CC BY
72
УДК 658.82.018
Инженерные методы обеспечения надежности конструктивных элементов стирально-отжимных машин
Иван Васильевич Болгов, к. т. н., проф.
Даниил Вадимович Шумов, аспирант, e-mail: danil.s@bk.ru
ФГОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», Москва
Рассмотрены факторы, влияющие на повышение надежности и сохранение эксплуатационных показателей стиральноотжимных машин в установленных пределах в течение требуемой наработки при определенных условиях эксплуатации; представлены методы обеспечения надежности конструктивных элементов этих машин с учетом различных аспектов инженерной деятельности; приведены формулы для расчета срока службы машин, а также для вычисления числа конструктивных элементов различного типа в оборотном фонде.
The authors presented the factors influencing increase of reliability and preservation of operational indicators of washed-squeezing machines in established limits during the demanded operating time under certain conditions of operation. Also the article presented the methods of maintenance of reliability of constructive elements of these machines taking into account various aspects of engineering activity. The authors give the formulas for calculation of service life of machines, and also for calculation of number of constructive elements of various types in circulating capital, information about refusals and the typical malfunctions collected by employees of service firms.
Ключевые слова: конструктивный элемент, сервисная фирма, техническое обеспечение.
Keywords: a constructive element, service firm, technical maintenance.
Стирально-отжимные машины автоматического управления (далее машины) составляют основу оборудования фабрик-прачечных и сети комплексных приемных пунктов, которые оказывают услуги по улучшению эстетических и восстановлению гигиенических свойств текстильных изделий. Эти услуги предоставляются индивидуальным потребителям и организациям - гостиницам, санаториям, парикмахерским, детским дошкольным учреждениям и др.
Увеличение объема услуг по стирке загрязненного белья, отбеливанию, подсиниванию, подкрахмаливанию и сушке, а также сокращение сроков выполнения услуг требует не только роста числа машин, но и максимального повышения их надежности и снижения затрат на эксплуатацию. Себестоимость услуг является важнейшим качественным показателем работы фабрики-прачечной. Она отражает уровень производительности труда, а также рационального использования основных фондов, материалов, энергии и других ресурсов предприятия. Поэтому изучение факторов,
влияющих на повышение надежности и сохранение эксплуатационных показателей машины в установленных пределах в течение требуемой наработки в определенных условиях эксплуатации, имеет наибольшее значение при дальнейшем совершенствовании их конструкций.
Машины представляют собой сложную техническую систему, включающую в себя силовую установку, передаточные механизмы, исполнительные
органы, систему реагирования и управления и др. Каждый из этих конструктивных элементов выполняет определенные функции, обеспечивая качественное выполнение технологического процесса при ограниченном участии оператора, которое в основном сводится к управлению процессом обработки белья в зависимости от его назначения, степени загрязнения, видов выполняемых работ и т. п.
Надежность, как главный показатель качества машины, зависит от многочисленных взаимосвязанных причин. Анализ этих причин позволяет выделить ряд основных факторов, которые условно можно разделить на две группы: субъективные и объективные.
Субъективные факторы в разной степени зависят от деятельности человека. К ним относятся все мероприятия, связанные с выбором схемного и конструктивного решения при проектировании, выбором элементов и материалов, обеспечением нормальных режимов обработки деталей при изготовлении.
Также к субъективным факторам относятся воздействия, связанные с неправильной эксплуатацией оборудования обслуживающим персоналом вследствие недостатка знаний или опыта, небрежности, несоблюдения режимов работы и др.
К объективным факторам относятся воздействия, не зависящие от обслуживающего персонала. Это неблагоприятные климатические и метеорологические условия, заданные рабочие характеристики и режимы работы, действие в сопряжени-
ях промежуточной среды, нестабильность напряжения в электросети и др. Эти факторы действуют не изолированно, а комплексно, они находятся в сложной зависимости друг от друга.
В результате действия перечисленных факторов машина перестает отвечать всем требованиям технической документации, т. е. появляется неисправность.
В процессе эксплуатации изменяются первоначальные показатели технической характеристики машины, и она начинает в минимальной степени отвечать требованиям технологии производства, вследствие чего ухудшается качество обработки белья, повышаются затраты на содержание, которые приводят к увеличению стоимости обработки белья. В то же время на рынке появляются новые машины, но следует отметить, что замена машины через необоснованно короткий срок считается бесхозяйственным использованием трудовых и материальных ресурсов фабрики-прачечной.
Поэтому в целях сохранения уровня надежности конструктивных элементов машины, заложенного на этапе проектирования и изготовления, на фабрике-прачечной должна осуществляться рациональная система технической эксплуатации. Ее эффективность достигается различными методами, например, проведением комплекса мероприятий, некоторые из которых повышают только отдельные, а другие - одновременно все показатели. К последним в первую очередь относится техническое обслуживание и ремонт.
Таким образом, задачи технической эксплуатации можно определять как комплекс мероприятий, обеспечивающих безотказное использование машины для оказания качественных услуг по улучшению эстетических и восстановлению гигиенических свойств текстильных изделий в течение срока ее службы. Следовательно, техническая эксплуатация включает в себя все виды сервисных услуг по техническому обслуживанию и ремонту.
Назначением технического обслуживания является поддержание работоспособности машины мероприятиями профилактического характера, снижающими темп изнашивания сопряженных конструктивных элементов.
Для уменьшения интенсивности изнашивания машины и предупреждения внезапных отказов в работе необходимо систематически (принудительно) выполнять комплекс регулировочных, крепежных и других видов работ. Периодичность воздействий профилактического характера или закладывается на этапе изготовления, или определяется диагностическим путем в период эксплуатации машины.
Цель ремонта - восстановление утраченной работоспособности машины устранением возникших отказов, при наличии которых машина не может выполнять заданные на этапе проектирования и изготовления функции.
Выполнение ремонтных работ организуется по потребности, т.е. при появлении отказа или при обнаружении неисправности в процессе предварительного (диагностического) контроля технического состояния машины. Для предупреждения внезапного отказа необходимо путем планового осмотра или при выполнении диагностических работ определить допустимую по экономическим или техническим признакам величину показателя или параметра, характеризующего техническое состояние машины.
Анализ конструкций машин показал, что они приспособлены к диагностированию технического состояния и проведению технического обслуживания и ремонта. При создании конструкций машины в разной степени закладываются и реализуются свойства машины, определяющие ее технологичность при обслуживании и ремонте. Как правило, детали и сборочные единицы, выполняющие одинаковые функции в машине и несущие близкие по величине нагрузки, являются взаимозаменяемыми по геометрическим размерам, характером посадок и рабочим параметрам.
Большинство машин конструируется из отдельных легкособираемых и разбираемых сборочных единиц. Поэтому конструкция машины обеспечивает простое и быстрое снятие и установку агрегатов и узлов без сложной и трудоемкой работы по разборке и сборке машины в целом и без производства дополнительных работ.
В то же время современные машины представляют собой совокупность отдельных агрегатов, сборочных единиц, конструктивных элементов, узлов и деталей, имеющих различную долговечность.
Готовность неисправной машины к использованию по назначению может быть обеспечена агрегатно-узловым методом ремонта. Сущность его заключается в том, что замена изношенного конструктивного элемента (агрегата) производится взаимозаменяемым, непосредственно в рабочей зоне, без вывода машины из эксплуатационных условий.
Основой этого метода является оборотный фонд, который представляет собой комплект исправных конструктивных элементов установленной номенклатуры и определенного качества. Первоначально фонд создается из сборочных единиц, получаемых от заводов-изготовителей, а в дальнейшем - из снятых неисправных агрегатов
после ремонта (модернизации) их заводом-изготовителем. Потребное число конструктивных элементов данного типа в оборотном фонде рассчитывают по формуле
^к= КАБСґср/НТ, (1)
где К - коэффициент, учитывающий возможные отклонения во времени оборачиваемости конструктивного элемента (установлено, что К принимается равным 1,2); А - число однотипных конструктивных элементов в одной марке машины, шт.; Б - число однотипных машин, шт.; С - время оборачиваемости конструктивных элементов (продолжительность нахождения в ремонте с момента сдачи до получения), дни; ґср - планируемое время работы машины в году, ч; Н - нормативный коэффициент, который колеблется от 10 до 15; Т - срок службы конструктивного элемента до очередного ремонта, ч.
Достоинством агрегатно-узлового метода ремонта является простая форма организации восстановления работоспособности машины, а следовательно, увеличение степени ее загрузки в результате сокращения времени простоя в ремонте и, в конечном итоге, снижение затрат на ее содержание. В то же время с увеличением срока эксплуатации машин объем их производства на заводах-изготовителях будет сокращаться, а затраты потребителя на восстановление работоспособности машин, находящихся в эксплуатации, увеличивается. Таким образом, речь идет о сознательном регулировании срока службы машины, при котором потребитель будет заменять старую машину на новую в заранее рассчитанный момент времени.
Сегодня под сроком службы машины понимается ее предельный возраст, выраженный в годах календарного времени использования машины. В то же время машины работают в разных условиях, неодинаковое количество смен и часов, и не оборудованы счетчиками учета суммарного времени работы. Следовательно, конкретный потребитель не имеет сведений о времени прекращении эксплуатации машины.
Изучение опыта эксплуатации машин на фабриках-прачечных показало, что потребителю необходимо знать такой оптимальный срок, значение которого определяется расчетными данными экономического показателя, т. е. затрат на ее содержание. Независимо от того, какой машиной обладает потребитель (устаревшей или современной), если эта машина удовлетворяет его экономические потребности при качественном выполнении технологического процесса, он не пойдет на дополнительные затраты, связанные с приобретением новой машины. Отсюда следует, что определение
технического (экономического) срока службы конкретной машины представляет собой процесс, при котором искомая величина рассчитывается с экономических и технологических позиций и интересов потребителей.
Процесс принятия решения потребителем о прекращении эксплуатации старой машины и приобретении новой необходимо смоделировать, придав ему определенные количественные зависимости. Формализовать этот процесс можно в следующем виде:
С > С - С (2)
э.м 5
где Сэм - стоимость эксплуатации машины (сумма затрат на восстановление работоспособности машины), руб.; Сн - розничная цена новой машины аналогичного назначения, руб.; Сц - ликвидационная стоимость (от утилизации) старой машины, руб.
Наступает, в конце концов, такой момент, когда стоимость эксплуатации машины превышает розничную цену новой машины аналогичного назначения или приближается к ней. Разумеется, при таких обстоятельствах каждый потребитель предпочитает приобрести новую машину, а эксплуатацию машины старого образца прекратить. Обычно при приобретении машины впервые определяющими факторами выбора той или иной модели машины являются ее технические возможности, внешнее оформление и цена. Разумеется, при решении вопроса о замене старого образца машины действует более широкий круг факторов, чем при приобретении машины впервые.
Технический прогресс в машиностроении характеризуется производством более совершенных моделей и интенсивным ростом номенклатуры при одновременной тенденции к ее усложнению. Основные факторы, из которых исходит каждый конкретный потребитель при решении вопроса о замене машины, сводятся к следующим:
• цена новой машины;
• ежегодная стоимость эксплуатации;
• ликвидационная стоимость старой машины;
• надежность работы (периодичность и характер обслуживания);
• уровень качества нового изделия (производительность, качество работы, экономичность, надежность, эстетичность и т. п.);
• удобство расположения органов контроля и управления;
• возможность приобретения новой машины в кредит.
Соответственно, важным становится правильная организация деятельности производителя
(завода-изготовителя) по привлечению потребителей (фабрик-прачечных) и перемещению готовых изделий (машин) от места их изготовления к месту использования (фабрик-прачечных и сети приемных пунктов). Примеры товародвижения готовой машины от места ее изготовления к месту эксплуатации могут быть представлены одной из следующих схем: «производитель - потребитель», «производитель - предприниматель - потребитель» и «производитель - предприниматель - продавец (дилер) - потребитель».
Данные схемы товародвижения будут способствовать развитию соответствующих отраслей машиностроения и, как следствие, - повышению качества работы фабрик-прачечных, а в итоге - удержанию клиентов. Более того, в практике производства и реализации не возникнут ситуации, когда дефицит одного вида машин сменится его перепроизводством.
Следует отметить следующую тенденцию: все чаще услуги, связанные с эффективной эксплуатацией приобретенных потребителем машин, осуществляются представителями заводов-изготовителей. Для выполнения этого комплекса работ организуются соответствующие сервисные фирмы, а также сеть их технических пунктов. В этих фирмах требуется иметь рабочий персонал с инженерной подготовкой, способный решать сложные нестандартные задачи. При этом нужно широко использовать совмещение профессий и объединение технологических операций.
Деятельность сервисной фирмы предусматривает выполнение следующих видов услуг:
• консультирование потребителей при выборе нужной марки машины;
• передачу необходимой технической документации, позволяющей потребителю выполнить подготовительные работы перед приобретением машины;
• доставку машины к месту эксплуатации;
• приведение машины в рабочее состояние (установка, монтаж, обработка пробной партии текстильных изделий);
• обеспечение работы машины в течение гарантийного периода в соответствии с правилами и нормами эксплуатации.
В период послегарантийной эксплуатации машина обслуживается также сервисной фирмой. Порядок обслуживания определяется условиями договора, в котором указываются следующие основные виды работ:
• выполнение мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту машин;
• оперативное устранение отказов элементов
конструкций;
• утилизация непригодных для дальнейшей
эксплуатации машин и агрегатов.
Ремонт неисправных узлов машин осуществляется в соответствии со следующими принципом: неисправные агрегаты машин демонтируются персоналом сервисной фирмы, затем отправляются на завод-изготовитель для восстановления (модернизации), после чего восстановленные элементы возвращаются и устанавливаются на место. При этом ответственность за организацию сервисных услуг по обеспечению надежности машин в период их эксплуатации несет завод-изготовитель (поставщик).
При отсутствии достаточной информации в области надежности машины сотрудники фирмы будут выполнять работы по сбору материалов об отказах и систематизацию информации об эффективности работы, выявлять преимущества и недостатки в работе конструктивных элементов, анализировать характер и последствия отказов. На основе собранных данных сотрудники сервисных фирм будут вносить предложения по совершенствованию конструктивных, технических и качественных показателей машин, поступающих на рынок или планируемых к выпуску в будущем.
Таким образом, в задачи технической эксплуатации машин входит комплекс мероприятий, обеспечивающих безотказное использование машины для оказания качественных услуг по улучшению эстетических и восстановлению гигиенических свойств текстильных изделий.
При определении технического (экономического) срока службы конкретной машины учитываются экономические и технологические показатели, а также интересы потребителя.
Важнейшим источником предложений по совершенствованию конструктивных, технических и качественных показателей машин, поступающих на рынок, является информация специалистов сервисных центров.
Ответственность за организацию сервисных услуг по обеспечению надежности машин в период их эксплуатации несет завод-изготовитель (поставщик).
ЛИТЕРАТУРА
1. Болгов И. В. Технология ремонта оборудования предприятий бытового обслуживания населения. М.: Легкая промышленность. 1983.
2. Болгов И. В. Ремонт оборудования предприятий химической чистки и прачечных. М.: Летпромбытиздат. 1989.
3. Романович Ж. А., Колачев С. Л. Сервисная деятельность. М.: Торговая корпорация «Дашков и К». 2005.
4. Смеляков Н. Н. Техническое обслуживание машин, оборудования и приборов зарубежными фирмами. В/О, Внешторгреклама. 1999.
Поступила 12.12.2010 г.
