо выраженного характера. Это обусловлено использованием эвристического алгоритма упорядочения технологического процесса и комплексным влиянием рассмотренных его структурных признаков. Такими признаками являются: вертикальная концентрация элементарных технологических операций - количество элементарных технологических операций в критическом пути структурной модели; горизонтальная концентрация элементарных операций - максимальное количество элементарных технологических операций, которые выполняются одновременно; концентрация технологических операций - объеденение елементарных технологических операций на основании типа оборудования. Разница оперативных показателей ремонтной технологичности коленчатых валов при изменчивости структурных признаков технологического процесса в допустимом для данного конструктивно-технологического базиса интервале в отдельных случаях достигает 65% - для продолжительности и 36% - для энергоёмкости. Структурные признаки имеют корреляционную взаимозависимость. В связи с этим спланировано трёхфакторный эксперимент и разработаны полиномиальные регрессионные модели ремонтной технологичности. Оптимальные значения структурных признаков за критериями оперативной продолжительности и оперативной энергоёмкости совпадают, но не принадлежат допустимому относительно даного конструктивно-технологического базиса промежутку. Они найдены с использованием методов экстраполяции. За оптимумом теоретических зависимостей среднюю оперативную продолжительность можно сократить на 66%, а среднюю оперативную энергоёмкость - на 22% в сравнении с базовым вариантом структуры технологического процесса. Эти показатели считаются прогнозными. Результаты диссертации внедрены в производство как организационно-технологические рекомендации по достижению прогнозных показателей. Для успешного внедрения разработана методика и алгоритм структурного синтеза технологического процесса за известными структурными признаками. Методика может быть использована в условиях любого ремонтного предприятия. Средние достигнутые показатели ремонтной технологичности отличаются от прогнозных не более, чем на 3%. Целесообразность внедрения рекомендаций по работе экономически обоснована методом чистой настоящей стоимости инвестиций.

Ключевые слова: ремонтная технологичность, структура технологического процесса, коленчатые валы, техническое состояние, дефектация.

Размещено на Allbest.ru

...