CC BY
652
"" — — Jj Ставрооодья
УДК 664.7:658.588
Курочкин В. Н., Кущева Е. Н. Kurochkin V. N., Kushcheva E. N.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАКТОРОВ ОТКАЗОВ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ЗЕРНОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
RESULTS OF A STUDY OF FACTORS FAILURE OF PARTS AND UNITS OF GRAIN-PROCESSING EQUIPMENT
Данная статья основана на результатах анализа тенденций развития технического сервиса и является частью дальнейших разработок теоретических основ и методик совершенствования организации систем технического сервиса.
Целью исследования является изучение факторов возникновения отказов зерноперерабатывающего оборудования.
Результаты исследования подтверждают, что оптимизация выявленных факторов приводит к снижению интенсивности отказов.
Ключевые слова: технический сервис, зерноперера-батывающее оборудование, надежность, организация, интенсивность отказов
This article is based on an analysis of trends in the development of technical service. It is a part of the further development of theoretical basics and methodologies to improve the organization of systems of technical service.
The aim is to study the factors of failures of grain-processing equipment.
The results confirm that the optimization of the identified factors leads to lower failure rate.
Key words: technical service, grain-processing equipment, reliability, organization, intensity of failures
Курочкин Валентин Николаевич -
доктор технических наук, профессор кафедры экономики и управления Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета г. Зерноград Тел.: (8952) 60-80-077 E-mail: valentin952@mail.ru
Кущева Елена Николаевна -
инженер кафедры
«Землеустройство и кадастры»
Азово-Черноморский инженерный институт
Донского государственного
аграрного университета
г. Зерноград
Тел.: (8928) 13-75-528
E-mail: elena-kuschewa@rambler.ru
Kurochkin Valentin Nikolaevich -
Doctor in Technical Sciences, Professor of Department of Economics and Management Azov-Black Sea Engineering Institute Don State Agrarian University Zernograd
Tel.: (8952) 60-80-077 E-mail: valentin952@mail.ru
Kushcheva Elena Nikolaevna -
Engineer of Department of
Land management and inventory
Azov-Black Sea Engineering Institute
Don State
Agrarian University
Zernograd
Tel.: (8928) 13-75-528
E-mail: elena-kuschewa@rambler.ru
Анализ современных тенденций развития технического сервиса,увеличение значимости показателей надежности зерноуборочных машин и зерноперерабатывающего оборудования в связи с усложнением их конструкции, а также результаты анализа зарубежных исследований в указанной отрасли позволили сделать вывод о необходимости дальнейшей разработки новых ресурсосберегающих направлений, теоретических основ и методик совершенствования организации системы технического сервиса, так как существующие способы обеспечения надежности функционирования зерноперерабатывающих предприятий несовершенны, причем целостная система технического сервиса отсутствует [5,7,9] .
Величина затрат на технический сервис определяется потоком отказов, которые опре-
деляется причинами и факторами их возникновения [6, 8].
Была поставлена цель: исследовать факторы отказов указанного оборудования.
В соответствии со стандартами отказы зерноперерабатывающего оборудования были классифицированы по группам сложности, количеству отказов за единицу времени, средней продолжительности и средней трудоемкости устранения отказов. Отказы классифицированы по функциональным единицам (изделиям) [1-5]. Исходные условия были следующими: исследуемые «изделия» являются восстанавливаемыми. Возникновение отказа одновременно порождает требование на обслуживание [4]. Исследуемые зерноперерабатывающие предприятия обладают готовностью - способностью выполнить требуемую функцию в заданном интервале времени при заданных условиях, то
в
ествик АПК
Ставрополья
№ 2(14), 2014
Агроинженерия
53
есть в природно-климатических условиях Ростовской области при ежедневной системе технического сервиса.
Был сделан анализ безотказности - способности «изделия» выполнять требуемую функцию в заданном интервале времени в вышеперечисленных условиях. Оборудование зерноперера-батывающих предприятий при этом характеризовались таким параметром, как наработка - интервал времени, в течении которого «изделие» находится в работоспособном состоянии, а поток отказов - средним числом отказов за единицу времени.
Поток от совокупности наблюдаемого оборудования суммировался в соответствии с теоремой Вальда (как суммы точечных характеристик).
Выявление законов распределения показателей эксплуатационной надежности зерно-перерабатывающего оборудования и оценка параметров производились по данным, полученным в результате наблюдений за зернопе-рерабатывающим оборудованием одиннадцати предприятий Зерноградского района в течение 2011 - 2013 годов.
Собранная информация распределена на группы сложности, исследованы виды и последствия отказов [3, 4].
К первой группе сложности относятся такие отказы как износ сит, нарушение регулировки клапанов, нарушение герметичности, ослабление ремней и т.п. Как правило, такие отказы устраняются обычными регулировками, не представляющие сложности. Количество отказов по первой группе сложности составляет 146. Средняя трудоемкость устранения отказов по первой группе сложности составило 17,3 чел.-часов. Время устранения отказов по группе сложности составило 11,57 часов.
Ко второй группе сложности отнесены такие отказы, как износ дисков, износ резьбы гаек, шпонок, прокладок и т.п. Такие отказы требуют более трудоемкого устранения, часть из которых устраняется при помощи специализированных выездных звеньев, а часть - в стационарных предприятиях ремонтного профиля. Количество отказов по второй группе сложности составило 638. Средняя трудоемкость устранения отказов по второй группе сложности - 270,85 чел.-часов. Время устранения отказов по группе сложности - 132,95 часов (рисунок 1).
И к третьей группе отнесены более сложные отказы, к примеру: износ корпуса, износ подшипников, истирание и обкалывание наждачной массы. Такие износы устраняются только в специализированных стационарных пунктах, оборудованных необходимым технологическим ремонтным оборудованием. Количество отказов по третьей группе сложности составило 605. Средняя трудоемкость устранения отказов по третьей группе сложности - 601,95 чел.-часов. Время устранения отказов по группе сложности - 393,9 часов.
Рисунок 1 - Количество отказов по группам сложности
Трудоемкость и номенклатура планово-предупредительных технических обслуживаний и ремонтов определялись в зависимости от наработки зерноперерабатывающих машин согласно действующим нормативам на техническое обслуживание и ремонт. Индивидуальные операции в технологическом процессе выполняют технологические системы, представляющие собой отдельные машины или комплекс разнородных машин, объединенных для совместного выполнения одной операции. Технологический процесс производства муки, крупы и комбикормов расчленяется на логические взаимосвязанные этапы.
Для мукомольного завода: в подготовительном отделении - предварительная очистка зерновой массы от примесей; гидротермическая обработка зерна; смешивание разнокачественных партий (составление помольной смеси); обработка (очистка) поверхности зерна в щеточных и обоечных машинах; окончательная очистка зерновой массы от примесей; в размольном отделении - относительно грубое дробление зерна и отбор эндосперма в виде крупок и дунстов (драной процесс); сортирование продуктов дробления зерна в драном процессе по крупности (сортировочный процесс); вымол оболочек зерна на конечных системах драного процесса; сортирование крупок по крупности и добротности в ситовеечных машинах (ситове-ечный процесс, процесс обогащения крупок); обработка крупок на шлифовочных системах (шлифовочный процесс); размол чистых (обогащенных) крупок и дунстов с целью получения муки (размольный процесс); вымол оболочеч-ных частиц на конечных системах размольного процесса; контрольное просеивание муки в рассевах (контроль муки); обогащение муки синтетическими витаминами (витаминизация муки); в выбойном отделении (в цехе готовой продукции) - выбой муки в мешки; фасовка муки в пакеты для продажи.
По данным рисунка 1 видно, что количество отказов и суммарная трудоемкость второй группы сложности преобладает, что доказывает необходимость создания системы управления надежностью на зерноперерабатывающем предприятии, что в свою очередь позволит значительно снизить количество простоев зерно-перерабатывающего оборудования и повысить
54
,,„ „„„„, щ ^ Ставрополья
производственно-экономические показатели зерноперерабатывающих предприятий.
На основании наблюдений и изучением отчетов предприятия были выявлены следую-
щие основные отказы и регулировки мельницы в процессе ее круглогодичной работы (таблица 1).
Таблица 1 - Параметры потока отказов мельницы А1-АВМ1
Наименование оборудования Наименование узла/детали № отказа п/п Наименование износа Группа сложности отказа Количество отказов
СЕПАРАТОР А1-БИС-100 Приемо-питающая коробка 1 Износ и поломка перьев шнека 3 1
2 Износ подшипников 3 2
3 Нарушение герметичности 1 2
Аспирационная камера 4 Износ и поломка перьев шнека 3 1
5 Износ подшипников 3 2
6 Нарушение герметичности 1 3
Ситовый корпус 7 Износ ситовых рам 2 2
8 Износ сит 2 3
Механизм очистки сит 9 Износ тормозного башмака 2 1
10 Износ лепестков-очистителей 2 3
Передаточный механизм 11 Обрыв ремней 2 4
12 Износ подшипников 3 1
25
ВЕНТИЛЯТОР Корпус 13 Нарушение герметичности 1 1
Ротор 14 Износ подшипников 3 1
ОБОЕЧНАЯ МАШИНА 3НЛ-1,5 Бичевой ротор 15 Износ бичей 3 1
Сетчатый цилиндр 16 Износ сетки 2 1
УВЛАЖНИТЕЛЬНАЯ МАШИНА БШУ-2 Шнек и его привод 17 Износ и поломка перьев шнека 2 2
18 Износ подшипников 3 1
Передаточный механизм 19 Обрыв ремней 2 3
ЭНТОЛЕЙТОР Ротор 20 Износ подшипников 3 1
РАССЕВ 4-Х ПРИЕМНЫЙ 3РЩ4-4М Шкаф 21 Износ сит 2 3
22 Нарушение герметичности 2 1
Балансировочный механизм 23 Износ подшипников 3 1
СИТОВЕЙКА А1-БС2-0 Ситовой корпус 24 Износ сит 1 3
25 Нарушение герметичности 2 1
26 Износ подшипников 3 1
Кузов-сборник 27 Износ деревянных пружин 2 2
28 Износ подшипников 3 1
Приводной механизм 29 Износ подшипников 3 1
30 Вибрация машины 3 1
ВЫМОЛЬНАЯ МАШИНА МБО-1,5 Съемное сито 31 Износ сита 2 2
ВАЛЬЦОВЫЙ СТАНОК 3М2-ПС Питающий механизм с валками 32 Износ подшипников 3 1
33 Износ зубьев кулачковой муфты 2 1
34 Засорение каналов гидросистемы 3 1
Штурвальный механизм 35 Износ резьбы гаек и тяг 2 1
36 Износ эксцентрикового вальца 2 1
Межвальцовая зубчатая передача 37 Износ шпоночных канавок 3 2
Гидроавтомат 38 Износ подшипников 3 1
39 Износ прокладки 2 2
Поплавок с системой рычагов 40 Поломка перьев поплавка 2 1
Щеточный механизм 41 Износ щеток 2 1
Привод 42 Износ ремней 1 1
Мелющие вальцы 43 Износ рифлей 3 2
44 Износ шеек вальцов 3 1
в
естник АПК
Ставрополья
:№ 2(14), 2014
Агроинженерия
55
Исследовав поток отказов, установили, что большинство из них носят эксплуатационный характер. Износ сит и подшипников, нарушение герметичности возникают в процессе неправильного использования мельницы и специфики зерноперерабатывающего производства.
Герметичность часто нарушается в местах расположения прокладок и уплотнений в приемо-питающей коробке и аспирацион-ной камеры сепаратора, корпусов вентилятора и ситовейки и т.д. Иногда герметичность узлов нарушается из-за повышенной вибрации, вызываемой неуравновешенностью колеблющихся масс, расшатыванием креплений, самоотвинчиванием резьбовых соединений.
Так как изнашивание вращающихся деталей мельницы происходит неравномерно, возникают статическая и динамическая неуравновешенность ротора, увеличивается нагрузка на подшипники, появляется вибрация опоры мельницы и опор подшипников, а также другие явления, приводящие со временем к неотвратимому выходу из строя этих элементов мельницы. В основном это касается подшипников.
Недопустимая вибрация наступает значительно раньше аварийного износа деталей, который требует их замены. Поэтому в процессе эксплуатации обычно приходится несколько раз балансировать ротор до замены деталей рабочего ротора ввиду их изнашивания.
Разбалансировка приводит к износу подшипников мельницы. Дело в том, что при определенных условиях (повышенная адгезия и влажность измельчаемого материала) на рабочих роторах мельницы могут появляться отложения сверхтонких частиц измельчаемого материала. Данные отложения аналогичны отложениям на лопатках вентиляторов и также
приводят к разбалансировке ротора. Содержащиеся в пылегазовой среде частицы активизируются и при определенной крупности и других условиях (влажности, липкости частиц и т.п.) силы адгезии превосходят силы отрывающего их воздушного потока. В результате они прилипают к рабочим органам и приводят к неуравновешенности ротора, повышенной вибрации подшипников. Это диагностировалось датчиками вибрации, установленными на корпусе подшипников или на корпусе мельницы. Мельница автоматически останавливается, после чего ротор мельницы требуется очистить от отложений перед последующим запуском. Аналогичная картина может происходить и с внутренней поверхностью камеры измельчения, где вращающиеся в центробежном поле частицы отбрасываются к стенкам камеры, тормозятся у ее поверхности и при определенных условиях также образуют отложения, нарушая движения пы-левоздушных потоков в мельнице, то есть нарушая ее настройки и приводя к нежелательным изменениям в составе готового продукта помола. Поэтому мельницу необходимо останавливать на диагностику по показаниям датчика вибрации,которые рекомендуется установить. Необходима своевременная очистка рабочих органов от загрязнений. Следующий контролируемый параметр - нагрев узлов трения. Рекомендуется установить датчики температуры, позволяющие отключать оборудование при нарушении предельной температуры нагрева.
Учет выявленных факторов отказов деталей и узлов зерноперерабатывающего оборудования и на этой основе предупреждение выхода оборудования из строя позволяет повысить коэффициент технической готовности и сократить затраты на ремонт.
Литература
1. Статистические методы. Основные положения: ГОСТ Р 50779.0-95. Введ. 199607-01. Москва: Издательство стандартов, 2004. 3 с. Электронный ресурс. Сайт: www.libgost.ru. Режим доступа: libgost.ru/ gosV26338-GOST__R_50779_0_95.html.
2. Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения: ГОСТ Р 50779.10-2000. Введ. 2001-0701. Москва: Стандартинформ, 2000. 41 с. Электронный ресурс. Сайт: www.libgost. ги. Режим доступа: libgost.ru/gost/26339-G0ST__R_50779_10_2000.html.
3. Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов: ГОСТ Р 51901.122007 (МЭК 608.12: 2006). Введ. 2008-0901. Москва: Стандартинформ, 2004. 35 с. Электронный ресурс. Сайт: www.libgost. ги. Режим доступа: libgost.ru/gost/27501-G0ST__R_51901_12_2007.html.
4. РТМ 10 13.062-89. Испытания сельскохозяйственной техники. Надежность. Классификация отказов по группам сложно-
References
1. Statistical methods. Key points: GOST R 50779.0-95. Enter. 1996-07-01. Moscow: Publishing House of Standards, 2004. 3 p. Electronic resource. Website: www.libgost. ru. Mode of access: libgost.ru/gost/26338-GOST_R_50779_0_95.html.
2. Statistical methods. Probability and statistical frameworks. Terms and definitions GOST R 50779.10-2000. Enter. 2001-0701. Moscow: Standartinform, 2000. 41 p. Electronic resource. Website: www.libgost. ru. Mode of access: libgost.ru/gost/26339-GOST_R_50779_10_2000.html.
3. Risk Management. Method for analysis of species and Disruptions: GOST R 51901.122007 (608.12 IEC: 2006). Enter. 2008-0901. Moscow: Standartinform 2004. 35 p. Electronic resource. Website: www.libgost. ru. Mode of access: libgost.ru/gost/27501-GOST_R_51901_12_2007.html.
4. RTM 10 13.062-89. Testing of agricultural machinery. Reliability. Classification of failure groups complexity. Moscow : State Stan-
56
,,„ „„„„, Jj Ставрополья
сти. Москва : Госстандарт, 1989. 28 с.
5. Лебедев А. Т. Ресурсосберегающие направления повышения надежности и эффективности технологических процессов: монография [Текст]. Ставрополь : АГРУС, 2012. 376 с.
6. Курочкин В. Н., Кущева Е. Н. Теоретические аспекты исследования процесса возникновения отказов зерноперерабатыва-ющего оборудования [Текст] // Техника и оборудование для села. 2012. № 4 (178). С. 35-37.
7. Никитченко С. Л., Мохирев Е. В., Севостья-нов М. Ю. Автоматизированный контроль надёжности технологических систем растениеводства [Текст] // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. № 7. С. 31-32.
8. Лебедев А. Т., Макаренко Д. И., Прокопов Д. В. Анализ параметров сегментов режущих аппаратов отечественного и импортного производства // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. № 1. С.19.
9. Лебедев А.Т., Павлюк Р. В. Повышение эффективности использования зерноуборочных комбайнов [Текст] // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. № 1. С. 23-24.
dard, 1989. 28 p.
5. Lebedev A. T. Resource-direction to improve reliability and efficiency of technological processes: monograph [Text] . Stavropol AH-RUS, 2012. 376 p.
6. Kurochkin V. N., Kushcheva E. N. Theoretical aspects of the study of the emergence of grain-processing equipment failures [Text] // Machinery and equipment for the village. 2012. № 4 (178). P. 35-37.
7. Nikitchenko S. L., Mohirev E. V., Se-vostyanov M. Y. Automated control of technological systems reliability crop [Text] // Mechanization and electrification of agriculture. 2010. № 7. P. 31-32.
8. Lebedev A. T., Makarenko D. I., Prokop-ov D. V. Analysis parameters cutter units of domestic and imported // Mechanization and electrification of agriculture. 2010. № 1. P. 19.
9. Lebedev, A. T., Pavlyuk R. V. Improved utilization of harvesters [Text] // Mechanization and electrification of agriculture. 2010. № 1. P 23-24.
