ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Методические указания
по дисциплине: «Конструкция и расчет транспортно-технологических машин и оборудования»
для практических работ студентов специальности 190603 – Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча)
Тюмень 2009 г
Утверждено редакционно-издательским советом
Тюменского государственного нефтегазового университета
Составили:
Шевелев Евгений Сергеевич, к.т.н.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Цель и задачи практических работ Лабораторная работа №1. Ремонт и восстановление машин: основные понятия
Цель работы: закрепление и получение дополнительных знаний, а также приобретение практических навыков в изучении основных понятий и положений, связанных с ремонтом и восстановлением машин, агрегатов и деталей.
Краткие теоретические сведения
Ремонт, восстановление и техническое обслуживание машин.
На стадиях разработки конструкции, организации производства, технологии изготовления новой машины (технологического оборудования) предусматривают необходимые мероприятия, связанные с ремонтом, восстановлением и ее обслуживанием. Целью таких мероприятий является
обеспечение надежности машин в эксплуатации;
создание условий для наибольшей продолжительности эксплуатации машины.
Понятия качества ремонта и восстановления связаны с показателями надежности и ресурса машин. Такие сведения приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Показатели и определения надежности, ресурса и состояния изделия
Показатель |
Определение |
1 |
2 |
Безотказность |
Свойства объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки |
Параметр потока отказов |
Число отказов, приходящихся на единицу наработки |
Наработка на отказ |
Отношение наработок восстанавливаемого объекта к числу его отказов за время этой наработки |
Вероятность безотказной работы |
Вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает |
Долговечность |
Свойство, обеспечивающее постоянную работоспособность до наступления предельного состояния объекта при установленной системе технического обслуживания и ремонта |
Окончание табл. 1.1.
1 |
2 |
Назначенный ресурс |
Наработка изделия, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от состояния изделия |
Технический ресурс |
Наработка изделия от начала эксплуатации (или ее возобновления после ремонта) до наступления предельного состояния |
Межремонтный ресурс |
Наработка изделия между двумя последовательными ремонтами |
Коэффициент восстановления ресурса |
Отношение межремонтной или гарантийной наработки капитально отремонтированных изделий к назначенной (или гарантийной) наработке новых изделий |
Срок службы |
Календарная продолжительность эксплуатации изделии от ее начала (или ее возобновления после ремонта) до перехода в предельное состояние |
Ремонтопригодность |
Свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, поддержанию и восстановлению работоспособности путем проведения технического обслуживания и ремонта |
Сохраняемость |
Свойство изделия сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение срока хранения и после него и (или) транспортирования |
Основные определения, связанные с ремонтом и техническим обслуживанием изделий, приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Ремонт и техническое обслуживание (термины и определения)
Термин |
Определение |
1 |
2 |
Техническое обслуживание |
Комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировки |
Ремонт |
Комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий или их составных частей |
Продолжение табл. 1.2.
1 |
2 |
Система технического обслуживания и ремонта техники |
Совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания и ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему |
Метод технического обслуживания (ремонта) |
Совокупность технологических и организационных правил выполнения операций технического обслуживания (ремонта) |
Цикл технического обслуживания |
Наименьшие повторяющиеся интервалы времени или наработка изделия, в течение которых выполняется в определенной последовательности в соответствии с требованиями нормативно-технической документации все установленные виды периодического технического обслуживания |
Ремонтный цикл |
Наименьшие повторяющиеся интервалы времени или наработка изделия, в течение которых выполняется в определенной последовательности в соответствии с требованиями нормативно-технической документации все установленные виды ремонта |
Запасная часть |
Составная часть изделия, предназначенная для замены находившейся в эксплуатации такой же части с целью поддержания или восстановления исправности или работоспособности изделия |
Комплект ЗИП |
Запасные части, инструменты, принадлежности и материалы, необходимые для технического обслуживания и ремонта изделий и скомплектованные в зависимости от назначения и особенностей использования |
Техническое обслуживание при использовании |
Техническое обслуживание при подготовке к использованию по назначению, использовании по назначению, а также непосредственно после его окончания |
Техническое обслуживание при хранении |
Техническое обслуживание при подготовке к хранению, хранении, а также непосредственно после его окончания |
Техническое обслуживание с периодическим контролем |
Техническое обслуживание, при котором контроль технического состояния выполняется с установленными в нормативно-технической документации периодичностью и объемом, а объем остальных операций определяется техническим состоянием изделия в момент начала технического обслуживания |
Продолжение табл. 1.2.
1 |
2 |
Техническое обслуживание с непрерывным контролем |
Техническое обслуживание, предусмотренное в нормативно-технической документации и выполняемое по результатам непрерывного контроля технического состояния изделия |
Поточный метод технического обслуживания |
Метод выполнения технического обслуживания на специализированных рабочих местах с определенными технологической последовательностью и ритмом |
Метод технического обслуживания эксплуатационным персоналом |
Метод выполнения технического обслуживания персоналом, работающим на данном изделии, при использовании его по назначению |
Метод технического обслуживания специализированным персоналом |
Метод выполнения технического обслуживания персоналом, специализированном на выполнение операций технического обслуживания |
Капитальный ремонт |
Ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые |
Средний ремонт |
Ремонт, выполняемый для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса изделий с заменой или восстановлением составных частей ограниченной номенклатуры и контролем технического состояния составных частей, выполняемом в объеме, установленном нормативно-технической документацией |
Текущий ремонт |
Ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности изделия и состоящий в замене и (или) восстановлении отдельных частей |
Плановый ремонт |
Ремонт, постановка на который осуществляется в соответствии с требованиями нормативно-технической документации |
Неплановый ремонт |
Ремонт, постановка изделий на который осуществляется без предварительного назначения |
Регламентированный ремонт |
Плановый ремонт, выполняемый с периодичностью и в объеме, установленными в эксплуатационной документации, независимо от технического состояния изделия в момент начала ремонта |
Окончание табл. 1.2.
1 |
2 |
Метод ремонта эксплуатирующей организации |
Метод предусматривает выполнение ремонта организацией, которая эксплуатирует изделие |
Метод ремонта специализированной организации |
Метод выполнения ремонта организацией, специализированной на операциях ремонта |
Метод ремонта предприятием-изготовителем |
Метод предусматривает выполнение ремонта предприятием, которое изготовило изделие |
Виды и методы ремонта, технического обслуживания машины и ее отдельных агрегатов, их периодичность и объем, необходимую техническую документацию для этого устанавливает организация – разработчик машины (агрегата).
Как следует из табл. 1.2, общий набор мероприятий по ремонту и обслуживанию машин, их агрегатов и узлов в течение всего их срока службы предполагает для каждого изделия свой цикл, определяемый конструкторской организацией, разработавшей это изделие. Такой цикл, ограниченный капитальными ремонтами, включает средние, текущие и другие виды ремонта, ряд видов обслуживаний, осмотров и других работ.
Наиболее ресурсоемким является капитальный ремонт. Как правило, в течение всей продолжительности эксплуатации изделий предусмотрено несколько их капитальных ремонтов и соответствующих циклов, включающих другие виды ремонтов, техническое обслуживание и другие технологические процессы. Отдельные примеры таких циклов приведены в табл. 1.3.
Таблица 1.3
Ремонтные циклы изделий (укрупненные данные)
Изделие |
Ремонтный цикл |
Газотурбинная силовая установка |
К-О-Т-О-М-О-Т-О-С-О-Т-О-М-О-К |
Транспортный двигатель внутреннего сгорания |
К-О-М-О-Т-О-С-О-М-О-Т-О-К |
Металлорежущий станок |
К-О-М-О-М-О-С-О-М-О-М-О-К |
Примечание: К, С, М, Т – капитальный, средний, мелкий и текущий виды ремонта; О – осмотр.
Одним из затратных этапов ремонта изделия является замена деталей, утративших в течение эксплуатации свои функциональные свойства вследствие изнашивания на детали, соответствующие требованиям эксплуатации. Последние могут быть нескольких видов, как это показано на рис. 1.1.
Решение о необходимости проведения ремонта принимают с учетом технического состояния и особенностей конструкции изделия. Такие сведения приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Техническое состояние изделий в эксплуатации
Наименование |
Характеристика |
1 |
2 |
Объект: |
|
восстанавливаемый |
Предусмотрено технической документацией (ТД) в рассматриваемой ситуации восстановления работоспособного состояния объекта |
невосстанавливаемый |
Восстановление работоспособного состояния объекта в рассматриваемой ситуации не предусмотрено ТД |
ремонтируемый |
Предусмотрено ТД проведение ремонта объекта |
неремонтируемый |
Не предусмотрено ТД проведение ремонта объекта |
Состояние: |
|
исправное |
Объект соответствует всем требованиям, установленным ТД |
неисправное |
Объект не соответствует хотя бы одному из требований, установленных ТД |
работоспособное |
Способность объекта выполнять заданные функции в пределах всех параметров, установленных ТД |
Окончание табл. 1.4
неработоспособное |
Несоответствие значению хотя бы одного параметра, характеризующего способность объекта выполнять заданные функции, требованиям ТД |
предельное |
Такое состояние объекта, при котором дальнейшее применение его по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно |
Как следует из рис. 1.1, одним их видов деталей, применяющихся при восстановлении, являются изношенные детали, прошедшие восстановление.
Восстановление деталей – это технологический процесс, предусматривающий с использованием изношенной детали восстановление её функциональных свойств, включая геометрические характеристики и свойства рабочих поверхностей и поверхностного слоя.
В отдельных случаях при восстановлении допускается некоторое стечение указанных характеристик и свойств детали в заранее установленных пределах. Такие решения возможны, например, при уменьшении значения повторного ресурса изделия, при переводе условий эксплуатации на заниженные режимы (например, при переводе авиационного двигателя в режим стационарной силовой установки) и в других случаях.
Наиболее эффективными решениями инженерных задач восстановления считают такие, когда в процессе восстановления удаётся не только восстановить первоначальные характеристики и свойства детали и её материала, но и повысить их. Такое повышение характеристик и свойств может быть обеспечено технологическими методами.
путём модификации материала поверхностного слоя;
использованием многообразия процессов упрочнения деталей;
применение современных способов обработки поверхностей деталей обеспечивающих более высокие требования точности, шероховатости, заданного рельефа и других характеристик поверхностей.
В течении всей продолжительности эксплуатации изделия намечена проведение нескольких капитальных ремонтов, после каждого их которых предусмотрена определённая долговечность изделия. С увеличением числа капитальных ремонтов происходит повышение себестоимости каждого из них. На рис. 1.2 приведены характерные зависимости себестоимости ремонтов С и технологического ресурса изделия Р от числа выполненных капитальных ремонтов nК.
Рис. 1.2 Изменение себестоимости капитального ремонта и технического ресурса с увеличением числа капитальных ремонтов изделий
Повышение себестоимости ремонтов и ростом их числа (рис. 1.2) связано прежде всего с увеличением расходов на замену и восстановление изношенных деталей. При этом снижение ресурса изделия связано с повышением численности восстановленных деталей, увеличением числа разборок-сборок и других причин.