книги из ГПНТБ / Серов А.В. Надежность лесозаготовительного оборудования

ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Рассмотрим, какие факторы определяют надежностьоборудования при эксплуатации.

Размеры деталей и материалы, из которых изготов­ лены механизмы, назначаются исходя из определенных режимов работы, качества применяемых топлив смазоч­ ных материалов и других условий. От Соблюдения ре­ комендаций по режимам работы в первую очередь зави­ сит надежность. Большое влияние оказывают атмосфер­ но-климатические условия, регулярность и качество технического обслуживания, особенно с учетом инди­ видуальных особенностей и холодного времени года.

Эксплуатационная надежность в значительной степе­ ни зависит также от квалификации рабочих-механизато- ров, трактористов, шоферов, машинистов и др.

Нельзя сказать, чтобы роль большинства факторов, определяющих эксплуатационную надежность, не была известна вообще. В настоящее время подавляющее большинство руководящих работников предприятий имеет высшее и среднее специальное образование. Ра­ бочие, механизаторы проходят квалифицированное обучение в системе профессионально-технического обра­ зования. Однако многие вопросы, связанные с эксплуата­ ционной надежностью, расцениваются в условиях пред­ приятий как сугубо «теоретические» и не оказывающие существенного влияния на производительность и себе­ стоимость! Во многих руководящих материалах по во­ просам работы лесозаготовительных предприятий отме­ чается важность хорошего состояния дорог, трелевочных волоков и других мероприятий, однако часто эти меро­ приятия в должной степени не выполняются.

30

Известно, что в холодное время года двигатели внут­ реннего сгорания надо подогревать до такого состояния, при котором обеспечивается прогрев и пуск двигателя с минимальным износом. Однако для этого необходимо иметь надлежащее оборудование и средства механиза­ ции. На предприятиях эти требования часто выполня­ ются формально, в результате чего, несмотря на види­ мое благополучие, надежность не обеспечивается, пуск происходит замедленно и сопровождается повышенным износом.

В настоящее время на всех предприятиях, как прави­ ло, имеются планы и графики технического обслужива­ ние, организованы пункты и бригады профилактическо­ го обслуживания. Численность рабочих, занятых техни­ ческим обслуживанием и ремонтом оборудования в ле­ созаготовительной промышленности, составляет около 75000 человек. Однако оргйнизация труда пунктов и бригад профилактического обслуживания во многих случаях шаблонна, регулярность выполнения техниче­ ских уходов, особенно для новых машин, не контроли­ руется и не обеспечивается; на низком уровне находится механизация процессов технического обслуживания. В результате в лесной промышленности весьма велики простои и трудозатраты в текущих и заявочных ремон­ тах.

При таком положении списочное наличие некоторых ендов оборудования в 1,5—2 раза более работающего; в свою очередь фактическое количество работающих ма­ шин на 25—50% больше, чем это необходимо при полно­ ценном осуществлении мероприятий, обеспечивающих эксплуатационную надежность.

Плохо обстоит дело с организацией обмена опытом передовых рабочих-механизаторов. Передовые методы труда, особенно таких профессий, как шоферы

31

лесовозных автомобилей, трактористы, мотористы бензо­ пил, предприятиями изучаются и распространяются сла­

любого мастерского участка, гаража или депо разница в показателях надежности и производительности дости­ гает 50% и более. Изучение и пропаганда именно такого опыта рабочего, работающего «рядом», представляет наибольший интерес.

Рассмотрим на конкретных примерах значение наи­ более важных факторов, определяющих эксплуатацион­ ную надежность и возможность ее повышения в усло­ виях лесозаготовительных предприятий.

Влияние режима работы машин на их эксплуатаци­ онную надежность. При проектировании машин и меха­ низмов наиболее важные детали рассчитывают исходя из заданных условий работы, главным образом силовых нагрузок, скорости и свойств материалов, из которых они будут изготовлены. От того, насколько правильно учтены перечисленные факторы и насколько соответст­ вуют им реальные условия работы, в значительной сте­ пени будет зависеть надежность и другие показатели. Кроме того, механические качества материалов не могут оставаться постоянными, они постепенно ухудшаются в зависимости от продолжительности работы. Соображе­ ния создателей оборудования, заложенные в конструк­ ции и имеющие отношение к надежности, доходят до потребителей в форме инструкций и характеристик. В этих материалах даются сведения о важнейших пока­ зателях эксплуатационных качеств (допустимая нагруз­ ка, скоростные характеристики, расход топлива или "электроэнергии и других), соответствующих нормально­ му техническому состоянию или предельно допустимых.

32

Если в процессе эксплуатации эти показатели и ко­ личество выполненной работы учитывается регулярно и правильно, то по ним, хотя и ориентировочно, можно судить об оставшемся запасе работоспособности (ресур­ се). Учет выполненной работы (по продолжительности и по пробегу для транспортных машин) положен в качестве главного показателя в нормативах и при оценке потребности в техническом обслуживании и ре­ монте.

Режим работы — обобщающая характеристика усло­ вий работы всевозможных технических устройств по таким показателям, как например, силовые нагрузки в механических сопряжениях, скорости перемещения де­ талей, частота колебаний (вибрация, ускорение и замед­ ление), температурные условия в механических и элек­ трических устройствах, сила тока и напряжение в элек­ трических цепях. Факторы режима работы редко прояв­ ляют свое влияние изолированно от других, и в первую очередь от таких, как дорожные и атмосферно-климати­ ческие условия, качество топлива и смазочных материа­ лов, квалификация рабочих.

Именно в связи с этим показатели режима работы определяют периодичность технического обслуживания и межремонтные сроки работы. Например, периодичность технического обслуживания лесовозных автомобилей устанавливается примерно на 30% меньше периодич­ ности обслуживания автомобилей тех же марок, исполь­ зуемых на хозяйственных работах. Межремонтный цикл (между капитальными ремонтами) для аналогичных ав­ томобилей отличается на 40%.

Под влиянием условий эксплуатации наблюдается большая разница между показателями по надежности, полученными при лабораторных-испытаниях и в реаль­ ных условиях.

случаях, при резких колебаниях условий эксплуатации, атмосферно-климатических, показатели надежности и долговечности транспортных машин могут отличаться от результатов, полученных в условиях заводских испы­ таний, в 5—10 раз. Еще более чувствительны к воздей­ ствию различных эксплуатационных факторов средства автоматики (гидравлические, электрические, электрон­ ные). В гидравлических системах при резких колебаниях давления и вибрации нарушается герметичность. При колебаниях температуры рыбочей жидкости резко изме­ няются рабочие характеристики, устройства. Так, опыт эксплуатации полуавтоматических линий ПЛХ показал недостаточную надежность соединений.

Аналогичное положение и с электрическими элемен­ тами. Наблюдалось частое пригорание контактов пуска­ телей и реле, обгорание обмоток катушек реле, пуска­ телей.

Подобные дефекты являются в основном следствием того, что действительные режимы работы не соответ­ ствуют расчетным.

В результате низкой надежности простои линий типа ПЛХ составляют до 60% (целосменные и внутрисменные). О степени влияния условий эксплуатации на изме­ нение надежности •можно судить по данным, получен­ ным в результате специальных наблюдений (табл. 1).

Данные таблицы убедительно показывают, что под влиянием колебаний условий работы фактическая эксплуатационная надежность — интенсивность отказов будет отличаться от расчетной, предусмотренной в про­ екте, в десятки и сотни раз в соответствии с поправочным коэффициентом К. Для лесозаготовительного оборудо-

34

Таблица 1

Средние отклонения нагрузок, испытываемых аппаратурой различного назначения, и их влияние на эксплуатационную надежность (поправочный коэффициент к результатам лабораторных исследований К , данные США)

вания степень влияния некоторых факторов, представ­ ленных в таблице, может на первый взгляд показаться не представляющей интереса.

В действительности же колебания температуры в ус­ ловиях предприятий лесной промышленности незначи­ тельно отличаются от наибольших отклонений, приве­ денных в табл. 1, и даже могут их превышать (напри­ мер, для двигателей до 1000% при применении анти­ фриза; для механизмов трансмиссии до 600—800%).

35

В сопоставимых с таблицей пределах изменяются вибра­ ционные и ударные нагрузки на механизмы лесовозных автомобилей, пусковая надежность автотракторных дви­ гателей и другие. Сопротивление перемещению деталей (вращению коленчатого вала, двигателя, валков в меха­ низмах трансмиссии) при пониженной температуре мо­ жет увеличиться на 1000% и более по сравнению с нор­ мальной рабочей температурой за счет изменения вязкости масла.

Под влиянием температурных условий, качества топлива и других факторов надежность двигателей (по образованию отложений) может изменяться в десятки раз.

Влияние нагрузки и дорожных условий на эксплуата­ ционную надежность. Для лесотранспортных машин ре­ жим работы, определяющий изменения эксплуатацион­ ной надежности, характеризуется сочетанием технологи­ ческой нагрузки с дорожными условиями.

При анализе конструктивной надежности приводи­ лись примеры несоответствия некоторых конструктивных элементов требованиям реальных условий работы. Часто такое несоответствие является результатом использова­ ния оборудования общего назначения без должного учета различий в условиях работы.

В лесной промышленности наряду со специальными лесовозами МАЗ-501 используется большое количество автомобилей общего назначения, в том числе и повы­ шенной проходимости.

Трансмиссии и другие механизмы автомобилей про­ ектируют исходя из определенной продолжительности работы на разных передачах.

В связи с тем, что работа на низших передачах свя­ зана со значительными силовыми нагрузками, повышен­ ным расходом топлива и существенным ухудшением

36

эффективности использования автомобиля вообще, про­ должительность применения этих передач для автомо­ билей общего назначения ограничивается (в пределах 10% от общей продолжительности работы).

Если это важное условие не принимается во внима­ ние и продолжительное время нарушается, соответствен-

Продолжительнасть работы на tu передаче

(от общей)

Рис. 5. Влияние продолжительности работы на первой передаче на срок службы коробки передач

но значительно снижается срок службы деталей и на­ дежность механизма.

О том, в какой степени может понизиться надежность при нарушении требований к режиму работы, можно судить по результатам испытаний коробок передач гру­ зовых автомобилей (рис. 5).

37

Таблица 2

Расчетные (типичные) условия эксплуатации грузовых автомобилей общего назначения

Длительное безостановочное дви­ жение по автомагистралям и шос­ се в исправном состоянии, ров­ ным, сухим грунтовым дорогам .

Средняя техническая скорость 50—

70 к м / ч

Движение по разбитым булыжным шоссе, по сухим, изрезанным ко­ леями грунтовым дорогам, разъ­ езженным мокрым грунтовым до-

38

трансмиссии грузовых автомобилей в качестве рабочих принимаются более высокие 4 и 5-я передачи; осталь­ ные, особенно 1 и 2-я, рассматриваются как сугубо вспомогательные. В условиях эксплуатации режим ра­ боты механизмов автомобиля определяется непосредст­ венной нагрузкой на сам автомобиль и нагрузкой, свя­ занной с дорожными условиями. При проектировании в качестве расчетных принимаются не только абсолют­ ные величины нагрузок, но и определенное сочетание нагрузок и дорожных условий. В табл. 2 и 3 приведены расчетные условия для грузовых автомобилей общего

39