Виды ремонтных работ

Для восстановления работоспособности и создания условий для замедления процессов старения применяются разнообразные виды ремонта и ТО, классификациякоторых приведена на рис. 168. Основу любой системы ремонтасоставляют периодические плановые ремонты, которые производятся через равные, заранее назначаемые промежутки времени.Такую систему часто называют планово-предупредительнымремонтом (ППР). Текущие плановые ремонты неодинаковы посодержанию. Их обычно подразделяют на малые (текущие) исредние (станки и технологическое оборудование); ТО и среднийремонт (автомобили); регламентные работы, профилактическийи средний ремонты (самолеты) и др.

Последним основным ремонтом в цикле является капитальный
ремонт, при котором ставится задача полного восстановления работоспособности машины. Часто капитальный ремонт совмещается
с модернизацией машины, когда повышаются или изменяются ее
технические характеристики.Время до капитального ремонта машины, выраженное обычнов отработанных часах, называется длительностью ремонтногоцикла Т_к, а время между двумя последовательно проведеннымиремонтами Т₀ — межремонтным периодом (ГОСТ 18322—73).Число периодических ремонтов kв каждом цикле равно

Ресурс машины до капитального или текущего ремонтов
определяется требованиями к ееосновным параметрам и объемом ремонтных работ,одной из характеристик которого являются относительныеремонтные потери z. Выбор оптимальной длительности межремонтного периода и соответственно ремонтного цикла является одной изосновных задач при построениирациональной системы ремонта.В промежутках между периодическими ремонтами осуществляется межремонтное обслуживание машины, основная целькоторого заключается в предупреждении отказов и ликвидации последствий недопустимых
отказов. Межремонтное обслуживание включает периодические заранее планируемые осмотры машины, при которых производятся профилактическиемероприятия (смазка, регулировка, очистка машины), диагностика состояния основныхузлов и нетрудоемкий ремонт.Кроме того, поскольку существует вероятность отказа отдельных элементов и узлов машины,производится межремонтноеобслуживание по потребности.Такой вид межремонтного обслуживания необходим при заранее предусмотренном методеэксплуатации машины до первого отказа, привозникновении недопустимыхотказов, при аварийных ремонтах или при отказах, которыевозникнут раньше, чем наступит текущий периодический
ремонт.Таким образом, системой ремонта предусматривается такойкомплекс ремонтных мероприятий, который должен обеспечить под-
держание и восстановление работоспособности машины. Задача
заключается в рациональном распределении объемов ремонтных
работ и назначении их периодичности таким образом, чтобы
обеспечить требования надежности с минимальными затратами
времени и средств на ремонт машины.

43. Законы старения. Основное значение для оценки потери изделием работоспособности имеет изучение законов старения, которые раскрывают физическую сущность необратимых изменений, происходящих в материалах изделия. Хотя законы старения всегда связаны с фактором времени, в некоторых из них время непосредственно не фигурирует, так как в полученных зависимостях отыскивается связь с другими факторами (например, энергией), которые, в свою очередь, проявляются во времени.

Многие временные закономерности физико-химических процессов могут быть получены на основе рассмотрения кинетики термоактивационных процессов. Изменение свойств твердых тел происходит в результате перемещений и перегруппировок элементарных частиц (атомов, молекул, электронов, протонов и др.), изменения их положения в кристаллической решетке.

Это относится к той небольшой части элементарных частиц, энергия которых превосходит некоторый уровень, который называется энергией активации Е_а. Скорость данного процесса тем больше, чем большее число частиц обладает энергией выше, чем энергия активации.

Законы статической физики определяют вероятность распределения частиц по скорости и вероятность данного положения частицы в пространстве, что позволяет оценить долю частиц, обладающих энергией Е, превышающей энергию активации Е_л (например, распределение Максвелла—Больцмана для молекул и атомов).

Если учесть, что обычно имеет место экспоненциальная зависимость доли частиц с энергией Е> Е_а от значения Е_а и температуры 0, то скорость v многих физико-химических процессов может быть выражена зависимостью γ=с∙exp(-Е_а/KѲ) где с — постоянный коэффициент, зависящий от механизма процесса и К — постоянная Больцмана (КѲ — имеет размерность энергии).

Как видно из формулы, скорость процесса постоянна для заданных условий и резко возрастает с повышением температуры, так как при этом увеличивается доля частиц, обладающих высокой энергией.

Для определения скорости химических реакций необходимо оценить изменение количества или концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Протекание химических реакций происходит при столкновении молекул или атомов, когда разрушаются старые и образуются новые химические связи.

Кинетические уравнения реакций позволяют определить скорость их протекания. Так, для простейшей реакции разложения сходного вещества А на продукты В и D, т. е. А —> В +D, можносчитать, что скорость реакции γ_Р пропорциональна концентрации исходного вещества:

γ_Р= dz/dt=к (а -z),

где к — константа (удельная скорость) реакции; а — начальная концентрация реагирующего вещества; z—концентрация образующихся продуктов реакции.

В результате получим дифференциальное уравнениеdz/dt+kz=kaрешение которого будетz= a(1-e^-kt)

Таким образом, концентрация образующихся продуктов z, которая при процессах старения может оценивать степень повреждения элемента (U = z), изменяется по экспоненциальному закону, и приt→∞z→ а. Вначале процесс идет более интенсивно, а затем из-за уменьшения количества исходного вещества замедляется.

Для процессов старения, при которых изменение исходного вещества незначительно и может не учитываться, основную роль играет начальный участок этой зависимости, который может быть аппроксимирован прямой, т. е. принимается γ_p = const.

Законы старения являются основным объектом рассмотрения в «физике отказов».

44 Методика определения оптимального межремонтного пе­риода.

Величина межремонтного периода Т₀ является основным параметром системы ремонта, отражающим специфику, степень совершенства и условий эксплуатации машин данного типа. Си­стема ремонта приобретает законченные организационно-техни­ческие формы при выборе рациональной структуры и назначения оптимального межремонтного периода. При этом ремонтные воз­действия производятся через равные промежутки времени, т. е. Т₀= соnst. Предложения о применении переменных в течение цикла значений Т₀ являются в большинстве случаев нерациональ­ными. Хотя формально и возможно такое математическое решение, которое покажет некоторое снижение ремонтных затрат при диф­ференциации Т₀ в пределах цикла, но организационные трудности не позволяют реализовать эти преимущества.

Такое решение можно рассматривать лишь для уникальных машин, о состоянии работоспособности которых имеется подроб­ная информация.

Рассмотрим методику определения оптимального межремонт­ного периода Т_опт на примере технологического оборудования, когда изменение установленного (фактического) значения Т₀ = Т_факт связано лишь с затратами на ремонт и не накладывает дополнительных ограничений (как, например, длительность рейса для транспортных машин, невозможность прервать технологи­ческий процесс для некоторых видов оборудования и сельско­хозяйственных машин и т. д.).

Определение межремонтного периода следует производить после выбора структуры ремонтного цикла, оно является второй задачей по установлению основных параметров ремонтной си­стемы. Оптимальный период будет тот, который обеспечит при про­чих равных условиях минимальное значение относительных ре­монтных потерь zза счет рационального соотношения между объ­емами работ при периодических ремонтах и межремонтном обслу­живании.

Для решения этой задачи, необходимо установить зависимость от межремонтного периода Т₀ относительных ремонтных потерь при межремонтном обслуживании z_м(которые возрастают при увеличе­нии Т₀) и при периодических ремон­тах z _П (которые уменьшаются с ро­стом Т₀). Значение зависимости сум­марных потерь z=z_м + z_п от Т₀ позволит определить минимум этой функции.

Примем следующие обозначения:

Т_ф — фактический межремонтный период, применяемый при эксплуатации данного оборудования; τ_м — существующая тру­доемкость межремонтного обслуживания за межремонтный пе­риод Т_ф ; τ₁— трудоемкость ремонта I вида (ремонт 1-й группы деталей); τ_к — суммарная трудоемкость ремонта машины при одновременном ремонте всех групп деталей (трудоемкость капитального ремонта); β— коэффициент, показывающий воз­растание трудоемкости ремонта деталей узла при межремонт­ном обслуживании за счет возрастания сборочно-разборочных работ.

Для нахождения зависимости z = f(Т₀)необходимо знать характер изменения трудоемкости ремонта групп деталей в зави­симости от их сроков службы.

Значения трудоемкости соответствуют одновременному ремонту деталей, совершаемому при периодических ремонтах. При реше­нии поставленной задачи примем трудоемкость отдельных групп деталей одинаковой, т. е. кривая распределения φ(t) будет па­раллельна оси абсцисс. Это приводит к более простым зависимо­стям для отыскания Т_опт. Однако и при другом характере кри­вой распределения можно в первом приближении принять указан­ную схему, так как речь идет о сравнительно небольшом измене­нии Т₀ и о целесообразности перевода в межремонтное обслужи­вание некоторых деталей первой группы.

Определим уравнение функций φ(t) и область ее существования.

Из графика видно, что объем ремонтных работ I вида характе­ризуется площадью кривой φ(t):

φ(t) (2Т_ф - Т_ф)=τ₁, откуда φ(t) =τ₁/Т_ф. (6)

с другой стороны, ордината φ(t) может быть определена, исходя из всего объема ремонтных работ

φ(t) = τ_к/(Т_max-Т_ф) (7)

где Т_mах — наибольший срок службы деталей, который определяет границу существования кривой φ(t).

Если φ(t) не является прямой, то значение Т_mах носит услов­ный характер и служит для определения числа групп деталей l, входящих в периодические ремонты.

Приравнивая правые части равенства (6) и (7), получим τ_к/(Т_max-Т_ф) = τ₁/Т_ф (8) откуда Т_max=Т_ф((τ_к/τ₁)+1) (9).

Используя полученные соотношения, определим относитель­ные ремонтные потери в зависимости от величины межремонтного периода Т₀.

Для определения относительных ремонтных потерь z_м при межремонтном обслуживании примем формулу (8), учиты­вая, что при увеличении межремонтного периода Т₀ по сравнению с фактическим Т_ф помимо существующего объема ремонтных ра­бот τ_м прибавляются детали, ранее ремонтировавшиеся при пе­риодических ремонтах Т_ф≤Т < Т₀): (10)

Значение dτ определим, исходя из уравнения (6) учитывая возрастание трудоемкости при последовательном ремонте, которое характеризуется коэффициентом β: dτ=βφ(t)dT=β (τ₁/Т_ф )dТ.

Подставляя это значение в формулу (10), получим

(11)

Как видно из полученного соотношения, с увеличением дли­тельности межремонтного периода Т₀ возрастают относительные ремонтные потери z_м.

Для определения относительных ремонтных потерь при пери­одических ремонтах z_ппримем, что средняя трудоемкость одного периодического ремонта τ₀ равна , (12)

Где k— число ремонтов в цикле; l — число групп деталей, l =T_max/T₀; τ_п — суммарная трудоемкость деталей, входящих вплановые ремонты; — число всех ремонтируемых групп де­талей в ремонтном цикле.

В общем виде , где α=10 – для шестипериодного и α=21 – для девятипериодного циклов.

Тогда (13)

Суммарная трудоемкость τ_п деталей, входящих в плановые ремонты,

(14) или учитывая равенство (8) (15)

Подставляя это значение в формулу (13) и заменяя для произвольного цикла получим (16)

Для оптимального шестипериодного цикла (α =10) получим

(17)

Формулы (16) и (17) показывают, что с увеличением T₀ относительные ремонтные потери уменьшаются.

Для определения оптимального периода T_опт подсчитаем суммарные относительные ремонтные потери z = z_м + z_п, используя формулы (11) и (17):

(18)

Из формулы (18) следует, что для каждого конкретного случая имеется значение межремонтного периода, обеспечивающее минимум потерь.

Для определения оптимального межремонтного периода продифференцируем уравнение (18) по T₀ и приравняем производную нулю. После преобразования получим

(19)

На величину Т_опт существенное влияние оказывает значение коэффициента β. При сокращении времени на сборочно-разборочные работы путем применения быстросменных деталей и внедре­ния регулировок для компенсации износа становится целесообраз­ным повышение межремонтного периода.

Коэффициент βзависит от конструкции машины и может быть рассчитан или определен практически.

При изменении условий ремонта и эксплуатации машины меж­ремонтный период также должен быть соответственно изменен.

Рассмотренный метод выбора межремонтного периода и струк­туры цикла базируются на анализе трудоемкости ремонта, выра­женной в простоях машины, связанных с восстановлением утра­ченной работоспособности.

---

Дата добавления: 2015-11-14