CC BY
56
УДК 658.82.018
Методические основы построения рациональной системы технического обслуживания машин предприятий фабрик-прачечных
Даниил Вадимович Шумов, аспирант, e-mail: danil.s@bk.ru
ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», Москва
Рассмотрен способ оценки технического состояния машины с помощью такого показателя, как общий потенциал работоспособности, который представлен в виде трех составных частей: рабочей, остаточной и пассивной; отмечено, что объем работ по техническому обслуживанию машины практически не зависит от длительности ее эксплуатации, а обуславливается условием снижения рабочей части потенциала работоспособности.
The author considered a method for assessing the technical state of the equipment by means of such a measure as the total potential capacity for work, which is presented in three parts: working, residual and passive. It is noted that the volume of maintenance work practically doesn't depend on the duration of its exploitation, but it depends on the condition of the reduction of the working part of the potential efficiency.
Ключевые слова: эксплуатационная готовность, рациональная система технического обслуживания, потенциал работоспособности.
Keywords: availability of exploitation, rational system of technical maintenance, the potential for efficiency.
Значительное улучшение обслуживания населения при предоставлении услуг по восстановлению потребительских и гигиенических свойств белья может быть достигнуто благодаря всесторонней индустриализации фабрик-прачечных, т. е. оснащением салонов самообслуживания, специальных прачечных и приемных пунктов современными технологическими машинами и эффективным их использованием.
Несмотря на совершенствование конструкций машин, осуществляемое заводами-изготовителя-ми, и повышение надежности агрегатов, некоторые предприятия, эксплуатирующие эту технику, неэффективно ее используют. Эти предприятия, как правило, уделяют недостаточное внимания профилактическим мероприятиям, поскольку не оснащены соответствующими методическими указаниями по периодичности этих мероприятий в конкретных условиях эксплуатации машин, средствами восстановления утраченной работоспособности узлов и агрегатов и, не в последнюю очередь, средствами диагностики неисправности.
Различают два вида неработоспособного состояния: устранимое и неустранимое. В первом случае работоспособность машины может быть восстановлена при выполнении регулировочновосстановительных работ, во втором - восстановление работоспособности технически невозможно или экономически нецелесообразно. Обычно это наблюдается при достижении неремонтируемыми объектами предельного состояния.
Неремонтируемый объект (агрегат, конструктивный элемент и др.) достигает предельного состояния при возникновении неустранимого отказа, а также при достижении заранее установленного предельно допустимого срока службы или суммарной наработки, которые устанавливаются исходя из соображений безопасности эксплуатации либо по достижении эффективности эксплуатации объекта ниже допустимой [1].
Таким образом, техническое состояние машины характеризуется прежде всего ее работоспособностью. Возможную работоспособность машины назовем потенциалом работоспособности. Под потенциалом работоспособности понимается состояние машины в момент времени I, характеризующее возможную ее работоспособность, которая оценивается изменением суммарных затрат на производство и последующие технические воздействия в период эксплуатации.
Машины предприятий-прачечных по характеру использования можно условно разделить на следующие четыре группы:
1) машины круглогодовой сменной работы;
2) находящиеся в постоянной готовности к работе;
3) посменной или временной работы;
4) периодического или сменного действия.
Процесс эксплуатации машин состоит из нескольких этапов: хранение, подготовка к применению, применение по назначению и техническое обслуживание.
В процессе эксплуатации готовность и применение машин первой и большей части второй группы зависит от изменения начальных параметров или характеристик Пн/, определяющих уровень работоспособности техники до предельных значений этих параметров Пп/, обусловленных техникоэкономической целесообразностью. Разность между текущими и начальными значениями этих величин АП/ = Пт/ - Пн/ определяет отклонение работоспособности машин от номинала. Восстановление потерянной в процессе эксплуатации работоспособности должно осуществляться комплексом рациональных направлений в системе технического обслуживания.
При разработке системы технического обслуживания для владельцев машины плановые работы назначаются по достижении машиной определенной наработки, измеряемой в соответствующих единицах, или установленных календарных сроков эксплуатации. В этом случае сроки восстановления потенциала работоспособности машины путем проведения технического обслуживания и ремонта должны быть заранее определены, что позволит планировать эту работу [2].
Эффективность функционирования рациональной системы технических воздействий определяется уровнем организации ремонтной службы, квалификацией специалистов в сфере технического обслуживания, а также конкретными условиями технической эксплуатации машин.
Основным недостатком существующей системы на предприятиях является отсутствие информационных данных о фактическом состоянии машин (Пт/, АП/) к моменту проведения профилактических мероприятий, т.е. отсутствие гарантий эксплуатационной готовности к последующему периоду эксплуатации.
Одним из важных показателей эксплуатационной готовности машин для второй группы является коэффициент оперативной готовности, т. е. вероятности того, что техника, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособной в произвольный момент времени и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени. Поэтому по окончании работы выполняется техническое обслуживание, которое включает в себя операции контроля, регулировок, подналадок и, при необходимости, замены износившихся деталей и сборочных единиц.
Характерной особенностью машин третьей и четвертой групп состоит в том, что изменение состояния функциональных элементов системы про-
исходит в процессе работы и хранения. Немаловажной (особенно для техники с длительными сроками хранения) является способность функциональных элементов сохранять заданные эксплуатационные свойства.
Одним из путей повышения эффективности использования машин является повышение технической готовности. Для обоснования методов технического обслуживания рассмотрим возможные варианты изменения состояния машины за срок ее службы. Как было отмечено выше, состояние машины прежде всего характеризуется ее работоспособностью. Общий потенциал работоспособности машин можно представить в виде следующих трех составных частей: рабочей, остаточной (резервной) и пассивной.
Рабочая часть потенциала работоспособности Рр изменяется в процессе эксплуатации машины, поддерживается и восстанавливается в результате проведения технических обслуживаний и ремонтов. Комплекс работ, который выполняется для поддержания машины в работоспособном состоянии, называется техническим воздействием.
Остаточная часть потенциала Ро необходима для предупреждения наступления предельного состояния машины при эксплуатации по целевому назначению. Она зависит от степени старения машины, а также от характера и комплекса операций по восстановлению работоспособности ее составных частей.
Пассивная часть Рп потенциала представляет собой незаменяемую часть машины в течение срока ее службы. Это корпусные элементы, барабаны и другие малоизнашиваемые детали. Пассивная часть потенциала работоспособности машины изменяется при замене базовых деталей или предупреждении о возможном разрушении в ходе эксплуатации машины.
Ниже на рисунке показан общий потенциал работоспособности Р машины, который определяется ординатой Ртах.
Рабочая часть потенциала находится по формуле
Рр= Ртах - Ртш , (1)
где Ртах и Ртт - исходный и минимальный допустимый уровень снижения работоспособности машины в эксплуатации соответственно.
Остаточная часть потенциала определяется равенством
Ро=Ртш - Рп, (2)
где Рп - пассивная часть потенциала работоспособности машины.
Изменение потенциала работоспособности машины: Л,..., t4 -время работы машины; т1,..., т3 - время пребывания машины в ремонте или проведения технического обслуживания; £1,., £4 -графическое (угловое) представление изменения работоспособности машины в течение срока службы
Пассивная часть потенциала работоспособности соответствует предельному состоянию машины, при котором эксплуатация прекращается.
Восстановление потенциала работоспособности осуществляется после равных промежутков наработки до уровня исходного состояния. Объемы работ по техническому обслуживанию практически не зависят от длительности эксплуатации машины, а обуславливаются условием снижения рабочей части потенциала работоспособности.
В процессе эксплуатации машин на предприятиях происходит трудно прогнозируемое изменение их характеристик (параметров). Это обусловлено влиянием многочисленных факторов, которые находятся в сложной зависимости друг от друга и действуют на эксплуатационные характеристики не изолированно, а комплексно.
Следовательно, любая классификация факторов носит довольно условный характер. Однако такая классификация в научном исследовании необходима, так как позволяет систематизировать и обобщать причины, вызывающие изменения исходных характеристик машины в процессе ее использования.
Исходя из анализа условий технической эксплуатации машин на предприятиях, можно дифференцировать три группы основных факторов, вызывающих изменения эксплуатационных характеристик техники: конструктивные, технологические и эксплуатационные. Влияние каждого из этих факторов на изменение эксплуатационных характеристик различно.
Суммарно факторы за определенный период эксплуатации машины оказывают весьма существенное влияние. Как правило, изменение исходных характеристик идет постепенно. Причем обычно в течение длительного времени такое влияние прак-
тически мало отражается на работоспособности техники, и процесс медленного ухудшения ее эксплуатационных характеристик считается нормальным, естественным.
Однако при некоторых условиях эксплуатации машин возникают локальные неисправности, которые в последующем развиваются очень быстро. В этом случае количественные показатели неисправностей за сравнительно короткий период времени достигают предельных значений, что приводит к резкому снижению работоспособности машины, иногда даже к невозможности ее дальнейшего использования [3].
Следовательно, работоспособным называется такое состояние машины, при котором значение всех ее параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям потребителя в пределах оптимального срока.
С течением времени эксплуатации машина начинает в меньшей степени отвечать требованиям потребителя. На рынке появляются новые машины с более качественными технологическими и эстетическими показателями. Технический прогресс в машиностроении характеризуется производством более совершенных моделей, интенсивным ростом номенклатуры изделий при одновременной тенденции к ее усложнению.
Поэтому с точки зрения потребителя работоспособность машин целесообразно оценивать по признаку их устойчивости к нормальной эксплуатации в оптимальный срок службы.
Для такой оценки наиболее применимым показателем является надежность. Под надежностью машин понимается их свойство выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные характеристики в установленных пределах в течение требуемой наработки на отказ в определенных условиях эксплуатации. При этом учитываются те неисправности, при которых прерывается нормальная работа машин и требуется немедленное техническое воздействие.
Вероятности безотказной работы Р(У) и вероятность отказа g(t) являются противоположными величинами. Первое из этих понятий означает, что в заданном интервале времени (или в пределах заданной наработки) при определенных режимах и условиях работы не произойдет ни одного отказа.
Исходя из вышесказанного, следует:
Р(^ = I - ^0, (3)
Наработка на отказ (или среднее время между соседними отказами) определяется по формуле
«0
=Х ^ 1 «0’ (4)
/=1
где Аti - время исправной работы между /-м и (/ - 1)-м отказами; п0 - число отказов за время наблюдения [4].
Для поддержания работоспособности машин, к которым относятся стирально-отжимные, сушильные и другое оборудование фабрик-прачечных, рекомендуется стратегия технических воздействий. Основным назначением стратегии является контроль и поддержание работоспособного состояния на различных стадиях эксплуатации и восстановление работоспособного состояния до уровня, который бы обеспечил функционирование машины в течение каждого периода ее применения по назначению. Также данная система должна обеспечивать ежедневные технические воздействия по автономному диагностированию и плановые (по наработке) воздействия по устранению отказов.
При этом необходимо обеспечить непрерывное наблюдение за работой машин, что позволит учитывать возникновение неисправностей в результате возможных случайных отказов. Организация такого непрерывного наблюдения возможна благодаря оценке технического состояния машины по косвенным показателям работы ее агрегатов и элементов. По косвенным показателям можно определить не только заданный уровень вероятности безотказной работы механизмов, но и обеспечить минимальные затраты на содержание машины.
Кроме того, данная стратегия должна включать в себя перечень операций по подготовке машины к работе, соблюдению режимов технологического процесса и правилам эксплуатации машины и в конце смены - уборку машины.
Технические воздействия по автономному диагностированию определяются характером неисправностей, выявленных в данный момент, или при постоянном мониторинге данных о техническом состоянии изделия. Эта задача решается путем автономного (точечного) поэлементного диагностирования.
Чтобы система стратегий технических воздействий могла своевременно улавливать изменения
состояния машины и периодически возобновлять потерявшие годность детали или агрегаты, необходимо предусмотреть плановые технические воздействия (техническое обслуживание и ремонт). В настоящее время машины выпускаются расчлененными на агрегаты и узлы. Ведущее место в стратегии технических воздействий должен занять агрегатный метод ремонта в качестве альтернативы общепринятому сегодня делению ремонтов на текущие, средние и капитальные.
Таким образом, показано, что восстановление свойств машин и, следовательно, потенциала работоспособности осуществляется после равных промежутков наработки до уровня исходного состояния. Объемы работ по техническому воздействию не должны зависеть от длительности эксплуатации машины, а обуславливаться условием рабочей части потенциала работоспособности.
Также отмечено, что в процессе эксплуатации машин прогнозирование изменения их параметров затрудняется тем, что влияние многочисленных факторов, действующих на эксплуатационные характеристики, не изолировано, а комплексно, и факторы находятся в сложной зависимости друг от друга, поэтому любая классификация факторов носит довольно условный фактор.
Кроме того, с точки зрения потребителя работоспособность машин целесообразно оценивать по критерию их устойчивости к эксплуатации. Для такой оценки наиболее приемлемым показателем является надежность.
Следовательно, построение рациональной системы технического обслуживания современных машин должно учитывать структуру потенциала работоспособности и ее изменение по мере старения машины, а для поддержания машины в работоспособном состоянии рекомендуется система стратегий технических воздействий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Болгов И. В. Ремонт оборудования предприятий химической чистки и прачечных. М.: Легпромиздат. 1989.
2. Болгов И. В., Голиков А. М., Дзегиленок В. Н. и др. Инженерное обеспечение ремонта технологических машин и оборудования предприятий сервиса. М.: Наука. 2000.
3. Дехтеринский Л. В., Апсин В. П., Доценко Г. Н. и др. Технология ремонта автомобилей. М.: Транспорт. 1979.
4. Селиванов А. И. Основы теории старения машин. М.: Машиностроение. 1964.
Поступила 04.05.2011 г.
