Файл: Кальницкий Я.Б. Самоходное погрузочное и доставочное оборудование на подземных рудниках.pdf

Безотказность — свойство машины (механизма, узла, детали) непрерывно сохранять работоспособность в определенных условиях

новлению ее работоспособности предупреждением, обнаружением и устранением отказов методами технического обслуживания и ре-

. монта.

Долговечность — «свойство горной машины (оборудования) со­ хранять работоспособность до предельного состояния с необходи­ мыми перерывами для проведения технического обслуживания и ремонтов» [41].

Важным свойством при хранении и транспортировании машин, запасных узлов и частей является- сохранность — способность со­ хранять исправность в течение определенного промежутка време­ ни в определенных условиях хранения и перевозки.

Для правильной оценки надежности самоходных машин ниже приведены некоторые термины надежности согласно ОСТ 24.080.01.

Равнопрочность — состояние узлов и деталей машины, при ко­ тором напряжения в них равны для данных условий эксплуатации.

Равноизносность — свойство узлов и деталей машин иметь рав­ ную интенсивность износа (один и тот же срок службы).

Неисправность — состояние машины, при котором она не соот­ ветствует хотя бы одному из требований технической документа­ ции. Различают неисправности, вызывающие и не вызывающие отказы.

Отказ — событие, приводящее к нарушению работоспособности машины (механизма, узла, детали и т. п.). Классификация отказов подробно рассмотрена в работах [49, 53]. В работе Г. С. Рахутина [53] предложено анализировать отказы по следующим основ­ ным группам признаков: влияние на безопасность работы, харак­ тер устранения неисправностей, причины и время возникновения отказов, влияние на работу главной машины комплекса, возмож­ ность последующего использования элементов.

Все отказы делят на две группы: внезапные (мгновенные) и постепенные (износовые).

Внезапные отказы являются случайными и вызываются скачко­ образным и внезапным изменением параметра. Причинами этих отказов чаще всего бывают дефекты изготовления машин или не­ правильные приемы управления ими во время эксплуатации. Так, внезапным отказом погрузочной машины ПНБ-ЗК чаще всего яв­ ляются порывы конвейерной цепи, излом зуба звездочки приводной головки, прорыв масла в гидросистеме; внезапные отказы экскава­ тора ЭП-1: излом проушин крепления ковша к головке рукояти, заклинивание каната в ковшовом блоке.

Постепенные (износовые) отказы вызываются обычно износом или цикличной усталостью узлов и деталей машины. Такие отка-;

2 6 3

зы зависят от длительности и условий эксплуатации; точности из­ готовления деталей, качества их термической обработки и приме­ няемых металлов; качества и периодичности ремонтов;' уровня технического обслуживания. В результате продолжительной, рабо­ ты и постепенных износов меняются параметры деталей и их усталостная стойкость, выше допустимых пределов увеличиваются зазоры в местах сопряжения деталей и машина перестает нор­ мально работать.

Все изделия подразделяют на восстанавливаемые и невасстанавливаемые. Восстанавливаемые изделия после возникновения отказов могут быть восстановлены (навариванием изношенных поверхностей погрузочного стола погрузочной машины, реставра­ цией деталей и узлов) и возвращены в эксплуатацию. Невосстанавливаемые детали и узлы при возникновении отказа не мо­ гут быть восстановлены в процессе эксплуатации (например, звено гусеничной цепи, канат экскаватора). Многие зубчатые передачи, валы и металлоконструкции не восстанавливают, так как это экономически невыгодно.

Теория надежности изучает законы возникновения отказов ма­ шин, комплексов и элементов; разрабатывает методы расчета и оценки надежности; определяет наиболее эффективные средства и пути повышения надежности. С помощью этой теории, используя оценочные признаки, называемые критериями надежности, разра­ батывают требования к надежности вновь создаваемых машин, сравнивают машины и комплексы, рассчитывают срок службы уз­ лов и деталей, устанавливают необходимое количество запасных частей и резервного оборудования. Надежность оценивают как по качественным, так и по количественным признакам, называемым характеристиками надежности.

Так как надежность комплексов и машин зависит от многих факторов (количества и качества изготовления узлов и механиз­ мов, степени отработанности конструкции, характера нагрузок, условий эксплуатации, совершенства обслуживания и ремонта), большинство из которых являются случайными, ее оценивают ста­ тистически, с применением основного математического аппарата — теории вероятности и основного метода — статистического. Кро­ ме того, в последнее время для исследования надежности стали привлекать сравнительно новую область теории вероятности — тео­ рию массового обслуживания.

Самоходные машины и комплексы при расчете их надежности рассматривают как систему, а их детали, узлы и механизмы — как элементы расчета надежности этой системы. Элементом расчета надежности называют деталь, узел, агрегат, машину, количествен­ ные характеристики которых самостоятельно учитывают при рас­ чете надежности сложных систем. Так, при расчете надежности забойного комплекса каждая из входящих в него -машин будет элементом расчета, при исследовании надежности отдельных ма­ шин элементами расчета будут их узлы и детали.

2 6 4

§ 2. Характеристики надежности

Перемонтируемые (иевосстанавливаемые) и ремонтируемые изделия имеют различные количественные характеристики надеж­ ности. Наиболее распространенными характеристиками надежно­ сти для первой группы изделий являются: вероятность безотказной работы, частота отказов, интенсивность отказов, среднее время безотказной работы.

Вероятность безотказной работы Р (t) — вероятность того, что при работе невосстаиавливаемых изделий за заданный промежу­ ток времени (или в пределах заданной наработки) не произойдет ни одного отказа.

Частота отказов — отношение числа отказавших изделий в единицу времени к числу изделий, первоначально установленных

изделий в единицу времени к среднему числу изделий, исправно продолжающих работать в данный отрезок времени, при этом от­ казавшие, образцы не восстанавливаются и не заменяются.

Среднее время безотказной работы из статистических данных определяется по формуле

No

Рассмотрим характеристики надежности ремонтируемых изде­ лий. Очевидно, каждый из критериев надежности будет иметь свои количественные характеристики [52, 57].

Безотказность изделия характеризуется вероятностью безотказ­ ной работы, средней наработкой на отказ, средней частотой отка­ зов и различными коэффициентами.

Ремонтопригодность характеризуется коэффициентами готов­ ности, вынужденного простоя и технического использования, ко­ эффициентом профилактики, средним временем восстановления, удельной трудоемкостью капитального ремонта, удельной стои­ мостью восстановления и текущих ремонтов, а также удельной стоимостью капитального ремонта. Для узлов и деталей вводят некоторые дополнительные коэффициенты (коэффициент отказов элементов, относительный коэффициент отказов элементов, коэф­ фициент расхода элементов, коэффициент относительных простоев, коэффициент стоимости эксплуатации и другие).

Долговечность характеризуется сроком службы и ресурсом. Средняя наработка на отказ — среднее арифметическое время

безотказной работы изделия между соседними отказами

2 6 5

где t\, t'2 , tn, ti — время безотказной работы соответственно до пер­

изделий в единицу времени к числу эксплуатируемых изделий при

тервал времени.

Коэффициент готовности Кг — отношение суммарного времени безотказной работы Тg к сумме времени исправной работы и ре­ монтов Гр, определенных за один и тот же срок (обычно смена, ■сутки); выражает долю времени исправной работы по отноше­ нию к суммарному времени работы и ремонтов (здесь учиты­ ваются только внеплановые ремонты):

для отдельных машин

Коэффициент технического использования Кц показывает, ка­ кую долю общего времени простоя и работы машина находится в состоянии готовности к работе:

для отдельных машин

К« = Тс -I- Т р + ТП (35)

,266