Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Диагностика и техническое обслуживание машин, используемых в АПК. Учебное пособие.pdf
К числу экономических показателей ремонтопригодности машин относят среднюю суммарную стоимость ТО. Этот показатель характеризует затраты труда, рабочего времени и материалов на проведение ТО.
Сохраняемость – свойство изделия сохранять указанные в технической документации эксплуатационные показатели во время хранения и транспортирования.
Долговечность – свойство изделия сохранять с необходимыми
перерывами для технического обслуживания и ремонта работоспособность до предельного его состояния.
Долговечность машины оценивают ресурсом и сроком службы.
Различают ресурсы до первого капитального ремонта (до ремонтный
ресурс), между капитальными ремонтами (межремонтный ресурс) и до
утилизации (полный ресурс).
Остаточный ресурс – суммарная наработка объекта от момента
контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние.
Срок службы – календарная продолжительность от начала эксплуатации машины или её возобновления после капитального ремонта
до наступления предельного состояния.
Предельное состояние изделия определяется невозможностью его
дальнейшей эксплуатации, обусловленной снижением эффективности,
требованиями безопасности и др. Показатели предельного состояния
указываются в технической документации. Надёжность машины закладывается при ее разработке, обеспечивается в производстве и поддерживается при эксплуатации.
1.2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА МАШИН
Основным и наиболее эффективным мероприятием по поддержанию машин в работоспособном состоянии является техническое обслуживание.
Техническое обслуживание (ТО) – это комплекс операций по поддержанию работоспособности машины при использовании и хранении.
Поддержать работоспособность машины можно только в том случае,
когда значение каждого заданного параметра её технического состояния находится в области между номинальным и предельным значениями. Осуществить это можно операциями технического обслуживания двух видов – с периодическим контролем и регламентированными.
В первом случае с заданной периодичностью контролируют параметр технического состояния и восстанавливают его до номинального значения только по результатам контроля. Во втором случае пара-
11
метр технического состояния восстанавливают до номинального значения без предварительного контроля.
Периодичностью технического обслуживания называют равные
интервалы наработки машины, при которых выполняют операции ТО.
Сущность операций технического обслуживания с периодическим контролем заключается в следующем. Для данного параметра
технического состояния, кроме номинального и предельного, устанавливают также допускаемое значение. Если при контроле установлено,
что фактическое значение параметра превышает допускаемое, то параметр восстанавливают до номинального значения. Если же при контроле установлено, что фактическое значение параметра меньше или
равно допускаемому, то параметр не восстанавливают. Но это верно
для параметров, которые возрастают по мере наработки машины (например, стрела прогиба ремня вентилятора).
Параметры, которые убывают (например, давление впрыска топлива форсункой), восстанавливают до номинального значения в том
случае, если фактическое значение параметра меньше допускаемого.
Поэтому удобнее использовать допускаемое отклонение параметра,
которое равно разности абсолютных величин номинального и допускаемого значений параметра, что справедливо для случаев возрастания
и убывания параметров.
Техническое обслуживание имеет планово-предупредительный
характер. Плановый характер технического обслуживания заключается
в том, что заранее известна периодичность ТО и можно планировать
момент его проведения. Предупредительный характер технического
обслуживания состоит в том, что в последующий интервал наработки,
равный периодичности технического обслуживания, гарантируется
удержание значения параметра в области работоспособности.
Периодичность операций технического обслуживания и допускаемые значения параметров технического состояния устанавливают
на основании научно-исследовательских работ с обязательной проверкой в производственных условиях использования и хранения машин.
При этом учитывают конструктивные, технологические и эксплуатационные факторы вследствие которых происходит изменение параметров машины. Если конструктивные факторы определяются степенью совершенства конструкции машины, а технологические – качеством её изготовления или ремонта, то эксплуатационные факторы определяются условиями её использования и хранения, включая техническое обслуживание.
Под влиянием указанных факторов, особенно эксплуатационных,
изменение значений параметров технического состояния имеет слу-
12
чайный характер, т.е. даже при равной наработке каждый параметр
может иметь различные значения. Например, при наработке 75 моточасов стрела прогиба ремня вентилятора может иметь любое значение –
от 5 до 8 мм. Это обстоятельство учитывают при установлении периодичности операций технического обслуживания и допускаемых значений параметра.
Случайный характер изменения параметра в случае регламентированного технического обслуживания нередко приводит к обязательному выполнению операций, хотя техническое состояние этого не требует. В то же время проведение операций технического обслуживания
с периодическим контролем гарантирует проведение работ по восстановлению параметра только в случае их необходимости. В этом заключается преимущество технического обслуживания с периодическим контролем по сравнению с регламентированным. Оно позволяет
более полно использовать ресурс машины и обходиться без лишних
работ по регулировке, замене масел и т.д.
В связи с этим большое значение для технического обслуживания
машин приобретает техническое диагностирование – процесс определения технического состояния объектов с определённой точностью.
Результат технического диагностирования представляет собой заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта – отказа или неисправности.
Однако у трактора или сельскохозяйственной машины имеется
большое количество параметров (40...60% от общего их количества),
которые экономически нецелесообразно контролировать в процессе
эксплуатации на современном этапе развития науки и техники. К таким параметрам, например, относятся объём и загрязнённость пластических смазочных материалов в подшипниках машин. Поэтому смазывание подшипников относится к регламентированным операциям технического обслуживания.
Развитие и совершенствование методов и средств технического
диагностирования позволяют регламентированные операции заменять
операциями с периодическим контролем. Примером является перспективный метод наблюдения за изменением параметров работающего
моторного масла с использованием данных спектрографического анализа проб масла, отбираемого из картера дизеля через установленные
интервалы наработки. Спектрографический анализ масла даёт возможность определить концентрацию в масле химических элементов, образующихся в процессе изнашивания деталей и старения масел. Это позволяет установить время, когда необходимо заменить моторное масло
13
в связи с его состоянием. При регламентированной же замене моторного масла возможны случаи как преждевременной замены, так и случаи опоздания замены масла. В первом случае ресурс масла не используется полностью, а проведение операции требует излишних денежных и трудовых затрат. Во втором случае наблюдается повышенное
изнашивание деталей дизельного двигателя.
Чтобы уяснить различия между операциями технического обслуживания и ремонтными операциями, необходимо представить машину
в виде совокупности конструктивных и неконструктивных элементов.
К конструктивным элементам машины относятся те детали, характерная особенность которых заключается в наличии строго определённых
геометрических размеров. Неконструктивные элементы машины в отличие от конструктивных – это не детали, а затяжки резьбовых соединений, зазоры между деталями, смазочные материалы, лакокрасочные
покрытия, натяжения пружины, т.е. всё то, без чего из отдельных деталей нельзя собрать машину.
Техническое обслуживание машин представляет собой операции
по поддержанию работоспособности неконструктивных элементов
машин. Исключение составляют только операции по замене сменных фильтрующих элементов топливных, воздушных и масляных
фильтров, когда восстановить их работоспособность моечноочистительными операциями уже невозможно. Восстановление же
конструктивных элементов машины за счёт изменения их геометрических размеров, твёрдости материала и т.д. относится к ремонту.
В этом заключается основное отличие операций технического обслуживания от ремонтных операций. Например, по мере износа накладок ведомого диска работоспособность сцепления поддерживается восстановлением зазоров в механизме управления. Но при предельном износе накладок поддержать работоспособность сцепления
невозможно, в этом случае необходим ремонт – замена накладок (или
замена ведомого диска).
Ремонт – это комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий или их составных частей. Ремонт сельскохозяйственной техники
подразделяется на капитальный и текущий ремонты.
Капитальный ремонт – это ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению
ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей,
включая базовые.
14
Текущий ремонт – это ремонт, выполняемый для обеспечения или
восстановления работоспособности изделия и состоящий в замене
и(или) восстановлении отдельных частей.
Капитальному и текущему ремонтам подвергаются тракторы и
сложные самоходные уборочные машины (зерноуборочные комбайны), а остальные сельскохозяйственные машины – только текущему
ремонту. Капитальный и текущий ремонты представляют собой плановые ремонты по техническому состоянию.
Плановый ремонт – это ремонт, постановка на который осуществляется в соответствии с требованиями нормативной документации.
Ремонт по техническому состоянию – это плановый ремонт, при
котором техническое состояние контролируют с периодичностью и
объёмом, установленными в нормативно-технической документации, а
объём и момент начала ремонта определяют, исходя из технического
состояния изделия. Техническое состояние машины контролируют
методами и средствами технического диагностирования, которые позволяют установить не только необходимость ремонта и объём ремонтных операций, но и прогнозировать ресурс работы составных частей машины, не требующих ремонта, до очередного контроля их технического состояния. Такой вид технического диагностирования называется ресурсным диагностированием.
Значительный объём ремонтных операций при использовании
сельскохозяйственной техники связан с неплановым текущим ремонтом, назначение которого заключается в устранении последствий отказов машин в процессе их использования. Основная причина такого
ремонта – внезапные отказы. Для выяснения причин сложных отказов
используют также методы и средства технического диагностирования.
При таких ремонтных операциях обычно восстанавливают только работоспособность машины.
Современная животноводческая ферма представляет собой крупное специализированное сельскохозяйственное предприятие промышленного типа с комплексной механизацией производственных процессов. Машины и оборудование, которые применяются на этих фермах,
можно подразделить на следующие основные виды: машины и оборудование общего назначения (энергетические установки, водопровод,
отопление, вентиляция и т.п.), технологическое оборудование (кормоприготовительные машины, оборудование для машинного доения,
групповые и индивидуальные поилки для скота, стригальные агрегаты,
устройства для облучения молодняка животных и др.) и технологический транспорт (конвейеры для уборки навоза, различные кормораздатчики и т.п.).
15
Подбор машин и оборудования производится посредством точного инженерно-технического расчёта, а монтаж осуществляется в полном соответствии с техническим проектом. Выполнение комплекса
пусконаладочных работ, организация своевременного и качественного
технического обслуживания – вот основной перечень мероприятий,
обеспечивающий эффективное использование техники в целях создания оптимальных условий для содержания и обслуживания сельскохозяйственных животных.
Машины и оборудование животноводческих ферм и комплексов
должны иметь высокую надёжность, постоянную готовность и работоспособность. В процессе производственной эксплуатации должны
обеспечиваться и поддерживаться оптимальные режимы их использования в течение всего срока службы при наименьших издержках на
эксплуатацию и ремонт. Среда, в которой работают машины и оборудование животноводческих ферм и комплексов, характеризуется
большой коррозийной активностью, поэтому работоспособность и
долговечность машин и оборудования резко снижаются.
Для восстановления утраченной работоспособности и поддержания необходимого уровня надёжности машины и оборудование животноводческих ферм ремонтируют на месте их установки в технологической линии или в ремонтных мастерских (после их демонтажа на
ферме). В животноводстве наиболее эффективной является плановопредупредительная система после осмотровых ремонтов. Сущность её
состоит в планировании технических осмотров. Ремонт машин и оборудования проводят по потребности, определяемой результатами периодического ТО-2 и технического осмотра, а в межосмотровый период – наличием отказов отдельных конструктивных элементов машин.
Вид, сроки и место ремонта определяют с учётом технического состояния машин и особенностей технологического процесса на ферме,
так, чтобы не нарушалась нормальная физиологическая деятельность
животных и производственный ритм работы обслуживающего персонала фермы.
Для абсолютного большинства машин и оборудования животноводческих ферм существует один вид ремонта – текущий, во время
которого устраняют возникшие отказы и неисправности. Его выполняют путём проведения разборочно-сборочных, слесарных, сварочных,
жестяницких и других работ с заменой отдельных деталей и узлов машин. Наиболее трудоёмкий и сложный ремонт самых ответственных
агрегатов, узлов и машин в целом проводят, как правило, в центральных мастерских хозяйства или в специализированных цехах и участках
СТОЖ ремонтно-технических предприятий.
16
Специфические условия работы животноводческих ферм и комплексов, как известно, требуют, чтобы ремонтный процесс здесь строился на замене вышедших из строя узлов и деталей исправными в течение кратковременных технологических перерывов, которые, как
правило, не превышают 2…5 ч. Этому требованию в наибольшей мере
отвечает агрегатный метод ремонта техники, при котором создаётся и
более эффективно используется в хозяйствах и СТОЖ ремонтнотехнических предприятий обменный фонд дефицитных деталей, узлов
и агрегатов, резко сокращаются сроки ремонта машин.
Агрегатным методом ремонтируют машины и оборудование, конструктивные особенности которых позволяют выполнять необходимые
разъединительные работы и расчленять их на ряд отдельных агрегатов,
узлов и деталей. Неисправные агрегаты и узлы машины, планируемые
к замене и последующему ремонту в специализированных мастерских,
должны быть автономными, транспортабельными по своей массе
и габаритам, иметь невысокую трудоёмкость разъединительносборочных работ. Замене подлежат, как правило, те агрегаты и узлы,
устранение отказов у которых требует восстановления работоспособности машины на месте её установки, превышает время, затрачиваемое
на их замену.
Агрегатный метод позволяет заменять отдельные исчерпавшие
ресурс или потерявшие работоспособность агрегаты и узлы во время
кратковременных перерывов в технологических процессах на животноводческих фермах и комплексах, т.е. ремонтировать машины и оборудование по сборным элементам и обеспечивать тем самым непрерывное использование их вплоть до списания.
Экономическая эффективность агрегатного метода ремонта машин и оборудования состоит в значительном сокращении простоев
средств механизации животноводства в период их использования. Это
исключает нарушения технологических процессов и производственного ритма работы обслуживающего персонала на фермах и резко снижает потери продуктивности и заболеваемость животных, повышает
производительность труда, уменьшает удельные затраты на ремонт
машин и оборудования животноводческих ферм.
В настоящее время действует Типовое положение об организации
агрегатного метода ремонта машин и оборудования животноводческих
и птицеводческих ферм и комплексов, где изложены основные вопросы организации агрегатного метода ремонта, приводятся нормативы
времени на замену агрегатов, узлов и деталей при этом методе ремонта, номенклатура и количество агрегатов и узлов обменного фонда для
животноводческих ферм и комплексов, станций технического обслу-
17
живания и технических обменных пунктов ремонтно-технических
предприятий; коэффициенты охвата текущим и капитальным ремонтом агрегатов и узлов машин и другие справочные материалы.
1.3. СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ, ПОСТУПАЮЩЕЙ
НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
Сельскохозяйственные предприятия получают новую или отремонтированную технику, которая может находиться в различном техническом состоянии. Состояние новой техники зависит от качества
изготовления, сборки, приработки, условий хранения и транспортирования. Последние четыре фактора способствуют увеличению первоначальных различий у формально одинаковых, сошедших с одного конвейера машин. При эксплуатации различия, присущие каждому экземпляру, усиливаются.
Состояние отремонтированной техники характеризуется теми же
факторами. Однако они проявляются в большей степени, что определяется использованием в процессе ремонта деталей с уже накопленными различиями.
Из этого следует, что для машин с различным исходным состоянием
во время эксплуатации потребуется разное восстановительнопрофилактическое вмешательство через неодинаковое время. Оптимальным будет являться индивидуальное обслуживание каждого экземпляра в
целях восстановления как функциональных, так и ресурсных параметров.
На практике восстановительно-профилактическое вмешательство
считается оптимальным в том случае, если оно проведено в такие сроки и в таком объёме, которые требуются для поддержания нормальной
работы машины при условии использования ресурсов всех эксплуатационных материалов, деталей и регулировок.
Наиболее рациональным является обслуживание машины по
следующей схеме: определение потребности в техническом вмешательстве–проведение необходимых работ–контроль качества проведённых работ–исправление выявленных отклонений–испытание машины. Однако обслуживание машины по такой рациональной схеме требует решения ряда организационно-технических задач, а именно: определения времени, места и объёма работ по выявлению потребности в
техническом вмешательстве и проведению его.
В существующей системе технического обслуживания содержатся все перечисленные элементы схемы, но они как по содержанию, так
и по уровню не удовлетворяют условиям каждого хозяйства, и их возможности в значительной степени не используются. Происходит это
потому, что к диагностической, обследовательской части подходят в
18
большинстве случаев формально из-за недопонимания как технической, так и организационной её сущности.
Без творческого подхода нельзя раскрыть всех возможностей диагностирования, а такой подход возможен только при полной взаимосвязи всех элементов с конкретными условиями: машина–человек–
оборудование–хозяйство–среда.
Для определения изменения состояния машины при её эксплуатации рассмотрим кривую износа, характерную для подвижного сопряжения (изменение зазора «вал–подшипник»), как функцию от времени
работы (рис. 1).
Рис. 1. Изменение показателя состояния машины
в процессе её эксплуатации:
а – при преждевременном (кривая II) техническом вмешательстве;
б – при своевременном (кривая III) вмешательстве; 1 – приработка;
2 – нормальная эксплуатация; 3 – аварийный период;
и
исходное состояние показателя;
−пa
б
п
изменение показателя
−пв
за периоды приработки и нормальной эксплуатации
19
Здесь можно выделить три периода: приработки, нормальной эксплуатации и аварийного износа. В начальном состоянии сопряжение
имеет зазор
то за этот период изменение зазора будет равно
a . Если приработка проведена на оптимальных режимах,
п
б .
п
В таком случае аварийный износ начнётся достаточно поздно,
а эксплуатационный период будет сравнительно длинным. При большом начальном зазоре, а также при плохо проведённой приработке
эксплуатационный период может значительно уменьшиться. На продолжительность эксплуатационного периода влияют условия эксплуатации. При изменении этих условий угол наклона кривой будет меняться.
Аварийный период начинается, как правило, при определённом
значении показателя, независимо от предшествующего периода. Оптимальным моментом технического вмешательства по этому показателю будет точка перехода эксплуатационного периода в аварийный.
При этом будет использован весь ресурс сопряжения. Однако добиться
такого использования ресурса, даже зная точно значение показателя,
удаётся далеко не всегда.
Большинство элементов поступающей на сельскохозяйственные
предприятия техники обладают свойствами рассматриваемого сопряжения. Аналогичная картина (периоды 2 и 3) наблюдается и при хранении. Но всё же, при общих закономерностях, состояние каждой используемой в сельскохозяйственном производстве машины изменяется
индивидуально. Это особенно заметно при работе мобильных агрегатов в полеводстве.
Изменение состояния машины от изготовления до исчерпания ресурса представлено на рис. 2. Угол наклона всех участков варьирует в
широких пределах. Из рисунка видно, что ресурс машины, в особенности
с коротким периодом эксплуатации, может быть исчерпан при незначительном времени её эксплуатации в результате несоответствия сроков
выполнения обслуживания, хранения, транспортирования, приработки.
При анализе рис. 1 и 2 становится очевидной необходимость
включать в систему обслуживания операции, позволяющие определять
состояние машины и её отдельные показатели оперативно и без разборки, т.е. необходимость диагностирования.
В связи с усложнением многих технических систем и необходимостью обеспечения их надёжной работы возникла специальная отрасль знаний – техническая диагностика. В рамках этой науки изучаются показатели (признаки) неисправностей машин и их частей, разрабатываются методы и средства, позволяющие определить техническое
состояние машины.
20