![]()
Главная Обратная связь Дисциплины:
Архитектура (936) ![]()
|
Конструктивных элементов оборудования
Работа сопряжений с износами, превышающими допустимое значение, как правило, характеризуется нарушением условий смазки, сопровождается перегревом деталей, появлением шумов и стуков и часто заканчивается аварийным разрушением. Такие износы называются предельными. Детали, имеющие предельные износы, к работе не допускаются. Они должны быть восстановлены или заменены новыми. Предельным износом называют износ, соответствующий предельному состоянию изнашивающегося изделия. Допускаемым износом называют износ, при котором изделие может сохранить работоспособность в течение межремонтного периода. Значение допускаемого износа всегда соответствует второму периоду нормальной эксплуатации. В общем случае критерием, характеризующим работоспособность деталей и сопряжений, является условие: где Подшипники скольжения. Работа подшипников скольжения в условиях жидкостного трения характеризуется тем, что трущиеся поверхности будут разделены масляным слоем, имеющим клиновидность. Клиновидность масляного слоя в сопряжении вал—подшипник скольжения может обеспечиваться при наличии зазора и относительного перемещения между трущимися поверхностями. Исследованиями установлено, что наибольший допустимый зазор где n — частота вращения вала, об/с; q — удельная нагрузка на вал, В общем же случае предельная величина зазора [Δпж] в сопряжении вал—подшипник скольжения для условий жидкостного трения определяется по формуле где Δн — номинальный зазор в сопряжении двух сопрягаемых поверхностей; Rmах=Rmахi + Rmaх2 — наибольшая высота неровностей профилей двух сопряженных поверхностей вала Rmахi и подшипника Rmax2. Суммарный предельный износ вала и подшипника при жидкостном и граничном трении, очевидно, определится как Учитывая выражение (5.4) и коэффициент у отношения скоростей изнашивания подшипника к валу (табл. 5.5), можно определить предельные величины износа вала ( Для приближенных расчетов предельных зазоров при жидкостном [Δпж] и граничном [Δпг] трении достаточно корректными являются формулы Практически при частоте вращения цапфы менее 5 с-1 сопряжения работают в условиях граничного и полужидкостного трения. В этом случае [Δп] = 2,5 Δн. Сопряжения деталей, изготовленных по переходным посадкам. Как известно, к переходным посадкам или посадкам центрирования относятся: глухая — Г(Н7/n6), тугая — Т (Н7/m6). Эти посадки чаще всего применяют в разъемных неподвижных соединениях или в сопряжениях, относительно часто подвергающихся демонтажу и переборке в процессе эксплуатации. От проворачивания при таких посадках детали удерживаются за счет специальных деталей (шпонок, стопорных болтов и др.). В то же время переходные посадки позволяют значительно снижать биение деталей в собранных узлах. Анализ характера сопряжений по переходным посадкам показывает, что при них в большинстве случаев в соединениях получаются зазоры (в среднем 62%). Основными критериями для определения максимально допустимых износов в узлах, собранных по переходным посадкам, могут служить данные об изменениях прочностных характеристик входящих в них деталей, вызываемых износом их поверхностей, а также показатели, характеризующие нарушение кинематических связей с сопрягаемыми деталями. Первый фактор, как правило, не является лимитирующим при износах деталей, собираемых по переходным посадкам. Соединения по переходным посадкам неподвижны, поэтому изменение размеров поверхности их сопрягаемых деталей вызывается не Таблица 5.5 Значение относительных скоростей изнашивания втулок в подшипниках скольжения
за счет механического изнашивания металла, а вследствие старения материала, уплотнения микронеровностей во время сборки узлов. Поэтому даже после длительной работы изменения первоначальных размеров сопрягаемых поверхностей в узлах, собираемых по переходным посадкам, бывают незначительными. Нарушение кинематических параметров из-за износа сопрягаемых поверхностей вызывается, главным образом, появлением дополнительного биения в детали, установленной на вал. Поэтому величина допускаемого износа деталей, входящих в узел, собранных по переходным посадкам, при всех условиях не может быть больше значений, при которых суммарный зазор в сопряжениях [Δ] будет более максимально допускаемого биения охватываемой детали в процессе работы Ео. Анализ работы новых узлов, собираемых по этим посадкам, показывает, что допустимое радиальное биение наиболее точной охватываемой детали Ео не может быть полностью использовано для определения максимальных зазоров в сопряжениях. Наибольший допускаемый зазор в данном соединении [Δпп] необходимо находить из соотношения: где Ео — расчетное радиальное биение детали, установленной на вал, мкм (табл. 5.6); Кт — коэффициент запаса точности, учитывающий погрешности изготовления деталей, Кт = (2—5). Таблица 5.6
Износ сопряжений, соединенных по посадкам с натягом. В процессе сборок и разборок, а также в процессе эксплуатации (при наличии вибрации и т. д.) величина натяга в подобных сопряжениях снижается. Наименьший монтажный натяг [Δнт] определяют в соответствии с зависимостью где Допустимые плюсы элементов зубчатых и червячных передач. Основными видами повреждений зубьев колес являются: поломка зуба; выкрашивание или отслаивание рабочих поверхностей; задиры или заедания на контактных поверхностях; износ зубьев; пластические деформации поверхностных слоев металла. На основании теоретических и экспериментальных исследований можно рекомендовать принимать величину допустимого износа зубьев по постоянной хордев нормальном сечении, в среднем равной: где mз — модуль зуба, мм. Величина допускаемого износа шлицев по ширине не должна превышать значения: где b0 — ширина зуба прямобочного шлица или размер ширины эвольвентного шлица по диаметру начальной окружности, мм. Износ цилиндров, поршней, поршневых колец. В результате работы цилиндро-поршневой группы происходит износ ее элементов. У цилиндров наблюдаются отклонения формы (конусности, овальности) и износ по окружности. Допускаемые значения износа цилиндров определяются в соответствии с зависимостью: где D — номинальный диаметр цилиндра, мм; С — коэффициент износа, равный: Со = (0,001—0,003) — при износе по окружности; Сов = (0,001—0,002) — при овальности; Ск = 0,001 — при определении конусности. Нормальный зазор в стыке колец обычно принимается по зависимостям: где При определении допускаемых значений возможных дефектов деталей, кроме вышеуказанных методов, можно использовать практический опыт эксплуатации конкретных деталей, машин. Например, исходя из практического опыта, максимально допустимую величину износа цементированных, азотированных или цианированных зубьев зубчатых передач рекомендуется принимать такой, при которой толщина упрочненного слоя на рабочих поверхностях зубьев, оставшегося после изнашивания, будет не менее 0,2—0,25 мкм. Износ поршневых колец допускается в пределах 1—2 мм по толщине и не менее 0,2 мм по ширине при установке на поршень с неизношенной канавкой, а зазор между ними не должен превышать 0,3 мм. При определении предельных значений критериев работоспособности подшипников качения можно руководствоваться следующими практическими рекомендациями: — предельный радиальный зазор у шарикоподшипников — предельный осевой зазор у шарикоподшипников —предельный радиальный зазор у роликоподшипников — предельный износ упрочненных рабочих поверхностей цилиндрических зубчатых передач где tупр — глубина упрочненного слоя зубьев, мм; — предельный износ конических зубчатых колес, шестерен Для тихоходных зубчатых передач предельным является 30%-ный износ зубьев по начальной окружности и 3—10%-ный для быстроходных. Для сопряжения вал—втулка предельным является увеличение зазора в 2—4 раза от номинального. Предельный износ резьбы рекомендуется определять по зависимости где tнp — толщина нитки резьбы. Предельный износшпоночного паза по ширине где tшп — ширина паза. Если износ шпоночного паза по ширине не превышает 5%, то шпоночные пазы можно применять для сборки при условии исправления их формы и изготовления переходной шпонки с соблюдением характера посадки, указанного на чертеже машины. Контрольные вопросы 1. Стандарты, основные термины и определения в области эксплуатационной документации. 2. Анализ систем технической эксплуатации оборудования и критерии их выбора. 3. В чем особенности инженерного обеспечения технического обслуживания оборудования ПТС? 4. Покажите количественные и качественные критерии анализа неисправностей и предельного состояния элементов оборудования. 5. Предельные и допустимые значения критериев работоспособности деталей и сопряжений, конструктивных элементов оборудования.
Глава 6 РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ Общие положения о ремонте Основные термины и определения в области ремонта оборудования стандартизированы и содержатся в государственных стандартах: ГОСТ 18322-78 «Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения»; ГОСТ 28.201-89 «Система технического обслуживания и ремонта техники. Порядок сдачи в ремонт и приемки из ремонта. Общие требования»; ГОСТ 21623-76 «Система технического обслуживания и ремонта техники. Показатели для оценки ремонтопригодности. Термины и определения»; ГОСТ 2.601-2006 «ЕСКД. Эксплуатационные документы»; ГОСТ 2.602-95* «ЕСКД Ремонтные документы»; ГОСТ 2.602-95 «ЕСКД. Внесение изменений в эксплуатационную и ремонтную документацию»; ГОСТ 2.604-2000 «ЕСКД. Чертежи ремонтные»; ГОСТ 2.606-95 «ЕСКД. Эксплуатационные документы изделий бытовой техники. Общие технические требования»; ГОСТ 2.609-2000 «ЕСКД. Порядок разработки, согласования и утверждения эксплуатационных и ремонтных документов». Указанные стандарты устанавливают следующие основные термины и определения в области ремонта. Ремонт — комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий или их составных частей. Капитальный ремонт — ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые. Средний ремонт — ремонт, выполняемый для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса изделий с заменой или восстановлением составных частей ограниченной номенклатуры и контролем технического состояния составных частей в объеме, установленном нормативно-технической документацией. Текущий ремонт — ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности изделия и состоящий в замене и/или восстановлении отдельных частей. Плановый ремонт — ремонт, постановка на который осуществляется в соответствии с требованиями нормативно-технической документации. Неплановый ремонт — ремонт, постановка изделий на который осуществляется без предварительного назначения. Регламентированный ремонт — плановый ремонт, выполняемый с периодичностью и в объеме, установленными в эксплуатационной документации, независимо от технического состояния изделия в момент начала ремонта. Ремонт по техническому состоянию — ремонт, при котором контроль технического состояния выполняется с периодичностью и в объеме, установленными в нормативно-технической документации, а объем и момент начала ремонта определяются техническим состоянием изделия. Обезличенный ремонт — ремонт, при котором не сохраняется принадлежность восстановленных составных частей к определенному экземпляру изделия. Необезличенный ремонт — ремонт, при котором сохраняется принадлежность восстановленных составных частей к определенному экземпляру изделия. Агрегатный ремонт — ремонт, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или заранее отремонтированными. Поточный ремонт — ремонт, выполняемый на специализированных рабочих местах с определенными технологической последовательностью и ритмом. Ремонт специализированной организацией — ремонт организацией, специализированной на операциях ремонта. Фирменный ремонт — ремонт предприятием-изготовителем. Ремонтные документы — рабочие конструкторские документы, предназначенные для подготовки ремонтного производства, ремонта и контроля изделия после ремонта. Ремонтные документы подразделяются на следующие виды: опытного ремонта; установочной ремонтной серии; установившегося серийного или массового ремонтного производства. Ремонтные размеры — размеры, установленные для ремонтируемой детали или для изготовления новой детали взамен изношенной, отличающихся от аналогичных размеров детали по рабочему чертежу. Ремонтные размеры подразделяются на категорийные (для определенной категории ремонта) и пригоночные (с учетом припуска на пригонку детали «по месту»). Производственный процесс ремонта оборудования — совокупность действий, в результате которых восстанавливается работоспособность и исправность отдельных деталей, узлов, агрегатов или оборудования, машин в целом. Производственный процесс ремонта включает основные, а также подготовительные и сопутствующие (доставка объектов ремонта, материально-техническое снабжение, контроль и сортировка деталей, контроль сборки объектов ремонта и испытание) технологические процессы. Основной технический процесс ремонта — часть производственного процесса, в течение которого происходит последовательная смена состояния ремонтируемого объекта и его составных частей. Организационные методы ремонта оборудования зависят от того, где (на каком предприятии) будет он производиться и какое количество однотипного оборудования имеется на предприятии, которое это оборудование эксплуатирует (рис. 6.1). Функционально-централизованные предприятия (подразделения) специализируются на выполнении ремонтов отдельных функциональных систем оборудования, например гидравлических систем и агрегатов, входящих в них. Предметно-централизованные предприятия специализируются на ремонте отдельных видов оборудования. Разновидностью этой организационной формы ремонта является фирменный ремонт, когда ремонт осуществляется предприятием — изготовителем оборудования. Если ремонт оборудования осуществляется на предприятии, эксплуатирующем оборудование, то: — к централизованному ремонту относится такая форма организации, когда все виды ремонта осуществляет бригада отдела главного механика; — децентрализованному ремонту относится выполнение всех ремонтов силами ремонтных ячеек цехов, участков; — смешанному методу относится такая организация ремонта, при которой контрольный (или капитальный и средний) ремонт осуществляет ОГМ, а средний и текущий или только текущий — силы цехов и участков. При обезличенном ремонте детали после разборки и дефектации обезличиваются, т. е. не сохраняется их принадлежность конкретной единице оборудования. При необезличенной форме ремонта на сборку поступают только отремонтированные детали с этого же оборудования. Заменяют лишь те детали, которые не подлежат восстановлению. Агрегатный метод ремонта является формой обезличенного метода, его сущность состоит в том, что ремонт оборудования сводится к замене снятых сборочных единиц новыми или отремонтированными ранее. Снятые агрегаты поступают в ОГМ на ремонт (обезличенный или необезличенный) и в дальнейшем — на хранение на склад. В основу этих методов положены принципы централизации и специализации ремонтных работ. Большой интерес для инженера-механика в настоящее время представляет опыт организации ремонта оборудования в промышленности США, Англии, Франции и других стран. По подсчетам Международного института эксплуатации и ремонта, в американском машиностроении на каждые 10 производственных рабочих приходится один ремонтник. Такой удельный вес ремонтных рабочих в США объясняют следующие характерные черты организации ремонта: строгая централизация выпуска запасных частей; создание подрядных ремонтных организаций, специализированных на определенных видах оборудования или на определенном виде ремонта; внутризаводская централизация и специализация ремонтных работ. Кстати, предприниматели мелких и средних промышленных фирм США считают, что выгоднее заключать контракты со специализированными фирмами, чем выполнять ремонтные работы самим. Такой подход к организации ремонта оборудования находит все большее распространение и в других зарубежных странах. Так, руководители французских предприятий считают, что поскольку различные виды ремонтов носят периодический характер, то нет необходимости в постоянном персонале ремонтной службы предприятия, за исключением небольшой группы специалистов разных профессий. К ремонту выгоднее привлекать на договорных началах специализированные фирмы. Контракт в этом случае заключается с фирмой, выполняющей основные работы и являющейся генеральным подрядчиком. Она несет ответственность за качество, стоимость и сроки окончания ремонта, поручая специальные работы субподрядным организациям. Вместе с тем специализация внутри эксплуатирующего предприятия остается ведущим направлением рациональной организации ремонтных работ на предприятиях зарубежных фирм. В промышленности Англии, Франции и Италии специализация ремонтно-технического обслуживания на крупных и средних предприятиях сопровождается централизацией работ в ремонтно-механических цехах и ликвидацией в производственных цехах ремонтных подразделений. Выбор того или иного метода организации ремонтных работ зависит от конкретных условий и возможностей системы материально-технического снабжения предприятия, количества и межвидового состава парка его технологического и вспомогательного оборудования, финансового положения. Однако при этом следует учитывать ряд преимуществ и недостатков методов. Необезличенный ремонт оборудования при бригадной форме организации труда доступен для условий малых предприятий, но он характеризуется наиболее низкой производительностью труда и высокой стоимостью. Обезличенный метод ремонта позволяет специализировать ремонтных рабочих на ремонте отдельных узлов и сборочных единиц, что повышает производительность труда, но он эффективен лишь при значительных партиях ремонтируемых изделий. Весьма эффективным, особенно для условий средних и малых предприятий, является агрегатный метод ремонта. Но для успешной реализации этого метода необходим обменный фонд сборочных единиц, агрегатов, величина которого (Но) в общем случае формируется из технологических (Нт), транспортных (Нтр), страховых (Нстр) и текущих (Нтек) запасов и определяется по зависимости где А — количество одинаковых агрегатов в машине, шт.; М — количество машин, в которые входит данный агрегат, шт.; То — время оборачиваемости агрегата с учетом его ремонта и транспортирования, ч; Тп — планируемая средняя наработка машин в течение года, ч; Та — ресурс агрегата, ч; Ко = 1,0—1,3 — коэффициент, учитывающий возможные отклонения ресурса по времени оборачиваемости агрегата. При известном количестве (М) оборудования, запланированном для ремонта в предстоящий год, величина его оборотного фонда (Но) при нормативном времени простоя оборудования в ремонте (в днях) (t) определяется по зависимости Рекомендуется принимать оборотный фонд примерно равным 2— 4% количества ежегодно ремонтируемого оборудования. Производственный процесс ремонта машин представляет собой совокупность работ, выполняемых в определенной последовательности. На рис. 6.2 представлена структура технологического процесса ремонта оборудования.
Ремонтная документация В состав ремонтных документов входят: общее руководство по ремонту (среднему или капитальному); руководства по среднему, капитальному ремонту; общие технические условия на капитальный и/или средний ремонт; ремонтные чертежи; каталог деталей и сборочных единиц; нормы расхода запасных частей по каждому виду ремонта; ведомость документов для ремонта. Общее руководство по ремонту составляют тогда, когда общие указания по организации и технологии ремонта, а также общие технические требования к ремонту изделий данного класса, подкласса или группы (например, подъемников) целесообразно изложить в отдельном документе, исключив указанные сведения из руководства по ремонту изделий данного конкретного наименования. Общее руководство должно включать такие разделы, как: — организация ремонта; — приемка в ремонт и хранение ремонтного фонда; — демонтаж и последующая разборка; — организация дефектации; — ремонт типовых деталей, соединений и сборочных единиц; — сборка, монтаж и испытание изделия после его ремонта на месте эксплуатации; — защитные покрытия, консервация; маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. Руководства по капитальному и/или среднему ремонту изделий конкретного наименования составляют в следующих случаях: — когда технически возможно и экономически целесообразно предусматривать ремонт изделия; — если структурой ремонтного цикла эти виды ремонта предусматриваются и когда в соответствии с принятой на эксплуатирующем изделие предприятии системой ремонта предусматриваются ремонты этого изделия. Руководство по капитальному ремонту должно включать следующие разделы: организация ремонта; приемка в ремонт и хранение ремонтного фонда; демонтаж с объекта и последующая разборка; подготовка к дефектации и ремонту; технические требования (условия) на дефектацию и ремонт; ремонт деталей и неразъемных составных частей: — сборка составных частей; — модернизация; — сборка, регулирование и настройка изделия; — испытания, проверка и приемка после ремонта; — монтаж и испытание на объекте; — покрытия, смазка и консервация; — маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. Технические условия на ремонт составляют в тех же случаях, что и руководства по ремонту. Они должны содержать такие разделы, как: — общие технические требования; — специальные требования к составным частям; — модернизация; — требования к собранному изделию; — контрольные испытания; — покрытия и смазка, консервация; — маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. Ремонтные чертежи разрабатываются в тех случаях, когда ремонт заменой на основе взаимозаменяемости изношенных составных частей новыми (исправными) технически невозможен или экономически нецелесообразен. К ремонтным относят чертежи, предназначенные для ремонта деталей, сборочных единиц, сборки и контроля отремонтированного изделия, изготовления дополнительных ремонтных деталей и деталей с ремонтными размерами. Каталог деталей и сборочных единиц составляют в случаях, когда во время эксплуатации предусмотрены неоднократные ремонты изделия и связанные с ними заказы запасных частей, дополненных к предусмотренным в комплектах ЗИП. Каталог должен содержать перечень и иллюстрации всех сборочных единиц и деталей, сведения о расположении и количестве деталей и сборочных единиц в изделии, сведения о материале, из которого изготовлены детали, сведения о взаимозаменяемости и конструктивных особенностях деталей и сборочных единиц. Нормы расхода запасных частей и материалов составляют в виде ведомостей и на основе нормативов или расчетов. Оформление ремонтных документов выполняется по требованиям стандартов ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП.
Планирование и организация ремонта оборудования Эффективность восстановления утраченной работоспособности оборудования определяется содержанием и качеством выполнения на предприятии ряда организационно-технических мероприятий, которые включают организационную, технологическую, конструкторскую и материальную подготовку ремонтно-восстановительных работ [9, 15]. В организационную подготовку входит следующее: — учет и паспортизация эксплуатируемого оборудования; — учет и анализ работы и простоя оборудования; — систематическое изучение и анализ характера и причин выхода из строя отдельных деталей; — внедрение правил технической эксплуатации оборудования; — определение целесообразности капитального ремонта оборудования; — выбор наиболее эффективных организационных методов ремонта оборудования. Целесообразность проведения капитального ремонта оборудования определяется рядом критериев. Наиболее обобщенными и объективными являются технико-экономические критерии целесообразности проведения капитального ремонта. В практике обычно считают нерентабельным капитальный ремонт, расходы на который Скр равняются стоимости новой машины Снм или превышают ее, т. е. Однако результаты такого сопоставления не могут быть достаточным основанием для отказа от капитального ремонта, так как при этом не учитывается: а) неамортизированная часть стоимости, снимаемой с эксплуатации машины, если она не прослужила нормативного срока; б) расходы на ее демонтаж; в) затраты, связанные с монтажом и вводом в эксплуатацию новой машины. С учетом этого условие целесообразности проведения капитального ремонта имеет вид где Сд — расходы на демонтаж старой машины; См — затраты, связанные с монтажом и вводом в эксплуатацию новой машины; Снс — неамортизированная часть стоимости старой машины; Слс — ее ликвидационная стоимость. И это уравнение не является окончательным при определении целесообразности ремонта или списания старой машины и замены ее новой, так как в этом случае не учитывается производительность машины П и себестоимость единицы продукции С, производимой на них, т. е. не учитывается условие: При этом должна учитываться та производительность старой машины, которая может быть получена в результате ее модернизации в процессе ремонта. То же относится и к себестоимости продукции, которая при этом может быть достигнута. Дополнительным условием при этом является т. е. соотношение удельных затрат, связанных с приобретением, монтажом и вводом в эксплуатацию новой машины, и удельных затрат на капитальный ремонт. Технологическая подготовка включает разработку типовых или единичных технологических процессов ремонта оборудования, в которых должны быть заложены рациональная последовательность технологических операций, прогрессивные способы и оптимальные режимы ремонта деталей, предусмотрены доступные, но надежные приспособления, инструмент и подъемно-транспортные средства. Конструкторская подготовка включает разработку: — чертежей быстроизнашивающихся сменных деталей, изготовление которых возможно силами предприятия; — ремонтных чертежей деталей; — чертежей и иной технической документации на модернизацию оборудования в процессе ремонта; — чертежей на приспособления, оснастку, средства механизации различных операций. Материальная подготовка включает меры по своевременному получению или изготовлению запасных частей оборудования, снабжению материалами, инструментом, приспособлениями. Планирование ремонта оборудования выполняется в соответствии с принятой на данном предприятии системой технической эксплуатации.
![]() |