Надежность птм в эксплуатации

Важное значение в реализации и поддержании необходимого уровня надежности имеет эксплуатация. В эксплуатации долж­ны в полном объеме выполняться установленные правила при­менения объекта, своевременно приниматься меры по изучению и устранению причин выявляемых неисправностей, анализи­роваться и обобщаться опыт использования объекта в реаль­ных условиях. Эффективность восстановления работоспособ­ного и исправного состояния определяется ремонтопригодностью объекта и принятой системой ремонта.

Надежность ПТМ в эксплуатации определяют многие фак­торы и организационно-технические мероприятия, к которым относятся: качество технического персонала, обеспечение номи­нальных условий работы, техническое обслуживание, техниче­ское диагностирование, ремонт, единая система планово-преду­предительного ремонта, агрегатный метод ремонта.

Качество технического персонала сильно влияет на надежность ПТМ в эксплуатации. Качество технического Персонала слагается из двух составляющих: квалификации и исполнительности.

Квалификация определяет подготовленность технического персонала к выполнению своих обязанностей. Управление и обслуживание ПТМ осуществляет специально подготовленный (обученный и аттестованный) технический персонал.

Исполнительность (дисциплинированность) определяет без­ошибочность выполнения необходимых действий по подготовке и использованию объекта. Исполнительность технического пер­сонала зависит от многих индивидуальных свойств и особен­ностей человека, состояния его здоровья, а также от многих внешних эргономических факторов, всесторонний учет которых резко повышает производительность труда и надежность объекта в системе человек - объект - среда. К управлению „ обслуживанию ПТМ допускаются лица прошедшие медицинское освидетельствование для определения соответствия их. физического состояния выполняемой работе по занимаемой должности.

Обеспечение номинальных условий работы объекта при его эксплуатации является важным мероприятием по обеспечению его надежности. Как известно, параметр потока отказов остается постоянным лишь при неизменных условиях эксплуатации. Это означает для грузоподъемных кранов обслуживание одного и того же технологического про­цесса в промышленности, строительстве или на транспорте, для экскаваторов — работу в мало изменяющихся грунтовых условиях, для автомобилей — езду в сравнительно постоянных дорожных и в одинаковых климатических условиях.

Эксплуатация грузоподъемного крана в более тяжелом режиме работы, чем это предусмотрено его технической харак­теристикой, приводит к снижению его надежности, уменьшению срока службы, увеличению интенсивности отказов и уменьше­нию коэффициента готовности. Постоянное превышение массы груза на 10—15 % сверх допустимой приводит к сокращению срока службы грузовых автомобилей почти на 55 %. Важным мероприятием по повышению надежности ПТМ является огра­ничение уровня действующих нагрузок.

Для многих ПТМ важным фактором является температура окружающей среды. Поэтому недопустимым является использо­вание для работы в северных районах грузоподъемных кранов и других подъемно-транспортных машин, конструкция и мате­риалы которых не рассчитаны для работы при низких темпера­турах.

Техническое обслуживание выполняется для под­держания работоспособного состояния объекта при эксплуата­ции. Техническое обслуживание включает наблюдение за выпол­нением правил эксплуатации объекта, внешний уход за объек­том, регулировочные работы, крепежные работы, устранение мелких дефектов, пополнение и замену масел, сезонное обслу­живание. Работы по техническому обслуживанию выполняются ежесменно во время перерывов в работе без нарушения про­цесса производства. Пополнение и замену масел проводят по специальному графику.

Сезонное обслуживание включает выполнение работ, связан­ных с переходом к эксплуатации объекта на открытом воздухе (автокраны, погрузчики и т. д.), в летних и зимних условиях (замена топлива и смазочного материала, изменение плотности электролита в аккумуляторах, установка средств обогрева и утепления и т. д.).

Качество технического обслуживания оказывает решающее влияние на безотказную работу машин, а также на объем ремонтных работ, длительность простоя их в неработоспособном состоянии, расход запасных частей и эксплуатационных мате­риалов.

Техническое диагностирование позволяет опре­делить состояние объекта и его элементов без разборки. Оно базируется на изучении и использовании признаков, характери­зующих техническое состояние объекта (шумы, вибрации, стуки, удары, биения, утечки жидкостей и газов, прогибы, зазоры, люфты, свободные ходы, задиры, вмятины, сколы и т. д.). Техническое диагностирование использует различные физиче­ские методы, на основе которых создаются средства для оценки технического состояния объекта.

Техническое диагностирование включает осмотры с целью проверки состояния оборудования и выявления объема работ, подлежащих выполнению при очередном ремонте, освидетель­ствование технического состояния оборудования, подконтроль­ного Госгортехнадзору. Оно позволяет полнее использовать меж­ремонтный ресурс агрегатов, сократить расход запасных частей, снизить количество и трудоемкость регулировочных операций, предотвратить отказы выявлением дефектов, определяемых лишь при разборке объекта, и т. д.; повышает эффективность техни­ческого обслуживания, уменьшает количество ремонтов на 20—30 % и сокращает трудовые затраты на 15—20 % при их выполнении.

Ремонт выполняется для восстановления работоспособ­ного и исправного состояния объекта. Эффективность ремонт­ных работ резко повышается применением агрегатного метода ремонта.

Ремонт может быть по потребности после появления отказа и предупредительным до появления постепенного отказа. Ремонт объекта по потребности после появления отказа связан с нео­жиданной вынужденной остановкой объекта в случайный момент времени в процессе -выполнения им производственных функций. Вынужденный простой влечет за собой материальные потери. Внезапная поломка одного элемента иногда вызывает поломку других элементов объекта, что приводит к дополнитель­ным материальным потерям. Хотя ресурс отказавшего элемента объекта при этом исчерпывается полностью, но отказы объекта, дезорганизующие производство и мешающие его нормальному ритму, возникают часто, т. е. имеют высокую интенсивность. Предупредительный (профилактический) ремонт объекта до появления постепенного отказа не дезорганизует производство, так как может быть приурочен к перерывам в работе (ночное время, нерабочие дни и т. д.), почти полностью устраняет посте­пенные отказы объекта. Хотя ресурс многих элементов при предупредительном ремонте используется не полностью, его достоинства очевидны. Все это определило почти повсеместный переход на единую систему планово-предупредительного ремонта объектов взамен их ремонта после появления отказа.

Единая система планово-преду преди тель­ного ремонта основана на своевременной профилактической замене элементов до появления отказа в конце периода нормаль­ной эксплуатации. Она является комплексом мероприятии по техническому обслуживанию и ремонту объекта для заданных условий эксплуатации, включает техническое обслуживание объекта, диагностирование технического состояния объекта и его элементов и ремонт, которые проводятся периодически после заранее установленнной наработки или срока службы с учетом назначения объекта, условий его эксплуатации, кон­структивных и ремонтных особенностей.

Единая система планово-предупредительного ремонта преду­сматривает следующие виды: текущий (малый) Т, средний С и капитальный К в зависимости от объема работ, которые необходимо выполнить. Предусматривает­ся также внеплановый ремонт объекта в случае аварии.

Все детали, подлежащие заменам при эксплуатации, разбиваются на группы с приблизительно одинаковы­ми сроками службы каждой группы. Продолжительность работы деталей в группе с наибольшим сроком службы, например со сроком службы от начала эксплуатации до капитального ремонта, должна быть кратной продолжительности работы деталей во всех группах с меньшими сроками службы. На рис. 56 показаны эасчетные сроки службы: Т_р._т — текущего (Г); Т_р._е — среднего (С) и Т_р._к — капитального (К) ремонтов.

Р есурс и срок службы является случайной величиной и прак-гически имеет большой разброс даже у одинаковых объектов, особенно при изменении условий эксплуатации. За расчетный срок Г_р службы в каждой группе следует выбирать срок, определяе­мый принятой вероятностью безотказной работы (рис. 57,а, б).

Единая система планово-предупредительного ремонта поз­воляет осуществить предварительную подготовку ремонтных работ и выполнять их в кратчайшие сроки, повышает качество ремонтных работ, резко уменьшает вероятность отказа, почти полностью исключает постепенные отказы, увеличивает время полезной работы объекта, т. е. повышает его коэффициент готовности, создает предпосылки для наиболее эффективного использования оборудования.

Агрегатный метод ремонта позволяет достигнуть наибольшего сокращения времени ремонта объекта. Для его применения необходимо использование метода агрегатирования при компоновке объекта. Агрегатный метод ремонта заключается в замене неработоспособного или неисправного агрегата новым или отремонтированным.

Агрегатный метод сокращает -время выполнения ремонта, снижает трудовые затраты на ремонтные работы, снижает коэф­фициент простоя объекта, повышает коэффициент готовности объекта, создает условия для более полного использования ресурса каждого агрегата в связи с возможностью его замены при техническом обслуживании с учетом степени износа.

Демонтаж и монтаж агрегатов в хорошо выполненных кон­струкциях требует весьма небольших трудовых затрат и времени. Например, демонтаж навесного редуктора привода пере­движения сводится всего лишь к расстопорению редуктора на валу ходового колеса с последующим снятием редуктора с вала. Монтаж производится в обратной последовательности. В этой конструкции пустотелый выходной вал редуктора надевается на вал ходового колеса, а крутящий момент передается шлице-вым соединением без соединительных муфт, поэтому отсутст­вует трудоемкая работа по выверке соосности валов.

Ремонт демонтированных агрегатов производится не на месте эксплуатации в неприспособленных условиях, а в хоро­ших условиях специализированных цехов или мастерских, что резко повышает качество ремонта.

Повышение надежности. Пути повышения безотказности

Обеспечение работоспособности машин в межремонтный период - одна из важнейших задач ремонтного и эксплуатационно­го персонала.

Знание положений теории надежности позволяет находить пути решения этой задачи.

Как было установлено ранее наработки металлургических машин могут быть описаны экспоненциальным, нормальным, Вей-булла распределениями и соответственно определены показатели безотказности. Как известно, вероятность безотказной работы в момент t окончания межремонтного периода может быть найдена из следующих зависимостей для: экспоненциального распределения, нормального распределения, распределения Вейбулла

Анализ данных зависимостей показывает, что повышение вероятности безотказной работы достигается сокращением вре­мени t межремонтного периода.

Этот путь повышения безотказности ведет к сокращению расходов на аварийные восстановления за счет снижения числа отказов и возрастанию затрат на плановые восстановления рабо­тоспособного состояния в связи с их увеличением.

Повышение безотказности за счет сокращения времени межремонтного периода требует экономического обоснования.

Снижение затрат на аварийные восстановления и повыше­ние расходов на плановые восстановления при уменьшении меж­ремонтного периода предполагает существование оптимального межремонтного периода, которому будет соответствовать мини­мум затрат и, следовательно, этот путь имеет ограничение.

Повышение средней наработки объекта является непростой технической задачей, для решения которой необходимо устано­вить причину отказов и выработать пути их устранения.

Для установления причин отказов необходимо:

• проанализировать характер нагружения и кинематику уз­лов, в которых происходят отказы;

• проанализировать влияние внешних факторов окружающей среды;

- проанализировать соблюдение эксплуатационным и ре­монтным персоналом правил технической эксплуатации (ПТЭ) оборудования;

• установить вид повреждения;

• изучить физику отказов.

При установлении причины отказа оборудования важную информацию несет характер повреждения детали.

Повышение средней наработки при установленной причине отказа основывается на конструктивных решениях, повышении прочностных характеристик материала, повышения износостойко­сти узлов трения, организационных мероприятиях.

Мероприятия по снижению величины среднеквадратичного отклонения связаны, в основном, с соблюдением технологического процесса производства деталей и материала для них, с ужесточе­нием допусков в процессе их производства, с соблюдением ПТЭ оборудования и технологии ремонта машин.

Такими мероприятиями являются повышение квалификации эксплуатационного и ремонтного персонала и ужесточение требо­ваний за соблюдением технологической дисциплины на всех опе­рациях процесса изготовления и эксплуатации машин.

Наиболее приемлемыми уровнями вероятности безотказной работы в межремонтный период с учетом экономической целесо­образности являются для:

• машин P(t)=0,8...0,9;

• механизмов (узлов) P(t)=0,85...0,95; - деталей P(t)=0,9...0,99.

Для металлургических машин межремонтный период узлов и деталей должен быть кратным межремонтному периоду машины.

38