«С. И. Сушков, О. Н. Бурмистрова, Д. Н. Снопок, Д. В. Евстифеев ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ МАШИН ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА Учебное пособие Ухта 2012 1 УДК 630*36 – 77 (075.8) Т 38 Техническое обслуживание, ...»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

С. И. Сушков, О. Н. Бурмистрова, Д. Н. Снопок, Д. В. Евстифеев

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ

И РЕМОНТ МАШИН ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

Учебное пособие Ухта 2012 1 УДК 630*36 – 77 (075.8) Т 38 Техническое обслуживание, эксплуатация и ремонт машин лесного комплекса [Текст] : учеб. пособие / С. И. Сушков, О. Н. Бурмистрова, Д. Н. Снопок, Д. В. Евстифеев. – Ухта : УГТУ, 2012. – 107 с.

ISBN 978-5-88179-716- В учебном пособии излагаются технологические процессы обслуживания, эксплуатации и ремонта при сервисном сопровождении машин лесного комплекса, методы и способы восстановления деталей, восстановление деталей ручной сваркой, автоматической наплавкой, гальванопокрытиями и другими способами; восстановление отдельных деталей узлов и агрегатов лесных машин, способы их хранения, периодичность технического обслуживания. Рассмотрены вопросы экологической безопасности данных процессов и новые информационные технологии управления техническим состоянием транспортных машин.

Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 150405 – «Машины и оборудование лесного комплекса» по направлению 150400 – «Технологические машины и оборудование», а также для практического использования работниками предприятий лесного комплекса.

Учебное пособие рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом Ухтинского государственного технического университета.

Рецензенты:

В. Ф. Свойкин, заведующий кафедрой «Машины и оборудование лесного комплекса» Сыктывкарского лесного института, доцент, к.т.н.;

В. М. Дербин, заведующий кафедрой «Технологии лесопромышленных производств» Северного (Арктического) федерального университета им. М. В. Ломоносова, доцент, к.т.н.

© Ухтинский государственный технический университет, © Сушков С. И., Бурмистрова О. Н., Снопок Д. Н., Евстифеев Д. В., ISBN 978-5-88179-716-

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………. 1 Условия эксплуатации и требования, предъявляемые к автомобилям, их агрегатам и деталям……………………………… 1.1 Общая характеристика условий эксплуатации машин ……………... 1.2 Обеспечение надёжности при эксплуатации автомобилей ……….. 1.3 Техническое состояние машин и причины его изменения, надёжность машин……………………………………...……………… 1.4 Закономерности изменения технического состояния машин и оборудования………………………………………………………… 1.4.1 Физическое старение деталей…………………………………………. 1.4.2 Характерные виды износа деталей…………………………………… 1.4.3 Изменение эксплуатационных показателей автомобиля по мере его старения…………………………………………………………….. 1.4.4 Контрольные вопросы….……………………………………………... 1.5 Изменение безопасности машины по мере её старения……………. 1.5.1 Активная безопасность……..………………………………………….. 1.5.2 Пассивная безопасность…………………….…………………………. 1.5.3 Пожарная безопасность……………………………..………………… 1.5.4 Экологическая безопасность………………………………………..… 1.5.5 Контрольные вопросы….……………………………………………... 1.6 Теоретическое обоснование изменений потока отказов автомобиля по мере его старения……………………………………... 1.6.1 Интенсивность отказов………………………………………………… 1.6.2 Контрольные вопросы….……………………………………………... 1.7 Определение оптимального срока службы машины………………… 1.7.1 Оптимальный срок службы машины ……………………..………..… 1.7.2 Способы замедления процесса старения автомобиля..……………… 1.7.3 Контрольные вопросы….……………………………………………... 1.8 Общие понятия о трении и износе……………………………………. 1.9 Ремонтно-восстановительные препараты (РВП)…………………….. 1.10 Нанопрепараты (наноалмазы, фуллерены, рекондиционеры)………. 1.10.1 Общие требования к применению ремонтно-восстановительных препаратов……………………………………………………………… 1.10.2 Контрольный вопрос….……………………………………………... 2 Основные принципы рациональной системы ТО и Р.

Эффективность комплексной механизации ТО и Р…………………. 2.1 Система планово-предупредительного ремонта………...…………… 2.1.1 Основные положения……………………………….…………………. 2.1.2 Надёжность автомобилей и их составных частей..………………….. 2.1.3 Система ремонта автомобилей………………………………………... 2.1.4 Производственный, технологический процессы и их элементы…… 2.2 Техническое обслуживание оборудования………………...………… 2.3 Методы, стратегии и организационные формы ремонта……………. 2.4 Формы и методы организации технического обслуживания 2.5 Механизация технологических процессов технического 2.5.1 Основные понятия и определения…………………………………….. 2.5.2 Технико-экономическое и социальное значение механизации...…… 2.5.3 Методика определения показателей механизации работ на АТП..… 2.5.4 Состояние дел с механизацией технологических процессов ТО и Р в настоящее время. Технически возможные уровни механизации…. 2.5.5 Факторы, учитываемые при механизации процессов ТО и ТР 3 Основы ТО и Р лесозаготовительного оборудования. Основы обеспечения работоспособности лесозаготовительных машин…….. 3.1 Виды планово-предупредительной системы технического 3.1.1 Эксплуатационная обкатка……………………………………………. 3.1.3 Периодический технический осмотр………………..……………....... 3.1.4 Послесезонное обслуживание………………………………………… 3.2 Организация технологического процесса технического 3.3 Организация и проведение ремонта. Подготовка и сдача 3.3.1 Проведение капитального ремонта сторонними организациями…… 3.3.2 Выдача оборудования из ремонта…………..………………………… 3.3.3 Понятие о планово-предупредительной системе технического 3.4 Обеспечение надёжности при эксплуатации автомобилей…………. 3.4.2 Определение оптимальных сроков профилактики……….………….. 3.4.3 Обоснование требуемого количества запасных частей……………... 3.4.4 Определение оптимального состава индивидуальных и групповых 3.5 Организация технологических процессов обеспечения 4 Виды ТО и Р лесозаготовительного оборудования…..……………… 4.1 Виды технического обслуживания лесозаготовительного оборудования. Корректирование нормативов ТО и текущего ремонта….…………………………………………………

4.1.1 Первый вид корректирования (ресурсный)…………………………... 4.1.2 Второй вид корректирования (оперативный)………………………... 4.2 Нормативы ТО и ТР тракторов, лесозаготовительных машин……... 5 Механизация основных процессов по ТО и Р. Основные принципы механизации диагностики…………………………………

5.1 Системы диагностирования……………...……………………………. 5.2 Выбор диагностических параметров…………………

5.3 Определение допустимого значения диагностического параметра… 6 Основы организации технической эксплуатации и управления 6.1 Производственная эксплуатация оборудования……………………... 6.2 Диагностическое обеспечение системы управления………………… 6.3 Формирование системы технического обслуживания и ремонта на основе информационной интеграции……………………………... 6.3.1 Классификация моделей определения наработок до проведения ремонтно-профилактических воздействий…………………………… 6.3.2 Способы оценки изменения технического состояния агрегатов……. 6.4 Прогнозирование пробега автомобиля до текущего ремонта 6.5 Основные способы хранения лесозаготовительного оборудования... 6.5.1 Виды и способы хранения автомобилей……………………………… 6.5.3 Хранение подвижного состава на открытых площадках…………… 6.5.4 Влияние способов пуска на экологические показатели……………... 6.5.5 Экономическая эффективность различных способов облегчения пуска двигателя при хранении автомобилей на открытых 6.5.6 Особенности хранения автомобилей в условиях консервации……... 6.5.7 Влияние условий хранения на изменение технического состояния 6.5.8 Влияние низких температур на работу агрегатов автомобилей…….. 6.5.9 Технико-экономическое обоснование выбора способа хранения….. 6.5.10 Особенности хранения оборудования нижних складов, лесохозяйственных машин и орудий, водного транспорта…………. 6.6 Процесс смесеобразования в двигателе………………………………. 6.6.1 Смазка деталей двигателя, работа агрегатов, узлов и систем 6.6.2 Работа агрегатов, узлов и систем……………………………………... 6.6.3 Существующие способы пуска двигателя…………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Технология ремонта лесозаготовительных и лесохозяйственных машин и оборудования» является специальной дисциплиной, определяющей квалификацию специалиста. Она базируется на большинстве предметов, изучаемых студентами на младших курсах. Дисциплина основана на положениях теории управления техническим состоянием, надёжности, трения и износа и других современных концепциях, определяющих состояние, проблемы и перспективы развития технологии ремонта и ремонтной базы оборудования лесного комплекса.

Цель изучения – выработка научного понимания проблем технологии ремонта, рационального подхода к использованию технической базы ремпредприятий, практических навыков проведения ремонтных работ и ознакомления с основными нормативно-техническими документами по ремонту и требованиями к охране окружающей среды и технике безопасности при проведении ремонтных работ.

Основные задачи – дать общие сведения о процессах старения, изнашивания деталей машин, дать сведения о производственном процессе ремонтного производства и его составных частях: сообщить содержание и перспективы развития современных способов восстановления деталей и других технологических процессов, рассмотреть технологию и особенности ремонта отдельных деталей и агрегатов некоторых типов машин, дать основные сведения об организации и основах проектирования ремонтных предприятий и технологических процессов ремонта.

При прохождении дисциплин студент должен:

– знать требования к техническому состоянию машин после ремонта, средства механизации ремонта, методологию научного подхода к проблеме ремонта и основные теоретические вопросы, касающиеся процессов, приводящих машины к потере работоспособности, методику составления технологических процессов ремонта, методику расчёта основных характеристик ремонтного предприятия, вопросы защиты окружающей среды;

– уметь разрабатывать и внедрять мероприятия в области экономии сырья, снижения трудозатрат и потерь рабочего времени, составлять карты на ремонт оборудования, рассчитывать основные параметры ремонтного предприятия.

Контролируется освоение материала дисциплины путём сдачи зачёта по выполняемым лабораторным работам, защиты курсового проекта с дифференцированной оценкой и сдачи экзамена.

Часть студентов изучает производственный процесс ремонта на производственной практике. Для тех студентов, которые будут писать дипломные проекты на кафедре, изучение этой дисциплины будет продолжаться на преддипломной практике и при дипломном проектировании.

На кафедре имеется научно-технический студенческий кружок. Темы научных работ, в основном, подбираются так, что выполняемая исследовательская работа является составной частью дипломного проекта. Качественно выполненная научно-исследовательская работа высоко оценивается Государственной аттестационной комиссией при защите проектов.

Помимо основной литературы, вопросы технологии ремонта машин, агрегатов, узлов, организации и управления ремонтным производством излагаются также в журналах: "Механизация и электрификация сельского хозяйства", "Автомобильный транспорт", в реферативной информации "Лесоэксплуатация и лесосплав" и др.

Технический прогресс идёт по пути развития механизации и автоматизации отдельных технологических процессов и производства в целом. Основным направлением является применение гибких автоматизированных производств, автоматических линий, робототехники и ЭВМ.

В лесной промышленности и лесном хозяйстве можно обеспечить улучшение использования лесосырьевых ресурсов прежде всего путём повышения комплексности переработки древесного сырья, создания предприятий по воспроизводству лесов, заготовке и переработке древесины.

В лесной промышленности и лесном хозяйстве большое количество разнообразных машин и оборудования – это тракторы, лесовозные автомобили, машины и механизмы по валке и трелёвке леса, первичной переработке древесины и др. Машины и механизмы работают в различных географических условиях, что оказывает существенное влияние на надёжность и срок службы машин.

Эффективное использование машин и механизмов во многом зависит от правильной организации ремонта и технического обслуживания. Для поддержания и восстановления утраченной работоспособности машин и оборудования необходимо иметь развитую ремонтно-техническую базу. По данным ЦНИИМЭ, в объёме трудовых затрат на 1 м3 древесины затраты на ремонт и техническое обслуживание составляют 22…25%. Отсюда видно, какова же должна быть роль инженерных кадров в повышении качества и эффективности проведения ремонта и технического обслуживания.

Основная задача ремонтных служб – всемерное улучшение качества ремонта, повышение надёжности при одновременном снижении затрат на техническое обслуживание машин.

В процессе эксплуатации машин их рабочие свойства постепенно ухудшаются из-за изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В машинах появляются отказы и неисправности, которые устраняют при техническом обслуживании (ТО) и ремонте.

Для мировой практики характерно многообразие форм ремонта машин, среди которых отчётливо проявляются следующие направления:

– все виды ремонтных работ выполняются предприятиями, эксплуатирующими технику;

– ремонтные работы осуществляются организациями, которые не производят и не эксплуатируют технику;

– выполнение ремонтных работ берут на себя крупные предприятия.

В нашей стране до конца 70-х годов XX в. преобладало первое направление.

При капитальном ремонте машины на длительный срок выбывают из эксплуатации. Одной из прогрессивных тенденций является агрегатный метод. В моделях КамАЗ, МАЗ-5335, ЗИЛ-4331 предусмотрен капитальный ремонт (КР) только агрегатов.

Развитие ремонтного производства в нашей стране обеспечивалось массовой механизацией производственных процессов народного хозяйства. Началом становления авторемонтного производства был Миусский авторемонтный завод в Москве, построенный в 1920-1921 гг. В стране строились предприятия по изготовлению тракторов, автомобилей и другой техники.

С этого времени дело технического обслуживания и ремонта прошло ряд организационных этапов.

Первый этап – это 1925-1928 годы, когда в нашей стране было мало техники. В основном это были машины и механизмы импортных марок. В это время началось строительство небольших мастерских для ремонта и технического обслуживания.

Второй этап – с 1929 по 1934 гг. – характеризуется подлинной организацией и строительством ремонтных предприятий. Массовое производство автомобилей, тракторов послужило стимулом для строительства гаражей, мастерских, авторемонтных заводов. В это время была разработана плановопредупредительная система технического обслуживания машин, состоящая из ряда технических уходов, текущих, средних и капитальных ремонтов. Все плановые мероприятия внедрялись в практику как обязательные стандарты по периодичности и объёму запланированных работ.

Третий этап – с 1934 по 1960 гг. Широко развивалось ремонтное производство в предвоенные годы и в период Великой Отечественной войны. Война нанесла значительный урон ремонтной сети. Однако уже в первые послевоенные годы ремонтная сеть получила большое развитие. Строятся ремонтные мастерские промышленного типа, разработана типовая технология ремонта для всех марок машин.

Четвёртый этап характеризуется тем, что ремонтное производство стало достаточно крупной отраслью. Оно непрерывно развивается и совершенствуется, переходит на индустриальную основу. Развивается специализация, кооперация и концентрация ремонтного производства.

Последний этап – в настоящее время ремонтное производство значительно потеряло свои прежние позиции.

Теоретические основы технического обслуживания и ремонта опираются на положения теории трения и смазки, износа и старения, разработанные нашими учёными, инженерами и коллективами учебных и научноисследовательских институтов. Большой вклад в развитие теории ремонтного производства внесли такие учёные, как основоположник гидродинамической теории трения и смазки Н. П. Петров, С. А. Чаплыгин, И. В. Крегельский, Б. В. Дерягин, Б. И. Костецкий и др., НИИАТ – Научно-исследовательский институт автомобильного транспорта, ГОСНИТИ – Государственный научноисследовательский институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка, Институт электросварки им. Патона.

Большой вклад в развитие теоретических основ ремонтного производства внесли также такие учёные, как В. И. Казарцев, Б. В. Ефремов, А. И. Селиванов, В. А. Шадричев и др. На основе исследований этих учёных осуществлялось развитие ремонтного производства.

Ремонтом машин занимаются не только в нашей стране, но и в других странах: США, Англии, Франции, Германии, Японии и т. д.

Особенностью ремонта в других странах является то, что ремонт проводят чаще всего фирмы-изготовители данных марок машин. Если предприятие не входит в фирму, то, всё равно, ремонт выполняется по технической документации завода-изготовителя. Владелец машины продает её фирме и покупает, если он желает, отремонтированную машину. При этом отремонтированная машина конкурентоспособна относительно новой машины.

Производственная программа специализированных ремонтных предприятий может достигать значительной величины. Так, например, в Англии завод фирмы «Бимз Инстрид Лимитед» в г. Триптоне осуществлял ремонт дизельных и карбюраторных двигателей при годовой программе 60 тыс. шт. Многие предприятия фирм создают специализированные участки по восстановлению изношенных деталей, узлов, агрегатов. В первую очередь придаётся большое значение восстановлению дорогостоящих деталей.

1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТРЕБОВАНИЯ,

ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АВТОМОБИЛЯМ, ИХ АГРЕГАТАМ

И ДЕТАЛЯМ

В процессе эксплуатации машин проводятся техническое обслуживание и текущие ремонты. И всё же при длительной эксплуатации машин (сложных) наступает момент, когда надёжность машин снижается настолько, что восстановление работоспособности средствами эксплуатационных мероприятий становится невозможным. В этом случае машины подлежат капитальному ремонту. Таким образом, ремонт является объективной необходимостью, которая диктуется техническими и экологическими причинами.

Технические причины обусловлены тем, что современные основы проектирования машин узаконивают различие в сроках службы деталей, что делает их одновременную замену экономически нецелесообразной. Износ многих деталей к моменту поступления машин в ремонт не достигает предельных значений. Эти детали имеют остаточную долговечность и относятся к числу деталей с допустимым износом, т. е. могут быть повторно использованы без восстановления. Другую большую группу деталей составляют детали, подлежащие восстановлению. Прочность деталей при этом сохраняется.

К факторам, вызывающим разную долговечность деталей в эксплуатации, можно отнести следующие:

– разнообразие функций деталей, агрегатов;

– широкий диапазон действующих на детали нагрузок;

– наличие в узлах трения и агрегатах как активных (движущихся), так и пассивных (неподвижных) деталей;

– разнообразие видов трения в сопряжениях;

– применение сопряжённых деталей из разных материалов;

– наличие определённых отклонений в свойствах материалов, допусках на точность и качество обработки, взаимное расположение деталей относительно друг друга;

– различие влияния условий эксплуатации на отдельные узлы и агрегаты.

Одной из важнейших оценок конструктивного и технологического совершенства любой машины считается коэффициент равнопрочности, или равноизносостойкости, её элементов.

При расчёте коэффициента равнопрочности любой машины необходимо иметь данные по износу и срокам службы всех её конструктивных элементов.

Однако из-за отсутствия данных по износу многих конструктивных элементов с определённой степенью точности коэффициент равнопрочности можно определить, используя средние нормы расхода запасных частей и их стоимость при определённой среднегодовой нагрузке обслуживающего персонала, имеющего средний уровень квалификации.

По этим нормам вначале определяют частные коэффициенты равнопрочности, а затем общий для машин в целом.

Частный коэффициент определяется по формуле:

где Qi – число одноимённых конструктивных элементов в машине;

Т – срок службы машины (годы, моточасы, км пробега, количество израсходованного топлива и т. д.);

Niср – средняя норма смен конструктивных элементов в течение одного года при определённой среднегодовой наработке.

Общий коэффициент равнопрочности, Fe, машины при известных частных коэффициентах вычисляют по формуле:

где Сi – суммарная стоимость конструктивных элементов исходной машины;

Сi – стоимость сменяемого конструктивного элемента.

Самой совершенной машиной по равнопрочности конструктивных элементов будет та, у которой Fe = 1,0.

Для тракторов этот коэффициент равен 0,35…0,40; для автомобилей – 0,45.

Экономическая целесообразность капитального ремонта машин и их агрегатов обусловлена следующими причинами:

– возможностью повторного использования после восстановления до 70% деталей;

– при восстановлении деталей расходуется в 10…15 раз меньше материала, чем на их изготовление;

– себестоимость ремонта машин и их агрегатов и восстановления деталей обычно не превышает 60…70% стоимости новых.

Капиталовложения на проведение одного капитального ремонта составляют 10…15% от капиталовложений на изготовление данного вида техники.

1.1 Общая характеристика условий эксплуатации машин На эксплуатационные характеристики машин влияют: дорожные условия;

природно-климатические условия; транспортные условия; мастерство вождения; качество ТЭА.

Влияние дорожных условий на эксплуатационные характеристики машин весьма существенно, состояние дороги определяет скоростной режим движения, динамические нагрузки в подвеске и др. Покрытие дороги влияет на запылённость атмосферы и, как следствие, на абразивный износ деталей машин.

По природно-климатическим признакам территории выделены 3 зоны:

– зона умеренного климата;

– зона холодного климата;

– зона жаркого климата (может быть сухой или влажной).

Зона умеренного климата соответствует средней полосе России, характеризуется наличием сезонных погодных колебаний. Продолжительность зимнего периода – до 180 дней, температурный диапазон – от -35 до +35°С.

В зону холодного климата входят районы с температурой воздуха -40...+20°С, продолжительность зимы 180...300 дней со средней температурой ниже 0°С составляет от 190 до 260 дней, а средняя температура наиболее теплого месяца – от 0°С до +15°С.

Зона жаркого климата характеризуется летними температурами 39...45°С, резкими колебаниями температуры в течение дня (иногда до 25°С за 8 часов).

Эксплуатация автомобилей в высокогорных районах своеобразна – в течение одного рейса механизм может находиться в субтропиках и в зоне холодного климата.

Скажем, следует иметь в виду, что 5 тонн досок будут сказываться на режимах работы элементов автомобиля совсем не так, как 5 тонн влажного зерна.

В первом случае упругие колебания груза могут возбуждать динамические нагрузки в элементах машины, во втором – гасить их. Пылящие грузы способствуют абразивному износу деталей автомобиля.

Способ погрузки также влияет на долговечность машины: условия при погрузке насыпного груза ленточным транспортёром существенно отличаются от условий погрузки ковшовым экскаватором, сбрасывающим крупные глыбы камня в кузов. Автомобиль, работающий с прицепом, нагружен совсем не так, как одиночный автомобиль.

Поэтому при высоком мастерстве вождения достигается экономия топлива до 20...25% и увеличение ресурса машин на 25% и более.

1.2 Обеспечение надёжности при эксплуатации автомобилей Уровень надёжности обеспечивается:

– использованием машин при наиболее рациональных нагрузочных, скоростных, температурных режимах работы;

– выбором оптимальных вариантов построения системы ТО и ремонта, определяющей периодичность, трудоёмкость работ;

– экономическим обоснованием длительности эксплуатации машин.

Общими правилами, которыми руководствуются при выборе режима работы, являются: исключение перегрузок, максимально возможное снижение нагрузок, особенно динамических, и обеспечение рационального темпа их нарастания.

На надёжность большое влияние оказывает температурный режим. Обеспечение оптимального температурного режима охлаждающей жидкости – 70...100°С.

Водители сами принимают решение о техническом состоянии машины, с которыми:

– можно закончить рабочую смену;

– необходимо прекратить работу и направить в ремонт;

– прекратить движение и вызвать техническую помощь.

1.3 Техническое состояние машин и причины его изменения, В технических условиях должны быть отражены:

– характеристика условий эксплуатации и ремонта;

– требования к конструктивному исполнению машин к техническому обслуживанию и ремонту;

– показатели ремонтопригодности.

В характеристике условий указаны:

– принятая система технического обслуживания и ремонта;

– условия выполнения работ по техническому обслуживанию;

– система материально-технического обеспечения эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

К требованиям по конструктивному исполнению изделия относятся:

– унификация составных частей изделия с целью ограничения номенклатуры запасных частей;

– ограничение номенклатуры специального инструмента и приспособлений;

– ограничение типоразмеров крепёжных изделий.

Технические условия определяют показатели качества, эксплуатационные характеристики изделия определяют надёжность.

Надёжность – это свойство изделия выполнять заданные функции при сохранении установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение определённого промежутка времени.

Надёжность может включать: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Наработка – продолжительность (в единицах времени) или объём выполненной изделием работы в натуральных показателях – единицах длины, площади.

Технический ресурс – это наработка изделия от начала эксплуатации после ремонта (среднего, капитального) до наступления предельного состояния.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделия от её начала до наступления предельного состояния.

Оптимальным сроком службы машины нужно считать такой срок, на протяжении которого удельные затраты на единицу наработки машины будут минимальными.

Моральным сроком службы машины нужно считать такой срок службы, в течение которого возможно появление более совершенных моделей.

Межремонтный ресурс – наработка между двумя очередными плановыми ремонтами (технической документации).

Средний коэффициент готовности – отношение наработки, То, к сумме этой наработки и продолжительности простоев, Тв:

Коэффициент технического использования определяется отношением суммарной наработки всех машин, tcумм, суммарного времени простоев новых ремонтов, tpeм, и времени простоев из-за планового и внепланового технического обслуживания всех машин, tобc:

1.4 Закономерности изменения технического состояния машин Изменения первоначального состояния механизмов в целом приводят к физическому и моральному старению.

Моральное старение – такое состояние изделия, при котором оно не отвечает технико-экономическим показателям аналогичных новых образцов.

Физическое старение, когда его основные детали, вследствие многократных ремонтных воздействий, не обеспечивают выполнение заданных функций, а дальнейшее его восстановление становится экономически невыгодным.

Старение – процесс постепенного и непрерывного изменения параметров изделия, не зависящий от режима работы.

В процессе эксплуатации машины наступает такой период, когда долговечность большинства деталей оказывается исчерпанной.

Изнашивание – это процесс постепенного изменения параметров изделия, вызываемый действием механических сил, динамических и тепловых нагрузок, зависящих от условий эксплуатации.

Таким образом, износ – явление неизбежное, но степень его нарастания во многом зависит от соблюдения правил технической эксплуатации, ремонта машин.

Интенсивность изнашивания в основном зависит от изменения свойств смазочных материалов, режимов технического обслуживания.

Вероятность, Р(L), безотказной работы оценивается отношением работоспособных элементов в конце, N(L), и в начале, Nо, пробега:

ni – количество элементов, отказавших в течение пробега, L.

где Ремонтопригодность обеспечивает поддержание работоспособного состояния машин путём проведения ТО и ремонтов. Улучшение ремонтопригодности позволяет снизить время восстановления деталей машин.

1.4.1 Физическое старение деталей При работе машин происходят процессы изнашивания.

Прочностью детали называется её способность сопротивляться действию нагрузок, т. е. сопротивляться разрушению или возникновению недопустимых деформаций. Статическое разрушение возникает при однократном действии нагрузки, величина которой превышает предел прочности материала детали.

Усталость – это процесс разрушения детали под действием многократно повторяющихся знакопеременных нагрузок. Разрушение связано с усталостными трещинами, пропорциональными количеству циклов нагружения, и является естественным процессом старения.

Коррозия – процесс разрушения материалов вследствие физикохимического взаимодействия с внешней средой.

Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твёрдого тела и накопления его остаточной деформации при трении. При трении возникает взаимодействие микронеровностей трущихся поверхностей между собой.

Следует также отметить расклинивающее действие масла (эффект акад.

П. А. Ребиндера), заключающееся в разрушении поверхностных слоёв высоким давлением масла при затекании его в микротрещины.

Механическое изнашивание является результатом механических действий и включает резание, отслаивание и выкрашивание.

Абразивное изнашивание состоит в режущем действии на деталь твёрдых частиц, находящихся в свободном или закреплённом состоянии.

Гидроабразивному изнашиванию, происходящему под действием твёрдых частиц, взвешенных в жидкости, подвержены водяные, топливные и масляные каналы.

Газоабразивное изнашивание возникает под воздействием частиц, взвешенных в газе. Этому виду изнашивания подвержены впускные и выпускные системы автомобильных двигателей.

Кавитация представляет собой образование, а затем поглощение парогазовых пузырьков в движущейся по поверхности детали жидкости при определённых соотношениях давлений и температур в переменных сечениях потока.

Разрушение кавитационных пузырьков сопровождается гидравлическими ударами по поверхности детали и образованием каверн, полостей.

Усталостное изнашивание является механическим изнашиванием в результате усталостного разрушения слоя детали. Усталостное разрушение проявляется в виде выкрашивания – отделения частиц материала.

Коррозионно-механическое изнашивание в основном связано с окислением материала поверхностей деталей. При окислительном изнашивании кислород воздуха или растворённый в масле образует на металле окисную плёнку, которая механически удаляется при трении. Затем процесс повторяется.

t1 – период приработки деталей (повышенная интенсивность изнашивания);

t2 – период нормального изнашивания; t3 – период форсированного изнашивания.

Рисунок 1.1 – Зависимость износа деталей от времени их работы 1.4.2 Характерные виды износа деталей Причины изнашивания:

– внезапное изменение физико-механических свойств материала деталей;

– конструктивные ошибки при проектировании оборудования;

– технологические ошибки при неправильном выборе методов и режимов обработки деталей.

Естественный износ деталей машин связан с наличием циклических нагрузок, режимом смазывания, температурным режимом, наличием агрессивных веществ.

В зависимости от условий эксплуатации, изнашивания подразделяют:

– абразивное изнашивание (детали ходовой части мобильных машин);

– пластическое деформирование (детали шлицевых соединений, зубчатые муфты, зубчатые колёса и др.);

– коррозия (блоки цилиндров, распределительные валы, поршни и др.);

– знакопеременные нагрузки (шатуны, пружины и др.).

Механические повреждения деталей – это трещины, пробоины, скручивание, которые возникают под воздействием значительных местных нагрузок.

Трещины появляются в наиболее нагруженных местах корпусных деталей промышленного оборудования (станины, коробки скоростей и подач, столы, суппорты и др.). Наиболее часто появление трещин наблюдается на корпусных деталях, выполненных из чугуна.

Химико-тепловые повреждения деталей К этой группе относятся:

коробление – следствие структурных изменений и больших внутренних напряжений, возникающих в деталях машин под воздействием высоких температур;

коррозия – разрушение металла при контакте его с коррозионной средой вследствие химического или электрохимического взаимодействия между ними.

При эксплуатации оборудования возможна как сплошная, так и местная коррозия. Сплошная коррозия (равномерная или неравномерная) ведёт к постепенному уменьшению поперечного сечения деталей. Местная коррозия носит избирательный характер.

Нагар на поверхностях деталей образуется как результат взаимодействия сильно нагретых газов с продуктами сгорания топлива и масел. Он приводит к нарушению теплообмена, перегреву деталей и образованию трещин на них.

1.4.3 Изменение эксплуатационных показателей автомобиля по мере его старения Эксплуатационные показатели автомобиля по мере его старения ухудшаются: снижается производительность, увеличиваются простои и затраты на ремонт.

При уменьшении теплового зазора в клапанах до значений, близких к нулю, создаются условия, препятствующие плотному закрытию клапанов, что сопровождается существенным ухудшением мощностных и экономических показателей двигателя.

Изменение регулировок клапана поплавковой камеры: при снижении уровня топлива (объединение смеси) наблюдается потеря мощности; при увеличении уровня топлива происходит обогащение горючей смеси, мощность практически не меняется, но наблюдается значительное ухудшение экономических показателей.

1.4.4 Контрольные вопросы 1. В чём разница между физическим и моральным старением автомобиля?

2. От чего зависит моральное старение автомобиля?

3. Чем определяется и от чего зависит физическое старение автомобиля?

4. Ухудшение какого эксплуатационного показателя автомобиля по мере его старения представляется вам наиболее очевидным?

5. Чем объяснить уменьшение суточного пробега автомобилей такси по мере их старения?

6. Почему темпы нарастания расхода запасных частей и трудоёмкости ремонтных работ по мере старения машины не совпадают?

1.5 Изменение безопасности машины по мере её старения 1.5.1 Активная безопасность По известной статистике, из общего числа машин, участвовавших в ДТП по причине возникновения неисправностей, примерно 4% неисправностей приходится на дефекты производства, примерно 27% – на нарушение условий эксплуатации и около 69% – на естественное изменение параметров автомобиля вследствие его естественного старения.

Таблица 1.1 – Распределение ДТП, возникающих от неисправностей и отказов Агрегаты, системы, приборы Доля ДТП от их общего числа, % Типичным случаем потери работоспособности тормозной системы является износ тормозных цилиндров, износ или разбухание уплотнительных колец и манжет. Это сопровождается утечками тормозной жидкости. Трубопроводы и тормозные цилиндры располагают так, чтобы обеспечить визуальное наблюдение мест утечек тормозной жидкости.

Тормозные системы машин оборудуются устройствами, обеспечивающими автоматическое слежение за работой тормозного механизма.

Имеются два вида усилителей экстренного торможения: гидравлический и механический. В гидравлическом усилителе (фирма "Бош") для повышения давления используется обратный насос антиблокировочной системы (АБС). В механическом усилителе скорость воздействия на тормозную педаль оценивается повышением давления в главном тормозном цилиндре, срабатывание которого зависит от скорости движения.

Зеркала заднего вида должны обеспечивать видимость горизонтальной части дороги шириной 20 м, начиная с расстояния не более 60 м позади машины.

В результате естественного старения пластмасс и действия солнечной радиации меняется цвет задних фонарей. Белёсый цвет может привести к ошибкам при распознании положения машины.

Машины, оборудованные АБС, часто дополнительно оснащают противобуксовочной системой (ПБС). При разгоне автомобиля ПБС автоматически притормаживает колесо, скорость вращения которого больше, чем у остальных колёс, а при необходимости уменьшает мощность, развиваемую двигателем, и тяговую силу на колёсах. Всё это повышает активную безопасность автомобиля.

Многие водители, считающие себя опытными, начиная эксплуатировать автомобиль с АБС и ПБС, выказывают неудовольствие вмешательством автоматики в управление автомобилем, однако отказ от автоматического регулирования всегда будет приводить к снижению активной безопасности автомобиля.

1.5.2 Пассивная безопасность Пассивная безопасность бывает:

внешняя – достигается исключением на наружной поверхности кузова острых углов, выступающих ручек, зеркал, фаркопа;

внутренняя – центральная часть кузова должна иметь достаточную жёсткость и не деформироваться, а передняя и задняя части – обеспечивать максимальную деформацию при ударах кузова спереди или сзади.

К средствам пассивной безопасности относятся запасные выходы в автобусах, брусья в задней части грузовых автомобилей, а также ремни и подушки безопасности, травмобезопасная рулевая колонка, бамперы с энергопоглощающими элементами и т. д.

Так, система предварительного натяжения ремней в случае аварии притягивает корпус человека к спинке сидения. Дополнительным элементом ремней безопасности с преднатяжителем является система ограничения максимальной нагрузки на тело. При её срабатывании ремень слегка ослабляется, уменьшая ускорение и нагрузку на тело в момент ДТП.

1.5.3 Пожарная безопасность В машине объединены системы, которые могут приводить к возникновению возгораний. Это сильно нагретые части работающего двигателя; при трении нагреваются тормоза, сцепление.

На долю пожаров автомототранспортных средств приходится 5...15% от общего числа пожаров, людей составляет 6...12% от всех погибших при пожарах.

Возникновение пожара в машине распределяется следующим образом (%):

43,3 – моторный отсек;

20,0 – кабина;

7,8 – багажный отсек;

5,6 – выпускная система газов;

3,0 – элементы ходовой части;

20,3 – другие элементы.

Причины возникновения пожаров выражаются следующим образом (%):

22 – утечка горючей жидкости из двигателя;

22 – утечка горючей жидкости из гидросистемы;

16 – неисправности электрооборудования;

15 – механические поломки деталей;

12 – утечка горючей жидкости из системы охлаждения;

8 – утечка горючей жидкости из топливной системы;

5 – перегрузка шин.

Возгорания автомобиля возникают от внутренних и внешних источников.

К внутренним источникам относят: искры электрических разрядов, искры от ударов деталей друг о друга при ДТП. К внешним источникам – неосторожное обращение с огнём водителя и пассажиров.

В конструкции машин предусмотрены противопожарные перегородки между моторным отсеком и салоном, между салоном и отсеком, где установлен топливный бак. Для увеличения предела огнестойкости перегородок используют специальные вспучивающиеся покрытия (при нагреве стального листа покрытие вспучивается (вспенивается) и теплопроводность листа существенно ухудшается, что снижает теплопередачу перегородки).

1.5.4 Экологическая безопасность:

– загрязнение атмосферы, земли и водоемов вредными выбросами при работе двигателя и систем автомобиля;

– шумовое воздействие на окружающую среду, возникающее при функционировании агрегатов автомобиля и его движении в транспортном потоке (устанавливают звукоизолирующие экраны).

Газобаллонные автомобили имеют менее токсичные выхлопные газы.

По принятой Концепции развития отечественного машиностроения с апреля 2006 г. 100% техники должны соответствовать нормам "Евро-2", с января 2008 г. – "Евро-3", с января 2010 г. – "Евро-4", а с января 2014 г. для грузовых автомобилей с дизелями входит в силу норма "Евро-5".

Тормозные колодки и фрикционные накладки ведомого диска сцепления выделяют ряд вредных химических веществ и пыли (медь, цинк, свинец, асбест приводит к раковым заболеваниям). Но наибольший вред здоровью человека приносит фенол. В момент продолжительного торможения температура диска и колодок достигает 800°С, и из них выделяется фенол, входящий в состав клеящего вещества.

Мелкая резиновая пыль сохраняется на поверхности дорожного покрытия, поднимаясь в сухую погоду в воздух и попадая в органы дыхания.

1.5.5 Контрольные вопросы 1. Какие причины могут приводить к снижению эффективности тормозной системы и рулевого управления по мере эксплуатации автомобиля?

2. Что может приводить к ухудшению обзорности дороги с рабочего места водителя?

3. Что может приводить к снижению пассивной безопасности автомобиля по мере его старения?

4. Какой из факторов, по вашему мнению, представляет наибольшую опасность в плане возникновения пожара в системах автомобиля?

5. Источником каких вредных воздействий на окружающую среду может являться автомобиль?

6. Почему по мере старения автомобиля увеличивается уровень его шума?

Назовите известные вам причины этого.

7. Какими конструктивными решениями можно повысить экологическую безопасность автомобиля?

1.6 Теоретическое обоснование изменений потока отказов автомобиля 1.6.1 Интенсивность отказов Напомним, что под интенсивностью потока отказов понимают усреднённое значение числа отказов в единицу времени.

Форму кривой изменения интенсивности потока отказов часто называют "корытообразной", различают: период приработки (интенсивность монотонно уменьшается), период нормальной эксплуатации (интенсивность имеет наименьшее значение и остаётся постоянной) и период старения изделия (интенсивность потока отказов нарастает).

Различают:

– интенсивности потока отказа дефектных элементов, (х)q – (омега);

– интенсивности отказов вследствие естественного старения, (х)р;

– интенсивности отказа базовой детали, (х)БД.

Интенсивность потока отказа механизма определяется:

1 – отказы дефектных элементов; 2 – отказы ремонтируемых элементов вследствие естественного старения; 3 – отказы базовой детали.

Рисунок 1.2 – Изменение интенсивностей потоков отказов автомобиля На начальном этапе эксплуатации (отрезок А) присутствуют отказы дефектных элементов (бракованные детали или неправильно собранные узлы).

На втором этапе эксплуатации (отрезок В) продолжают отказывать оставшиеся дефектные элементы с большой средней наработкой на отказ. Общая интенсивность потока отказов остаётся постоянной (этап нормальной эксплуатации).

Далее, по мере включения в общий поток отказов всё более долговечных элементов, наблюдается рост интенсивности отказов.

При достаточно большой наработке интенсивность потока отказов увеличивается (отрезок С).

1.6.2 Контрольные вопросы 1. Чем обусловлена повышенная интенсивность потока отказов автомобиля на начальном этапе эксплуатации?

2. Что характеризует ведущая функция потока отказов?

3. Как строится ведущая функция потока отказов заменяемой при ремонте автомобиля детали?

4. Почему при длительной эксплуатации автомобиля интенсивность потока его отказов начинает существенно возрастать?

1.7 Определение оптимального срока службы машины 1.7.1 Оптимальный срок службы машины Путём многократных текущих ремонтов машину можно поддерживать в работоспособном состоянии, в принципе, неограниченно.

Без учёта издержек от морального старения автомобиля оптимальный срок его службы можно найти по минимуму удельных затрат.

Если СА – стоимость автомобиля, то при сроке службы, t, стоимость выраС зится Co = А. Затраты, связанные с поддержанием автомобиля в работоспоt собном состоянии, СТЭА, в течение года, можно представить суммой:

где Сто – затраты на техническое обслуживание автомобиля;

СР – затраты на ремонт автомобиля, существенно возрастающие по мере его старения;

Стг – затраты, связанные с потерей дохода от простоев механизма, обусловленных его технической готовностью.

Суммируя в течение каждого года удельные затраты, получаем кривую, по которой можно найти оптимальный срок службы автомобиля, соответствующий минимуму общих удельных затрат, Со.

Рисунок 1.3 – Характер изменения удельных затрат в зависимости 1.7.2 Способы замедления процесса старения автомобиля Можно выделить следующие группы: конструктивные и эксплуатационные.

Кузов легкового автомобиля и автобуса является базовой деталью, определяющей их ресурс. Процессы исчерпания ресурса кузова – усталостное разрушение силовых элементов кузова.

Циклические напряжения, испытываемые элементами кузова, приводят к образованию усталостных трещин.

Коррозия элементов кузова зависит от конструкции кузова. Поскольку интенсивность процесса коррозии существенно возрастает в водных растворах электролитов, при конструировании кузова следует исключать условия длительного контакта элементов кузова с водой. С этой целью в нижних точках полостей, куда может попадать вода, должны быть предусмотрены дренажные отверстия (двери автомобиля, площадки для установки аккумулятора, отсеки для расположения запасного колеса и т. д.).

Кузов желательно выполнять из однородного металла, чем исключается протекание электрохимических процессов, провоцирующих коррозию кузова.

Наиболее сильно кузов подвергается коррозии при эксплуатации автомобиля зимой. Этому во многом способствует обработка дорожного покрытия солевыми составами. Особую роль играет изменение температуры элементов кузова в течение дня. Если автомобиль на ночь хранится в тёплом гараже, то снег на кузове тает. Когда же автомобиль выезжает из гаража на морозную улицу, вода в щелях замерзает и лёд раздвигает щели, отрывая краску. Хранение автомобиля в холодном гараже или на открытой площадке, с позиции замедления процессов коррозии кузова, может оказаться предпочтительным.

Одним из способов уменьшения износа служит нанесение на трущиеся поверхности приработочных и антифрикционных покрытий, имеющих в своём составе вещества, обладающие свойством создавать на поверхности трения слои сухой смазки с малым сопротивлением сдвигу.

1.7.3 Контрольные вопросы 1. Что используют в качестве критерия оптимальности срока службы автомобиля?

2. Почему заводы-изготовители при выпуске автомобиля не указывают срок его службы?

3. Если учитывать моральное старение автомобиля, это увеличит или уменьшит срок его службы?

1.8 Общие понятия о трении и износе Под трением (внешним) понимают сопротивление относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей. Уменьшение потерь на трение и снижение износа – основное назначение смазочных материалов.

По характеру взаимного перемещения трущихся поверхностей деталей различают трение покоя (трение двух тел при предварительном их смещении) и трение движения (трение двух тел, находящихся в относительном движении).

Трение движения по характеру движения делится на трение скольжения и трение качения, а по наличию (отсутствию) смазочного материала – на трение без смазки, граничное и жидкостное.

Трение скольжения возникает при движении соприкасающихся тел, у которых скорости в точках касания различны. При трении качения скорости тел в точках касания одинаковы.

Трение без смазки возникает при отсутствии на поверхностях трения тел специально введённого смазочного материала (рисунок 1.4, а).

Граничное трение возникает, когда поверхности трения разделены слоем смазки малой толщины (менее 0,1 мкм), не превышающим высоты микронеровностей (шероховатости) поверхности (рисунок 1.4, б).

hmin – величина зазора между трущимися поверхностями;

1, 2 – высота микронеровностей на трущихся поверхностях;

а – трение без смазки (сухое трение); б – граничное трение; в – жидкостное трение.

При жидкостном трении (рисунок 1.4, в) смазочный слой полностью отделяет рабочие поверхности одну от другой, при которой проявляются нормальные объёмные свойства масла.

При трении без смазки дополнительная энергия тратится на преодоление:

– взаимного механического зацепления неровностей;

– сил межмолекулярного притяжения;

– явления сваривания отдельных острых выступов поверхностей трущихся пар.

Согласно формуле Амонтона, сила трения скольжения, F, зависит от коэффициента трения, f, и величины нормальной нагрузки, Р:

f – коэффициент трения, значение которого зависит от вида трущихся где материалов и качества обработки их поверхностей.

В среднем коэффициент трения составляет 0,1…0,8, а при трении меди по меди – 1,3.

Сила трения качения примерно на порядок меньше силы трения скольжения. Это свойство используется в подшипниках качения. Однако такие подшипники удаётся применить не везде.

Коэффициент граничного трения составляет 0,08…0,15. Режим граничного трения очень неустойчив и характеризует предел работоспособности узла трения. Если граничный слой разрушается, а нагрузка превышает силы сцепления смазочного материала с рабочей поверхностью детали, то в месте контакта возникает сухое трение и, как следствие, задиры, заклинивания.

Образование смазочных плёнок силами адсорбции обусловлено наличием в смазочных материалах поверхностно-активных веществ (ПАВ), несущих электрический заряд. Способность смазочных материалов, содержащих ПАВ, образовывать на смазываемых поверхностях достаточно прочные слои ориентированных молекул, называют маслянистостью, или смазывающей способностью масел. Коэффициент жидкостного трения находится в пределах 0,003…0,03, что в 50…100 раз меньше, чем при трении без смазки. Сила трения зависит от трения внутренних слоёв в смазочном материале.

Механизм образования масляного клина (слоя) в коренном подшипнике коленчатого вала при пуске двигателя показан на рисунке 1.5.

а – двигатель не работает; б – момент пуска двигателя;

в – работа двигателя (постоянное вращение коленчатого вала).

Рисунок 1.5 – Образование масляного клина в подшипнике скольжения Вращаясь в подшипнике скольжения, вал увлекает находящееся в зазоре масло, и там, где величина зазора, hmin, меньше, возникает давление, под действием которого вал "всплывает" в заполняющем зазор масляном слое (рисунок 1.5, б). С увеличением частоты вращения коленчатого вала "клиновое действие" масляного слоя возрастает, увеличивается величина hmin и шейка вала стремится занять центральное положение в подшипнике (рисунок 1.5, в). Минимальная толщина масляного слоя, hmin, зависит от конструкции подшипника скольжения (наличия упорных буртиков, сальниковых уплотнений и других элементов), абсолютной вязкости масла, скорости перемещения трущихся поверхностей и величины давления на трущиеся поверхности. Должна соблюдаться закономерность:

1 и 2 – максимальные высоты выступов на поверхностях трения (рисугде Полужидкостное трение возникает при пуске и остановке двигателя, высоких рабочих температурах и нагрузках, недостаточной вязкости масла. В этих ситуациях масла в зазоре между трущимися парами недостаточно для обеспечения жидкостного трения, в результате чего в отдельных местах соприкосновения трущихся поверхностей возникает граничное или сухое трение.

1.9 Ремонтно-восстановительные препараты (РВП) Так называемая "подкапотная автохимия" как отрасль химической промышленности зародилась в США в середине прошлого столетия, когда в розничную продажу в 1942 году в г. Чикаго впервые поступила банка с присадкой к моторному маслу CD-2 по заказу General Motors. Однако долгое время производители смазочных материалов крайне негативно отзывались о применении дополнительных присадок к их продукции.

В конце XX столетия в автохимическую промышленность пришли учёные, которые раньше работали только в военной и космической промышленности. Ими были созданы методы и средства для безразборного ремонта трущихся соединений автомобиля – «интеллектуальные (умные) технологии самовосстановления».

Эти средства делятся на: реметаллизанты (металлоплакирующие соединения), полимерсодержащие препараты и геомодификаторы.

Следует отметить, что иногда необходимость применения РВП обусловлена и рядом принудительных причин, например участием в соревнованиях, автопробегах или каких-то других нештатных испытаниях (автохимический тюнинг).

Реметаллизанты (металлоплакирующие композиции) – это класс препаратов, базирующихся на явлении избирательного переноса материала при трении (открытого в 1962 г.). Приставка «ре-» в данном случае подразумевает возврат (от английского return) металла на поверхности трения. Термин же «металлоплакирующий» (плакировать, от французского plaquer, «покрывать»).

Механизм действия заключается в образовании тончайших металлических слоёв – сервовитной плёнки – вследствие осаждения металлических компонентов, входящих в состав. При их применении частично восстанавливаются микродефекты, снижается коэффициент трения, значительно повышается износостойкость поверхностей и т. д.

В настоящее время наиболее распространены препараты на основе тефлона, занесённого в Книгу рекордов Гиннесса в качестве самого скользкого материала в мире. Разработчик – американская фирма «Дюпон».

Полимерсодержащие препараты в основном применяются для повышения надёжности двигателей (введением аэрозолей через впускные трубопроводы дизелей или карбюраторы бензиновых двигателей) или в качестве добавки к моторному маслу.

Они покрывают трущиеся поверхности деталей, что заменяет трение металла по металлу трением полимера по полимеру.

Особенностью применения препаратов является то, что они должны вводиться примерно за 1000 км пробега до смены моторного масла.

Наряду со многими положительными результатами применения препаратов на основе полимеров, имеется целый комплекс серьёзных проблем:

1) в инструкциях ко многим тефлоновым препаратам-восстановителям содержится предупреждение: «Не применять в период обкатки!»;

2) если двигатель или трансмиссия когда-то ранее были обработаны полимерсодержащими препаратами, то в этот период применение других препаратов автохимии неэффективно (80 тыс. км);

3) покрытие на поверхностях трения может постепенно насыщаться частицами износа и абразива. В результате образуется подобие абразивного круга. Трение полимера по полимеру может превратиться в трение деталь – абразивный круг.

В настоящее время применение препаратов с фторсодержащими материалами ограничивается. Это вызвано тем, что при горении частиц тефлона может происходить образование в отработавших газах ядовитых химических соединений, близких по составу к боевым отравляющим веществам типа фосгена.

Препараты "геомодификаторы" (от греческого "Гея" – Земля) по химическому составу представляют собою смесь измельчённого силиката магния, являющегося минеральной рудой.

Попадая на поверхности трения вместе с маслом, ПАВ создают металлокерамические покрытия с высокой износостойкостью и малым коэффициентом трения.

Наилучшие результаты эти препараты показывают в элементах ходовой части. Они обладают высокими смазочными, водо- и грязеотталкивающими свойствами (износ в шарнирах карданных валов, подшипниках ступиц).

При применении препаратов данной группы отмечается ряд характерных особенностей:

1) при наличии в смазочном материале свежих присадок эффективность модификаторов резко снижается;

2) отмечается нарушение температурной стабильности обработанного модификатором двигателя вследствие дополнительного теплового сопротивления металлокерамического слоя (кстати, как и полимерного тоже) отводу тепла от поршня через поршневые кольца;

3) по этой же причине наблюдается почти двукратный рост выхода окислов азота (NOx).

В настоящее время особое место занимают препараты для безразборного ремонта течи медных, алюминиевых, пластиковых и композитных радиаторов, прокладок. Состав вводится в охлаждающую жидкость и вместе с ней подаётся в зону течи (трещины), которые, соединяясь с воздухом, полимеризуются, расширяются и закрывают течь.

Кондиционеры поверхности. К отдельной группе РВП относятся кондиционеры металла (поверхности).

Впервые термин "кондиционер" (от английского condition – условие, состояние) был употреблён ещё в 1815 г.

Слово "кондиционер" по отношению к устройству для поддержания нужной температуры прижилось только у нас в стране. В дальнейшем слово «кондиционер» стало применяться в других отраслях, например «кондиционер для волос», «кондиционер металла» и т. д.

Растворённые легирующие элементы осуществляют подпитку разрушаемых при трении контактирующих поверхностей – восстановление плёнки (осаждение активных элементов кондиционера) – «пассивация».

Кондиционеры металла, проникая внутрь металлической поверхности, изменяют её структурный состав. Это позволяет существенно снизить потери на трение в подвижных соединениях и интенсивность их изнашивания.

Отдельного внимания заслуживают восстановители герметичности агрегатов, восстановители ременных передач, уплотнений и других деталей. Данные препараты содержат специальные кондиционеры резинотехнических и полимерных материалов, которые при добавлении в гидроусилитель руля, коробку передач и другие агрегаты не только придают смазываемым соединениям высокие защитные свойства, но и эффективно устраняют течи смазочных материалов через уплотнения. Фактически происходит их безразборное восстановление в процессе непрекращающейся штатной эксплуатации автомобиля.

Слоистые добавки. Механизм их действия основан на том, что (например в кристаллической решетке графита) графит при трении без особых усилий смещается (срезается) вдоль слоёв, разделяя трущиеся поверхности.

При работе слоистый материал заполняет (сглаживает) микронеровности поверхностей трения, вследствие чего до 50% снижается коэффициент трения и износ.

Применение слоистых препаратов имеет ряд особенностей:

1) быстрое потемнение масла при работе двигателя не является признаком "старения" масла (в то же время использование таких масел визуально "маскирует" интенсивность старения моторного масла в период его эксплуатации);

2) ряд частиц таких препаратов может привести к забиванию каналов коленчатого вала;

3) применение дополнительных ремонтно-восстановительных препаратов наиболее целесообразно для двигателей, имеющих большой пробег.

1.10 Нанопрепараты (наноалмазы, фуллерены, рекондиционеры) «Нано» (от греческого nanos – карлик) – приставка для образования наименования дольных единиц, равных одной миллиардной доле исходных единиц. Например, 1 нм = 10-9 м.

При работе двигателя нанокапсулы образуют на металлических поверхностях устойчивую к истиранию плёнку при температурах до 500°С. В то же время эта плёнка, обладая свойствами твёрдой смазки, равномерно заполняет все неровности металла, снижая потери на трение.

Нанотехнологии таят в себе ряд опасностей, в том числе ещё не исследованных. Например, наночастицы, при неаккуратном обращении, могут легко проникать в клетки кожи через поры их стенок и накапливаться в органах человека. Последствия такого воздействия пока недостаточно изучены.

1.10.1 Общие требования к применению ремонтно-восстановительных препаратов 1. Диагностирование, которое включает в себя определение технического состояния машины.

Наиболее простой способ определения технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя – определение компрессии (максимального давления, развиваемого в цилиндре в конце такта сжатия).

2. Провести очистку (промывку) системы смазки двигателя, картера коробки передач и распределительных коробок, мостов и т. д.

Если после контрольного пробега 500…1000 км масло стало чёрным (за исключением случаев применения слоистых материалов), желательно повторить очистку систем двигателя.

3. Операции по введению тефлоновых препаратов целесообразней производить на холодном двигателе, чтобы максимально уменьшить возможность преждевременной полимеризации ПТФЭ во время заливки.

4. После введения препарата пустить двигатель и осуществить контрольный пробег на 10…15 км или оставить поработать на холостом ходу минимум 30 мин.

5. Обработанный автомобиль должен находиться в эксплуатации. При длительном простое компоненты восстановителей могут расслоиться, отложиться не в том месте, полученные покрытия могут подвергнуться коррозии.

6. Не рекомендуется использование любых препаратов, снижающих трение, в автоматических коробках передач – это может привести к их отказу.

Достигнутые показатели сохраняются до 80 тыс. км пробега.

Количество поломок в год существенно отличается для разных моделей автомобилей и по мере срока их службы возрастает. При двух-трёхлетней эксплуатации самого ненадёжного автомобиля процент его поломок (25,1%) превышает процент поломок самого надёжного автомобиля (11,3%) в 2,22 раза, что по уровню поломок (23,3%) начинает приближаться к новому ненадёжному автомобилю только после 6…7 лет эксплуатации. Однако по мере старения машин соотношение поломок (max/min) для категории ненадёжных и надёжных автомобилей начинает приближаться к единице, т. е. их надёжность выравнивается.

На основании приведённых данных можно заключить, что разница между надёжными и ненадёжными автомобилями на начальном этапе эксплуатации вряд ли существенно зависит от их конструктивных отличий. По мере эксплуатации изначально ненадёжного автомобиля происходит "исправление ошибок производителя" путём замены недоброкачественных деталей и узлов. Выравнивание надёжности происходит через 10 лет – это, конечно, хорошо, но поздно, так как автомобили к этому времени уже морально устарели.

Очевидно, что для российской автомобильной промышленности проблема производства автомобилей со стабильно высоким уровнем качества стоит ещё более остро. Если также учесть, что каждый второй из 26 млн автомобилей в нашей стране старше 10, и каждый третий – старше 15 лет, а при таком сроке службы процент поломок даже более качественных импортных автомобилей превышает 35% и мало зависит от их исходного качества (таблица 1.2), то старение парка отечественных автомобилей представляется не только экономической, но и крупной социальной проблемой.

Таблица 1.2 – Изменение надёжности различных моделей автомобилей по мере Процент поломок самой ненадёжной 25,1 33,9 30,5 35,7 37, модели автомобиля (max) модели автомобиля (min) 1.10.2 Контрольный вопрос 1. Выполнение каких рекомендаций позволяет спроектировать более долговечный кузов легкового автомобиля?

2 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТО и Р.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ТО и Р

2.1 Система планово-предупредительного ремонта 2.1.1 Основные положения Общей концепцией поддержания оборудования в исправном состоянии является внедрение системы планово-предупредительного ремонта (ППР), которая законодательно закреплена в ГОСТах для внедрения на всех предприятиях страны.

Система технического обслуживания (ТО) и ремонта – это совокупность взаимосвязанных технических средств, документации, исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества оборудования (ГОСТ 18322-78).

Система ППР представляет собой комплекс мероприятий, проводимых в плановом порядке для обеспечения работоспособности и исправности машин в течение всего срока их службы. Эти мероприятия разрабатываются и осуществляются при эксплуатации оборудования с обязательным выполнением указаний инструкций заводов-изготовителей.

Все мероприятия по поддержанию работоспособности оборудования выполняются в соответствии с годовыми и месячными графиками, составленными так, чтобы предупредить преждевременный и неожиданный выход оборудования из строя.

Различия системы ППР заключаются в следующем:

– проведением с заданной периодичностью ремонтов оборудования, планируемых заранее;

– выполнением в полном объёме операций ТО;

– сокращением времени нахождения оборудования в ремонте (в первую очередь капитальном);

– обеспечением сроков полезного использования оборудования.

Всё оборудование подразделяется на основное и неосновное.

Основным является оборудование, при участии которого осуществляются основные производственные (технологические) процессы и выход которого из строя приводит к прекращению производственного процесса.

Неосновное оборудование обеспечивает работу основного оборудования.

В зависимости от производственной значимости оборудование одного наименования может быть отнесено как к основному, так и к неосновному.

Различают: регламентированный ремонт, ремонт по наработке, ремонт по техническому состоянию.

Фактически ремонт основан на сочетании (в различных пропорциях) регламентированного ремонта и ремонта по техническому состоянию или ремонта по наработке.

Наиболее перспективным методом ремонта оборудования является агрегатно-узловой метод, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или отремонтированными, взятыми из оборотного фонда.

Особенно эффективным является рассредоточенный агрегатно-узловой метод, при котором даже капитальный ремонт выполняется в течение всего ремонтного цикла; при этом замену неисправных узлов и агрегатов приурочивают к срокам проведения ТО или текущего ремонта.

Утверждение некоторых отечественных специалистов, что за рубежом система ТО и ремонта отсутствует, не соответствует действительности.

За рубежом организация ремонтно-профилактических работ называется несколько иначе, а именно: система обслуживания – в Европе, США, Канаде и др.; система сохранения – в Японии, Южной Корее.

Как правило, на предприятиях нет специальных подразделений по ремонту (ремонтно-строительного управления, отделов главного механика). Такие службы возглавляет технический руководитель фирмы по оборудованию, а работами руководят непосредственно мастера (механики).

Ремонт с полной разборкой оборудования практически не применяется.

Ремонты выполняются путём замены пришедших в негодность агрегатов, узлов и деталей на годные заводского изготовления. Ремонтно-механические цеха по изготовлению и восстановлению деталей отсутствуют.

В США существует система планово-предупредительного обслуживания основных фондов, которая предусматривает замену любого сменного элемента, если есть опасность выхода оборудования из строя.

В США изготовление запасных частей поощряется тем, что их разрешается продавать на 20-25% дороже, чем в виде собранного оборудования, а доля так называемого "фирменного ремонта" (силами специализированных ремонтных фирм) не превышает 10% всего объёма ремонтов в стране. Преимущественно это наладка, испытания, сложные регулировочные работы, реже – замена сложных агрегатов.

В Японии считают, что для значительного увеличения прибыли от эксплуатации оборудования необходимо, чтобы ремонтное производство носило ритмичный (плановый) характер. Заложен следующий принцип: все работы по замене агрегатов, деталей самой сложной машины по возможности следует производить на месте её установки силами собственного подготовленного персонала.

Во всех зарубежных странах большое внимание уделяется нормированию затрат труда, времени остановки на восстановление работоспособности машин и времени плановой замены сменных элементов (снижение издержек).

Системы ППР в отечественной практике отличаются от ремонтных технологий, принятых за рубежом, путём проведения текущих и капитальных ремонтов. Последнее объясняется тем, что нормативный коэффициент обновления основных фондов в стране постоянно не выполнялся. Накапливалось большое количество амортизированного оборудования, которое восстанавливалось путём проведения сложных ремонтов.

К началу экономических реформ в промышленности скопилось до 25% основных фондов, требующих замены. При ежегодной амортизации машин 3,7…5,1% и почти полном приостановлении в 90-х годах XX в. замены негодного оборудования в эксплуатации находилось более 60% полностью амортизированных машин.

Уборка оборудования и содерНаблюдение за работой мехаустранение мелких неисправПо результатам технического низмов, пополнение смазки, За рубежом считают, если в производстве находится более 50% полностью амортизированных машин, такое производство без экономического анализа признаётся банкротом.

Именно в таком состоянии находится производство в России. Поэтому необходимо переходить на систему ППР, используя имеющийся мировой опыт.

Существуют следующие формы организации ремонта хозяйства:

– централизованная – предусматривает выполнение всех ремонтных работ на предприятии силами его ремонтно-механического цеха. Такая организация типична для предприятий с небольшим количеством оборудования;

– децентрализованная (ТО, текущий и капитальный ремонты) – проводится комплексными бригадами. Ремонтно-механический цех (мастерская) осуществляет капитальный ремонт агрегатов, изготавливает детали для цеховых ремонтных бригад;

– смешанная – ТО и текущий ремонт выполняют комплексные бригады подразделений (цехов), а капитальный ремонт – ремонтно-механический цех ОГМ.

2.1.2 Надёжность автомобилей и их составных частей Надёжность – свойство объекта сохранять в установленных пределах значения всех параметров в заданных условиях применения.

Отказы разделяют на внезапные и постепенные. Внезапные происходят в случайные моменты времени, которые прогнозировать невозможно. Постепенный отказ характеризуется плавным изменением параметров объекта, например монотонное возрастание износа деталей цилиндропоршневой группы двигателя, снижение топливной экономичности и мощности. Разделение отказов на постепенные и внезапные носит условный характер. Например, постепенное изнашивание рабочих поверхностей деталей коробки передач увеличивает зазоры и приводит к внезапному самовыключению передачи.

2.1.3 Система ремонта автомобилей Средства ремонта включают производственно-техническую базу (здания, сооружения, оборудование), размещённую на автотранспортных предприятиях по ремонту.

Стратегия ремонта – это система правил, определяющих выбор времени выполнения ремонтных работ.

Технология ремонта – это совокупность методов изменения технического состояния машин в процессе ремонта.

Нормативно-техническая документация содержит принципы, определения, методы и нормы проведения ремонта.

Различают следующие стратегии ремонта:

– по наработке, когда объём разборки изделия назначается в зависимости от наработки;

– по техническому состоянию, когда перечень операций определяется по результатам диагностирования изделия перед ремонтом.

Опыт ремонта показывает, что замена их элементов по наработке не обеспечивает надёжности и минимальных затрат. Замена по наработке может привести либо к значительному недоиспользованию ресурса элемента, либо к его внезапному отказу.

По характеру постановки на ремонт различают:

– плановый ремонт – ремонт в соответствии с требованиями нормативнотехнической документации;

– неплановый ремонт – ремонт осуществляется без предварительного назначения. Неплановый ремонт проводится с целью устранения последствий отказов.

По регламентации выполнения предусматриваются ремонты:

– регламентированный ремонт – плановый ремонт, выполняемый с периодичностью, установленной в эксплуатационной документации, независимо от технического состояния изделия;

– ремонт по техническому состоянию – плановый ремонт, контроль технического состояния которого выполняется с периодичностью и объёмом, установленными в нормативно-технической документации, а момент начала работы определяется техническим состоянием изделия.

По признаку сохранения принадлежности составных частей к ремонтируемому изделию методы ремонта различают на необезличенный, обезличенный, агрегатный.

Необезличенный метод – при котором сохраняется принадлежность восстановленных составных частей к тому экземпляру, к которому они принадлежали до ремонта. Сохраняется взаимная приработанность деталей, благодаря чему качество ремонта, более высокое, чем при обезличенном методе. Недостатки: усложняется организация ремонтных работ и увеличивается длительность ремонта.

Обезличенный метод – при котором не сохраняется принадлежность составных частей к определённому экземпляру. Снятые с машин агрегаты заменяются заранее отремонтированными.

Агрегатный метод – обезличенный метод текущего ремонта, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или заранее отремонтированными.

2.1.4 Производственный, технологический процессы и их элементы Производственным процессом называется совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для ремонта машин.

Технологический процесс – часть производственного процесса по изменению и определению состояния машин. Технологические процессы: разборка, мойка, обработка давлением, механическая обработка резанием, сборка, окраска и др. Технологический процесс состоит из операций.

Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

При выполнении операции деталь очень часто приходится устанавливать и закреплять несколько раз, т. е. выполнять несколько установов.

Установ – это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой детали (заготовки).

Обрабатываемая деталь закреплена в приспособлении, может занимать несколько последовательных положений относительно инструмента, т. е. позиций.

Позицией называется фиксированное положение, занимаемое обрабатываемой деталью относительно инструмента.

Технологический переход – это законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.

Технологический переход состоит из рабочих ходов.

Рабочий ход – представляет собой однократное перемещение инструмента относительно обрабатываемой детали.

Вспомогательный переход – это законченная часть технологической операции, которая не сопровождается изменением размеров поверхностей, но необходима для выполнения технологического перехода.

Технологический переход, кроме рабочего хода, может иметь вспомогательный ход.

Вспомогательный ход – состоит из однократного перемещения инструмента относительно заготовки (детали), которая не сопровождается изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств детали, но необходима для выполнения рабочего хода.

2.1.5 Выбытие оборудования Выбытие оборудования может происходить по следующим причинам:

– списание по срокам полезного использования (нормам амортизации);

– списание по моральному и физическому износу;

– ликвидация при авариях, стихийных бедствиях.

Списание оборудования осуществляет комиссия.

Узлы и агрегаты, пригодные для ремонта аналогичного оборудования, приходуются. Негодные детали приходуются как вторичное сырьё.

2.2 Техническое обслуживание оборудования Техническое обслуживание является основным профилактическим мероприятием, необходимым для надёжной работы оборудования между плановыми ремонтами. Оно предусматривает надзор за работой оборудования, уход за оборудованием, содержание оборудования в исправном состоянии, проведение плановых технических осмотров и т. д. ТО проводится в процессе работы оборудования с использованием перерывов, нерабочих дней и смен. На выполнение регламентированного (планового) обслуживания специально предусматривается время простоя.

Техническое обслуживание производится в соответствии с ТУ. Оно может быть регламентированным и нерегламентированным. В состав нерегламентированного ТО входят надзор за работой оборудования, эксплуатационный уход, содержание оборудования в исправном состоянии, включающие:

– соблюдение условий эксплуатации и режима работы оборудования в соответствии с ТУ;

– загрузку оборудования в соответствии с паспортными данными, недопущение перегрузки оборудования;

– соблюдение установленных при данных условиях эксплуатации режимов работы;

– поддержание необходимого режима охлаждения деталей и узлов оборудования;

– ежесменную смазку, чистку и уборку эксплуатируемого оборудования и помещений;

– строгое соблюдение порядка останова технологических агрегатов, установленного инструкцией завода-изготовителя;

– немедленную остановку оборудования в случае нарушений его нормальной работы, ведущих к выходу оборудования из строя;

– выявление степени изношенности легкодоступных для осмотра узлов и их своевременную замену;

– проверку нагрева контактных и трущихся поверхностей, проверку состояния масляных и охлаждающих систем;

– проверку исправности заземлений, отсутствия подтекания жидкостей и пропуска газов, состояния тепловой изоляции, состояния ограждающих устройств и т. д.

Регламентированное ТО проводится с установленной в эксплуатационной документации периодичностью, меньшей (или равной) периодичности текущего ремонта.

Регламентированное ТО реализуется в форме плановых ТО.

В ходе планового ТО проводят контроль (диагностирование) оборудования, регулировку механизмов, чистку, смазку, смену смазочных масел, выявляют дефекты эксплуатации, уточняют составы и объёмы работ, подлежащих выполнению при очередном капитальном или текущем ремонтах.

Обнаруженные при плановом ТО отклонения от нормального состояния оборудования, не требующие немедленной остановки для их устранения, должны быть зафиксированы (дефекты узлов, которые при дальнейшей эксплуатации оборудования могут нарушить его работоспособность).

Проверки (испытания) как самостоятельные операции планируются лишь для особо ответственного технологического оборудования. Их цель – контроль эксплуатационной надёжности и безопасности оборудования в период между двумя очередными плановыми ремонтами, своевременное предупреждение возникновения аварийной ситуации, например испытание технической прочности и измерение сопротивлений электрической изоляции.

Кроме того, в ряде случаев предусматриваются проверки для контроля точностных параметров, регламентируемых технологическими требованиями (проверки выходных параметров преобразователей для некоторых видов производств, проверки степени неуравновешенности роторов электродвигателей для прецизионного оборудования). В этом случае они носят название проверок на точность.

Для большей части оборудования проверки не планируются в качестве самостоятельных операций, а входят в состав плановых ремонтов.

Рекомендуется следующая форма организации ТО:

– все виды работ по нерегламентированному ТО оборудования подразделений выполняет эксплуатационный персонал согласно Инструкции по рабочему месту;

– регламентированное (плановое) ТО (ТО-1, ТО-2, ТО-3, сезонное обслуживание – СО) выполняется в соответствии с перечнем типовых работ специализированными бригадами пунктов ТО с обязательным участием эксплуатационного персонала;

– технические испытания оборудования, подведомственного Ростехнадзору, выполняются специализированными сторонними организациями.

2.3 Методы, стратегии и организационные формы ремонта Плановые ремонты реализуются в виде текущих и капитальных ремонтов оборудования.

Текущий ремонт (Т) – это ремонт, осуществляемый для восстановления работоспособности оборудования и состоящий в замене и (или) восстановлении его отдельных составных частей.

В зависимости от конструктивных особенностей оборудования, характера и объема проводимых работ текущие ремонты могут подразделяться на первый текущий ремонт (T1), второй текущий ремонт (Т2) и т. д.

При текущем ремонте, как правило, выполняются работы регламентированного ТО:

замена отдельных агрегатов узлов и деталей;

сварочно-слесарные работы;

ревизия оборудования;

проверка на точность;

другие работы примерно такой же степени сложности.

Средний ремонт (СР) предусматривается для случаев эксплуатации оборудования в тяжёлых дорожных условиях; проводится с периодичностью более одного года (замена двигателя, достигшего предельного состояния, других агрегатов с заменой или ремонтом деталей и др.).

Капитальный ремонт (К) – ремонт, выполняемый для обеспечения исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые.

Послеремонтный ресурс оборудования должен составлять не менее 80% ресурса нового оборудования.

В объём капитального ремонта входят следующие работы:

– объём работ текущего ремонта;

– замена или восстановление всех изношенных агрегатов и узлов;

– послеремонтные испытания.

Для выполнения капитального ремонта на предприятии должны иметься ТУ на каждое наименование ремонтируемого оборудования.

Устранение непредвиденных инцидентов и аварий оборудования осуществляется в ходе внеплановых ремонтов. Постановка оборудования на внеплановый ремонт производится без предварительного назначения.

При проведении внепланового ремонта заменяются (или восстанавливаются) только те элементы, которые явились причиной отказа или в которых выявлено прогрессирующее развитие дефекта. Основной задачей внепланового ремонта является восстановление работоспособности оборудования и скорейшее возобновление производства (процесса), если он был прерван.

Ремонт оборудования может осуществляться с применением следующих стратегий ремонта:

– регламентированная (I);

– смешанная (II);

– по техническому состоянию (III);

– по потребности (IV).

Сущность стратегии регламентированного ремонта заключается в том, что ремонт выполняется с периодичностью и в объёме, установленном в эксплуатационной документации, независимо от технического состояния составных частей оборудования в момент начала ремонта.

Сущность смешанной стратегии ремонта заключается в том, что ремонт выполняется с периодичностью, установленной в НТД.

Сущность стратегии ремонта по техническому состоянию заключается в том, что контроль технического состояния выполняется с периодичностью и в объёме, установленном в НТД, а момент начала ремонта и объём восстановления определяется техническим состоянием составных частей оборудования.

Сущность стратегии ремонта по потребности заключается в том, что ремонт оборудования производится только в случае отказа или повреждения составных частей оборудования.

Стратегия I применяется для обеспечения ремонта оборудования, эксплуатация которого связана с повышенной опасностью для обслуживающего персонала.

На основании стратегии II обеспечивается ремонт всего остального основного и неосновного оборудования предприятия.

По решению руководства предприятия часть оборудования может быть переведена на ремонт по техническому состоянию (стратегия III). Перечень такого оборудования составляется руководителем подразделения и утверждается главным инженером.

Стратегия IV частично реализуется в форме внеплановых ремонтов после отказов.

С капитальным ремонтом может быть совмещена модернизация оборудования. При модернизации оборудования решаются следующие задачи:

– увеличение мощности производственного оборудования;

– автоматизация производственных процессов и технологических объектов;

– удешевление и упрощение эксплуатации;

– повышение эксплуатационной надёжности, удешевление ремонта;

– улучшение условий труда и повышение безопасности работы.

Одной из разновидностей агрегатно-узлового метода является рассредоточенный капитальный ремонт, при котором восстановление ресурса оборудования осуществляется в течение нескольких этапов на протяжении всего ремонтного цикла.

Агрегатно-узловой метод ремонта, проводимый рассредоточенным способом, особенно успешно реализуется при внедрении на предприятиях средств технической диагностики.

2.4 Формы и методы организации технического обслуживания В лесной промышленности организация технической эксплуатации отличается большой сложностью, вызываемой условиями работы, разномарочностью оборудования, степенью его концентрации и другими факторами.

Таблица 2.1 – Основные формы и методы технического обслуживания и ремонта По времени выполнения Внутрисменная Индивидуальная (в процессе общей (с ремонтом агрегатов на месте рабочей смены) и без обезличивания) Межсменная Агрегатная (ремонт машин Централизованная (с переброской (в промежутке путём смены агрегатов, при оборудования к пункту техничемежду рабочими ремонте агрегаты ского обслуживания и текущего Вопрос о централизованном техническом обслуживании нужно решать исходя из следующих факторов:

– наличия и состояния транспортных путей от места эксплуатации машин до ремонтно-механической мастерской;

– наличия транспортных средств (трайлеров и других машин) для перевозки машин;

– сменности работы машин и дальности перевозки их для обслуживания и ремонта;

– оснащённости пункта технического обслуживания гаражным оборудованием, приборами;

– вида технического обслуживания (ТО-1, ТО-2, ТО-3 или ТР).

Техническое обслуживание механизмов целесообразнее проводить на специализированных пунктах. Существенное влияние на производительность машин оказывают регулярность и качество проведения технического обслуживания (проведение технических обслуживаний в установленные сроки после определенной наработки). При несоблюдении сроков (периодичности) технических обслуживаний резко возрастает поток отказов.

Установлено, что при регулярном техническом обслуживании оборудования на долю двигателя приходится до 25% трудозатрат, на долю трансмиссии, рамы и ходовой части – около 40%, управления – до 25%. При наиболее полном объёме текущего ремонта доля разборочно-сборочных работ составляет 12%.

При агрегатном методе ремонта простои могут быть сокращены на 60…70% за счёт ремонта самих агрегатов в централизованном пункте технического обслуживания.

2.5 Механизация технологических процессов технического обслуживания и ремонта машин 2.5.1 Основные понятия и определения Под механизацией технологических процессов технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р) автомобилей понимается полная или частичная замена ручного труда машинным при сохранении участия человека в управлении машиной.

Механизацию технологических процессов подразделяют на:

частичную – связана с механизацией отдельных операций, за счёт которой облегчается труд и сокращается время выполнения;

полную (или комплексную) – такая механизация охватывает все операции и представляет собой практически полное устранение ручного труда. Деятельность рабочего сводится к управлению машиной, регулированию её работы и контролю за качеством выполнения технологического процесса.

2.5.2 Технико-экономическое и социальное значение механизации Примерно 60% всего прироста производительности труда обеспечивается современной технологией и автоматизацией производственных процессов, около 20% – в результате улучшения организации производства и около 20% – благодаря повышению квалификации работающих.

Механизация технологических процессов ТО и Р выражается в уменьшении численности ремонтных рабочих за счёт снижения трудоёмкости работ по ТО и Р автомобилей, повышении качества выполнения ТО и Р.

Так, использование автоматической линии М-118 для мойки легковых автомобилей позволяет сократить трудоёмкость в 7,5 раза, электромеханического подъёмника 468М – в 2 раза, электрогайковёрта ИЗОЗМ для гаек колёс – в 1,5 раза, стенда Ш509 для демонтажа шин грузовых автомобилей – в 2 раза и т. д. Механизация тяжелых работ позволяет снизить число случаев травматизма у ремонтных рабочих.

2.5.3 Методика определения показателей механизации работ на АТП Методика обеспечивает возможность расчёта показателей механизации для рабочих мест, постов, участков и в целом для предприятия.

Оценка механизации производственных процессов производится по двум показателям:

– уровню механизации производственных процессов;

– степени механизации производственных процессов.

Уровень механизации производственных процессов определяет долю механизированного труда в общих трудозатратах.

Степень механизации производственных процессов определяет замещение отдельных функций человека применяемым оборудованием в сравнении с полностью автоматизированным технологическим процессом.

Количество замещенных оборудованием рабочих функций человека определяется «звенностью» оборудования. Все средства механизации подразделяются на:

– ручные орудия труда, звенность Z = 0;

– машины ручного действия, звенность Z = 1;

– механизированные ручные машины с подводом энергии от специального источника, звенность Z = 2;

– механизированные машины, звенность Z = 3;

– машины-полуавтоматы, звенность Z = 3,5;

– машины-автоматы, звенность Z = 4;

– гибкие автоматизированные производства (ГАП), звенность Z = 5.

Сопоставляя количество имеющихся звеньев с максимально возможным, можно оценить технический уровень любой машины с точки зрения замещения человека.

С учётом специфики производственных процессов максимальная звенность оборудования принимается Z = 4.

Определение показателей механизации проводят в следующем порядке.

Определяют списочный состав машин по маркам и наличие оборудования, используемого в производственной зоне. Затем производят расчёт частных показателей механизации по всем видам технических воздействий: ЕО, ТО-1, ТО-2, Д-1, Д-2.

Формулы для расчёта показателей механизации основываются на двух принципиальных зависимостях (2.1) и (2.2).

Уровень Y механизации производственных процессов:

где ТМ – трудоёмкость механизированных операций процесса, чел./мин.;

ТО – общая трудоёмкость всех операций процесса, чел./мин.

Степень С механизации производственных процессов:

где М = 1М1 + 2М2 + 3М3 + 3,5М3,5 + 4М4;

М1; М2; М3; М3,5; М4 – количество механизированных операций, выполняемых с применением оборудования с соответствующей звенностью;

Н – общее число операций.

Полученные фактические уровни механизации по производственным зонам и участкам уравниваются с нормативными и делается вывод о состоянии дел с механизацией, разрабатываются меры по дооснащению технологическим оборудованием подразделений.

2.5.4 Состояние дел с механизацией технологических процессов ТО и Р в настоящее время. Технически возможные уровни механизации В настоящее время состояние дел с механизацией работ по ТО и Р надо признать неблагополучным. Даже в лучших предприятиях оснащённость средствами механизации не более 50…60% от технически возможного уровня.