CC BY
70
УДК 677
Князев Сергей Юрьевич
Костромской государственный университет имени Н.А. Некрасова
kaf_tps@ksu.edu.ru
Травин Георгий Михайлович
доктор технических наук, профессор Костромской государственный университет имени Н.А. Некрасова
kaf_tps@ksu.edu.ru
Романов Вадим Владимирович
кандидат технических наук Костромской государственный университет имени Н.А. Некрасова
kaf_tps@ksu.edu.ru
ХАРАКТЕРИСТИКА СВОЙСТВ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ ТЕКСТИЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ
Техническое состояние и надёжность технологической оснастки, а также затраты на её приобретение и эксплуатацию во многом предопределяют эффективность функционирования производства. Наибольшее влияние оснастки на простои оборудования из всех составляющих свойств надёжности оказывается через свойство её ремонтопригодности. Ремонтопригодность как комплексное свойство включает следующие такие частные свойства, как: доступность, легкосъёмность, контролепригодность, регулируемость, обслуживаемость, досягаемость, взаимозаменяемость, восстанавливаемость и блочность. Однако вследствие особенностей текстильной технологической оснастки не все первичные свойства ремонтопригодности являются для неё значимыми. Так контролепригодность находится в тесной взаимосвязи с характеристиками стабильности технологического процесса и некоторыми показателями качества вырабатываемого продукта. Доступность характеризуются удобством и трудоемкостью выполнения работ по установке на оборудование и снятия с него оснастки в случае замены или ремонта. Доступность учитывается и оценивается, как правило, для оснастки, как сборочной единицы. Быстросъ-ёмность характеризует приспособленность конструкции к балластным сборно-разборными работам при ремонте, необходимом для замены отказавшей оснастки или её элементов. Регулируемость как свойство ремонтопригодности определяется необходимостью настройки или регулировки оснастки (её элементов) при первичной установке на оборудование или замене, а также рассматривается как способ устранения её отказов.
Обслуживаемость для технологической оснастки - это фактор, характеризующий удобство выполнения работ по обеспечению и поддержанию необходимого уровня стабильности и эффективности технологических процессов, которые в большинстве случаев связаны с воздействием на технологическую оснастку.
Вследствие ограниченного количества элементов в сборной текстильной технологической оснастке трудно выделить самостоятельные блоки, а свойство блочности не является характерным для оснастки. Свойство восстанавливаемости означает как саму возможность восстановления работоспособности технологической оснастки и её элементов, так и целесообразность этого, исходя из особенностей конструкции различных видов технологической оснастки. Всю оснастку можно разделить на две группы - восстанавливаемую и не восстанавливаемую. Восстановление работоспособности осуществляется чисткой, регулировкой, заменой или реставрацией отдельных элементов. К невосстанавливаемой относятся те виды оснастки, не подлежащие восстановлению, вследствие отсутствия соответствующих технологий или по экономическим соображениям.
Ключевые слова: текстильная технологическая оснастка, надёжность, ремонтопригодность.
Техническое состояние и надёжность технологической оснастки или дополняющих средств технологического оснащения, а также затраты на её приобретение и эксплуатацию во многом предопределяют эффективность функционирования производства. Надёжность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определённые сочетания этих свойств. Данные свойства напрямую влияют на продолжительность связанных с оснасткой простоев, определяющихся длительностью устранения её функциональных отказов, ликвидацией технологических отказов (обрывов, намотов и др.), а также временными затратами на техническое обслуживание оснастки и перезаправку оборудования в связи с изменением ассортимента выпускаемой продукции.
Наибольшее влияние оснастки на простои оборудования из всех составляющих свойств надёжности оказывается через свойство её ремонтопригодности. Согласно ГОСТ 27.002-89 [1], ремонтопригодность - это свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путём технического обслуживания и ремонта. Другое определение ремонтопригодности [2] рассматривает её как свойство, заключающееся в приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей и отказов путём того же технического обслуживания и ремонта.
Исходя из первой формулировки, ремонтопригодность определяется эксплуатационной и ремонтной технологичностью технического устройства. Эксплуатационная технологичность понимается как приспособленность к работам при подготовке изделия к эксплуатации, при техническом обслуживании, а также в процессе и по
© Князев С.Ю., Травин Г.М., Романов В.В., 2014
Вестник КГУ им. H.A. Некрасова № 7, 2014
97
Рис. 1. Связь технологичности технической эксплуатации и ремонтопригодности
окончанию эксплуатации. Ремонтная технологичность - приспособленность к быстрому, удобному проведению ремонта.
В соответствии с [5] эксплуатационная и ремонтная технологичность связывается с технологичностью технической эксплуатации оборудования, которая распределяется на два свойства: технологичность технической эксплуатации при использовании по назначению и технологичность технического обслуживания и ремонта, как это показано на рисунке 1.
При этом технологичность технической эксплуатации при использовании в текстильной отрасли рассматривается как технологичность ликвидации нарушений непрерывности процессов (обрывности), технологичность устранения отказов, технологичность технического и организационного обслуживания рабочего места. Таким образом, она включает только часть составляющих эксплуатационной технологичности за исключением технического обслуживания, которая объединяется, по сути, с ремонтной технологичностью. Выделение технологичности технического обслуживания и ремонта как комплексной составляющей свойства ремонтопригодности согласуется с [4], где выделяются соответствующие показатели, отражающие частные свойства ремонтопригодности: доступность и легкосъёмность. Кроме этих свойств в [1; 5] выделяются свойства: контролепригодность, регулируемость, обслуживаемость, взаимо-
заменяемость и блочность, а в [2] дополнительно досягаемость.
Текстильная технологическая оснастка призвана обеспечивать настройку технологического оборудования на заданный продукт, что позволяет текстильным предприятиям любой организационно-правовой формы и размеров обеспечивать гибкое реагирование на ассортиментные запросы рынка. В этой связи, являясь в отличие от оборудования переменной составляющей средств технологического оснащения, оснастка оказывает весьма существенное влияние на эффективность функционирования всей технологической системы. Это обусловлено, в первую очередь, особенностями текстильной технологической оснастки, выражающимися в её массовости, сроке службы, не сопоставимом со сроком службы основного технологического оборудования, большом расходе, относительной простоте конструктивных решений. Действительно, в большинстве случаев технологическая оснастка представляет собой одноэлементную самостоятельную деталь (прядильное кольцо) или деталь, входящую в рабочий орган (эластичное покрытие), а также сборочную единицу с ограниченным количеством элементов (шпарутка).
Исходя из вышеизложенного, можно с уверенностью утверждать, что не все первичные свойства ремонтопригодности являются значимыми для текстильной технологической оснастки. Так контролепригодность с точки зрения диагностики
98
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова № 7, 2014
технического состояния оснастки обусловлена его тесной корреляцией с характеристиками стабильности технологического процесса (обрывностью) и некоторыми показателями качества вырабатываемого продукта (неровнотой).
Доступность как свойства ремонтопригодности определяется рабочим положением оснастки при её установке на оборудовании и снятия с него в случае замены или ремонта. Характеризуются удобством и трудоемкость выполнения этих работ. Именно удобство и занимаемая во время проведения сборно-разборных работ поза работника оказывает влияние на производительность его труда. Доступность может учитываться и оцениваться только для отдельных видов оснастки, например, ремизных рам, шпаруток, шляпок кардочесаль-ных машин. Как видно это относится к оснастке как к сборочной единице. Исключение составляют лишь некоторые виды одноэлементной оснастки, например, галево.
Легкосъёмность, как и доступность, характеризует приспособленность конструкции к балластным сборно-разборным работам при ремонте, необходимым для замены отказавшей оснастки или её элементов. При этом трудоемкость работ зависит от применяемых способов соединения элементов оснастки, способов установки её на машинах, конструкций разъемов, весом и габаритов съёмных элементов. Это свойство учитывается, как правило, для сборной оснастки, но может оцениваться и для одноэлементной, например, эластичных покрытий нажимных валиков, прядильных и крутильных колец.
Регулируемость, как свойство ремонтопригодности, определяется необходимостью настройки или регулировки оснастки (её элементов) при первичной установке на оборудование или замене, также рассматривается как способ устранения её отказов.
Обслуживаемость для технологической оснастки следует рассматривать как комплексное свойство (фактор), характеризующий удобство выполнения работ по обеспечению и поддержанию необходимого уровня стабильности и эффективности технологических процессов [2]. Это значит, что значительное количество операций и работ по обеспечению непрерывности технологического процесса связаны с воздействием на технологическую оснастку. В развитие этого свойства в [2] предложено оценивать досягаемость как физическую возможность выполнения работ определенным субъектом в обозначенной зоне. Рекомендуется оценивать по перцентилю досягаемости, определяемому соотношением (процентом) работников, для которых по антропометрическим характеристикам досягаемы зоны и объект обслуживания. Так в [2] показано, что уменьшение высоты верхней планки ремизной рамы снижает требуемый угол наклона корпуса ткача на 20°, повышая удобство заводки
нити в глазок галева при ликвидации её обрыва.
Вследствие ограниченного количества элементов в сборочной текстильной технологической оснастке трудно выделить самостоятельные блоки, которые можно было бы заменить при ремонте с последующим восстановлением отказавшего. В связи с этим свойство блочности не является характерным для оснастки. Следует привести лишь один пример среди всего многообразия преобра-зующе-формирующей оснастки, который с большой натяжкой можно попытаться признать соответствующим свойству блочности. Имеется в виду секционные игольно-планочные вставки, входящие в конструкцию сборной игольной планки для льночесальных машин. В такой планке цельная игольно-полимерная вставка разделена на 3-4 секции, которые могут заменяться при обнаружении дефектов игольного ряда. Сама секционная вставка последующему ремонту не подлежит.
Блочность значима, как правило, для сборочных единиц, агрегатов, включающих большое количество тесно скомпонованных деталей, ремонт и техническое обслуживание которых рационально осуществлять вне рабочего места. С этих позиций при анализе свойств ремонтопригодности текстильных машин можно утверждать, что наличие целого ряда видов технологической оснастки, представляющих собой сборочные единицы, при отказе элементов которых на рабочем месте оснастка заменяется целиком с последующим ремонтом заменённой в спецмастерской, обеспечивает такому оборудованию свойство блочности. Это относится, например, к тканеформирующей оснастке: ремизной раме, берду, шпарутке. Примерами такой же ситуации может служить и оснастка, входящая в сборочную единицу, например, нажимной валик прядильной машины как блок, включающий оснастку - эластичное покрытие.
Свойство восстанавливаемости в широком смысле означает как саму возможность восстановления работоспособности технологической оснастки и её элементов, так и целесообразность её реализации. Особенности конструкции различных видов технологической оснастки определяют как возможность, так и целесообразность восстановления её работоспособности. Исходя из этих признаков, всю оснастку следует разделить на две группы: восстанавливаемую и не восстанавливаемую. К последней относятся те виды оснастки, которые не поддаются восстановлению, вследствие отсутствия соответствующих технологий, или не подлежат восстановлению по экономическим соображениям. При этом следует заметить, что кроме реставрации отдельных элементов и их поверхностей, восстановление работоспособности осуществляется чисткой, регулировкой (настройкой) и заменой элементов. Таким образом, можно констатировать, что для различных видов
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова № 7, 2014
99
текстильной технологической оснастки актуальны различные свойства ремонтопригодности.
Библиографический список
1. Аристов А.Н., Волков Н.Н., Дубовицкий Л.Г. и др. Ремонтопригодность машин. - М.: Машиностроение 1975. - 368 с.
2. Ковальский П.Г. Организационно-техническое обеспечение эксплуатации и сервиса технологической оснастки текстильных машин: дис. ... канд. техн. наук. - Кострома, 2003.
3. Надёжность в технике. Термины и определения. ГОСТ 27.002-89
4. Система технического обслуживания и ремонта техники. Показатели для оценки ремонтопригодности. Термины и определения. Межгосударственный стандарт. ГОСТ 21623-76. - М.: Стандартинформ, 2006.
5. Травин Г.М. Научные основы технической эксплуатации текстильных машин: дис... докт. техн. наук: 05.12.13, 08.00.28. - Ленинград, 1987. -413 с.
УДК 677.02
Травин Георгий Михайлович
доктор технических наук, профессор Костромской государственный университет имени Н.А. Некрасова
kaf_tps@ksu.edu.ru
Привалов Александр Васильевич
Костромской государственный университет имени Н.А. Некрасова
kaf_tps@ksu.edu.ru
Романов Вадим Владимирович
кандидат технических наук Костромской государственный университет имени Н.А. Некрасова
kaf_tps@ksu.edu.ru
ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ КРЕПЛЕНИЯ ИГЛ В ГРЕБЕННЫХ ПЛАНКАХ ДЛЯ ЧЕСАНИЯ ЛУБЯНЫХ ВОЛОКОН
Современные конструкции игольно-планочной гарнитуры для последних переходов чесания лубяных волокон представляют собой основание из прессованного (экструдированного) алюминиевого или стального гнутого (штампованного) профиля, с закрепленной в нем вклеиванием, заливкой полимером или механическим клиновым зажимом цельной или секционной полимерной игольной вставкой, несущей круглые или плоские иглы. Благодаря упругой заделке игл, амортизирующей способности полимерного материала, обеспечивается более надежное удержание иглы в соединении. При создании и изготовлении новых конструкций такого вида игольно-планочной гарнитуры необходима оценка и контроль прочности крепления игл в основании и устойчивости их положения при эксплуатации. Усилие удержания возникает после заливки иглы полимером, когда при его остывании на боковых поверхностях иглы создается радиальное давление вследствие неравномерной усадки полимера и теплового сжатия тела иглы. Выполнены теоретические расчеты удерживающей иглу силы трения.
Способность полимерного материала удерживать иглу косвенно можно оценить по усилию выпрессовки. Выполнены эксперименты по определению усилия выпрессовки на планках 3-х последних переходов с использованием специального стенда. Установлено минимальное усилие выпрессовки круглой иглы, а также наибольшее групповое и общее среднее. Доказано влияние отсутствующей или выпавшей иглы на напряженно-деформированное состояние соединения соседней со вставкой. Установлены нормативные значения усилия удержания иглы для средних и конечных переходов чесания. Испытания плоских игл на устойчивость в заделке следует производить, нагружая их статической изгибающей нагрузкой, после воздействия которой иглы должны возвращаться в исходное положение.
Ключевые слова: гребенная планка, игольная вставка, прочность соединения, усилие выпрессовки, усилие удержания, устойчивость в заделке.
При чесании длинных лубоволокнистых материалов основным рабочим органом выступает гребенное поле, главным элементом которого является игольная гарнитура в виде планок, конструктивно отличающихся в зависимости от группы номеров переходов. На первых переходах планки представляют собой основание из алюминиевого профиля, с запрессованными в него иглами, или другими расправляющими волокно элементами (скобами).
Планки последующих средних и конечных переходов являются сложными составными видами технологической оснастки, включающими в общем случае основание из алюминиевого или стального гнутого (штампованного) профиля; игольную по-
лимерную вставку с круглыми или плоскими иглами; зажимной, удерживающий вставку, элемент (возможно использование технологий вклеивания, заливки полимером, металлополимерной заделки вставки в пазу основания); крепежное соединение.
Для планок первых переходов, как показывают наблюдения при чесании длинного трепаного льна, характерными отказами являются: поломка основания в срединной части, расшатывание и выпадение игл в соединении их с основанием. Причины таких отказов обусловлены действием изгибающих сил на иглу при чесании, недостаточной величиной натяга при запрессовке игл, а также его уменьшение при смятии основания в зоне контакта с иглой под действием сил чесания.
100
Вестник КГУ им. H.A. Некрасова № 7, 2014
© Травин Г.М., Привалов А.В., Романов В.В., 2014
