книги из ГПНТБ / Никберг И.М. Оптимальная долговечность оборудования металлургических предприятий

таллургии, а также применения прогрессивных способов упрочнения и восстановления детален в других отраслях промышленности, в ос­ новном в машиностроении.

Приведены расчеты затрат па ремонт оборудования и себестои­ мость продукции в зависимости от сроков службы этого оборудова­ ния. Рекомендованы методы определения оптимальных сроков служ­ бы деталей, узлов и механизмов металлургического оборудования.

Предназначается для широкого крута инженерно-технических работников предприятий черной металлургии, проектных и научноисследовательских организаций. Йл. 20. Табл. 27. Список лит.: 36 пазв.

Илья Моисеевич НИКБЕРГ, Александр Николаевич ТИЩЕНКО

ОПТИМАЛЬНАЯ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Редактор издательства А. И. Бруштейн

Художественный редактор Д. В. Орлов Технический редактор В. А. Лыкова

Корректоры С. Н. Степанова, Р. К. Гаврилина Обложка художника Т. Т. Сухомлиновой

©Издательство «Металлургия», 1974.

31012*—076

135—74

040(01)—74

Книга имеет второй книготорговый индекс 31001

1* Зак. 555

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971— 1975 гг. большое внимание уделяется улучшению исполь­ зования основных производственных фондов путем повы­ шения надежности и экономичности работы оборудова­ ния.

В текущем пятилетии непрерывное увеличение выпу­ ска чугуна, стали и проката в значительной степени осу­ ществляется путем интенсификации технологических про­ цессов (повышения давления, температуры, скороещ и других параметров), что предъявляет повышенные требо­ вания к надежности работы оборудования. Интенсивное использование мощностей металлургических агрегатов во многом зависит от своевременного и качественного про­ ведения ремонтов при условии обеспечения запасными частями и деталями необходимого качества.

■Эта задача особенно актуальна для предприятий чер­ ной металлургии. Основные цехи металлургических пред­ приятий получают большое число деталей и различного оборудования для ремонтных нужд. Затраты на ремонт основных производственных фондов в черной металлур­ гии ежегодно составляют около 2 млрд. .руб. В ремонтной службе предприятий занято более 26% общей численно­ сти промышленно-производственного персонала, а стои­ мость механического оборудования достигает 40% общей стоимости основных производственных фондов.

Для ремонтно-эксплуатационных нужд, изготовления новых деталей и сменного оборудования предприятия черной металлургии производят почти столько РЭМ (ре­ монтно-эксплуатационного металла), сколько выпускают готовой продукции все предприятия Министерства тяже­ лого, транспортного и энергетического машиностроения. Тем не менее эффективность использования средств на проведение ремонтов и техническое обслуживание обору­ дования для поддержания его в работоспособном состоя­ нии все еще не является предметом систематического изучения. Вопросам надежности и долговечности обору­ дования не уделяется должного внимания при проекти­ ровании, производстве и эксплуатации металлургических агрегатов и машин.

Необходимо отметить, что при существующей в на­ стоящее время системе организации ремонтов затраты металла и средств за срок службы многих машин значи­

4

тельно превышают их собственную массу и первоначаль­ ную стоимость. Поэтому весьма важной задачей является определение оптимальной долговечности эксплуатируе­ мых и вновь сооружаемых машин и агрегатов, т.-е. эко­ номически наиболее обоснованных сроков их работы, при которых затраты на ремонт и техническое обслуживание экономически целесообразны. В настоящее время на предприятиях черной металлургии в эксплуатации еще имеются агрегаты со сроком службы, значительно превы­ шающим эффективные границы их использования, чем обусловлены непомерно большие затраты на проведение ремонтов.

При работе предприятий по новой системе планиро­ вания и экономического стимулирования определение границ оптимальной долговечности оборудования имеет

•особенно важное значение.

Определение оптимальных сроков работы металлур­ гического оборудования является проблемой как техниче­ ской, так и экономической. Однако экономической сторо­ не этого вопроса не уделялось должного внимания.

Улучшение использования металлургических агрега­ тов может быть достигнуто в течение оптимального срока их службы, а не максимального, как принято было счи­ тать ранее.

В книге сделана попытка именно с этих позиций ис­ пользовать получившую распространение в других отрас­ лях промышленности, в частности в машиностроении, ме­ тодику определения оптимальной долговечности машин и применить ее для расчетов оптимальных сроков службы металлургического оборудования.

. На конкретных примерах из практики работы метал­ лургических предприятий показано, какое влияние может оказать соблюдение оптимальной долговечности оборудо­ вания на снижение себестоимости продукции и повыше­ ние рентабельности во всех звеньях управления произ­ водством. Поскольку для обоснования наивыгоднейших сроков службы оборудования необходимы данные за дли­ тельный период времени (не менее 10—15 лет), расчет оптимальной долговечности производился для агрегатов, имеющих соответствующие сроки эксплуатации. Авторы стремились использовать методику определения опти­ мальной долговечности машин, наиболее доступную для практического применения.

В ряде случаев на предприятиях ощущается недоста-

5

ток ремонтно-эксплуатационного металла, что приводит к нарушению графиков ремонтов и увеличению простоев оборудования. Однако для полного покрытия потребно­ сти в сменном оборудовании и деталях необходимо не столько увеличение объема их производства, сколько улучшение качества. Последнее в значительной степени достигается путем применения различных методов упроч­ нения деталей машин и механизмов. В металлургии наи­ большее распространение получили наплавка, а также различные виды термической обработки сменного обору­ дования и деталей машин и механизмов. Этими способа­ ми подвергаются упрочнению детали довольно обширной номенклатуры, однако далеко не все. Известны и другие высокоэффективные способы упрочнения деталей обору­ дования, которые еще не нашли широкого применения или совсем не известны работникам ремонтной службы предприятий черной металлургии.

В действительности же чем больше методов упрочне­ ния освоено, тем больше возможностей выбора наиболее экономичного из них для практического применения. В связи с этим в книге приводятся данные о новых методах упрочнения деталей оборудования, применяющихся в других отраслях промышленности, главным образом в машиностроении, и результаты их производственных ис­ пытаний в условиях металлургического производства. В исследбваниях, проведенных при внедрении новых мето­ дов упрочнения деталей металлургического оборудова­ ния, принимали участие работники ВНИИОчермета—• канд. техн. наук И. Н. Шеенко, научные сотрудники А. Л. Ладыженская, И. И. Дардык, Л. Я- Челомбитько, Ф. Я- Полищук, Б. Я- Ивницкий и А. Л. Ковалев. Особую благодарность авторы выражают докт. экон. наук. Р. Н. Колегаеву за ценные методические указания при подго­ товке книги к изданию.

Главы III, VI—X написаны И. М. Никбергом, а главы I, II, IV и V — совместно И. М. Никбергом и А. Н. Ти­ щенко.

Авторы не претендуют на исчерпывающее освещение всех изложенных в книге вопросов и с благодарностью примут все замечания и пожелания читателей.

R

Г л а в а I

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ

В соответствии с Государственными общесоюзными стандартами1д о л г-о в е ч н о с т ь ю считается свойство изделия сохранять работоспособность до предельного со­ стояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Термин «изделие» в данном случае применим для любой системы совместно или от­ дельно работающих машин, узлов или деталей. Предель­ ное состояние изделия обычно определяют в связи с не­ возможностью его дальнейшей эксплуатации по услови­ ям безопасности или по результатам (технико-экономи­ ческим показателям) работы оборудования.

Однако на практике определение предельного состоя­ ния оборудования в ряде случаев вызывает затруднения в связи с влиянием многочисленных факторов. Критерия­ ми долговечности могут служить ресурс—наработка обо­ рудования до предельного состояния, выраженная коли­ чеством продукции (работы), произведенной за период его эксплуатации или срок службы, соответствующий календарной продолжительности эксплуатации обору­

дования к безотказной работе в определенных условиях в течение установленного отрезка времени при минималь­ ных эксплуатационных расходах. Ненадежная работа ма­ шины характеризуется ее частой разладкой и остановка­ ми вследствие поломок или повышенного износа деталей.

В соответствии с указанным ГОСТом термин «надеж­ ность» применяется и в еще более широком смысле—• как свойство изделия (детали или машины в целом), обу­ словленное его безотказностью, сохраняемостью, долго­ вечностью или ремонтопригодностью, что обеспечивает выполнение заданных функций в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. В таком понимании долговечность является одним из непремен­ ных условий надежности, поэтому термином «надеж­ ность» определяется и долговечность изделия.

1 ГОСТ 13377—67. Надежность в технике. Термины. М., «Стан­ дарты», 1968.

7

Однако, поскольку в книге речь идет не только о дол­ говечности как свойстве изделия сохранять работоспо­ собность до предельного состояния, а в основном об опти­ мальной долговечности, что не одно и то же, авторы в ря­ де случаев употребляют термины «надежность» и «дол­ говечность», имея в виду обеспечение безотказной рабо­ ты оборудования в течение оптимального срока его службы.

Под о п т и м а л ь н о й д о л г о в е ч н о с т ь ю следует понимать такой срок службы машины, при котором эко­ номически целесообразны проведение ремонтов и даль­ нейшая эксплуатация.

.Поскольку в технической литературе нет полного еди­ нообразия в применении таких терминов, как деталь, узел, механизм, машина, агрегат, ремонтный цикл и др., приводятся их значения.

Д е т а л ь представляет собой изделие, изготовленное как одно неразъемное целое.

Уз е л является соединением взаимосвязанных дета­ лей. Различают также ремонтный узел — соединение де­ талей, которое может быть изготовлено независимо от других частей механизма, снято и установлено в собран­ ном виде как одно целое.

М е х а н и з м представляет собой систему кинематиче­ ски взаимосвязанных узлов и деталей, предназначенную для преобразования вида движения или для передачи мощности.

М а ш и н а — комплекс механизмов, предназначенных для выполнения полезной работы, связанной с процесса­ ми производства, либо транспортировки сырья, топлива и материалов, либо преобразования энергии.

А г р е г а т представляет собой совокупность ряда ма­

двумя капитальными ремонтами оборудования, в течение которого осуществляются его техническое обслуживание и текущие ремонты в соответствии со структурой этого цикла. Ремонтный цикл измеряется календарным време­ нем в часах, месяцах, годах.

С т р у к т у р а р е мо н т н о г о ц и к л а — перечень и последовательность циклически повторяющихся работ

8

Для поддержания оборудования в работоспособном состоянии необходим также тщательный уход и надзор за ним в процессе эксплуатации. В этом смысле применя­ ются различные термины: «уход и надзор», «текущее об­ служивание», «техническое обслуживание», «межремонт­ ное обслуживание» оборудования.

Более точно отражает это понятие термин «техниче­ ское обслуживание». Т е х н и ч е с к и м о б с л у ж и в а - н и ем считается комплекс работ по поддержанию обору­ дования в технически исправном состоянии во время ра­ боты, а именно осмотры оборудования, обтирка, чистка и' смазка, регулировка и крепление, а также контроль за работой централизованных смазочных систем, темпера­ туры, тормозных систем, защитных и предохранительных устройств.

М е ж р е м о н т н ы й п е р и о д — время работы обо­ рудования между двумя остановками на ремонт незави­ симо от вида ремонтов. В этот период осуществляется техническое обслуживание, необходимое для безостано­ вочной работы машин. Межремонтный период может из­ меряться календарным’ временем, рабочим временем (в горячих часах работы) или количеством произведенной продукции.

В практике эксплуатации различных машин и меха­ низмов в металлургии, как и в других отраслях промыш­ ленности, нередко имеют место факты их длительного ис­ пользования. Совершенно очевидно, что при замене вы­ шедших из строя деталей новыми или восстановленными эксплуатация той или иной машины практически может продолжаться долго, если не считаться с затратами.на ее ремонт.

Обоснование такой продолжительности работы обо­ рудования, при которой обеспечивается его наиболее эф­ фективное использование за весь период эксплуатации, и является задачей определения оптимальной долговечно­ сти машин, механизмов или деталей.

Основными факторами, ограничивающими долговеч­ ность оборудования, являются физический и моральный износ. Под ф и з и ч е с к и м ( м а т е р и а л ь н ы м ) и з ­ н о с о м машины понимается утрата ее первоначальных эксплуатационных свойств под влиянием износа или дру­ гих факторов (химических, тепловых и пр.). С увеличе­ нием материального износа повышаются расходы, свя­ занные с эксплуатацией оборудования (сумма заработ--

9-