CC BY
0
REVIEW OF CURRENT METHODS FOR DETERMINING TOOTH TEMPERATURE WHEN CALCULATING
ENDURANCE OF PLASTIC GEARS
O.D. Ibragimov, V.N. Kozlovsky, A.S. Saksanov, E.V. Pantyukhina
The article provides an overview of the most current methods for calculating tooth temperature ofplastic gears. Key words: gearbox, gears, tooth temperature calculation.
Ibragimov Oleg Damirovich, postgraduate, ibrleg@outlook. com, Russia, Samara, Samara State Technical
University,
Kozlovsky Vladimir Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University,
Saxonov Alexander Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, a.s.saksonoff@yandex. ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Pantyukhina Elena Viktorovrn, doctor of technical sciences, docent, e. v.pant@mail. ru, Russia, Tula, Tula state
university
УДК 004.413
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-9-145-146
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПРИЧИН ОТКАЗОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВЫДВИГАЮЩЕЙСЯ ПОДНОЖКИ ГОРОДСКОГО АВТОБУСА В ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ
О.Д. Ибрагимов, В.Н. Козловский, А.С. Саксонов, М.Д. Марков
В работе представлены результаты исследования основных причин отказов механизма электропривода выдвигающейся подножки городского автобуса.
Ключевые слова: конкурентоспособность, качество, автомобиль.
Исходные данные для проведения расчёта основных количественных показателей надёжности электромо-торедуктора выдвигающейся подножки продемонстрированы в таблице 1.
Таблица 1
Исходные данные для расчёта количественных показателей надёжности электропривода выдвигающейся
подножки
Количество отказов, шт. Период, г. Гарантийный автопарк, шт. Пробег, км.
Мин. Сред. Макс.
1666 2020 - 2024 23559 15 53932 318142
Разделим гарантийный пробег транспортных средств на 32 интервала с шагом 10000 км, затем сопоставим все отказы с участками, на которых они произошли. К примеру, количество отказов электропривода выдвигающейся подножки на первом интервале с пробегом от 0 до 10000 км получилось равным 134 шт. После формирования упорядоченных массивов перейдём к расчету основных количественных показателей надёжности [1 - 4].
Вследствие того, что все рассматриваемые электромоторедукторы по техническим требованиям производителя в процессе гарантийной эксплуатации транспортных средств являются неремонтопригодными, дальнейший расчёт будет производиться для невосстанавливаемых изделий.
Вероятность безотказной работы Р(1) отражает вероятность того, что в пределах заданного интервала пробега транспортного средства не произойдет отказа исследуемого изделия [5 - 7] Данный показатель является убывающей функцией, основные свойства которой отражены ниже (1.1):
Р(™)=0; Р(0) = 1; (1.1)
0 < Р(1) < 1.
Статистическая оценка вероятности безотказной работы компонента определяется отношением числа работоспособных изделий к общему числу исследуемых объектов в интервале пробега I (1.2):
Р(1)= = 1 -?т (1.2)
где Ы0 - число исправных объектов, поставленных на испытания; п(1) - число объектов, отказавших в интервале пробега I.
Характеристикой, обратной вероятности безотказной работы Р(Г), является вероятность отказа Р(1). Данные показатели в совокупности образуют полную группу событий (1.3):
Р(1)+ Р(1) = 1. (1.3)
Таким образом, вероятность отказа (1.4):
Р(1) = 1 -Р(1). (1.4)
Интенсивность отказов является условной плотностью вероятности возникновения отказа невосстанавли-ваемого объекта, которая определяется при условии, что до рассматриваемого момента не произошел отказ изделия
[7, 8 - 10]. Статистическая оценка данного параметра 2.(1) осуществляется с помощью выражения, как отношение числа отказавших невосстанавливаемых объектов п(А1) в единицу пробега А1 к среднему числу работоспособных изделий Ыср на интервале пробега от I до А1 (1.5-1.6):
т = ^ , (1.5)
где п(Д1) - число объектов, отказавших в интервале от I до ДI; ДI - рассматриваемый интервал пробега; Ыср - среднее число безотказно работающих изделий в рассматриваемом интервале пробега.
МСр = (1.6)
где п(1) - число исправных объектов в начале рассматриваемого интервала; п(Д1) - число работоспособных объектов в конце рассматриваемого интервала.
Частота отказов а(1) определяется как отношение числа отказавших невосстанавливаемых объектов п(Д1) в единицу пробега ДI к первоначальному числу работоспособных изделий Ы0 (1.7):
а(1)= Щ (1.7)
где п(Д1) число объектов, отказавших в интервале от I до ДI; ДI - рассматриваемый интервал пробега; Ы0 - число работоспособных объектов, поставленных на испытания.
Графики изменения вероятностей отказа и безотказной работы [11, 12], частоты и интенсивности отказов электромоторедуктора выдвигающейся подножки в период гарантийной эксплуатации транспортных средств с 2020 по 2024 г. представлены на рисунке 1.
а> ,
6) , <ш
4 1 £ 7 й * 10 Л 13 13 11 1.1 1С 1? гй ¡3 5Л 51 75 73 54 51 70 57 5Й 5Э .10 11 15 0 т 2 Э 4 5 В 1 Я О 1011 12 13 1Л5 1В 17 1В 19 20 21 22 23 24 2Ь 26 27 2В 20 30 31 32
10\ 1Л. пив1.*».
о 1 2 а 4 5 а 7 а 9 10 11 12 13 14 1Б 1С 17 1В 10 20 21 22 23 24 21; ЗЁ 27 за 20 30 31 12 О 1 I з 4 5 А 7 в »=-34:11 12 ЦЫ 15 1В 171в М ЭЙ 21 23 24 25 25 27 2В 29 30 31 И
1*10'. т. МО'.ии.
Рис. 1. Графики изменения вероятности безотказной работы (а) и вероятности отказа (б), интенсивности (в) и частоты отказов (г) электромоторедуктора выдвигающейся подножки в функции пробега
Анализ изменения вероятности безотказной работы электромоторедуктора выдвигающейся подножки (а) показывает, что данный показатель изменяется от 0,994 в начале гарантийной эксплуатации транспортного средства до 0,929 к концу исследуемого периода. Значение вероятности отказа в функции пробега (б) варьируется от 0,006 до 0,071. Сравнительно небольшая разница, составляющая в среднем 2,99 %, в графиках интенсивности (в) и частоты отказов (г), максимальные значения которых достигаются в течение первых тридцати тысяч километров пробега, обусловлена количеством отказов в интервалах относительно гарантийного автопарка.
Для дальнейшего проведения детального анализа причин выхода из строя электромоторедуктора выдвигающейся подножки исследуем наиболее распространённые причины отказов, которые были указаны в рекламационных актах за указанный период гарантийной эксплуатации транспортных средств [13 - 15]. Необходимо отметить, что ввиду произвольного описания дефектов в исследуемых массивах, предварительно была осуществлена их группировка на основании характерных отличительных признаков. Гистограмма сравнения продемонстрирована на рисунке 2.
В ходе анализа гарантийных рекламационных актов в период с 2020 по 2024 г. было выявлено, что наиболее распространёнными причинами возникновения отказов исследуемого компонента являются попадание влаги в корпус электромоторедуктора (45,3 %), недостаточная мощность электродвигателя (29,17 %), излом зубьев передачи (11,46 %) и отсутствие удержания нагрузки (6,77 %). Рассмотрим более подробно каждую из них.
Попадание влаги в корпус электромоторедуктора является следствием отсутствия повышенных требований к герметичности. В результате того, что исследуемый механизм располагается под днищем транспортного средства и в процессе эксплуатации он находится под постоянным воздействием внешних агрессивных факторов, во внутреннюю полость электродвигателя и червячной передачи попадают частички наружной влаги, пыли и грязи, что
может привести к коррозии, короткому замыканию, а также к дальнейшему заклиниванию или излому зубьев из-за резкого увеличения мощности трения. Внешний вид зарекламированного изделия, подвергнувшегося коррозии от попадания в корпус влаги, продемонстрирован на рисунке 3.
100
00
во
70
со 60
о
«
£ 50
к ло
с
=5
30
20
10
0
■ попадание влаги в корпус элекгро мота редуктора
■ Недостаточная мощность эл сктрод аигл тел я
■ Излом зубьев передачи
я Отсутствие удержан ия нагру зки
■ За клин им нип передачи
ш Некорректная работа программы блока управления
Рис. 2. Гистограмма сравнения причин возникновения дефектов электромоторедуктора выдвижной подножки
Рис. 3. Внешняя (а) и внутренняя коррозия (б) зарекламированного электромоторедуктора выдвижной
подножки
Рис. 4. Излом зубьев колеса (а) и червяка (б) зарекламированных электромоторедукторов выдвигающейся
подножки
Недостаточная мощность электродвигателя обусловлена тем, что при разработке компонента поставщиком не были учтены потери на проводнике, вследствие чего в процессе эксплуатации транспортного средства при заглушенном двигателе внутреннего сгорания фактическое напряжение на входе электромоторедуктора оказывается меньше минимально допустимого значения, закладываемого при проектировании, необходимого для осуществления полноценного цикла работы выдвижной подножки.
Излом зубьев передачи является одним из наиболее опасных повреждений зубчатого колеса, которое может привести к полному отказу выдвижной подножки. Данный дефект в большей степени связан с ошибками при проектировании зубчатого зацепления электромоторедуктора и несоблюдением технического процесса, последствиями которых являются изнашивание, усталостный излом или перегрузки выше допустимых, что в процессе эксплуатации транспортного средства может стать причиной выхода из строя всего рассматриваемого механизма. Пример зарекламированных изделий c изломом зубьев передачи продемонстрирован на рисунке 4.
Отсутствие удержания нагрузки электромоторедуктором, характерным признаком которого является «свободный ход» выдвижной подножки, представляет собой нарушение требований безопасности рассматриваемого механизма и в процессе эксплуатации транспортного средства может привести к травмированию пассажиров. Основными причинами возникновения данного дефекта является несоответствие геометрических параметров зубчатого зацепления, закладываемых при проектировании, условию самоторможения, а также отсутствие в конструкции механического тормоза.
Список литературы
1. Крицкий А.В. Анализ основных причин дефектности электрокомпонентов современных легковых автомобилей / Крицкий А.В., Козловский В.Н., Антонова Н.А. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. Вып. 4. С. 430-440.
2. ГОСТ 27.002-2015. Надёжность в технике. Термины и определения; введ. 2017-03-01. -М.: Стандар-тинформ, 2016. - 29 с.
3. Благовещенский Д.И. Метод многофакторного поиска и прогнозирования ключевых топ-проблем качества автомобилей в период эксплуатации / Д.И. Благовещенский, В.Н. Козловский, С.А. Васин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 9. С. 606-616.
4. Технический регламент Таможенного союза 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств»; Принят Решением комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 г. №877. М.: ЦЕНТРМАГ, 2024. 428 с.
5. Саксонов А.С. Совершенствование инструментария обеспечения качества автомобильного генератора при проектировании в производстве: диссертация ... кандидата технических наук: 02.04.02 / Саксонов Александр Сергеевич; [Место защиты: ФБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»]. Самара, 2023. 144 с.
6. Козловский В.Н. Обеспечение качества и надежности системы электрооборудования автомобилей: диссертация ... доктора технических наук: 05.09.03 / Козловский Владимир Николаевич; [Место защиты: ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»]. Тольятти, 2010. 440 с.
7. Баженов Ю.В. Основы теории надежности машин: учеб. пособие. М.: ФОРУМ, 2014. 320 с.
8. Козловский В.Н. Концепция методологии комплексной программы улучшений / В.Н. Козловский, Д.И. Благовещенский, Д.В. Айдаров, Д.И. Панюков, Р.Д. Фарисов // Стандарты и качество. 2022. № 7. С. 36-42.
9. Дебелов В.В. Моделирование электронной системы регулирования скорости движения легкового автомобиля в режимах поддержания и ограничения скорости / В.В. Дебелов, В.В. Иванов, В.Н. Козловский, В.И. Строганов // Электроника и электрооборудование транспорта. 2013. № 6. С. 2-7.
10. Панюков Д.И. Новое руководство по FMEA: структурный анализ процессов / Д.И. Панюков, В.Н. Козловский, Д.В. Айдаров // Методы менеджмента качества. 2020. № 10. С. 36-42.
11. Строганов В.И. Математическое моделирование основных процессов электромобилей и автомобилей с комбинированной силовой установкой / В.И. Строганов, В.Н. Козловский, А.Г. Сорокин, Л.Х. Мифтахова // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 7. С. 129-132.
12. Панюков Д.И. Формирование эффективной FMEA-команды / Д.И. Панюков, В.Н. Козловский, С.А. Шанин // Стандарты и качество. 2017. № 7. С. 68-72.
13. Козловский В.Н. Моделирование электронной системы vvt управления двигателем легкового автомобиля / В.Н. Козловский, В.В. Дебелов, М.А.Пьянов // Электроника и электрооборудование транспорта. 2014. № 4. С. 5-12.
14. Дебелов В.В. Электронная система управления автомобиля "start-stop" / В.В. Дебелов, В.Н. Козловский, В.Е. Ютт // Электроника и электрооборудование транспорта. 2014. № 2. С. 6-9.
15. Козловский В.Н. Стратегическое планирование конкурентоспособности с точки зрения качества / В.Н. Козловский, С.А. Шанин, Д.И. Панюков // Стандарты и качество. 2017. № 3. С. 76-80.
Ибрагимов Олег Дамирович, аспирант, ibrleg@outlook. com, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Козловский Владимир Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Саксонов Александр Сергеевич, канд. техн. наук, доцент, a.s.saksonoff@yandex. ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Марков Михаил Дмитриевич, аспирант, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный технический университет
RESEARCH OF THE MAIN CA USES OF FAILURES OF THE ELECTRIC DRIVE OF THE RETRACTABLE FOOTSTAMP
OF A CITY BUS DURING OPERATION
O.D. Ibragimov, V.N. Kozlovsky, A.S. Saxonov, M.D. Markov 148
The paper presents the results of a study of the main causes offailures of the electric drive mechanism of the retractable running board of a city bus.
Key words: competitiveness, quality, automobile.
Ibragimov Oleg Damirovich, postgraduate, ibrleg@outlook. com, Russia, Samara, Samara State Technical
University,
Kozlovsky Vladimir Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University,
Saxonov Alexander Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, a.s.saksonoff@yandex. ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Markov Mikhail Dmitrievich, postgraduate, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical
University
УДК 004.413
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-9-149-150
ОПЕРАТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ В ПРОЕКТАХ
И.А. Беляева, В.Н. Козловский, А.В. Гусев, А.В. Федоров
В работе представлены результаты апробации оперативного инструмента управления качеством и быстрого реагирования применительно к инжиниринговым процессам автосборочного производства.
Ключевые слова: конкурентоспособность; качество; проекты проектирования продукции.
В последние годы на предприятиях машиностроения стали активно использовать такой международный инструмент управления качеством как QRQC, который в литературе определяется как инструмент контроля качества быстрого реагирования. QRQC (Quick Response Quality Control, быстрая реакция на возникшие несоответствия) — это японская система быстрого реагирования на возникающие в процессе производства несоответствия, касающиеся качества продукции. Система основана на цикле, состоящем из четырех основных принципов: планирование — действие — контроль — корректировка [1, 2].
Наиболее активно инструмент в настоящее время внедрен на автосборочных предприятиях в основные процессы системы менеджмента, то есть в производство продукции [3, 4]. Однако, с учетом сложности и многозадачности процесса проектирования, полагаем что данный инструмент можно успешно применить в проектах, для этого необходимо транслировать пункты производственного функционала методики в соответствующие задачи проектирования и интегрировать полученный результат в проекты [5, 6].
Рассмотрим основные компоненты инструмента QRQC. На рисунке 1 представлена иерархия применения данного инструмента в виде пирамиды менеджмента, а также представлены общие установки необходимые для его интеграции в систему управления автосборочного производства [7, 8].
Инструмент QRQC позволяет привнести системность в процесс выбора и решения топовых проблем
Инструмент быстрого решения проблем QRQC (quick response quality control)
Содержание
Уровни QRQC
> Цикл(Ж)С-последовательность действий по идентификации. выбору, поиску причин и решению проблем (или эскалации при невозможности решения)
> Каскад встреч ОНОС на все* уровнях управления для стимулирования цикла
Цели
> Повышение эффективности решения проблем
> Установлениетребований* качеству решения проблем
• Обучение участников методам и подходам к решению проблем
Л
г
г г
Компания
Завод Цех Бригада
бригада
Лидер
Частота Участники встреч
ГД/ЗГД
Директора заводов« ру*-ли функций
Может проводиться г« 1 пл « о в т-4- ПРи посещении
UT i до э раз в зэеодэ црц е рамкэх неделю корпоративного совещания по качеству
Директор/ a
директоре
завода
Начальники цехов и служб завода
Ежедневно
Начальник/ зам. Мастера и Ежедневно
начальника сотрудники цеха служб завода
Мастер
Бригадиры мини-бригад
Ежедневно
Тестирование на пилотах
Решение проблем в рамках текущей деятельности
^ Эскалация проблемы в случае невснкммоети решение на данном уровне
Рис. 1. Общие принципы работы инструмента QRQC
149
