Организация ремонта машин и аппаратов будущего

Научно-технический прогресс в отраслях пищевой промышленности оказывает свое влияние на организацию технического обслуживания и ремонта оборудования. Это влияние выражается в том, что в результате непрерывного увеличения в парке технологического оборудования автоматических и конструктивно более сложных машин и аппаратов работы по их ремонту значительно усложняются. Вместе с этим более высокая надежность и долговечность создаваемых машин и аппаратов ведут к уменьшению объема ремонтных работ, но только в том случае, если качество дета­лей, применяемых при ремонте оборудования, не ниже качества деталей, из которых

оно было первоначально собрано. Следовательно, чтобы высокие технические пока­затели технологического оборудования могли сохраняться при эксплуатации, ка­чество ремонтных работ должно соответствовать техническому уровню оборудо­вания.

В выпускаемых уже сегодня в нашей стране и за рубежом пищевых машинах и аппаратах применяются механические, гидравлические, пневматические, электриче­ские, электронные устройства. В результате усложняется процесс выявления и уст­ранения причин отказов. Чтобы эффект от применения высокопроизводительного оборудования не снижался вследствие больших простоев из-за неисправности и ре­монта, требуются высококвалифицированные кадры ремонтников и совершенная организация ремонтной службы предприятия.

Таким образом, научно-технический прогресс в пищевом машиностроении уве­личивает зависимость основного производства от ремонтной службы.

В перспективе создание надежных и долговечных машин должно будет привести к существенному изменению соотношений отдельных видов ремонтных работ. Значи­тельно сократятся объемы работ по техническому обслуживанию и текущему ремон­ту, но возрастет удельный вес капитального ремонта. Значение капитального ремонта в обеспечении технического состояния машин и аппаратов будет увеличиваться и в ре­зультате возрастающих требований к точности и устойчивости технологических про­цессов, поддерживать которые только путем замены отдельных деталей без выполнения работ, присущих капитальному ремонту, невозможно.

Следует отметить, что ремонт оборудования, ранее считавшийся областью чис­той практики, в настоящее время получает свою научную базу. Для расчета и прогно­зирования надежности деталей машин при их износе, для выбора рациональных материалов, размеров и конструкций сопряжений при заданных условиях их работы необходимо знать основные закономерности процесса изнашивания материалов. Ко­личественными оценками механического износа материала детали являются:

линейный износ U(мкм) — изменение размера поверхности при ее износе, измерен­ное в направлении, перпендикулярном поверхности трения;

скорость изнашивания γ=dU/dt — отношение величины износа ко времени, в те­чение которого он возникает (мкм/ч).

Закономерность изнашивания материала в общем виде выражается зависимо­стями величин U и γ от следующих факторов:

силовых и кинематических параметров и в первую очередь от давления на по­верхность трения и скорости относительного скольжения;

параметров, характеризующих состав, структуру и механические свойства мате­риала пары;

свойств поверхностного слоя—шероховатости, напряженного состояния и т. д.;

вида трения и смазки;

внешних условий, влияющих на процесс изнашивания: температуры, наложения вибраций, наличия вакуума и др.

Кроме этого, все зависимости должны описывать изменения износа во времени.

Из сказанного видно, что получение таких зависимостей является чрезвычайно сложной работой, которая в настоящее время, только начинается. Подчеркнем, что здесь речь идет о закономерностях износа материала, абстрагируясь от конструктив­ных форм и особенностей сопряжений.

Рис. 30.1. Кривая механического износа

Изнашивание является многостадийным процессом, поэтому изменение износа во времени обычно выражается кривой, состоящей из ряда участков.

Классическая кривая механического износа состоит из трех участков (рис. 30.1). В период приработки (I) происходит изменение начального (технологического) рельефа контактируемых поверхностей в эксплуатационный рельеф. В это время скорость изнашивания монотонно убывает до значения γ =const, характерного для периода установившегося (нормального) износа. Если нет причин, изменяющих па­раметры установившегося процесса изнашивания, то он протекает стационарно, и возможные отклонения от средней скорости процесса не влияют на общую линей­ную зависимость износа от времени. Период III — период форсированного износа, когда наблюдается интенсивное возрастание скорости изнашивания. Этот период, как правило, связан с активизацией факторов, влияющих на процесс. При этом быст­ро изменяются размеры и форма деталей. Поэтому выполнение ремонтных работ должно носить плановый, предупредительный характер и проводиться в сроки, близ­кие к концу периода II, т. е. у границы перехода нормального износа в форсирован­ный. Такой подход к организации ремонта устраняет элементы случайности, неожиданности, стихийности, предупреждает увеличение объема работ и затрат.

График, показанный на рисунке, не исчерпывает всего разнообразия встречаю­щихся закономерностей нарастания изнашивания деталей во времени.

Нет сомнений в том, что создание теории старения машин и науки о ремонте обо­рудования отдельных отраслей (в силу специфики технологий) является одной из важнейших проблем в пищевой промышленности. Решение этой проблемы во мно­гом зависит от инициативы инженеров-механиков, конструирующих, создающих и эксплуатирующих технику. Целесообразно проводить исследования механического износа и других видов износа (усталостного, молекулярно-механического, коррози­онного) конкретных деталей машин в реальных условиях пищевых производств. Именно этот материал формирует закономерности процесса старения машин и аппа­ратов и может быть положен в основу построения рациональной системы техниче­ского обслуживания и ремонта оборудования.

Резкие качественные сдвиги в эффективном использовании машин требуют не только улучшения организации эксплуатации, технического обслуживания и ремон­та, но и улучшения самих машин. Использование машины нельзя сделать высокоэф­фективным, пока конструкции ее деталей и узлов не приспособлены к требуемому техническому обслуживанию и ремонту.

Машины и аппараты будущего должны обладать самообеспечиваемыми элемен­тами, приспособленными к компенсации отрицательных последствий износа. В этом оборудовании будут широко применяться самосмазывающиеся подшипниковые узлы, саморегулирующиеся передачи, самозатачивающиеся режущие органы, само­очищающиеся фильтрующиеся элементы и сита сортирующих устройств, самоподжимные самогерметизирующиеся уплотнения, самонатягивающиеся контуры ременных и цепных передач, самоцентрирующиеся при установке сменяемые узлы, самозакрывающиеся люки и другие части с постоянной самообеспечивающейся ра­ботоспособностью в условиях нормальной эксплуатации.

Путь к таким машинам должен быть пройден в максимально короткий срок. Для этого необходимо проводить разнообразные исследования существующей техники в процессе ее эксплуатации и старения, улучшать конструкции, применять твердые спла­вы, полимерные материалы, стабильные масла, предусматривать централизованную смазку машин, использовать долгоработающие закрытые подшипники, вибраторы, электронные устройства, различными приемами упрочнять недолговечные детали.

Определенный прогресс при конструировании машин может быть быстро дос­тигнут, если добиваться кратности сроков службы деталей и узлов, обеспечивать простоту смены недолговечных узлов и сокращать типоразмеры деталей крепления.

Дальнейшее развитие техники в пищевом машиностроении приведет к созданию машин, которые должны быть более долговечными, надежными и ремонтопригод­ными. Другими словами, машины будущего должны нуждаться в менее частом и сложном техническом обслуживании и ремонте и иметь более простую замену не­долговечных конструктивных элементов, все вместе должны служить возможно больший одинаковый срок.

Именно создание таких машин должно предшествовать решению проблемы ком­плексной автоматизации производства.