Файл: Смирнов, В. И. Строительные машины учебник.pdf

I

Глава 29

НАДЕЖНОСТЬ И СИСТЕМА ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОГО РЕМОНТА МАШИН

§29-1. Основные понятия и определения

Впроцессе эксплуатации машины ее техническое состояние изменяется, т. е. с течением времени изменяются эксплуатацион­

ные показатели или свойства машины.

Состояние машины, при котором она способна выполнять за­

от условий эксплуатации в определенных допустимых пределах. Примером этого является снижение на 20—25% производитель­

Когда отклонения свойств превосходят установленные пределы (например, при перерасходе двигателем моторного масла в два и более раз), возникает необходимость в восстановлении работо­ способности. Здесь мы имеем дело с важными понятиями надеж­ ности машшг (ГОСТ 13377—67) как функции времени ее эксплуа­ тации.

в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Надежность машины обусловливается безотказностью, ре­ монтопригодностью, сохраняемостью и долговечностью.

Б е з о т к а з н о с т ь — свойство машины сохранять работо­ способность без вынужденных перерывов пли остановок в течение определенного времени. Безотказность характеризуется временем наработки на отказ, интенсивностью отказов и вероятностью без­ отказной работы машины.

Р е м о н т о п р и г о д н о с т ь — свойство машины, заключаю­ щееся в ее приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов путем проведения технического обслуживания и ремонта. Этот показатель имеет количественную характеристику, выражающуюся в трудозатратах на ремонт машин.

С о х р а н я е м о с т ь — свойство машины сохранять свои пока­ затели при длительном хранении в течение требуемого промежутка ' времени.

4 6 3

Д о л г о в е ч н о с т ь — свойство машины сохранять работо­ способность до предельного состояния с необходимыми переры­ вами для технического обслуживания и ремонта. Под предельным состоянием при этом понимается такое состояние машины, когда ее дальнейшая эксплуатация экономически нецелесообразна или технически небезопасна (невозможна). Таким образом, под долго­ вечностью понимают срок службы машин до списания при перио­ дическом восстановлении их работоспособности. В связи с этим различают физическую, экономическую и моральную долговеч­

ность.

Физическая долговечность характеризует срок службы до отка­ зов, появляющихся в базовых сопряжениях машины, когда нару­

т. е. определяет срок службы машины до капитального ремонта. Моральная долговечность машин представляет собой сложную,

экономическую категорию, которая связана с обновлением основ­ ных фондов общественного производства. В первом приближении можно считать, что моральная долговечность равна сроку службы машины до списания или амортизационному сроку службы.

Учитывая, что физическая долговечность машины в среднем со­ ставляет 3—4 года эксплуатации, а амортизационный срок службы этой же машины равен 1 0 — 1 2 и более годам, то задачей эконо­ мической долговечности является установление экономически целесообразного количества восстановлений машины.

Отказы в машинах бывают внезапные и постепенные. Первые являются результатом недостатков', имеющих место при проекти­ ровании, изготовлении или применении машины, а также след­ ствием других объективных неизученных причин, которые носят случайный характер.

Предусмотреть появление случайных отказов в машинах можно на основе теории вероятностей путем обработки большого коли­ чества статистического материала но отказам машин данной марки. Постепенные отказы в строительных машинах нарастают медлен­ но, природа их объясняется в основном действием сил трения в подвижных сопряжениях и на рабочих органах при взаимодей­ ствии с обрабатываемым материалом, вызывающих изнашивание деталей.

Под изнашиванием понимают сложный процесс взаимодействия деталей между собой или средой, выражающийся в постепенно нарастающих разрушениях деталей и приводящий к изменению их формы, размеров и структуры материала. Износ — результат изна­ шивания. Он проявляется в изменении формы, размеров деталей или снижении их физико-механических свойств: прочности, упру­ гости, усталости и др. Различают механическое, молекулярно­ механическое н коррозионно-механическое изнашивание.

Основным видом изнашивания деталей строительных машин является м е х а н и ч е с к о е и з н а ш и в а н и е , которое представ­

4 6 4

ляет собой истирание и эрозию контактирующих поверхностей фиксированными, свободными и шаржированными частицами. К этому же виду относятся пластические деформации и течение металла в зонах микроконтакта, где давления достигают несколь­ ких тысяч килоньютонов на 1 м2. Хрупкое разрушение поверх­ ностей от контактной усталости при трении качения или выкраши­ вания металла при трении скольжения и разрушение поверхностей при кавитации являются разновидностями механического изна­ шивания.

Абразивный износ как результат механического изнашивания представляет собой разрушение структуры металла твердыми частицами кварцита, а также отделенными от структуры части­ цами цементита, твердых карбидов и мартенсита, твердость кото­ рых выше • твердости металла.

Этому виду износа подвержены детали рабочих органов, ходо­ вой части, трансмиссии и даже детали цилиндр-поршневой группы двигателей. Поэтому разборка и ремонт ответственных сопряже­ ний и узлов (двигателей, распределителей, плунжерных насосов, подшипников и т. д.), а также заправка маслом гидросистем на открытом воздухе не допустимы, так как абразивные частицы, имеющие размеры десятые и сотые доли миллиметра, проникая в сопряжения, ускоряют их разрушение.

Абразивный износ деталей прямо пропорционален удельному давлению и пути трения и обратно пропорционален твердости по­ верхности. Наибольшей сопротивляемостью абразивному ■износу обладают марганцовистые стали, из которых, как правило, изго­ тавливают детали рабочих органов машин: ковши, отвалы, зубья, ножи, дробящие плиты и пр.

Зная закономерности естественного изнашивания, можно про­ гнозировать моменты наступления постепенного отказа.

Как показали исследования профессоров В. Д. Кузнецова, А. К. Зайцева, В. И. Казарцева п других, зависимость износа де­ талей от времени выражается кривой (рис. 29-1), которая имеет три характерных участка.

Участок ОА характеризует интенсивный износ деталей, напри­ мер вала, в период приработки; АВ определяет процесс равномер­ ного изнашивания в процессе работы детали; ВС свидетельствует о начале форсированного изнашивания вследствие перехода вели­ чины износа за максимально допустимый предел. При продолже­ нии работы детали может наступить аварийное разрушение или будет происходить бесполезная трата энергии.

Если обратиться к работе двух деталей, составляющих сопря­ жение вал—подшипник, то кривая износа подшипника ОАп„ф будет иметь те же участки, срок службы которых от начального Хнач до максимального Smax зазора определит физическую долговеч­ ность этого сопряжения тф, т. е. срок службы сопряжения.

Трущиеся детали узлов машины имеют разную долговечность, так как скорость изнашивания различных деталей определяется многими факторами, а максимально допустимые износы неодина­ ковы.

В каждой машине можно выделить четыре группы деталей. Детали первой группы имеют наибольшую скорость изнашивания

Детали третьей группы характеризуются медленной скоростью изнашивания, работа их происходит в более благоприятных усло­ виях (закрытые масляные ванны, постоянство зацепления, высо­ кая прочность корпусов редукторов), что определяет срок службы до капитального ремонта машины — физическую долговечность машины в целом.

Четвертая группа деталей машины представлена ее несущими конструкциями, рамами, мостами, блоками, картерами. Износ этих деталей незначительный, вес составляет 60—80% от веса всей машины. Срок службы, как правило, определяет амортизационный срок службы машины.

Различные сроки службы деталей требуют периодического воз­ действия на машину: осмотра, крепления, смазки, регулировки, замены негодных деталей и узлов для обеспечения ее работоспо­ собности. Это и предопределяет необходимость системы планово­ предупредительного обслуживания и ремонта машин, введенной в нашей стране в 1930-х годах по инициативе акад. Е. А. Чудаковат.

466

§29-2. Система планово-предупредительного обслуживания

иремонта (ППР) машин

Система ППР представляет собой совокупность организацион­ ных, технических и технологических мероприятий, обеспечиваю­ щих поддержание машин в работоспособном состоянии, сокра­ щающих время пребывания машин в ремонте и затраты на их выполнение.

Эта совокупность включает технические обслуживания и ре­ монты, при этом техническое обслуживание машины выполняется в запланированные сроки в принудительном порядке, ремонт про­ изводится по потребности и объем его определяется в процессе проведения технических обслуживаний.

Межремонтным циклом в системе называется время работы машины в часах от ввода ее в эксплуатацию до капитального ремонта или между двумя очередными капитальными ремонтами.

Инструкцией по проведению ППР строительных машин (СН-207—68) предусмотрены следующие мероприятия системы:

—ежесменное обслуживание (ВО);

—техническое обслуживание (ТО);

—текущий ремонт (ТР);

—капитальный ремонт (КР). •

Каждое последующее мероприятие включает в себя работы низшего, и потому, чем выше мероприятие, тем больше его трудо­ емкость.

Важнейшим мероприятием системы является техническое об­ служивание.. Оно представляет собой комплекс мероприятий, на­ правленных на предупреждение преждевременного износа сопря­ жений и деталей путем своевременного выявления возникающих дефектов и проведения регулировок, крепежных работ, смазки и замены (восстановления) деталей.

В состав ежесменного обслуживания, выполняемого экипажем машины, входят работы по подготовке машины к передаче оче­ редной смене и смазке, а также контрольно-осмотровые опера­ ции, имеющие целью проверить общее состояние машины, исправ­ ность рабочих органов, ходовой части, тормозов, канатов, электро­ оборудования, систем управления, сигналов и освещения, а также опробование машины вхолостую либо под нагрузкой (например, для кранов — подъем контрольного груза).

Техническое обслуживание, проводимое периодически через определенное количество часов работы (для экскаваторов через 120—150, кранов— 120—250, бульдозеров — 240, бетоносмесите­ лей— 150 и выполняется специалистами пункта технического об­ служивания или бригадой подвижных средств. Оно включает сле­ дующие работы:

—внешний уход за машиной (чистка, мойка, окраска);

—контроль технического состояния и диагностику всех узлов, агрегатов, приборов и рабочего оборудования;