Поддержание и восстановление надежности машин ⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 21Следующая ⇒   В процессе эксплуатации машин в деталях и узлах накапли­ваются физические и геометрические изменения (изнашивание, усталость, изменение размеров и зазоров и т. п.). Все это по­степенно увеличивает вероятность появления отказов. По табл. 5.5 явно видно увеличение параметра потока отка­зов по мере увеличения наработки машин. Потеря машиной работоспособности в процессе ее эксплуатации - неотвратимый процесс, протекающий в зависимости от конструкции машины и условий ее использования с большей или меньшей интенсив­ностью. В целях поддержания надежности машины при эксплуатации проводятся мероприятия технического обслуживания, а в це­лях восстановления надежности выполняются ремонтные ра­боты. Таблица 5.5 Эксплуатационные данные Наработка, мото-ч Условное число машин Среднее число от­казов за отрезок Средняя нара­ботка, ч Параметр потока отказов,   1 /мото-ч   Уборочные машины МТФ-43А
0—81	16,44	2,04	39,8	0,0255
81—162	12,12	3,8	102,3	0,0467
162—243	8,53	4,04	182,2	0,0496
243—324	8,0	4,3	261,8	0,0528
324—405	6,06	4,48	342,3	0,0552
405—486	4,14	4,51	425,0	0,0555
486—567	3,7	4,71	503,2	0,0579
567—648	3,0	4,71	584,2	0,0579
648—729	3,0	4,71	665,2	0,0579
729—810	2,11	5,18	744,8	0,0645
		rср(810)=3,86	Tср (810) = 645,2 ч	ω (810) =0,0476 = 1 /мото-ч

 

Система ремонта и технического обслуживания, которая регламентирует периодичность и объемы ремонтных работ, в значительной степени определяет показатели эксплуатационной надежности машин. Эта система применительно к горным машинам должна строиться на основании введения периоди­ческих остановок машин для профилактических мероприятий и ремонта через заданные промежутки времени (или после выполнения заданного объема работы). Длительность остано­вок выбирается с учетом особенностей протекания процессов старения машин в данных условиях эксплуатации и начальных показателей их надежности.

Так как многие узлы и детали горных машин имеют большой разброс случайных величин, определяющих показа­тели надежности, интервалы профилактических замен могут значительно различаться между собой.

Свойство изделия, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин отказов и устранению их последствий путем ремонтов и технического обслуживания, как известно, называется ремонтопригодностью. Показатели этого свойства рассмотрены в главе 3.

Можно сформулировать требования к показателям ремонто­пригодности с учетом требований к комплексным показателям надежности машины. Обычно коэффициент готовности машин K_г = = 0,9 — 0,95 и коэффициент технического использования K_ти = 075 — 0,9. Если воспользоваться выражениями:  где τ_в и τ_об - соответственно средняя суммарная оперативная продолжительность ремонтов и технического обслужи­вания, можно записать уравнения

 

 

Разность между τ^∑_в и τ_об есть величина средней объединенной оперативной продолжительности плановых ремонтов и техниче­ского обслуживания

Поскольку то, задавшись значением средней суммарной продолжительности технических обслуживании τ^∑_то, получим значение средней суммарной продолжительности плано­вых ремонтов в ремонтном цикле, которое не должно превышать значения

 

 

Профилактическое и аварийное обслуживание тесно связа­но с надежностью оборудования и отличается характером этой связи и экономическими последствиями.

Повышение затрат на профилактическое обслуживание при­водит к сокращению числа аварий, к уменьшению затрат, свя­занных с их ликвидацией, и убытков из-за простоев. При вне­запных отказах часто простаивают и другие машины, связан­ные технологической цепочкой с отказавшей машиной. В ряде случаев убытки из-за простоев оборудования и затраты на ликвидацию отказов значительно превышают стоимость профи­лактики. Поэтому и возникает вопрос о выборе оптимального интервала плановых замен деталей, который можно опреде­лить, используя следующую формулу:

 

 

где K_с.з. - коэффициент суммарных затрат; Т_ср - средняя нара­ботка элемента до отказа; τ_з - интервал профилактических за­мен элемента; Р(τ_з) —вероятность безотказной работы элемента за период τ_з; K_ст - коэффициент стоимости, равный отношению средней стоимости одной профилактической замены элемента к средней стоимости отказа.

Интервал профилактических замен должен выбираться та­ким, чтобы величина K_с.з. была минимальной.

С увеличением срока эксплуатации машины увеличивается накопление различных повреждений в деталях, исчерпывается ресурс у большего числа деталей машины, в связи с этим межремонтные сроки должны сокращаться. Межремонтный период с учетом старения машины может быть определен по формуле:

где Q _к и Q ₁ - трудоемкость капитального ремонта текущего и первого соответственно; β - коэффициент возрастания времени на сборочно-разборочные работы.

Чем больше узел приспособлен к замене и демонтажу отдельных деталей, чем меньше времени требуется на отладку и настройку узла после замены или ремонта его деталей, тем ближе значение βк единице и тем больше возможностей для сохра­нения надежности машины.

Проведение ремонтно-профилактических работ даже при оптимальной их организации не исключает возможности появ­ления внезапных отказов элементов машин до истечения вре­мени τ_з. Поэтому весьма важным для поддержания надежности машин является правильное определение необходимого количе­ства запасных частей для замены отказавших элементов и обе­спечение их наличия. Эти вопросы относятся уже больше к курсу «Ремонт горных машин», где рассматриваются более подробно.

Действенной мерой поддержания надежности горных машин во многих случаях может быть своевременное выявле­ние их технического состояния, своевременная техническая ди­агностика.

Это важно из-за большого разнообразия условий и режимов эксплуатации, различных экземпляров горных машин, а также различия в начальных показателях надежности каждого экземпляра, что приводит к значительным рассеяниям скоро­стей старения и соответственно времени достижения той или иной машиной предельного состояния.

Техническая диагностика изучает признаки изменений тех­нического состояния машин, а также методы и средства, обе­спечивающие возможность своевременного определения этих нарушений.

В связи с развитием механизации и автоматизации техно­логических процессов, насыщением производства высокопроиз­водительным оборудованием, форсированием режимов работы и т. п. техническая диагностика приобретает все большее зна­чение. Применение средств и методов диагностики техническо­го состояния машин, своевременное установление причин нарушения их работоспособности позволяет значительно снизить затраты на обслуживание, текущий и капитальный ремонт обо­рудования и изменить соотношение этих затрат в сторону уменьшения доли их на непроизводительные текущие работы.

Для различных изделий могут быть различными число и характер признаков (параметров),по которым можно судить об их техническом состоянии. Эти признаки можно разделить на три группы.

1. Состояние выходных параметров изделия или его узлов, которые определяют его работоспособность. Обычно эти пара­метры могут быть измерены теми же способами, которые при­меняются для контроля готового изделия. Однако по этому признаку нельзя определить место и вид повреждения, приво­дящего к отказу.

2. Наличие повреждений, которые приводят или могут при­вести к отказу изделия (износы, деформация, коррозия и т.п.). Выявление повреждений является обычно вторым этапом диа­гностики машины после контроля ее выходных параметров.

3. Степень исправности изделия, определяемая по косвен­ным признакам (акустическим сигналам, изменениям темпера­туры, давления в системе, наличию в смазке продуктов износа, уровню вибрации и т. п.). Существенным преимуществом ис­пользования косвенных признаков является возможность оцен­ки состояния изделия в процессе его работы.

При осуществлении процесса диагностирования машины вы­бираются те признаки и параметры, контроль которых дает наи­более объективные сведения о состоянии машины при наи­меньших затратах на создание средств диагностики.

Возможность полноценной диагностики при нормальной эксплуатации определяется тремя факторами: наличием средств диагностики, встроенных в оборудование; квалификацией об­служивающего персонала; организацией ежесменного техниче­ского обслуживания.

Процесс диагностирования — операция контрольная, резуль­тату диагностирования должны быть использованы для при­нятия правильных и своевременных решений о проведении тех­нического обслуживания или ремонта в целях восстановления работоспособности отдельных элементов или машины в целом.

Уравнение для определения оптимальной периодичности диагностирования имеет вид (при экспоненциальном законе распределения наработки на отказ):

где τ - периодичность диагностирования; С_д - затраты на вы­полнение плановой диагностики; С_в.р - затраты на внеплано­вые ремонты; рекомендуется принимать С_д / С_в.р≈ 0,3.

   5.4. Основные правила обеспечения надежности на этапе

             эксплуатации

1. Эксплуатация сложных технических систем должна со­ответствовать техническим условиям и специальным руковод­ствам.

2. Для сложных ответственных изделий должна быть раз­работана система технической диагностики, которая должна выдавать сигналы о состоянии узлов, правильной работе си­стемы смазки, появлении недопустимых вибраций, нагрузок и т. п.

3. Система обслуживания должна содержать регламентные работы, профилактические осмотры и ремонты, которые долж­ны выполняться квалифицированными рабочими, знакомыми с особенностями данной конструкции машины.

4. Техническое обслуживание может включать принудитель­ную замену отдельных деталей и узлов после определенной на­работки или календарного времени.

5. В пределах общего срока службы изделия могут быть предусмотрены промежуточные ремонты, сроки которых опре­деляются  соображениями надежности и экономической целе­сообразности.

6.Надежность отремонтированных изделий должна под­тверждаться специальными испытаниями.

7. Должны проводиться исследования конструкционной проч­ности деталей и узлов с эксплуатационными повреждениями (коррозия, забоины, износ и т. п.), на основании которых уста­навливаются нормы и эталоны на допустимые повреждения.

 

Задача для самостоятельной работы

 

На основании данных эксплуатации тракторных дизелей (N_o - 25 шт.) (табл. 6.6) определить показатели надежности отдельных узлов и всего ди­зеля, построить гистограмму значений параметров потока отказов дизеля, кривую вероятности безотказной работы дизеля и график наработки на отказ дизеля.

При решении задачи необходимо воспользоваться порядком расчета, рекомендованным в нижней части табл. 6.6, и замечаниями, указанными ниже.

 

Контрольные вопросы

 

1. Понижается ли надежность горных машин в процессе эксплуатации? Какие методы могут поддерживать надежность машин, какие повышать на­дежность их в процессе эксплуатации?

2.. Какая информация позволяет определить показатели надежности горных машин в процессе эксплуатации? Каковы требования к этой инфор­мации?

3. Какие показатели применяются при оценке надежности горных ма­шин на этапе эксплуатации?

4. Для чего нужна проверка правильности выбранного закона распре­деления времени безотказной работы по критериям согласия? Для чего опре­деляются доверительные интервалы?

5. Сформулируйте основные правила обеспечения  надежности на этапе эксплуатации.

 

Таблица 5.6

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: