Файл: Смирнов С.А. Эксплуатационная надежность машин.pdf

машины. Частные сроки службы важнейших лимита рующих узлов или групп деталей должны быть согла­ сованы с общим дроком службы всей машины или установки (работает до конца и не требует ни ремон­ та, ни замены; или один-два раза заменяется, а до замены, возможно, один-два раза ремонтируется, т. е. исправляется и т. д.).

Назначение общего срока службы различнымгруппам машин с учетом темпов и перспектив разви­ тия данной отрасли, а также интенсивности использо­ вания' машин (в одну, две или три смены) является важнейшей задачей для экономистов и инженеров, но, к сожалению, задачей почти не разработанной, которой до настоящего времени не уделялось долж­ ного внимания.

Частные сроки службы и межремонтные периоды отдельных деталей и узлов машины. В настоящее вре­ мя при созданий машин проектируют рабочие и тех­ нологические процессы, геометрию, кинематику и ди­ намику машины, а также ее прочность и технологию изготовления деталей и сборки машины. Не проекти­ руют, как :правило, эксплуатационный цикл и в со­ ставе его ремонтную схему из-за отсутствия норма­ тивных материалов по срокам службы и межремонт­ ным периодам отдельных деталей и узлов. Поэтому ни проектировщики, ни эксплуатационники не могут сказать, сколько машина будет служить, когда и что в ней надо заменять или ремонтировать. Устанавли­ ваемый некоторыми заводами так называемый гаран­ тированный моторесурс является произвольной вели­ чиной и не отражает истинную картину.

При таком положении дела в эксплуатации невоз­

10

можно обоснованно планировать ремонты машины во времени, планировать и изготовлять сменно-запасные детали и узлы, а также производить подготовку ре­ монтного производства как одну из основ эффектив­ ности работы. Все это и приводит к огромным поте­ рям при эксплуатации машин, что подтверждено вы­ шеприведенными примерами.

Существенное уменьшение этих потерь при экс­ плуатации может быть достигнуто повышением на­ дежности и улучшением качества, для чего надо про­ ектировать еще при создании машины или установки ее эксплуатационный цикл и в составе его — ремонт­ ную схему.

Высокое качество и надежность изделия заклады­ вает конструктор, проектировщик. Если это не сделано, то бывает трудно, а часто и невозможно исправить ошибку, допущенную конструктором или технологом.

Ремонтную схему машины или установки можно создать еще при проектировании, если известны част­ ные сроки службы и межремонтные периоды деталей

иузлов. Практическим результатом научно-исследо­ вательской работы в области изучения износов ма­ шин и должна явиться разработка расчетных норм сроков службы и межремонтных периодов деталей и узлов, которые конструктор мог бы использовать на­ ряду с нормами прочности при проектировании новых машин, а эксплуатационник при составлении ремонт­ ных схем для машин, уже находящихся в эксплуата­ ции. В дальнейшем по мере развития науки о трении

иизносах в машинах, вероятно, представится воз­ можным определять сроки службы и межремонтные периоды деталей и узлов из уравнения, связывающего

11

образно ни с конструктивной, ни с экономической то* чек зрения, и машины будут проектироваться на основе принципа равно- и кратноизносности, т. е. в них некоторые детали, и узлы проработают без за­ мены и ремонта весь срок службы машины, а неко­ торые будут заменяться или ремонтироваться по не­ скольку раз. Это иллюстрируется следующей схемой:

На схеме верхняя горизонтальная линия изобра­ жает в каком-то масштабе весь срок службы машины (в часах, в годах, в сезонах или в навигациях, в обо­ ротах, в тоннах переработанной продукции, например, для подъемно-транспортных машин, в километрах пробега й т. д.). Здесь могут, быть самые различные показатели-измерители, наиболее удобные в конкрет­

ных случаях.

'Деталь или узел № 1 будет равноизносна с ма­ шиной или установкой, т. е. она не потребует ни

13

ремонта, ни замены. Деталь или узел № 2 за время службы машины или установки один раз будет за­ менена (обозначено двумя вертикальными черточка­ ми), т. е. кратноизносность этой детали по ее сроку службы будет равна двум. Деталь или узел № 3 за время службы машины или установки один раз будет заменена (обозначено двумя вертикальными черточ­ ками) и до замены один раз отремонтирована, ина­ че — исправлена проточкой, шлифовкой, перетяжкой подшипников для уменьшения зазора или заменой вкладышей с той же целью и т. д. (на схеме обозна­ чено одной вертикальной черточкой), т. е. кратность этой детали по сроку ее службы равна двум, так же, как и детали № 2, а кратность этой же детали по ее межремонтному периоду будет равна четырем. Крат­ ность детали или узла № 4 по ее сроку службы равна четырем, детали или узла № 5 по сроку службы — четырем, по ее же межремонтному периоду — восьми и т. д.

Если взять даже такую современную и в общем-то хорошую машину, как трактор Кировского завода К-700, то и для этой машины принцип равно- и кратноизносности выдержан лишь частично. При общем сроке службы трактора 6000 часов срок службы дви­ гателя составляет 3000 часов и, следовательно, крат­ ноизносность, равная двум, соблюдена; однако через 2000 часов требуется замена поршневых колец, что не обеспечивает кратности в отношении срока службы двигателя (3000 часов) и его поршневых колец (2000 часов). При сроке службы ходовых механиз­ мов, равных 4000 часам, также не соблюдается крат­ ность с общим сроком службы трактора (6000 часов).

14

Если сравнить между собой два вида расчетов, которые наряду с другими Должны производиться при проектировании машин — расчет на прочность и расчет на износ (на заданные сроки службы и меж­ ремонтные периоды), то в части первого в идеале можно говорить о принципе равнопрочности, а в ча­ сти второго — о принципе равно-'и кратноизносности.

Принцип равнопрочности предполагает во всех элементах всех деталей наличие напряжений, равных допускаемым для данных условий работы. В реаль­ ных машинах вомногих случаях приходится отсту­ пать от идеального принципа равнопрочности по кон­ структивным соображениям, по технологическим воз­ можностям и по ряду других причин, например, часто размеры детали определяются не прочностью, а жест­ костью и т. д. Однако, чем ближе реальная машина: отвечает идеальному принципу равнопрочности, тем, она совершеннее с точки зрения меньшего веса, мате-! риалоемкости и, в конечном счете, стоимости.

Принцип равно- и кратноизносности предполагает полную амортизацию важнейших деталей и узлов. Так, если общий срок службы машины 10 лет, то деталь или узел с частным сроком службы, например, 8 лет, не приемлемы, потому что вторая деталь или узел, заменившие первую через 8 лет, будет работать только два года и, следовательно, будет амортизиро­ вана не на 100 процентов, а на 25 процентов, что по­ влечет за собой большие потери от неполного исполь­ зования. При частном сроке службы детали или узла, допустим, 5 лет, за полный срок службы машины, равный 10 годам, полностью амортизировались бы две детали или два узла.

15

Рассмотрим ремонтную схему машины, составлен­ ную: еще при проектировании,; когда этой машине на основе технико-экономических соображений был на­ значен общий срок службы 16лет. Тогда в состав ее, .согласно принципу равно- и кратноизносности, должны входить детали и узлы, имеющие сроки служ­ бы и межремонтные периоды, определяемые следую­ щим рядом чисел, выражающих сроки службы и меж­ ремонтные периоды в годах:

Как видим, мы получили число, характер и оче­ редность категорий ремонта, причем здесь четыре ка­ тегории ремонта.

I — ремонтируются или заменяются узлы и де­ тали, “имеющие сроки службы и межремонтные перио­ ды,: равные одному году;

II — ремонтируются или заменяются узлы и де­ тали, имеющие сроки службы и межремонтные пе­ риоды, равные одному и двум годам, причем первые второй раз ремонтируются или заменяются;

III.— ремонтируются или заменяются узлы и де­ тали, имеющие сроки службы и межремонтные перио­

16

тали, имеющие сроки службы и межремонтные перио­ ды один год (восьмой раз), два года (четвертый раз), четыре года (второй раз) и восемь лет (первый раз).

Из полученного ряда некоторые числаможно исключить, тогда число категорий ремонта и их ча­ стота уменьшатся. Не приемлемы по условиям экс­ плуатации ежегодные ремонты, и мы можем усилить конструктивно или технологически узлы и детали* имеющие сроки службы и межремонтные периоды, рав­ ные одному году, и повысить их до двух лет. Для при­ мера можно из ряда исключить четверку, усилив или ослабив соответствующие детали и узлы и сделав, следовательно, их сроки службы и межремонтные пе­ риоды соответственно восемь или два года. Тогда получим новый ряд

|Т|->2ч-| 4 1-*8, 16»2, 8 и 16 лет,

для которого можно составить следующую ремонт­ ную схему машины:

Здесь имеем уже не четыре,- а только две катего­ рии ремонта:

П

I — ремонтируются или .заменяются узлы и детали, имеющие сроки службы и межремонтные периоды два года;

II — ремонтируются или заменяются узлы и де­ тали, имеющие сроки службы и межремонтные перио­ ды два года и восемь лет.

Таким образом, на основе принципа равно- и кратнойзносности мы получаем число, характер и очеред­ ность (периодичность) категорий ремонта, причем конструктор, назначая желаемые сроки службы и межремонтные периоды отдельным деталям и узлам, может получить нужную ремонтную схему, отвечаю­ щую требованиям эксплуатации и экономической це­ лесообразности.

Составленная еще при проектировании ремонтная схема машйны может служить основой научной орга­ низации ремонтного производства (машиноремонта), потому что она дает все, что необходимо для прове­ дения планово-предупредительного ремонта (ППР) в полной мере по любой системе: становится известным, какие сменно-запасные части, в каком количестве и к какому сроку нужны.

Одновременно с составлением ремонтной схемы еще при проектировании машины возникает интерес­ ная, чисто конструкторская компоновочная задача: надо так скомпоновать машину из деталей и узлов, чтобы при проведении более низкой категории ре­ монта не подвергались разборке узлы и детали, ко­ торые должны ремонтироваться или заменяться при более высокой категории ремонта.

При составлении ремонтной схемы и при компо­ новке машины, вероятно, придется по этим сообра­

18