CC BY
91
УДК 658.82.018
СТРАТЕГИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН ФАБРИК-
ПРАЧЕЧНЫХ Шумов Даниил Вадимович, аспирант, [email protected],
ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», Москва
The article considers the behavior of changes in the technical condition of the equipment for wash-houses and gives the analyses of averaged indexes of the rate of failure of throw-away parts. The system of technological effect strategy and its structure are examined. It’s stated that the main purpose of the technological effect is the maintenance of the serviceability of equipment by monitoring its operation continuously. It’s necessary to know the periodicity of maintenance of equipment and the change of short-lived parts and units realizing the rational the rational system of technological effect strategy.
В статье рассмотрены закономерности изменения технического состояния машин фабрик прачечных и дан анализ усредненных показателей интенсивности отказов невосстанавливаемых их элементов. Рассмотрена система стратегий технических воздействий и ее структурные составляющие. Установлено, что основным назначением технического воздействия является поддержание работоспособности машины путем непрерывного наблюдения за ее работой. При реализации рациональной системы стратегии технического воздействия необходимо знать периодичность операций технического обслуживания машины и смены недолговечных деталей и агрегатов.
Keywords: strategy, unit serviceability, fault, faiture, prognostication diagnostics Ключевые слова: стратегия, неисправность, агрегат, работоспособность, отказ, прогнозирование, диагностика
Постоянно возрастающая потребность в услугах по восстановлению потребительских и гигиенических свойств загрязненного белья вызвала оснащение фабрик прачечных, салонов самообслуживания, специальных прачечных и приёмных пунктов современными технологическими машинами. Оснащение сервисных предприятий зависит от производственной мощности (программы). Основным видом в производственном процессе обработки белья являются стирально-отжимные и сушильные машины. В зависимости от мощности предприятия используются в конструктивном исполнении одни
и те же машины, отличающиеся по существу только загрузочной массой или производительностью. Для сушки после стирки белья применяют оборудование различных типов: сушильные катки, прессы, манекены и др.
По структурным составляющим обобщенной характеристики машины, являясь сложной технической системой, состоят из ряда подсистем-агрегатов, узлов, элементов, деталей и характеризуются многими свойствами. В ряду основных свойств особое место занимают свойства, характеризующие эксплуатационные достоинства. К ним относятся не только заданный уровень безотказности и долговечной работы, но и минимальные трудовые затраты на содержание, которые подлежат всестороннему изучению. Для решения этой проблемы необходимо знать закономерности изменения технического состояния машины (агрегатов, узлов, деталей) под влиянием различных факторов в процессе эксплуатации; по изменению начальных значений основных показателей работы агрегатов, элементов, деталей косвенно оценить характер технического состояния агрегатов и машины в целом.
В процессе эксплуатации техническое состояние машины, характеризующие ее относительную способность и потенциальную возможность качественно и экономично выполнять заданные функции, постепенно ухудшается. Количественно эти изменения можно оценить совокупностью отклонений от начальных технических параметров, определяющих уровень работоспособности. Так, в процессе потребления технические параметры изменяются от номинальных значений Пн1, Пн2, ...,Пт,до предельных Пп1,Пп2,...,Пт обусловленных технико-экономической целесообразностьюэксплуатации. Разность между текущими и номинальными значениями этих величин ДШ=Ш-Пш определяет отклонение работоспособности от номинала. Вредные остаточные изменения могут вызвать быстрый выход из строя или постепенно накапливаться и через определенный промежуток времени привести его к придельному состоянию. Количественно величина вредных остаточных изменений, накопившихся за время существования, может быть определена из равенства
где v(J:\- скорость накопления остаточных вредных изменений, представляющих
собой непрерывную случайную величину.
Но это равенство справедливо для неремонтируемых изделий. В действительности мы имеем дело с ремонтопригодной машиной. В связи с этим данные изменения носят прерывный (дискретный) характер: до проведения очередного технического
воздействияпараметры ниже, после проведения- выше. С увеличением срока службы
о
интенсивность нарастания изменений возрастает. Таким образом, нормальное функционирование возможно в течение такого периода эксплуатации, при котором величина накопившихся остаточных изменений превзошла допустимого предела Пд, то есть .Б0(£)<Пд. Когда Вв(£}>Пд машина неисправна и требует проведения мероприятий по устранению накопившихся вредных остаточных изменений.[3]
Анализ опыта эксплуатации показал, что надежность машин характеризуется параметром потока отказа в ’(1), определяющим собой среднее число отказов в единицу времени для рассматриваемого периода эксплуатации машины. Величина параметра потока отказов изменяется в различные периоды эксплуатации. Для большинства элементов (агрегатов) в начальный период (период приработки) значение параметра потока отказов несколько выше, затем его величина снижается до установившейся величины, характерной для периода нормальной эксплуатации. Отказы в этот период носят случайный, внезапный характер.
В период нормальной эксплуатации, когда значение параметра потока отказов постоянна и имеет место экспоненциальный закон распределения вероятности безотказной работы, параметр потока отказов практически равен интенсивности отказов то есть числу отказов в определенном интервале времени, отнесенному к числу изделий, оставшихся исправными к началу этого интервала. В этом случае выражение вероятности безотказной работы имеет наиболее простой вид
В настоящее время наиболее изучены отказы машин в гарантийный период, так как заводы-изготовители располагают данными по отказам, получаемых по рекламации. По сведениям литературных источников, интенсивность отказов машины за гарантийный период колеблется в весьма незначительных пределах 0,2-0,6 [1].
Стирально-отжимная и сушильная машины представляют собой систему с последовательной схемой соединения элементов, при которой выход из строя одного из них приводит к отказу всей системы. Поэтому при определении потребности технических воздействий необходимо рассматривать интенсивность отказов не машины в целом, а интенсивность отказов ее невосстанавливаемых элементов, например,
электронагревательных элементов, клапанов, уплотнительных устройств и др.
Соотношение количества отказов отдельных элементов стирально-отжимных и сушильных машин при усреднении имеющихся данных имеют следующие распределения: микровыключатели и распределительные краны с электромагнитным управлением -15-20%, клапаны предохранительные и обратные - 4-8%, фильтры - 12-20%, трубопроводы металлические - 1,3-1,4%, гибкие трубопроводы (шланги) - 2,5-3%,
пружинные подвески - 7-7,8%, нагревательные элементы - 4-6%, уплотнительные элементы - 15-20%, ремни клиноременной передачи - 8-16%, подшипники качения -2,0-2,5%, электродвигатели - 2,2-2,6%.
По своему характеру неисправности элементов распределяются следующим образом:
1) микровыключатели и краны с электромагнитным управлением:
• негерметичность - 60%,
• заедание золотников - 10%,
• нарушение электрической части 21-30%;
2) клапаны предохранительные и обратные:
• негерметичность - 70-80%,
• усадка пружины, выработка седла, трещины корпуса -10-20%;
3) фильтры:
• засорение - 50-60%,
• негерметичность по уплотнениям крышки и штуцеров - 76-78%,
• трещины сетки по месту пайки и обрыв проволочных нитей - 21-23%;
4) трубопроводы металлические:
• разрушение по местам крепления и потертости - 20-28%,
• разрушение крепежных соединений (трещины в ниппеле и гайке) - 34-50%,
• негерметичность - 8-12%,
• деформации - 8-10%;
5) гибкие трубопроводы (шланги):
• негерметичность в заделке - 65-68%,
• расслоение и растрескивание - 25-33%;
6) пружинные подвески:
• осадка пружины - 70-80%,
• трещины в витках и поломка пружины - 20-25%;
7) нагревательные элементы:
• окисление и накипь - 40-50%,
• перегорание спирали - 50-60%;
8) уплотнительные элементы (резиновые или резино-фторпластмассовые кольца, набивки и др.):
• изменение свойств кольца с течением времени, т.е. уменьшение контактных напряжений вследствие процесса релаксации - 80-90%,
• растрескивание вследствие старения - 15-20%;
9) ремни клиноременной передачи: износ - 50-60%, вытягивание ремня - 15-20%, расслоение и разрыв - 27-32%;
10) подшипники качения:
• выработка на беговых дорожках колец и тел качения - 50-55%,
• трещины и выработка в местах прилегания ксепараторутел качения - 20-25%
• усталостное выкрашивание рабочих поверхностей тел качения и беговых дорожек колец - 20-30%;
11) электродвигатели:
• изменение и неустойчивость частоты вращения и вращающего момента - 50-65%,
• износ и повреждение подшипников - 20-25%,
• недопустимо высокий или местный перегрев - 15-26%,
• изменение структуры и электроизоляционных качеств обмоток - 8-12%.
Анализ работы технологических машин показывает, что причинами потери работоспособности является одновременное воздействие постепенных процессов изнашивания, старения и случайных повреждений составляющих машины элементов и деталей. В результате изменяются основные эксплуатационные качества машин и их элементов, снижается эффективность их работы. Процесс, направленный на восстановление эксплуатационных качеств машин и приведение их в состояние годности для дальнейшего использования по назначению, может быть обеспечен рациональной системой технических воздействий по установленному объему работы или времени их использования.
Для поддержания работоспособности машин рекомендуется стратегия технических воздействий. Основным назначением и содержанием 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.
Таким образом, основным назначением технического воздействия является поддержание работоспособности машин путем непрерывного наблюдения за ее работой. Это позволит учитывать возникновение неисправностей в результате возможных случайных отказов. Организация такого непрерывного наблюдения возможна благодаря оценки 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.
Для поддержания работоспособности машин, к которым относятся стиральноотжимные, сушильные и другое оборудование, система стратегий технических воздействий в общем случае должна содержать:
• ежедневные технические воздействия по автономному диагностированию;
• плановые технические воздействия (по наработке);
• воздействия по устранению отказов.
Стратегия ежедневных технических воздействий должна включать перечень операций по подготовке машины к работе, соблюдению режимов технологического процесса и правилам эксплуатации машины и в конце смены - уборки машины.
Технические воздействия по автономному диагностированию определяются характером результатов неисправностей, выявленных в данный момент или при постоянном измерении сведений о техническом состоянии изделия. Эта задача решается путем автономного (точечного) поэлементного диагностирования.
В основу метода автономного диагностирования положен непрерывный контроль за состоянием и изменением технического состояния элемента машины (узла) с помощью встроенных в конструкцию изделия датчиков или дополнительного устройства, фиксирующего кинематические, динамические и другие параметры исходного состояния изделия.
Нормативным значением диагностического параметра, необходимым для определения технического состояния, будут начальный и предельный параметры, определенные паспортными данными заводов-изготовителей. Пользуясь диагностическими признаками, можно определить стратегию технических воздействий на то или иное изделие или машину в целом и своевременно предупредить появление отказов.
Экономическая эффективность усложнения конструкции машины в результате встраивания в механизмы (детали) датчиков и фиксирующих аппаратов определяется сокращением времени простоя при выполнении профилактического обслуживания и трудовых затрат на восстановление работоспособности машины.
Для изделий достаточно надежных диагностику целесообразно проводить периодически. Так, для диагностики подшипников качения в целях определения остаточной долговечности целесообразно использовать индикатор состояния подшипников.
Рассмотрим для примера прибор ФВД-АЛ-2-3МТ. С помощью этого прибора можно получить мгновенную оценку технического состояния подшипника на работающей машине.
Нормативным значением диагностического параметра, необходимым для определения остаточного ресурса, является начальный (Бн) и предельный (Бп) параметры. Пользуясь этими величинами можно определить остаточный ресурс по формуле
где 1 - наработка, смен, час.; а - показатель, определяющий изменение диагностического параметра по мере наработки; 5, - величина параметра в момент измерения.
Сравнивая фактическую величину параметра 5; исправного в данный момент
механизма с Бп, можно определить, остается ли механизм исправным до следующей плановой диагностики или нет [4].
Чтобы система стратегий технических воздействий могла своевременно улавливать изменения состояния машины и периодически возобновлять потерявшие годность детали или агрегаты, должны быть обязательно предусмотрены плановые технические обслуживания и ремонт. В настоящие время машины выпускаются расчлененными на агрегаты и узлы. Ведущее место в стратегии технических воздействий занял агрегатный ремонт. Поэтому общепринятое деление ремонтов на текущие, средние и капитальные не находят в настоящие время применения. Таким образом, не следует придавать значение названию отдельных видов ремонтов и нет никакого смысла ставить в особое положение тот или другой вид ремонта. Когда одну изношенную деталь (агрегат) заменяют другой такой же, но новой, то в самом факте замены нет процесса ремонта.
При построении рациональной системы стратегии технического воздействия необходимо:
- определить периодичность всех операций технического обслуживания и ремонта;
- определить периодичность смены всех недолговечных деталей и агрегатов;
- сгруппировать операции технического обслуживания и ремонта машины с операциями смены недолговечных агрегатов и деталей.
Технические воздействия по устранению отказов до момента возникновения делятся на внезапные и постепенные. Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением, например, отказ сигнальной лампы включения, постепенный - изменением заданного параметра постепенно, например, появление разрыва клинового ремня привода
барабана. В большинстве случаев причинами отказов являются ускоренные процессы изнашивания и старения, а также нарушение правил эксплуатации.
Восстановление работоспособности объекта по причине возникновения отказа планировать сложно, поэтому с устранимыми отказами справляются по мере их появления. Характер последствия каждого отказа, причиной возникновения которого является нарушение установленных норм и правил эксплуатации, рассматривается и учитывается отдельно.
Выводы.
1. Исходное положение машины в период эксплуатации происходит непрерывно и складывается из износа отдельных деталей, узлов и агрегатов за весь срок службы машины.
2. Для поддержания машины в работоспособном состоянии введено понятие стратегия технических воздействий. Основным назначением и содержанием стратегий является контроль и поддержание работоспособного состояния на различных стадиях эксплуатации.
3. Рассмотрены особенности построения рациональной системы стратегий технического воздействия, которые позволяют производить комплексную оценку всех взаимосвязей рассматриваемой стратегии и обеспечивают достижения максимальной эффективности от ее внедрения.
Литература
1. Болгов И.В. Голиков А.М. и др. Инженерное обеспечение ремонта технических машин и оборудования предприятий сервиса. М.: Наука, 2000. 222 с.
2. Болгов И.В. Точные системы диагностирования технического состояния бытовых машин и технологического оборудования. // Наука - сервису. XI-я Международная научно-практическая конференция. М., 2006.
3. Болгов И. В. Ремонт оборудования предприятий химической чистки и прачечных. М.: Легпромиздат, 1989. 288 с.
4. Петросов С.П., Алехин С.А., Кожемяченко А.В. и др. Диагностика и сервис бытовых машин и приборов. М.:Изд. центр «Академия», 2003. 320 с
