3.3. Ремонтопридатність і готовність технічних пристроїв

Ремонтопридатність пристроїв. Як зазначалося раніше, під ремонтопридатністю розуміється властивість виробу (або технічного пристрою), що полягає в його здатності до попередження, виявлення та усунення відмов і несправностей шляхом проведення технічного обслуговування і ремонту. Кількісно ремонтоздатність оцінюється трудомісткістю відновлення працездатності технічного пристрою. Це визначається витратами праці і засобів на попередження та усунення несправностей і відмов у роботі з урахуванням кваліфікації обслуговуючого персоналу, рівня технічної оснащеності і системи організації ремонту.

При визначенні показників ремонтопридатності якого пристрою приймається, що технічне обслуговування включає в себе всі планові і профілактичні роботи і поточний ремонт. Під поточним ремонтом розуміється відновлення експлуатаційних показників пристрою після його відмови. Цей ремонт виконується на місці експлуатації даного пристрою обслуговуючим персоналом.

Крім поточного ремонту, при експлуатації технічного пристрою проводиться також середній і капітальний ремонт. Такий ремонт виробляють в плановані терміни або ж після аварії пристрої.

Показниками ремонтопридатності пристрої можуть служити, наприклад, середній час відновлення, ймовірність відновлення в заданий час, інтенсивність відновлення і середня вартість технічного обслуговування, під якими маються на увазі наступні поняття.

Середній час відновлення — середній час вимушеного, не регламентованого простою технічного пристрою, викликаного відшуканням і усуненням одного його відмови.

Імовірність відновлення працездатності пристрою в заданий час — це ймовірність того, що виникла відмова в цьому пристрої буде виявлена і усунута протягом заданого проміжку часу.

Інтенсивність відновлення пристрою µ- ймовірність відновлення працездатності його в одиницю часу за умови, що до розглянутого моменту часу відновлення не відбулося.

Середня вартість технічного обслуговування - вартість середніх сумарних витрат на проведення технічного обслуговування пристрою за певний період експлуатації. Питома вартість цього обслуговування - відношення середньої вартості його до середнього напрацювання пристрою за той же період.

Крім зазначених показників, ремонтопридатність пристрою може характеризуватися наступними даними:

а) середньої трудомісткістю технічного обслуговування пристрою, що складається із середніх трудових витрат на його проведення за певний період експлуатації, і питомої трудоємністю виявлення як відношення середньої трудомісткості до середньої напрацювання пристрою за той же період;

б) середньої трудомісткістю ремонту, що представляє собою середні сумарні трудові витрати на середній і капітальний ремонт пристрою за певний період експлуатації, і питомої трудомісткістю ремонту як відносини названої трудомісткості до середньої напрацювання пристрою за той же період;

в) середньою вартістю ремонту, що утворюється з середніх сумарних витрат на середній і капітальний ремонт пристрою за певний період експлуатації, і питомою вартістю ремонту як відношення вказаної вартості до середнього напрацювання пристрою за той же період.

Ремонтопридатність технічного пристрою, який вийшов з ладу або ймовірність відновлення його працездатності в заданий час, як і надійність пристрою, є ймовірнісним статистичним показником. Різниця між цими поняттями полягає в тому, що ремонтопридатність пристрою пов'язана з ймовірністю його відновлення до повної експлуатаційної ефективності протягом певного часу, тоді як його надійність характеризується ймовірністю безвідмовної роботи пристрою в залежності від часу. Надійність пристрою буде найбільшою, коли середнє напрацювання на відмову велика або інтенсивність відмов мала. Ремонтопридатність ж буде оптимальною, коли середній час виконання операцій з обслуговування Т_в мало, а інтенсивність відновлення (або обслуговування) µ- велика.

Відповідно до викладеного раніше під ремонтопридатністю можна розглядати як профілактичне і поточне обслуговування технічного пристрою.

Профілактичне обслуговування має своєю метою попередження появи в пристрої несправностей. Для цього проводиться його налагодження та регулювання, змащення, чищення, огляд і заміна в ньому зношених деталей і вузлів.

Поточне обслуговування пристрою пов'язано з усуненням відмов при виході його з ладу.

Обидва види обслуговування технічного пристрою створюють певне простоювання його в часі. Середній час відновлення працездатності пристрою визначається як відношення

з агального часу відновлення до числа проведених обслуговуваннь:

де s — число обслуговувань несправного пристрою; t_i— час, витрачений на обслуговування, год.

Інтенсивність, год^-1, відновлення несправного пристрою у вигляді числа операцій з обслуговування на 1 год є зворотною величиною від середнього часу відновлення

На ремонтопридатність пристрою роблять вплив розрахунково-конструкторські та експлуатаційні фактори. До конструкторським факторів відносяться: надійність, складність, взаємозамінність, сумісність і конфігурація конструкційних частин.

Експлуатаційні чинники обумовлені можливостями людини-оператора, обслуговуючого обладнання, і навколишніми умовами, в яких це обладнання працює.

Кількість часу на обслуговування технічного пристрою може бути скорочено за рахунок застосування сучасних засобів техніки виявлення та попередження відмов, прискореного проведення поточного ремонту і використання в пристрої взаємозамінних деталей і вузлів. Для скорочення часу на обслуговування пристрої застосовують спеціальну контрольно-випробувальну апаратуру, забезпечують уніфікацію деталей і вузлів при проектуванні і виготовленні пристроїв і використовують досвідчений і кваліфікований персонал при експлуатації обладнання.

Таким чином, ремонтопридатність будь-якого технічного пристрою, що вийшов з ладу, визначається рядом факторів,які можуть перебувати в різних поєднаннях при відновленні його повної працездатності.

Оскільки ремонтопридатність являє собою ймовірність відновлення пристрою до його повної експлуатаційної ефективності протягом заданого проміжку часу t то рівняння для її визначення має наступний вигляд:

де — середня інтенсивність відновлення пристрою.

Другий член рівняння (3.24) являє собою ймовірність непроведення ремонту або обслуговування в межах заданого проміжку часу а вираз визначає ймовірність виконання операції обслуговування протягом даного часу, тобто максимально допустимого часу на проведення ремонту після виникнення відмови в роботі пристрою. Отже, вираз для працездатності являє собою частку або ймовірність числа відмов, які можуть бути усунені за час Чим більше виконано операцій з обслуговування протягом проміжку часу тим краще буде ремонтопридатність. При збільшенні часу зростає і час проведення ремонту пристрою. Як випливає з рівняння (3.24), ремонтопридатність є функцією добутку µ і t. Якщо значення цього добутку для різних пристроїв однакові, то рівними будуть і величини їх ремонтопридатності.

Для ілюстрації розглянутих раніше понять, пов'язаних з ремонтопридатністю якого-небуть пристрою, і використання рівнянь (3.22) - (3.24) далі наводяться відповідні числові приклади.

Приклад 3.1. Нехай до першого капітального ремонту електричної машини проведено три планових технічних обслуговування із середньою трудомісткістю по 100 люд.-год кожне. Крім того, на поточний ремонт даної машини по усуненню її відмов за цей же період витрачено 150 год.

Середня вартість одного планового технічного обслуговування машини становить 2000 гр., А середня вартість 1 год роботи по поточному ремонту її (з урахуванням вартості запасних частин) - 40 гр.

Середнє напрацювання аналізованої електричної машини за період до першого капітального ремонту її = 6000 год визначити: середню і питому трудомісткість технічного обслуговування машини до першого капітального ремонту; середню і питому вартості технічного обслуговування до капітального ремонту.

Рішення.

Середня трудомісткість технічного обслуговування машини до першого її капітального ремонту складе, люд.-год:

Питома трудомісткість технічного обслуговування машини за цей же період, люд.-год за 1 год роботи:

Середня вартість технічного обслуговування машини до першого її капітального ремонту складе, гр.:

Питома вартість технічного облуговування машини за цей же період, гр./год:

Як випливає з розглянутого прикладу, величини питомих значень трудомісткості і вартості технічного обслуговування електричної машини істотно залежать від середнього напрацювання її за період до першого капітального ремонту. Чим більше ця величина, тим менше питомі показники з технічного обслуговування машини.

Приклад 3.2. При випробуванні на надійність партії однакових електродвигунів постійного струму відбувалися відмови або порушення в роботі окремих двигунів, які усувалися відповідним операціями з обслуговування. Отримані в результаті цих випробувань дані зведені в табл. 3.3. Визначити середній час відновлення працездатності двигуна Т_к, інтенсивність відновлення його μ ремонтопридатність двигуна для двух проміжків часу роботи по відновленню - t = 2,4 и 8 год.

Рішення.

Середній час відновлення працездатності одного двигуна, год,

Таблиця 3.3

Інтенсивність відновлення двигуна, год^-1 , розраховується за

рівнянням (3.23):

Ремонтопридатність або ймовірність відновлення двигуна до повної його працездатності по рівнянню (3.23) для трьох проміжків часу складе:

Як показують отримані дані, ремонтопридатність окремого двигуна при інтенсивності відновлення = 0,2 зростає в часі за експоненційною залежністю. Це означає, що чим більше часу відводиться на виконання операцій по обслуговуванню, тим успішніше буде робота з поновлення двигуна до повної його експлуатаційної ефективності.

Коефіцієнт готовності пристрою. Напрацювання на відмову характеризує собою надійність ремонтованого технічного пристрою і не враховує часу, необхідного для його відновлення після відмови. Тому вона не визначає готовність пристрою до виконання своїх функцій в потрібний час. Для цієї мети в якості критерію вводиться коефіцієнт готовності, яким називають відношення часу справної роботи до суми часу справної роботи і вимушених простоїв пристрою, взятих за один і той же календарний термін:

де — сумарний час справної роботи пристрою, ч; — сумарний час вимушеного простою, год.

Протягом певного календарного терміну експлуатації в ньому можуть відбуватися відмови в роботі, що пов'язане з вимушеними простоями для їх усунення. У цьому випадку під сумарним часом розуміється сума проміжків часу справної роботи пристрою між відмовами, а під часом — сумарний час всіх простоїв з усунення відмов. Отже, рівняння (3.25) дає статистичне визначення коефіцієнта готовності пристрою. У зв'язку з цим величини и можна замінити відповідно напрацюванням на відмову і середнім часом відновлення працездатності пристрою з рівняння (3.22). Тоді коефіцієнт готовності пристрою можна представити в наступному вигляді:

Таким чином, згідно з рівнянням (3.26) коефіцієнт готовності пристрою визначається його надійністю і ремонтопридатністю. Низька надійність (знижена величина ) може бути дещо скомпенсована поліпшенням ремонтопридатності (зменшенням часу ). Чим вище інтенсивність відновлення , тим краще буде готовність пристрою. У зв'язку з цим коефіцієнт готовності пристрою можна розглядати як ймовірність того, що пристрій готовий до роботи, в момент часу завдяки наявності його частин, які не вийшли з ладу і відновленню несправних до нормального режиму роботи за рахунок обслуговування протягом часу, який не перевищує гранично допустимого часу обслуговування . При цьому час . У відповідності з цим коефіцієнт готовності пристрою, як імовірнісний показник можна представити таким рівнянням:

де — інтенсивність відновлення несправного пристрою в операціях обслуговування на годину; — гранично допустимий час обслуговування по відновленню працездатності несправного пристрою, год; — середня інтенсивність відмов пристрою на 1 год роботи; — час, що минув з моменту початку роботи пристрою, год;

Член в рівнянні (3.27) являє собою ймовірність безвідмовної роботи пристрою протягом часу , а вираз визначає ймовірність відмов пристрою за той же час.

Множник в рівнягнні (3.27) виражає собою ймовірність непроведення ремонту або обслуговування пристрою в межах заданого проміжку часу

Для ілюстрації поняття коефіцієнта готовності пристрою розглянемо числовий приклад.

Приклад 3.3. Визначити напрацювання на відмову и коэфіціент готовності асинхронного двигуна після закінчення часу після початку роботи год, якщо середня інтенсивність його відмов становить і інтенсивність відновлення працездатності двигуна після відмови операції з обслуговування на годину. Нехай допустимий час по обслуговуванню двигуна год.

Розв’язок:

Коефіціент готовності розглянутого двигуна по рівнянню (3.27)

Час відновлення працездатності двигуна після відмови згідно з рівнянням (3.26) складе, год:

З рівняння (3.26) напрацювання на відмову двигуна, год,

Як випливає з отриманих даних, коефіцієнт готовності асинхронного двигуна вийшов досить високим з огляду на те, що ймовірність безвідмовної роботи його, або надійність, після закінчення часу = 500 год складає величину _, а час відновлення його працездатності малий ( = 2 год).