СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИГОДНОСТИ ИЗНАШИВАЕМОЙ ДЕТАЛИ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ
METHOD FOR DETERMINATION OF WEAR PART SERVICEABILITY

Область техники
Изобретение относится к техническому обслуживанию транспортных средств в процессе их эксплуатации, а именно к способу определения при техническом обслуживании и ремонте допускаемого износа для контролируемой изнашиваемой детали, учитывающему конкретные условия эксплуатации этой детали, и определению на его основе пригодности этой изнашиваемой детали для последующей эксплуатации на транспортном средстве. В современных условиях при эксплуатации транспортных средств для контроля за ними используют периодическую регламентную проверку транспортных средств, для чего задают нормативный суммарный ресурс наработки транспортного средства и разделяют этот ресурс на отдельные межконтрольные периоды равной длительности с заданием суммарной наработки на конец каждого межконтрольного периода. Основная проблема регламентной проверки определить, можно ли допустить проверяемое транспортное средство к дальнейшей эксплуатации, по меньшей мере, до окончания последующего межконтрольного периода, чтобы быть уверенным, что это транспортное средство безаварийно будет работать до следующей регламентной проверки.
Уровень техники
ДОП
При эксплуатации любой машины, содержащей изнашиваемые детали, еще на этапе проектирования на основе имеющихся экспериментальных и теоретических исследований задают допустимый износ D для каждой изнашиваемой детали и ресурс работы Т этой детали (наработку детали в составе машины при ее эксплуатации). В настоящее время накоплен достаточный объем знаний, позволяющий определить характер изменения размера изнашиваемой детали в процессе эксплуатации, в частности известны математические зависимости, описывающие функцию изнашивания, в частности степенные функции, степенные ряды, полиномы и т.п., описывающие закономерности износа деталей в тех или иных узлах в зависимости от нагрузки, что существенно упрощает проектирование пар трения или иных изнашиваемых деталей машин и механизмов.
Однако нельзя предсказать, какие конкретные нагрузки будут иметь место при эксплуатации изнашиваемой детали при ее эксплуатации в составе машины, что создает трудности при решении вопроса, можно ли допустить изнашиваемую деталь для дальнейшей эксплуатации или ее пора снять с эксплуатации, чтобы исключить аварийную ситуацию при эксплуатации машины. Особенно актуальна эта проблема при эксплуатации транспортных средств, где аварийная ситуация, связанная с выходом из строя изнашиваемой детали, может привести к трагическим последствиям.
Известен способ контроля степени износа деталей двигателей, работающих в присутствии смазочного материала, в соответствии с которым изнашиваемую деталь эксплуатируют в составе двигателя транспортного средства в течение заданного периода (до первого ремонта). В ходе эксплуатации периодически отбирают пробы смазочного материала и определяют в них концентрацию продуктов изнашивания. На первом капитальном ремонте измеряют размеры изнашиваемой детали и определяют реальный износ детали и соответствующий износу объем изношенного металла детали. По измеренным данным определяют закономерность износа детали от концентрации продуктов изнашивания и при дальнейшей эксплуатации детали после первого ремонта измеряют концентрацию продуктов изнашивания в смазочном масле и по результатам измерений определяют текущий износ контролируемой детали и остаточный ресурс работы этой детали (патент РФ №2245537, G01N 3/56, опубликованный 27.01.2005). В данном способе точность текущего определения остаточного ресурса напрямую зависит от достоверности результатов измерения концентрации продуктов изнашивания детали в смазочном масле. Определение текущего остаточного ресурса становится практически невозможным, если одновременно одним и тем же маслом смазываются несколько изнашиваемых деталей с разной скоростью изнашивания. Кроме того, известный способ не дает прямого ответа, будет ли это транспортное средство безаварийно работать до следующей регламентной проверки и надо ли сравнивать остаточный ресурс с наработкой очередного межконтрольного периода.
ДОП
РЕС
МК
И
ИМК
ОСТ
ДОП
И
Известен способ определения остаточного ресурса элементов машин и пригодности элемента (изнашиваемой детали) для последующей эксплуатации на транспортном средстве, включающий задание предельного износа детали D и нормативного ресурса Т суммарной наработки детали при эксплуатации ее на транспортном средстве, разделение нормативного ресурса эксплуатации изнашиваемой детали на отдельные межконтрольные периоды равной длительности с заданием суммарной наработки детали на конец каждого межконтрольного периода Т, определение функции, описывающей изнашивание детали в течение нормативного ресурса эксплуатации, определение текущего износа D детали на момент окончания очередного межконтрольного периода с суммарной наработкой детали Т и определение остаточного ресурса Т детали по соотношению предельного износа детали D к замеренному текущему износу детали D, используя известную функцию изнашивания в соответствии с формулой
ОСТ
ИМК
ДОП
И
1/б
Т=Т[(D/D) - 1],
где б - показатель степени функции, описывающей скорость изнашивания (Диагностика и техническое обслуживание машин. А.Д.Ананьин, В.М.Михлин и др., Москва, Издательский центр «Академия, 2008, стр.175-182). Данный способ также не дает прямого ответа, будет ли это транспортное средство безаварийно работать до следующего технического обслуживания. Кроме того, в данном способе техническое обслуживание и определение пригодности детали для последующей эксплуатации обязательно проводится в нормативное время очередного технического обслуживания с заданной нормативной суммарной наработкой для этого технического обслуживания (регламентной проверки).
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является разработка способа определения пригодности изнашиваемой детали для последующей эксплуатации на транспортном средстве, который даст возможность непосредственно осуществлять такое определение при прохождении транспортным средством очередного технического обслуживания, даже если транспортное средство прибыло на очередное техническое обслуживание по окончании очередного межрегламентного периода с отклонением от нормативного значения/наработки для этого межрегламентного периода.
Для решения поставленной задачи предлагается способ определения пригодности изнашиваемой детали для последующей эксплуатации на транспортном средстве, включающий задание предельного износа детали и нормативного ресурса суммарной наработки детали при эксплуатации ее на транспортном средстве, разделение нормативного ресурса эксплуатации изнашиваемой детали на отдельные межконтрольные периоды с заданием суммарной наработки детали на конец каждого межконтрольного периода с измерением размеров изнашиваемой детали в конце каждого межконтрольного периода и регистрацией текущей суммарной наработки этой детали на момент измерения, определение текущего износа детали, сравнение текущего износа с допускаемым значением износа для данной детали на момент определения текущего износа данной детали и принятие решения об эксплуатации данной детали на транспортном средстве до конца следующего межконтрольного периода на основе результатов сравнения, при этом для определения допускаемого значения износа для данной детали определяют суммарную наработку детали на конец последующего межконтрольного периода, строят кривую изнашивания при условии достижения предельного износа по достижении этой суммарной наработки и, используя эту кривую изнашивания, определяют допускаемое значение износа для данной детали для текущей суммарной наработки детали.
При этом, если значение текущего износа детали меньше допускаемого износа детали, то деталь допускается для эксплуатации на транспортном средстве до окончания указанного последующего межконтрольного периода.
При этом, если значение текущего износа детали больше допускаемого износа детали, то деталь не допускается для эксплуатации на транспортном средстве.
Предпочтительно, что нормативный ресурс эксплуатации изнашиваемой детали разделяют на равные межконтрольные периоды.
В основу изобретения положено сравнение текущего износа контролируемой детали с допускаемым для данной детали значением износа, определяемым для текущего технического обслуживания для наиболее жестких условий эксплуатации этой детали, предполагающих, что допустимый износ для данной детали будет достигнут по окончании последующего межконтрольного периода. Это дает возможность с высокой степенью достоверности определить пригодность данной детали для последующей эксплуатации в течение последующего межконтрольного периода, если замеренный текущий износ детали меньше определенного в соответствии с настоящим изобретением допускаемого износа детали на текущий момент времени проведения очередного технического обслуживания, либо необходимость снять данную деталь с эксплуатации на транспортном средстве, если замеренный текущий износ больше определенного в соответствии с настоящим изобретением допускаемого износа детали на текущий момент времени проведения очередного технического обслуживания.
Краткое описание рисунков
Изобретение поясняется диаграммой, на которой показано определение допускаемого износа детали для текущего технического обслуживания с учетом реальной суммарной наработки детали на момент прохождения технического обслуживания.
Пример осуществления изобретения
Примеры, показанные на рисунке, являются условными и предназначены только для пояснения предлагаемого способа.
ДОП
Как показано на рисунке, в эксплуатации находится изнашиваемая деталь с допустимым износом D, с назначенным ресурсом Т 10000 часов (наработка изнашиваемой детали при стандартных условиях эксплуатации), разделенным на пять межконтрольных периодов равной длительности по 2000 часов каждый межконтрольный период.
Н2
Транспортное средство эксплуатировалось в течение двух межконтрольных периодов и поступило на очередное техническое обслуживание с отклонением от назначенной нормативной наработки Т второго технического обслуживания (4000 часов). Будут рассмотрены три примера.
Для простоты описания осуществления изобретения предполагается, что кривая изнашивания описывается линейной функцией. Однако это не означает, что изобретение ограничивается только такой кривой изнашивания, и на практике кривая изнашивания может описываться любой другой функцией.
1
Н2
В первом примере транспортное средство поступило на второе техническое обслуживание несколько позже назначенного времени второго технического обслуживания, имея суммарную наработку T, большую чем Т.
1
И1
Измерения контрольного размера изнашиваемой детали показали, что эта деталь на текущий момент времени при суммарной наработке T имеет износ D. Для определения пригодности этой изнашиваемой детали для последующей эксплуатации необходимо определить допускаемое значение износа для данной детали на момент определения текущего износа детали.
ДОП
ДМ2
Транспортное средство поступило на очередной (второй) технический осмотр после эксплуатации его в течение двух межконтрольных периодов и это транспортное средство и изнашиваемые детали, эксплуатируемые на этом транспортном средстве, могут быть допущены для последующей эксплуатации, если они не выйдут из строя, по крайней мере, в течение последующего межконтрольного периода (в нашем случае третьего межконтрольного периода). Суммарная наработка на конец третьего межконтрольного периода составит 6000 часов. Строим кривую изнашивания для исследуемой детали, предполагая, что она достигнет предельного износа в конце третьего межконтрольного периода. В рассматриваемом случае это будет прямая линия, соединяющая точку D при 6000 часов суммарной наработки с нулевой точкой графика. Как видно из диаграммы, в рассматриваемом случае для исследуемой детали нормативное значение допускаемого износа для второго технического обслуживания (при фиксированном значении суммарной наработки 4000 часов) равняется D (допускаемый износ для конца второго межконтрольного периода).
И1
ДМ2
1
Н2
Д1
1
И1
Д1
ДОП
Как видно из диаграммы измеренное значение износа детали D намного меньше, чем нормативное значение D, что характерно для стандартных условий эксплуатации. В соответствии с известным способом определения пригодности изнашиваемой детали для последующей эксплуатации данная деталь должна быть признана пригодной к дальнейшей эксплуатации. Однако в рассматриваемом случае транспортное средство поступило на второе техническое обслуживание с суммарной наработкой T, превышающей нормативную суммарную наработку Т для второго технического обслуживания. Используя нанесенную на диаграмме линию изнашивания, определим допускаемый износ D исследуемой детали для реальной текущей суммарной наработки T. Как видно из диаграммы, измеренное значение износа детали D также меньше чем D. Это означает, что исследуемая деталь не достигнет предельного износа D в течение следующего (третьего) межконтрольного периода и она может быть допущена для последующей эксплуатации на транспортном средстве.
Рассмотрим второй пример.
И2
ДМ2
2
1
Н2
2
Д1
И2
Д1
ДОП
Как видно из диаграммы, измеренное значение износа детали D больше, чем нормативное значение D. В соответствии с известным способом определения пригодности изнашиваемой детали для последующей эксплуатации данная деталь должна быть признана непригодной к дальнейшей эксплуатации. Однако в рассматриваемом случае транспортное средство поступило на второе техническое обслуживание с суммарной наработкой Т=T, превышающей нормативную суммарную наработку Т для второго технического обслуживания. Это значит, что во втором примере допускаемый износ исследуемой детали для реальной текущей суммарной наработки Т равен D, как и в первом примере. Как видно из диаграммы, измеренное значение износа детали D меньше чем D. Это означает, что исследуемая деталь не достигнет предельного износа D в течение следующего (третьего) межконтрольного периода и она может быть допущена для последующей эксплуатации на транспортном средстве. Контрольные испытания изнашиваемых деталей подтвердили, что в данном случае изнашиваемая деталь работоспособна в течение всего последующего (третьего) межконтрольного периода.
Рассмотрим третий пример.
3
Н2
3
И3
В третьем примере транспортное средство поступило на второе техническое обслуживание несколько раньше назначенного времени второго технического обслуживания, имея суммарную наработку Т, меньшую чем Т. Измерения контрольного размера изнашиваемой детали показали, что эта деталь на текущий момент времени при суммарной наработке Т имеет износ D.
Для определения пригодности этой изнашиваемой детали для последующей эксплуатации необходимо определить допускаемое значение износа для данной детали на момент определения текущего износа детали. Методика определения допускаемого значения износа детали описана выше и здесь не приводится.
И3
ДМ2
3
Н2
Д3
3
И3
Д3
ДОП
Как видно из диаграммы, измеренное значение износа детали D меньше, чем нормативное значение D. В соответствии с известным способом определения пригодности изнашиваемой детали для последующей эксплуатации данная деталь должна быть признана пригодной к дальнейшей эксплуатации. Однако в рассматриваемом случае транспортное средство поступило на второе техническое обслуживание с суммарной наработкой Т, меньшей, чем нормативная суммарная наработка Т для второго технического обслуживания. Используя нанесенную на диаграмме линию изнашивания, определим допускаемый износ D исследуемой детали для реальной текущей суммарной наработки Т. Как видно из диаграммы, измеренное значение износа детали D больше чем D. Это означает, что исследуемая деталь достигнет предельного износа D в течение следующего (третьего) межконтрольного периода и она не может быть допущена для последующей эксплуатации на транспортном средстве.
Как видно из рассмотренных примеров осуществления, предлагаемое изобретение обеспечивает большую точность при определении пригодности изнашиваемых деталей для последующей эксплуатации и дает возможность повысить качество отбраковки изнашиваемых деталей, и самое важное, что предлагаемый способ обеспечивает отбраковку деталей, которые в соответствии с известным способом были бы допущены для последующей эксплуатации. Тем самым уменьшается вероятность аварийной ситуации при последующей эксплуатации транспортного средства.
Во всех рассмотренных примерах при определении размеров и износа детали можно ограничиваться одним измерением, если известно, как изнашивается данная деталь, но предпочтительнее произвести несколько измерений исследуемой детали и при определении пригодности исследуемой детали для последующей эксплуатации использовать максимальное измеренное значение износа или усредненное значение износа.
Заявленный способ может быть реализован на любых ремонтных предприятиях или иных организациях, занимающихся обслуживанием транспортных средств.