книги из ГПНТБ / Серов А.В. Надежность лесозаготовительного оборудования

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ

Всевозможные изделия промышленности — различ­ ные технические устройства, машины, механизмы, при­ боры и др. должны соответствовать определенным тре­ бованиям, обладать теми или иными качествами. По этим качествам или свойствам, которые принято назы­ вать эксплуатационными, мы судим о пригодности изде­ лий или устройств для рационального применения в раз­ личных условиях.

Большинство технических устройств должно иметь высокую производительность или обладать другим «слу­ жебным» качеством, характеризующим основное назна­ чение. Другим важным качеством для многих машин яв­ ляется экономичность, которая оценивается расходом топлива, электроэнергии, масла, величиной удельных за­ трат на содержание (на единицу производимой продук­

удобство выполнения технического обслуживания и ре­ монта (ремонтопригодность), удобство и легкость управления. В зависимости от особенностей того или иного устройства могут быть и другие эксплуатацион­ ные свойства. Однако каковы бы ни были различия в самих устройствах, их эксплуатационные качества должны возможно дольше оставаться неизменными (или изменяться в допустимых пределах).

10

Это общее свойство, которое характеризует продол­ жительность эффективной работы (при условии сохра­ нения основных качественных и количественных показа­ телей в течение заданного промежутка времени), и есть

н а д е ж н о с т ь .

Общие определения надежности позволяют получить представление не только о сути этого понятия, но и о его количественном показателе — продолжительности исправной работы.

Однако надежность как весьма широкое, обобщаю­ щее свойство невозможно оценить каким-либо одним по­ казателем, исчерпывающим и в то же время пригодным для всех без исключения изделий, технических устройств, условий работы. Необходимо, например, учи­ тывать продолжительность эксплуатации оборудования,

втечение которой оцениваются показатели надежности

ирежим работы.

Существенное значение имеет также и разница в ус­ ловиях оценки надежности при проектировании, изготов­ лении и в условиях практического использования (экс­ плуатации).

При проектировании необходимы показатели, при­ годные для предварительной вероятностной оценки на­ дежности создаваемого устройства расчетным путем; для проверки правильности принятых решений и для оценки качества изготовления (технологического про­ цесса и культуры производства). Очевидно, что в этих условиях может оцениваться конструктивная и произ­ водственная надежность определенного типа оборудова­ ния данной марки или серии в среднем, а не каждого отдельного устройства (его индивидуальная или потре­ бительская надежность).

11

Иное дело в условиях эксплуатации. Для лучшего использования оборудования, его производительности и экономичности необходимо располагать не приближен­ ными сведениями о надежности каждого устройства, а более достоверными. Только в этом случае можно при­ нимать своевременные меры для предотвращения неисп­ равностей, нарушающих нормальную работу и пони­ жающих надежность. Следовательно, в реальных условиях эксплуатации характеристики надежности, полученные на основе теории вероятности, не могут дать нужных результатов и должны применяться более точ­ ные объективные методы индивидуальной оценки техни­ ческого состояния и надежности каждого данного уст­ ройства или его отдельного элемента в данный момент или за определенный отрезок времени.

Для практической оценки надежности различных устройств и изделий на отдельных стадиях их создания, производства или в различных условиях работы приме­ няются соответствующие конкретные показатели (рпс. 2). Наиболее общим показателем надежности слу­ жит «вероятность безотказной работы», которая опре­ деляется в соответствии с положениями теории вероят­ ности по результатам испытаний на основании данных

или от 0 до 100%, К наиболее распространенным показателям, обеспе­

чивающим возможность определения вероятности без­ отказной работы, относятся такие, как отказ, наработка на отказ, интенсивность отказов. Эти показатели связы­ вают продолжительность работы различных устройств

12

в часах или по пробегу (в километрах пробега) с коли­ чеством отказов. Отказом обычно называют неисправ­ ность, для устранения которой должен быть произведен внеплановый текущий ремонт.

В качестве косвенных показателей надежности, при­ меняют различные коэффициенты. К наиболее универ­ сальным относятся коэффициент эксплуатационной на­ дежности и коэффициент технической готовности.

Коэффициент эксплуатационной надежности Кэк определяется как отношение времени работы устройства под нагрузкой Гн к общему времени, включающему время работы под нагрузкой и время, которое было за­ трачено на устранение неисправностей (текущий ре­ монт) Гр.

Коэффициент технической готовности Кт.ѵ может быть выражен как отношение количества исправных устройств Уи одного типа и одной марки к общему ко­ личеству подобных устройств, находящихся в эксплуата­ ции или под наблюдением, Усп

В этом виде коэффициент характеризует лишь общее состояние оборудования, так как не связан с продолжи­ тельностью отказов и их характером.

Положение изменится, если определять Кт.г как от­ ношение произведения количества исправных устройств Уи на время их исправного состояния Ги к произведе­ нию общего количества устройств У0 на общее время Т0

14

продолжительности работы и простоев в технических уходах и ремонтах. Показатели и характеристики на-

дежности играют большую роль в практической дея­ тельности конструкторов, машиностроителей. Не менее важны они и для руководителей предприятий лесозаго­ товительной промышленности.

Конструкторы и машиностроители обычно имеют де­ ло только с тем устройством, которое в настоящий момент является самым современным, находится в ста­ дии проектирования или производства. Работники же лесозаготовительных предприятий вынуждены исполь­ зовать не только самые современные устройства, к ко­ торым можно предъявлять какие-либо требования в части их усовершенствования, но и менее совершен­ ные устройства, в том числе снятые с производства.

Недостаточная конструктивная надежность многих видов оборудования, приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту в условиях лесозаготовитель­ ных предприятий сочетается с трудностями в снабжении запасными частями и материалами. В результате созда­ ются большие затруднения в решении такой важной за­ дачи, как обеспечение надежной и производительной работы существующего оборудования.

Внастоящее время нет таких технических устройств, которые могли бы проработать весь срок службы (или наработать технический ресурс) без технического обслу­ живания.

Всвязи с этим для каждого устройства устанавли­ вается определенная номенклатура технических ухо­ дов, которые необходимо производить в плановом по­ рядке.

15

Как правило, потребителей предупреждают, что исправная работа оборудования может быть обеспече­ на при условии выполнения всех рекомендаций или указаний по техническому обслуживанию. На практике такие рекомендации часто не увязаны с положением по организации технического обслуживания. Бывает так, что рекомендации по техническому обслуживанию раз­ рабатывают без учета реальной возможности их выпол­ нения.

Все это в значительной степени является следствием того, что при проектировании, в технических условиях по­ казатели надежности, периодичности и объема техни­ ческого обслуживания не получают должного отраже­ ния.

Недостаточно учитывается и приспособленность обо­ рудования к техническому обслуживанию и ремонту, удобство выполнения операций по техническим уходам. Все внимание проектировщики и изготовители, как пра­ вило, уделяют показателям производительности. Глав­ ный инженер Электростальского завода тяжелого маши­ ностроения, лауреат Ленинской премии, А. Верник1 писал:

«Долговечность и надежность машины в очень боль­ шой степени зависит от того, позаботились ли проекти­ ровщики о длительности работы каждого узла, агрега­ та. Будем откровенны: внимание конструкторов было устремлено в основном на достижение высокого техни­ ческого уровня и высокой часовой производительности агрегата. Надо сказать, наши ученые и инженеры много сделали в этом направлении. А вот особой заботы о том, чтобы создаваемые машины длительное время не выхо­

1 А. В е р н и к . Улучшать'—значит экспериментировать. «Прав­ да», 22 мая, 1965 г.

16

Рис. 3. Основные факторы, определяющие надежность

методами технического обслуживания и ремонта в тяже­ лых условиях эксплуатации. Часто мизерная экономия па технологическом процессе изготовления детали или конструкции машины приводит к значительно большим убыткам в процессе ее эксплуатации.

Так, в 1964 г. при изготовлении бензопилы «Друж­ ба-60» была изменена конструкция стопора поршневых колец. Вместо двух латунных стопоров, установленных со смещением, был применен один сквозной стальной стопор для обоих колец. Экономия за счет устранения небольших по размеру латунных стопоров и одной опе­ рации по сверлению могла дать не более 10 000 руб. на всю программу, однако в результате такой «рационали­ зации» новые бензопилы стали работать не более 20—30 ч. После нескольких часов работы выходила из строя поршневая группа вследствие обгорания стально­ го стопора, поломки поршневых колец и задира цилинд­ ра. Затраты на восстановление поврежденной бензопилы во много раз превышали полученную заводом «эконо­ мию».

Прц создании некоторых специальных видов лесоза­ готовительного оборудования часто используются цели­ ком базовые конструкции стандартных машин или их отдельные узлы и агрегаты.

Подобное стремление может быть оправдано, если режим работы стандартной машины или агрегата не из­ менится в новых условиях в худшую сторону, а если он изменится, то надежность машины может значительно ухудшиться.

Подтверждением этому может служить использова­ ние стандартных автомобилей в качестве лесовозных автомобилей и их агрегатов (двигателей, коробок пе­ редач, главных передач, карданных валов) в теплово­ зах.

19