1.Надежность горных машин

1.1.Основные понятия надежности (гост 13377-75)

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах все параметры, обеспечивающие выполнение требуемых функций при соблюдении заданных условий эксплуатации.

Теория надежности включает семь разделов: математическая теория надежности; надежность по отдельным критериям отказов («физика отказов»); расчет и прогнозирование надежности; мероприятия по повышению надежности; контроль надежности (испытания, статистический контроль, организация наблюдений) и техническая диагностика; теория восстановления; экономика надежности.

Обобщенными объектами в теории надежности выступают:

Изделие – единица продукции, выпускаемая данным предприятием-изготовителем (экскаватор, конвейер, буровой станок, фреза, резец и т.д.).

Элемент – любое изделие, надежность которого изучается как единого целого независимо от его структуры и устройства.

Система – совокупность совместно действующих элементов, выполняющих заданные функции, при этом надежность данного изделия определяется в зависимости от надежности составных частей (элементов).

Понятия элемента и системы трансформируются в зависимости от поставленной задачи. Рабочий орган, например, при установлении его собственной надежности рассматривается как система, состоящая из отдельных элементов – привода, фрезы и деталей, а при изучении надежности горной машины - это элемент, аналогично входящим в нее двигателю, раме, движителю, кабине с органами управления.

Изделия делят на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены на предприятии-потребителе и подлежат полной замене; и восстанавливаемые, которые подлежат восстановлению потребителем путем ремонта и заменой отдельных элементов. В горных машинах, как правило, к невосстанавливаемым изделиям относятся исполнительные элементы рабочих органов (резцы, зубцы, штифты и т.п.) а также стандартные изделия массового производства (крепежные детали, манжеты, подшипники и т.п.).

Надежность характеризуется следующими состояниями и событиями:

Работоспособность – состояние изделия, при котором оно способно нормально выполнять заданные функции, выдерживая эксплуатационные параметры в пределах, указанных в технической документации.

Исправность – состояние изделия, при котором оно удовлетворяет не только основным, но и вспомогательным требованиям. Исправное изделие обязательно работоспособно.

Неисправность – состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному из требований из технической документации. Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности и их сочетания, приводящие к отказам.

1.2.Причины и виды отказов

Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности. Причины могут быть случайными и систематическими.

Случайные причины – непредусмотренные перегрузки; дефекты материала и погрешности изготовления; ошибки обслуживающего персонала; сбои системы управления. Примеры: твердые включения в обрабатываемом массиве, крупные неровности опорной поверхности, наезды на препятствия, ослабленное крепление деталей и закалочные трещины.

Систематические причины – это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений. К ним относятся: влияние среды, времени и температуры, вызывающих коррозию и старение материала; нагрузки и работа сил трения – усталость, ползучесть и износ; функциональные воздействия – засорения, залипания и утечки.

По характеру развития и проявления отказы делят на: внезапные (поломки от перегрузок, заедания); постепенные по развитию и внезапные по проявлению (усталостные разрушения, перегорание ламп, короткие замыкания от старения); постепенные (износ, старение, коррозия); выход параметров за границы допуска при эксплуатации или хранении.

По причинам возникновения отказы можно также разделить на: конструктивные, вызванные недостатками конструкции; технологические, из-за несовершенства и нарушений технологии изготовления; эксплуатационные, вызванные неправильной эксплуатацией.

Отказы в соответствии со своей физической природой бывают: параметрические, которые связаны с разрушением деталей или их поверхностей (поломки, выкрашивание, износ, коррозия, старение); функциональные, т.е. не связанные с разрушением, но прекращением функционирования (засорение каналов подачи топлива в ДВС или рабочей жидкости в гидроприводах, ослабление соединений, окисление контактов).

По последствиям: легкие – легкоустранимые; средние – не вызывающие разрушения других элементов; тяжелые – вызывающие тяжелые вторичные разрушения, а иногда и человеческие жертвы.

По возможности дальнейшего использования изделия: полные, исключающие возможность работы изделия до их устранения; частичные, когда изделие допускается использовать, например, на меньшей скорости.

По сложности устранения: устранимые в порядке технического обслуживания; проведением среднего или капитального ремонта. По месту устранения – в эксплуатационных или стационарных условиях.

Имеют место и самоустраняющиеся отказы или сбои.

По времени возникновения: приработочные, возникающие в начальный период эксплуатации; и связанные с отсутствием должной приработки или попаданием на сборку дефектных деталей; при нормальной эксплуатации; износовые, т.е. из-за проявления постепенных износов на завершающем этапе срока службы или ресурса.

По причинно-следственной связи: зависимые и независимые, когда отказ одного элемента связан или не связан с отказом другого.