|
Выбор и обоснование наиболее
целесообразных и достаточно эффективных ремонтно-обслуживающих работ
осуществляется, посредством системного анализа комплексного процесса
«ухудшение — восстановление» работоспособности машин. Исследование этого
нроцесра предусматривает применение основных принципов динамики систем
управления состоянием Машин и механизмов к системе человек—машина —
окружающая среда, в которой на машину непрерывно действуют определенные
возмушающие факторы и управляющие воздействия.
Процесс изменения состояния элементов машины ш связей
между ними (поведение) за цикл работй в течение "межремонтного
(доремонтного) периода под действием возмущающих факторов и управляющих
воздействий исследуется с помощью соответствующей блок-схемы ее поведения (
13).
В процессе работы на элементы машины действуют постоянно
изменяющиеся во времени возмущающие факторы, основные из которых —
механические нагрузки от внешних воздействий Рвн (тяговое сопротивление
машин-орудий, сопротивление перекатыванию и др.) и факторы внутреннего
взаимодействия элементов WBH (усилия нормального трения в механизмах,
дополнительные усилия от внутренних возмущений и т. д.). На степень
внутренних возмущений в агрегатах и узлах машин наиболее
существенное влияние оказывают технологические факторы
ремонта (первичного производства) и эксплуатационные факторы, зависящие от
условий использования машин и окружающей среды, последствия которых можно
выразить величиной дополнительных затрат средств, отнесенной к массе машины.
В то же время из-за неравноресурсности элементов в
агрегатах и узлах машин, так же как агрегатов и узлов в машине и вследствие
значительного расеецвания величины среднего ресурса, элементы машин
отказывают в случайные моменты времени при различной наработке. Поэтому и
возобновляются по исчерпании ресурса в разное время. В связи с этим
разновременное возобновление недолговечных элементов названо процессом последовательного
частичного возмещения годности машин.
Преимущество последствий, вызываемых возмущающими
факторами, над управляющими воздействиями характеризует нестабильность
состояния машин, вызывает постепенное отклонение их состояния от заданного
(старение) и в связи с этим требует применения определенных методов
регулирования состояния.
В дальнейшем характер регулирования состояния машин,
различающихся, конструктивной сложностью, будет зависеть от величины и
степени проявления возмущающих факторов и тенденций их развития.
Поддержание необходимой работоспособности в течение
амортизационного срока конструктивно простых машин, не имеющих сложных
кинематических связей, и корпусных элементов с невысокими скоростями
относительного перемещения деталей, к которым относятся современные
почвообрабатывающие, Посевные и другие подобные машины, достигается в
достаточных пределах последовательным возобновлением элементов. В механизмах
таких конструктивно простых машин внутренние возмущения возрастают
Й&значительно и поэтому не оказывают заметного влияния на
работоспособность, хотя и у них возмущения смещения отражаются на сроках
службы и качестве работ.
Блок-схема поведения конструктивно простых машин за срок
службы ограничивается параметрами состояния £1, S's, Sv,
обеспечивающими требующиеся характеристики работоспособности.
Параметры состояния Е\у S'sf Sv блок-схемы поведения
конструктивно сложных мапйш, на работоспособность которых внутренние
возмущения оказывают более существенное влияние, являются лишь
промежуточными. Развивающиеся в агрегатах и узлах таких машин внутренние
возмущения приводят их в неработоспособное состояние гораздо раньше
амортизационного срока. В связи с этим физический износ наступает раньше морального.
При этом применение методов последовательного возобновления элементов не
обеспечивает достаточного поддержания работоспособности, так как
послеремонтный ресурс замененных узлов и агрегатов, так же как и деталей в
агрегатах и узлах при высоких значениях внутренних возмущений, уменьшается.
Следовательно, характер регулирования состояния машины
определяется интенсивностью внутренних возмущений в ее механизмах и системах,
величину которых следует оценивать некоторыми объективными показателями. Пока
же из-за отсутствия достаточно обоснованных методов таких оценок характер
регулирования состояния машин определяется показателями надежности и
проверкой состояния элементов разобранной машины путем дефектовки.
Поддержание работоспособности в течение срока службы
конструктивно сложной машины на достаточном уровне обеспечивается контролем,
при некоторой наработке отклонения размеров, формы и положения ее элементов
от исходных параметрбв и применения соответствующих ремонтных воздействий по
поддержанию этих параметров в пределах допустимых значений. Такой
индивидуальный контроль состояния машины проводится в наиболее целесообразный
момент, определяющийся необходимостью замены достаточно большого числа
утративших работоспособность основных элементов. Контроль состояния и замены
элементов, параметры которых не соответствуют допустимым значениям, назван
единовременным частичным возмещением годности машины. При этом наряду с
заменой непригодных к использованию недолговечных элементов устраняют дефекты
в корпусных и базовых деталях, порождающие появление и развитие внутренних
возмущений в агрегатах и узлах машин.
Единовременное частичное возмещение годности машины или
ее агрегата производится таким управляющим воздействием, как введение новых
(восстановленных) элементов Eq, сопровождающееся прямыми и косвенными
затратами труда Тпр и затратами овеществленного труда, денежное выражение
которых представляет собой себестоимость ремонта.
В процессе единовременного возмещения годности на машину
действуют возмущающие факторы, величина которых зависит от технологического
уровня ремонтного производства К\ и определяет значения выходных параметров
состояния машины: ее элементов Е"., связей строения ~S"s и связей
состояния.
Наличие такой зависимости предопределяет необходимость
принятия мер по ослаблению влияния неблагоприятных факторов путем
совершенствования технологии ремонта, что позволяет улучшать выходные
параметры состояния машины.
Вместе с этим для организации машиноиспользования степень
возобновления работоспособности машины при единовременном частичном
возмещении ее годности должна оцениваться количественно отношением значений
выходных (Е'\ S"s, и входных параметров Практическая реализация таких
оценок потребовала разработки определенных методов с применением специальных
испытаний.
Высказанные теоретические предпосылки в отношении
необходимости применения различных методов частичного возобновления годности
машин (последовательного и единовременного) подтверждаются практикой
машиноиспользования. Анализ применяемых ремонтно-обслуживающих воздействий
показывает, что процессы возобновления элементов, осуществляемые по мере
наработки машины, Неодинаковы по своему содержанию и методам выполнения. Для
раскрытия сущности их обратимся' к графическому примеру. В силу разной
величины ресурса составных частей элементы каждой конструктивно сложной
машины подразделяются на сменяемые и несменяемые. К последним относятся
базовые, корпусные и некоторые другие, детали с низкой интенсивностью
напряженности, которые используются в течение всего срока службы машины. В
свою очередь, сменяемые элементы в зависимости от срока службы подразделяются
на долговечные и недолговечные, хотя это деление
весьма условно, так как зависит в значительной мере от
условий работы дёталей и интенсивности их напряженности. Таким образом,
элементы машины можно, подразделить на три группы, процесс возобновления
каждой из которых имеет свои характерные особенности. Составные части машины,
разделяемые по величине ресурса элементов, схематически представлены на
рисунке 14. В точке 0 рисунка элементы машины имеют исходное состояние.
Реализация ресурса элементов каждой группы сменяемых недолговечных и
долговечных, а также несменяемых элементов.происходит в зонах I, И, III.
Возобновление сменяемых недолговечных элементов машины,
реализация ресурса которых происходит в I зоне, производится в течение всего
периода ее использования в разное время. Эти элементы'заменяются в основном
по мере исчерпания ресурса. Ремонтные воздействия, производящиеся на участке
АБ, характеризуют число остановок машины, а также количество и стоимость
элементов Ет, которые возобновляются полностью или почти полностью в
натуральной форме.
Сменяемые долговечные элементы, ресурс которых реализуется
во II зоне, возобновляются единовременно и полностью. Критерий возобновления
этих элементов—величина допустимого износа и определятся не исчерпанием
ресурса, а величиной остаточного ресурса, если она недостаточно высока.
Величина предельного состояния элементов этой группы определяется ординатой
BBi, Следовательно, зона БВБ отражает величину недоиспользованного ресурса
долговечных элементов. Несменяемые элементы, составляющие оставшуюся часть
машины, замене, как правило, не подлежат (реализация их ресурса определятся
III зоной). Однако элементы этой группы также могут быть с дефектами и
возобновляться, частично После несложного ремонта, что соответствует участку
Б1Б2 (утрата поверхностями разъема свойств плоскостности, износ и нарушение
внутренней резьбы, залом шпилек, забоины, заусенцы й т. д.).
В связи со сложностью процесса ухудшений работоспособности
машины возобновление ее элементов, обеспечивающее наиболее высокие
технико-экономи- «ческие показатели использования, производится с помощью
различных совершенно самостоятельных, хотя и взаимосвязанных наиболее
целесообразных и эффективных способов последовательного и единовременного
возмещения годности. Каждый из них, применись в зависимости от наработки и
состояния элементов машины, требует определенных условий и технического
уровня ремонтно-обслуживающего производства и методов организации работ, а
также соот- ветствующей\этим методам технологии. Если первый способ
возмещения гбдности машин предусматривает минимум затрат времени и средств на
восстановление недолговечных элементов за счет максимального использования их
ресурса, то второй — улучшение технико-экономических показателей работы машин
путем обеспечения высокой долговечности и безотказности их элементов. Поэтому
восстановление работоспособности машин в зависимости от применяемого способа
возобновления элементов основано на различных критериях выбраковки и
допустимых износах.
Различные технические требования предъявляются и к
состоянию машин и их агрегатов после выполнения ремонтных операций: при
последовательном возобновлении элементов предусматривается частичное
восстановление ресурса машины, в основном восстановление ресурса отдельных
элементов, при единовременном — полное или почти полное восстановление
ресурса и исходных показателей надежности машины.
Употребление терминов последовательного и единовременного
возмещения годности машин не противоречит установленному ГОСТом понятию
текущих и капитальных ремонтов. Их применение вызвано необходимостью более
глубокого раскрытия сущности процессов, связанных с ухудшением и
восстановлением работоспособности машин.
На основе анализа процесса ухудшения —, восстановления
работоспособности машин представилось возможным показать недопустимость
единого подхода к восстановлению их работоспособности по мере наработки,
исходя из технико-экономических предпосы
лок машиноиспользования. С помощью этого аналиаа выявлены
принципиальные различия в содержании и организации работ при выполнении
текущих и капитальных ремонтов. Показана необходимость создания многозвенной
ремонтно-обслуживающей. базы для выполнения этих работ с разным назначением и
техническим уровнем производства, критерии которого могут быть получены в
результате анализа содержания ремонтно-обслуживающих работ. Наконец,, анализ
процесса ухудшения — восстановления работоспособности машин позволил
выдвинуть в качестве одной из важнейших проблем машиноиспользования проблему
изыскания методов и средств обеспечения своевременной замены недолговечных
элементов путем оцелки их состояния по прямым или косвенным показателям, а
также прогнозирования поведения элементов машин в зависимости от их
исходного- состояния и условий эксплуатации, позволяющих .определять величину
их ресурса.
|