Эксплуатационная надежность оборудования

Категория:
Эксплуатация транспортного оборудования цехов


Эксплуатационная надежность оборудования

В 50-е годы нашего столетия появилась новая наука о надежности. Ненадежная машина, какими бы высокими показателями качества ни обладала, влечет за собой большие материальные потери. Роль надежности особенно возрастает при росте единичной мощности и производительности металлургических агрегатов и машин, так как чем выше эти показатели, тем больше потери от плановых и неплановых остановок. Ненадежность является одной из основных характеристик качества изделия. Качество характеризуется совокупностью свойств, определяющих степень пригодности изделия по назначению.

Надежность — свойство объекта выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации. Различают идеальную, базовую и эскплуатационную надежность:

идеальная — это максимально возможная надежность, достигается путем создания совершенной конструкции объекта при абсолютно точном учете всех условий изготовления и эксплуатации;

базовая — надежность, фактически достигаемая при проектировании и изготовлении объекта;

эксплуатационная — действительная надежность объекта в процессе его эксплуатации, обусловленная как качеством проектирования и изготовления, так и условиями его эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

При проектировании объектов следует стремиться к максимальному приближению базовой надежности к идеальной. В этом случае будет достигнуто и максимальное значение эксплуатационной надежности.

Базовая надежность определяется теоретическим путем, а также в результате стендовых или промышленных испытаний опытных образцов. Эксплуатационная надежность, как правило, ниже базовой ввиду невозможности учета абсолютно всех эксплуатационных факторов при проектировании. При модернизации объектов учитывают результаты эксплуатации, повышая базовую и, следовательно, эксплуатационную надежность.

Поскольку металлургическое оборудование относится к числу объектов, не претерпевающих в течение длительного времени конструктивных изменений, основной задачей ремонтных служб металлургических заводов является поддержание высокого уровня эксплуатационной надежности оборудования. В дальнейшем основное внимание будет уделено вопросам выбора и расчета показателей эксплуатационной надежности.

Проблема обеспечения надежности металлургических машин рассмотрена акад. А.И.Целиковым, который писал, что индивидуальный характер производства металлургических машин, их исключительно высокая стоимость, металлоемкость отдельных монолитных деталей, достигающая в некоторых случаях сотен тонн, и специфические (присущие только данной машине) условия эксплуатации, относительно большой интервал времени между изготовлением машин-прототипов — все это делает невозможным применение для расчетов количественных методов теории надежности, основанной на законах больших чисел. Нельзя совершенствовать надежность прокатного стана такими же методами, как это делается, например, в автотракторной промышленности. Для обеспечения надежности металлургических машин следует целенаправленно воздействовать на эксплуатационные свойства их элементов.

В теории надежности оперируют понятиями система и элемент. Под системой понимают совокупность элементов, объединенных функционально и конструктивно и определенным образом взаимодействующих в процессе применения по назначению. Под элементами понимают неделимые в дальнейшем части системы, на которые ее расчленяют при анализе надежности.

В общем случае, когда понятия надежности применяют и к системе, и к ее элементам, пользуются общим для них наименованием — объект. Под эксплуатационными свойствами элементов машин следует понимать их способность сопротивляться различным воздействиям, вызывающим изменение их первоначального состояния.

Теоретической основой науки о надежности машин являются результаты исследований естественных наук, изучающих процессы разрушения, изменения свойств материалов и способствующих повышению эксплуатационных свойств составных частей и надежности машин в целом.

Для обеспечения надежности машин и агрегатов необходимо иметь эксплуатационную информацию о техническом состоянии машин и их элементов. Это состояние характеризуется теми изменениями, которые происходят в них во время работы. В зависимости от степени этих изменений различают исправное, неисправное, работоспособное, предельное и неработоспособное состояния:

Исправное — состояние, при котором машина соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией.

Неисправное — это состояние, при котором машина не соответствует хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией. В работающей машине постепенно или внезапно под влиянием различных воздействий возникают изменения (повреждения). При наличии повреждений машина считается неисправной. Если эти повреждения позволяют машине выполнять заданные функции со значениями параметров в установленных пределах, ее состояние считается хотя и неисправным, но работоспособным.

Работоспособное — это состояние, при котором машина способна выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Технической документацией прямо или косвенно должен предусматриваться уровень внешних воздействий—нагрузок, температур состава среды и прочие, зависящие от скоростных режимов, размеров (массы), свойств материалов, условий смазывания и охлаждения. В ней должны указываться допустимые отклонения от установленных номинальных выходных параметров функционирования или от первоначального состояния деталей в машине.

Установление предельных состояний деталей или машин является одной из самых сложных задач в проблеме надежности и требует специального методического подхода. Для одной и той же детали предельные значения меняются в зависимости от условий нагружения, требований к надежности, технических и экономических последствий. В зависимости от этих условий предельное состояние (допустимая степень повреждения) должно назначаться в расчетах по отношению к исправному состоянию по аналогии с допускаемым напряжением или коэффициентом запаса по отношению к пределу прочности. Такие коэффициенты запаса и должны определять необходимое состояние каждой детали.

Под предельным состоянием подразумевается состояние объекта, при котором его Дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности, неустранимого выхода заданных параметров за Установленные пределы, неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой или необходимости проведения капитального ремонта.

Основными свойствами, характеризующими надежность, являются безотказность (эксплуатационная надежность), долговечность и ремонтопригодность.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени (наработки). Под наработкой понимают продолжительность и объем работы объекта, выраженный в циклах, тоннах или других единицах.

Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Долговечность характеризуется ресурсом и сроком службы.

Ресурс — это наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации объекта в те же сроки.

Различие между ресурсом и сроком службы заключается в том, что при расчетах ресурса учитывают только время работы, а при расчетах срока службы, кроме того, учитывается время простоев.

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособлении к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Объекты делятся на восстанавливаемые и невосстанавливаемые в зависимости от того, какое принимают решение в случае отказа объекта. Если восстановление работоспособности признается нецелесообразным или неосуществимым в данной ситуации, то такой объект считается невосстанавливаемым. Как правило, это объекты однократного использования, подлежащие замене в случае отказа. В другой ситуации тот же объект может быть восстанавливаемым. В большинстве случаев для металлургического оборудования понятие невосстанавливаемый объект эквивалентно понятию заменяемый объект, поскольку, ввиду его уникальности и единичности, подавляющее число узлов и машин восстанавливают в ремонтных цехах.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум