книги из ГПНТБ / Ремонт машин инженерного вооружения учебник

Коэффициент долговечности определяют из следующей зависи­ мости:

Роль отдельных элементов машины в обеспечении её работо­ способности оценивается их стоимостью и количеством замен: чем выше стоимость элемента и чем чаще он заменяется в процессе эксплуатации, тем ниже коэффициент долговечности такой маши­ ны.

Анализ выражений (1.1) и (1.2) позволяет сделать заключение о том, как влияет повышение долговечности машины на периодич­ ность ремонта, его стоимость и трудоемкость, а также определить значение повышения износостойкости деталей в общем увеличении долговечности машины.

Во всех случаях долговечность машины зависит от износостой­ кости отдельных ее конструктивных элементов, т. е. от количества изношенных за время эксплуатации деталей. Чем больше деталей будет изношено, тем чаще машина будет останавливаться для вы­ полнения ремонтных работ, тем больше будет израсходовано вре­ мени на их замену и тем выше будет стоимость ремонтных работ.

Следовательно, повышение износостойкости отдельных наибо­ лее быстроизнашивающихся сопряжений или деталей, особенно сложных, металлоемких и дорогостоящих, обеспечивает соответ­ ствующее увеличение долговечности машин, снижение затрат на ремонт и трудоемкости ремонтных работ.

Долговечность машины зависит не только от срока службы от­ дельных конструктивных элементов, но и от коэффициента, учиты­ вающего такие неконструктивные параметры, как стабильность регулировок, качество сборки или ремонта машины и ее агрегатоз, количество замен смазки, т. е. простои под обслуживанием. Так как простои машин, связанные с необходимостью их обслуживания с целью восстановления регулировок, смазки, покраски и т. д., учи­ тываются рассмотренным в других курсах коэффициентом техни­ ческого использования машин kTll, то в данном случае мы остано­ вимся лишь на одной из составляющих коэффициента долговеч­ ности, а именно коэффициенте равноизносостойкости kc.

Из анализа выражения (1.1) можно сделать некоторые практи­ ческие выводы.

пределах 0 < &д 1.

12

2.Так как практически равная износостойкость деталей слож­ ных машин из-за различных условий работы, нагружения и свойств материалов, из которых они изготавливаются, обеспечена быть не может, то для повышения коэффициента долговечности необходимо стремиться к увеличению износостойкости дорогих и сложных деталей с тем, чтобы исключить их замену в процессе эксплуатации. Для недолговечных деталей необходимо обеспечи­ вать низкую их стоимость и быстроту замены.

3.Для снижения стоимости эксплуатации и ремонта машин необходимо обеспечивать срок службы деталей кратным межре­ монтному периоду работы, для чего при конструировании машины следует, кроме прочностных расчетов, подвергать наиболее ответ­ ственные сопряжения расчету на заданный срок службы. Это позволит, во-первых, полностью использовать ресурс работоспо­

собности деталей и не допускать необоснованную их выбраковку,

ремонтов на специализированных ремонтных предприятиях позво­ лит снизить их стоимость, повысить качество и обеспечит исправ­ ную работу машин в течение межремонтного периода.

Под работоспособностью понимается такое состояние машины, при котором она в данный момент времени соответствует требова­ ниям, установленным в отношении основных характеристик и па­ раметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций. Для машин инженерного вооружения этими основными параметрами могут являться производительность, скорость, сила тяги и другие, определяемые назначением машины.

С течением времени работоспособность машины, вследствие из­ нашивания деталей, уменьшается. Уменьшение работоспособности проявляется в снижении производительности, к.п.д. отдельных ме­ ханизмов, мощности двигателя или тягового усилия машин, рабо­ тающих в транспортном режиме, и т. д.

Работоспособность машины оценивают коэффициентом рабо­ тоспособности kp, значение которого можно получить из сравне­

Коэффициент работоспособности kv у новой машины равен еди­ нице. С появлением в отдельных узлах машины неисправностей значение его будет уменьшаться до какого-то предела, после чего дальнейшая эксплуатация машины становится нецелесообразной и ее необходимо подвергнуть ремонту.

Работоспособность машин, находящихся в эксплуатации, мо­ жет изменяться в широких пределах (например, мощность двига­ теля в результате износа цилиндро-поршневой группы снижается

Vi

час.

Анализ выражения (1.6) показывает, что время tc, и tHi зави­ сит не только от конструктивных 'особенностей машины, но и от обеспеченности демонтажно-монтажным инструментом, квалифи­ кации исполнителей и степени освоения ими ремонта данной ма­

шины.

Значения коэффициента k3is будут характеризовать машину лишь в том случае, если при его определении используются сред­

ствии с требованиями математической статистики, группы одно­ типных машин. Вместе с тем, затраты времени на ремонт должны определяться, исходя из передовых методов выполнения работ, так как коэффициент, характеризующий качество машин, не дол­ жен зависеть от простоев, вызванных нарушением правил обслу­ живания, или излишних затрат времени на устранение поломки. Не должно сюда включаться и время на транспортировку машины к месту ремонта, на доставку запасных частей и другие дополни­ тельные затраты времени. При сборе статистических данных с целью определения надежности машин затраты времени на устра­ нение поломок при проведении номерных технических обслужива­ нии также должны выделяться из общих затрат времени на обслу­ живание машин и учитываться отдельно.

Коэффициент эксплуатационной надежности, найденный по формуле (1.5), может приближенно характеризовать надежность машины, так как чем меньше затраты времени на устранение вне­ запно возникших неисправностей, тем больше гарантия того, что машина будет исправно работать на протяжении какого-то задан­ ного периода, и наоборот. Однако неисправности или поломки де­ талей, происходящие в результате нарушения технологии изготов­ ления или сборки узла, нарушения правил эксплуатации или об­ служивания, носят случайный характер. Следовательно, надеж­ ность машины, характеризующая безотказность ее работы в тече­

машина является сложной системой, то общая ее надежность вы­

ражается произведением вероятностей надежной работы Р/, Ру, ...

15

Если надежность работы отдельного элемента (детали, узла) выразить через вероятность отказа qh что упрощает исследование надежности, то вероятность надежной работы одного элемента машины примет вид

( 1-8)

а вероятность исправной работы машины за это время

При равной вероятности q выхода из строя всех элементов ма­ шины вероятность безотказной работы машины была бы равна

а вероятность выхода из строя в результате поломки хотя бы од­ ного из элементов

Случай этот является идеальным, так как практически все де­ тали и узлы машины имеют разные сроки службы.

Из приведенных зависимостей следует, что для увеличения на­ дежности работы машины необходимо обеспечивать чрезвычайно высокую степень надежности отдельных ее элементов. Так, напри­ мер, при допустимой вероятности отказа машины 0,1 и количе­ стве элементов в ней, равном 100, вероятность отказа каждого элемента должна быть не выше 10_3. Этим определяется стремле­ ние повышать долговечность и износостойкость деталей или узлов, являющихся частой причиной остановки или отказа машины.

Из приведенных зависимостей следует также, что для опреде­ ления коэффициента эксплуатационной надежности необходимо находить вероятность безотказной работы каждого конструктив­ ного элемента машины. Однако выполнить эту работу в полном объеме практически не представляется возможным из-за большо­ го количества деталей и узлов в сложных машинах и больших затрат времени на проведение специальных испытаний на надеж­ ность всех деталей или узлов. Поэтому вероятность безотказной работы той или иной марки машин определяют обычно в резуль­ тате специальных наблюдений и сбора статистических данных по возникновению неисправностей в процессе их эксплуатации, раз­ деления этих неисправностей с помощью специально разработан­ ных классификаторов на однородные группы по характеру прояв­ ления, причинам возникновения, конструктивным особенностям и служебным назначениям деталей. Полученные статистические дан­ ные по различным группам неисправиостей обрабатывают метода-

16

ми теории вероятностей, находят законы распределения отказов, вычисляют математические ожидания вероятностей безотказной работы отдельных групп деталей (узлов) и общую надежность системы.

Под ремонтопригодностью понимается свойство машины, выра­ жающееся в приспособленности к восстановлению исправности путем обнаружения и устранения неисправностей и отказов. Ко­ личественно ремонтопригодность может оцениваться трудоем­ костью восстановления работоспособности, что определяется за­ тратами труда и средств с учетом квалификации обслуживающего персонала, уровня технической оснащенности и системы организа­ ции ремонта.

Учитывая зависимость показателя ремонтопригодности от ус­ ловий, в которых выполняется ремонт, технической оснащенности ремонтных предприятий и от квалификации обслуживающего пер­ сонала, значение его может быть различным для одной и той же машины.

На практике ремонтопригодность машин принято оценивать коэффициентом ремонтопригодности. Ремонтопригодность следует определять, исходя из возможности выполнения работ в боевых условиях. Тогда коэффициент ремонтопригодности можно вычис­ лить из следующей зависимости:

( 1. 12)

где tv — трудоемкость замены узла (агрегата), чел.-час;

m— количество ремонтников, одновременно занятых устра­ нением неисправностей на машине (определяется фрон­ том работ);

ремонтным средством.

Так, если значение коэффициента А’,ф>1, то данная неисправ­ ность не может быть устранена ремонтной мастерской по усло­ виям боевой обстановки.

Иногда ремонтопригодность машины выражают отношением трудоемкости ее обобщенных ремонтов к трудоемкости обобщен­ ных ремонтов машины, принятой за эталон

где гор —трудоемкость обобщенных ремонтов рассматриваемой машины, чел-час

(U 4 )

вает возможность возникновения неисправности или отказа вслед­ ствие естественного изнашивания, а также в результате воздей­ ствия оружия противника.

Ремонтопригодность является весьма важным показателем, влияющим на поддержание машин в технически исправном со­ стоянии. Для достижения оптимальных значений ремонтопригодно­ сти машин инженерного вооружения их конструкций должны удовлетворять следующим требованиям:

—обеспечивать возможность устранения войсковыми ремонт­ ными средствами в полевых условиях возникающих 6 процессе эксплуатации неисправностей или отказов;

—устранение неисправностей и отказов не должно требовать сложной технологической оснастки;

—время устранения неисправностей и отказов’ должно быть минимальным, не вызывающим значительного перерыва в; работе

машины;

— трудоемкость устранения неисправностей и отказов’ не Дол­ жна превышать возможностей подвижных ремонтных средств.

Выполнение этих требований может быть достигнуто: упроще­ нием конструкций машин, снижением количества конструктивных элементов в них, унификацией агрегатов и узлов, повышением: вероятности их безотказной работы, снижением уязвимости от Ору­ жия противника, обеспечением легкого доступа к отдельным кон­ структивным элементам машины, необходимость замены' которых может возникнуть в процессе эксплуатаций и ремонта, а также сокращением количества крепежных соединений, их: типоразмеров и упрощением конструкции соединений элементов машины между собой.

18

целью повышения эффективности использования машин и сниже­ ния затрат на их эксплуатацию и ремонт.

Анализ показателей, характеризующих конструкцию машины с точки зрения ее долговечности, надежности и ремонтопригодности и способов их выражения, кроме общих доказательств их важно­ сти и необходимости постоянного улучшения, позволяет некото­ рым образом наметить направления, по которым должна решаться эта важнейшая для народного хозяйства задача.

Прежде чем рассматривать эти направления, следует отметить отличие некоторых из рассмотренных показателей от других пара­

эксплуатации, качества технического обслуживания, общей систе­ мы организации ремонта и уровня технической оснащенности ре­ монтных органов. Другие же оценочные показатели, такие как маневренность, транспортабельность, устойчивость и др., обес­ печиваются однократно при конструировании и в процессе экс­ плуатации машины либо не изменяются, либо изменяются очень мало.

Действительно, во все рассмотренные нами зависимости, слу­ жащие для определения количественных значений долговечности, надежности и ремонтопригодности— (1.1), (1.5), (1.12), (1.16), в

работы или трудоемкости ремонта позволяет определить направ­ ления, которые обеспечивают увеличение долговечности, повыше­ ние надежности и улучшение ремонтопригодности машины при ее проектировании, эксплуатации и ремонте.

Особое значение в повышении рассмотренных показателен имеет тщательная конструктивная разработка деталей и узлов п постоянный учет требований долговечности, надежности и ремон­ топригодности на всех стадиях проектирования и изготовления новой машины.

С этой целью проектирование машин необходимо начинать с анализа статистических данных по эксплуатации и ремонту машин, аналогичных по назначению с вновь проектируемым образцом. В результате этого анализа необходимо выявить номенклатуру тех деталей, узлов или агрегатов, сроки службы которых меньше на­ мечаемого межремонтного периода и определяют необходимость перерыва в эксплуатации для выполнения ремонта.

После этого следует произвести классификацию быстроизнашивающихся деталей по условиям работы, причинам и характеру изнашивания.

Выявление причин, характера и закономерностей изнашивания деталей позволит правильно выбрать соответствующий условиям работы способ увеличения срока их службы. Достаточный срок службы сопряжения или детали в этом случае может быть обес­ печен либо расчетом деталей на заданный срои службы, либо вы­ бором более износостойкого материала для изготовления детали, либо изменением ее конструкции с целью сокращения интенсивно­ сти изнашивания (снижение удельных давлений, скорости, изме­ нение условий трения и смазки, защита от попадания абразива и т. д.).

Большой эффект в повышении срока службы отдельных быстроизнашивающихся деталей или сопряжений может обеспечить на­ значение соответствующих условиям работы способов упрочнения рабочих поверхностей деталей или нанесение на них упрочняющих покрытий (наплавка износостойких материалов, гальваническое

наращивание или нанесение полимерных покрытий и т. д.). Выполнение мероприятий, направленных на увеличение срока

службы деталей и узлов, обеспечит как общее повышение долго­ вечности проектируемой машины, так и повышение ее эксплуата­ ционной надежности и работоспособности за счет сокращения вре­ мени нахождения машины в ремонте при замене отдельных не­ долговечных деталей.

Одним из основных направлений, обеспечивающих повышение долговечности, надежности и ремонтопригодности машин, является снижение трудоемкости и стоимости их ремонта или трудоемкости замены узлов, а также увеличение срока службы деталей, узлов или агрегатов при ремонте машин.

Трудоемкость выполнения ремонтных работ в значительной сте­ пени зависит от создания четкой системы ремонтных органов, спе­ циализированных как на выполнении ремонтов определенной слож­ ности, так и на ремонте определенных типов машин, а также от умелой организации технологического процесса ремонта, техниче­ ской оснащенности ремонтных предприятий и квалификации ре­ монтников.

Затраты на ремонт могут быть значительно снижены благодаря применению при ремонте совершенных способов производства и прогрессивных методов ремонта и обслуживания машин, а также широкому использованию при этом различных способов восстанов­ ления и упрочнения деталей.

В этом случае ремонтники могут оказывать непосредственное воздействие на увеличение долговечности ремонтируемых машин, на повышение их надежности и безотказности в работе.

Инженеры, занимающиеся вопросами организации ремонта машин инженерного вооружения, проектированием ремонтных ор­ ганов и разработкой технической документации на ремонт, должны достаточно детально представлять те основные направления, кото­ рые обеспечивают повышение долговечности и эффективности ис­

20

пользования машин, повышение качества и снижение стоимости ремонтных работ, знать основные принципы создания и использо­ вания ремонтных органов.

Для правильного определения действительной потребности в ремонте необходимо знать характерные и наиболее часто встре­ чающиеся неисправности машин и узлов, дефекты деталей и при­ чины их возникновения, организацию дефектовки деталей, ее приемы и правила, а также передовые методы, обеспечивающие уменьшение количества заменяемых при ремонте деталей и гаран­ тирующие исправную работу не заменяемых.

Кроме того, с этой же целью нужно знать виды и периодич­ ность ремонтов, способы установления научно обоснованных перио­ дов работы машины до планового ремонта, обеспечивающие эко­ номию государственных средств за счет полного использования запаса работоспособности.

Для обеспечения высокого качества ремонта и достаточной дол­ говечности машин после ремонта необходимо знать основные по­ нятия теории и закономерности изнашивания деталей в различных условиях трения. Кроме того, необходимо в совершенстве изучить современные способы восстановления и ремонта деталей, их дос­ тоинства, недостатки, область применения и используемую техно­ логическую оснастку. Знание способов восстановления и правиль­ ное их применение гарантирует качественное восстановление из­ ношенных деталей, длительный срок службы с учетом условий их работы и характера изнашивания.

Для снижения стоимости ремонта машин инженерного воору­ жения необходимо твердо знать сложившуюся в инженерных вой­ сках систему ремонтных органов, их специализацию по видам ремонта и маркам ремонтируемых машин. При организации ре­ монта необходимо учитывать и дальше совершенствовать эту спе­ циализацию.

Вместе с тем, необходимо изучить структуру технологического процесса ремонта машин, возможные пути и способы его совер­ шенствования и добиваться постоянного улучшения методов ре­ монта и способов организации производственного процесса за счет применения передовых методов труда, высокопроизводительной технологической оснастки и рационального использования рабочей силы.

Снижение стоимости ремонтных работ следует постоянно иметь в виду при разработке технологического процесса ремонта машин инженерного вооружения и проектировании ремонтных органов, для чего каждое принятое при проектировании решение должно быть подтверждено соответствующими технико-экономическими расчетами.

Умение выполнять технико-экономические расчёты при проек­ тировании ремонтных органов является обязательным условием качественной разработки проекта.

21