Трение в составных частях машин и оборудования

Трением называется явление сопротивления относительному перемещению, возникающему между двумя телами в зонах сопри­косновения их поверхностей. В процессе трения возникает сила сопротивления относительному перемещению двух тел, называе­мая силой трения.

Преодоление силы трения на пути перемещения тел называется работой трения.

Работа трения зависит от конструкции деталей и материалов, состояния сопряжения и обуславливается видами трения. По ха­рактеру движения тел различают трение покоя и трение движения. Различают трение внешнее и внутреннее.

Внешнее трение — явление сопротивления относительному пе­ремещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкос­новения их поверхностей по касательным к ним.

Внутреннее трение — явление сопротивления относительному перемещению частиц одного и того же тела.

По наличию относительного движения внешнее трение под­разделяется на трение покоя и трение движения.

Трение покоя — трение двух тел при микросмещении без макросмещения.

Трение движения — трение двух тел, находящихся в относи­тельном движении.

По характеру относительного движения выделяют трение скольжения, трение качения и трение качения с проскальзыванием.

Трение скольжения — трение движения, при котором скорос­ти соприкасающихся тел в точках касания различны по значению и (или) направлению.

Трение качения — трение движения, при котором скорости со­прикасающихся тел одинаковы по значению и направлению, по крайней мере в одной точке зоны контакта.

Трение качения с проскальзыванием — трение движения двух соприкасающихся тел при одновременном трении качения и скольжения в зоне контакта.

В зависимости от наличия смазочного материала различают следующие виды трения скольжения: трение без смазочного мате­риала, трение со смазочным материалом и граничное трение.

Рис. 3.Виды внешнего трения а - скольжение, б – качение, в – качение с проскальзованием.

Трение без смазочного материала (сухое трение) — трение двух тел при отсутствии на поверхности трения введенного смазок итого материала всех видов. При сухом трении сила трения воз­никает вследствие сопротивления соприкасающихся микронеровностей сопряженных поверхностей и происходящего при этом молекулярного сцепления. Например, трение между накладками и Параванами фрикционных муфт и тормозов при движении материалов на конвейерах и др.

Трение со смазочным материалом — трение двух тел при наличии на поверхностях трения введенного смазочного материала всех видов.

Граничное трение — трение двух твердых тел при наличии слоя жидкости, но не полностью их разделяющего. Например, трения в зацеплении шестерен и в шариковых подшипниках, т.е. в условия высоких удельных нагрузок.

При работе механического оборудования практически наблюдаются смешанные периодически изменяющиеся или промежуточ­ные виды трения.

По мере накопления опытных данных по трению исследователи стремились объяснить природу трения, дав ему теоретическое обоснование. Существует несколько различных гипотез и теоретических обоснований, объясняющих природу внешнего трения.

Механическая теория трения — наиболее ранняя, которая рассматривает внешнее трение как чисто механический процесс, объясняя его шероховатостью поверхности соприкасающихся тел, в результате чего при их движении относительно друг друга происходит механическое сцепление, сдвиг микронеровностей, деформация (изгиб, смятие и срез) и возникновение силы трения (рис.).

Рис.4. Схема взаимодействия трущихся поверхностей а – механическое; б – молекулярное; в – молекулярно-механическое.

Исследования, проведенные французским физиком Кулоном I748 г., дали возможность сформулировать основные законы

механической теории трения, по которым сила трения пропорциональна нормальной силе, не зависит от размера поверхности взаимного соприкосновения трущихся тел и скорости их относи­тельного перемещения и находится в зависимости от свойств трущихся материалов и от взаимного состояния касающихся по­верхностей.

Величина силы сухого трения скольжения (при перемещении груза), учитывающая адгезионное схватывание поверхностей, подчиняется зависимости:

, (23)

где — коэффициент трения скольжения; N — нормальное давле­ние (вес груза), Н; А — сопротивление от сцепляемости или при­липания поверхностей (независящая от значения нормального давления), Н.

Однако в связи с малым значением А для грубообработанных поверхностей на практике ею пренебрегают и пользуются законом Амонтона-Кулона.

Закон сухого трения качения в первом приближении (при пе­рекатывании круглого катка) был установлен Кулоном в следую­щем виде:

, (24)

где — сила сопротивления перекатыванию, Н; R — радиус кат­ка, м; — коэффициент трения качения.

Последующие исследователи установили, что закон Амонто­на-Кулона имеет отступления, так как на величину коэффициента трения влияют и другие факторы (давление, скорость перемеще­ния и наличие на поверхности различных пленок), не предусмот­ренные этим законом.

Механическая теория не может объяснить причину резкого возрастания силы трения у очень гладких поверхностей, а также причину отсутствия непрерывного возрастания трения с увеличе­нием давления. Недостаточная убедительность механической тео­рии и развитие знаний о строении металлов послужили основой дня возникновения в начале 1900 г. молекулярной теории.

Молекулярная теория трения объясняет явления трения исходя из сил молекулярного взаимодействия, возникающих между со­прикасающимися поверхностями, вследствие чего происходит и взаимное притяжение этих поверхностей (рис. 4).

Наиболее полно развил молекулярную теорию трения советский ученый член-корреспондент АН СССР Б.В. Дерягин (1934 г.). Молекулярное воздействие влияет на процесс трения тем сильнее, чем выше чистота обработки сопряженных поверхностей, имею­щих более тесный контакт:

(25)

где — сила молекулярного трения, Н; — площадь фактичес­кою контакта, ; — удельная сила молекулярного воздействия,; Р =— удельная сила нормального воздействия, .

Наличие между сопряженными поверхностями пленки смазоч­ного мате –риала толщиной менее 1 мкм резко снижает молекулярное взаимодействие и силу трения.

Молекулярная теория больше отвечает действительности, давая объяснения явлениям, которые механическая теория объяс­нить не в состоянии (например, увеличение силы трения у более гладких поверхностей и др.). Однако и молекулярная теория не могла дать полного объяснения возрастанию силы трения с уве­личением шероховатости соприкасаемых поверхностей; об увели­чении коэффициента трения в начале процесса и последующем уменьшении его с возрастанием скорости скольжения, а также яв­лений, возникающих при скольжении и качении трущихся повер­хностей.

Дальнейшие исследования показали, что механическая и моле­кулярная теории порознь не в состоянии объяснить некоторые явления, связанные с трением.

Молекулярно-механическая теория трения была разработана советскими учеными профессорами И.В. Крагельским и Б.Д. Дерягиным в 1946 г. (рис.5). Согласно этой теории, трение обус­ловлено одновременно как механическим, так и молекулярным взаимодействием трущихся поверхностей.

Рис.5. Виды фрикционного взаимодействия по И.В.Крагельскому и тепловая модель микроконтакта по А.В. Чичинадзе: I – срез материала II – пластичное оттеснение III – упругое оттеснение IV – схватывающая пленка V – схватывающая поверхность; 1 и 2 – контактирующие тела; Р – нормальная нагрузка, - скорость скольжения, и - объемные температуры тела 1 и 2.

Механическое взаимодействие происходит только на ограни­ченных микрообластях, составляющих, примерно, 0,0001—0,0002 фактической площади касания. На остальной же площади касания происходит молекулярное взаимодействие.

Сила трения определяется по формуле И.В. Крагельского:

Т = + = (26)

где — составляющая сила трения механического происхожде­ния, Н; - то же, молекулярного происхождения, Н; — фак­тическая площадь контакта,; р — удельное давление, ; а и Р — коэффициенты, определяемые опытным путем.

Анализ предложенной гипотезы позволил сформулировать и рассмотреть три последовательных и взаимосвязанных этапа про­цесса трения, а именно:

1) взаимодействие поверхностей с учетом влияния среды (на рис. показаны пять видов фрикционного взаимодействия);

2) изменение поверхностных слоев в результате взаимодей­ствия с учетом влияния окружающей среды;

3) разрушение поверхностей (износ) вследствие двух предыду­щих этапов.

Эта первая знаменитая триада И.В. Крагельского легла в основу многих последующих моделей при решении отдельных частных за­дач. Например, она хорошо дополняется триадой А.В. Чичинадзе, которая регламентирует следующие показатели трения и износа:

- свойства материалов пары трения и окружающей среды;

- микро- и макрогеометрию контактирующих элементов и ко­эффициент взаимного перекрытия;

- режим трения по нагрузке, по скорости скольжения, по на­чальной, текущей объемной и поверхностной температуре и гра­диенту температуры по координате и времени.

Из явлений, сопровождающих трение, отметим два, оказыва­ющих наибольшее влияние на работоспособность подвижных со­пряжений различных машин и оборудоввания:

- изнашивание контактирующих деталей подвижных сопря­жений машин и оборудования;

- выделение теплоты в процессе трения.

Энергетическая теория трения, предложенная в 1952 г. советс­ким ученым А.Д. Дубининым, рассматривает природу трения не как действие на трущиеся поверхности механических и молекуляр­ных сил, а как энергетические процессы, подчиняющиеся не зако­нам взаимодействия сил, а законам превращения энергии.

Энергетическая теория трения и износа базируется на физико-химических явлениях, возникающих в процессе движения тел, и эффекты, связанные с ними, могут быть различны. Так, при дви­жении одного тела относительно другого происходит непрерыв­ное скачкообразное превращение энергии посту –пательного дви­жения тела в энергию волновых и колебательных движений части материальной системы, в результате чего возникают термоэлект­ронные, термические, акустические и другие явления. Качествен­но процесс трения ха –рактеризуется указанными физико-химичес­кими явлениями, а количественно — механическим эффектом (ко­эффициентом и силой трения, износом поверхности и др.).

Особое место занимает жидкостное трение в условиях полной смазки поверхностей деталей, теоретические основы которой впер­вые разработал в 1883 г. выдающийся русский ученый Н.П. Петров, создавший гидродинамическую теорию трения. Дальнейшие иссле­дования трения этого вида проводились отечественными учеными Н.Е. Жуковским, С.А. Чаплиным, Н.Е. Мерцаловым и др.

Гидродинамическая теория трения сводится к следующему. Процесс при жидкостном трении состоит из двух видов трений: внешнего (трение твердого тела о жидкость) и внутреннего (тре­ния тонких слоев жидкости между собой).

Сила жидкостного трения, развивающаяся в подшипнике, ра­ботающем в условиях гидродинамической смазки, определяется по силе сопротивления между слоями масла, разделяющего поверхности. Поскольку между подшипником и валом создается масля­ный клин, трение между валом и подшипником заменяется трени­ем между слоями масла. При этом допускается, что жидкость, раз­деляющая поверхности твердых тел, обладает такой липкостью, что ее слои, граничащие со смазываемыми поверхностями, оста­ются неподвижными относительно этих поверхностей.

Проф. П.П. Петров установил следующую зависимость силы жидкостного трения (Н) цапфы вала нагруженной силой Р:

(27)

где — коэффициент жидкостного трения

(28)

где v — окружная скорость цапфы, м/с; h — толщина масляного слоя между цапфой и поверхностью вкладыша, м; — коэффици­ент внутреннего трения смазки; и — коэффициенты внешне­го трения; р — среднее удельное давление, .

Рис.6. Схема образования несущей способности масляного слоя: 1 – шейка вала, 2 – подшипник (втулка), 3 – масляный клин; 0 – центр втулки, - центр шейки вала, h – толщина слоя смазки

Масляный клин (рис. 6), разъединяющий вал и подшипник в процессе движения, приподнимает вал вследствие того, что в ниж­ней (более тонкой) части масляного клина давление резко возрас­тает. Вал устанавливается концентрично по отношению к внут­ренней поверхности подшипника и происходит полное разделение трущихся поверхностей.

Жидкостное трение имеет место, когда толщина слоя смазки в узком месте зазора h больше высоты неровностей приработанных поверхностей вала и подшипника , остающихся после меха­нической обработки, т.е. при h >+.

Из гидродинамической теории смазки жидкостное трение про­исходит при соблюдении соотношения между толщиной слоя смазки , м, и рядом показателей, характеризующих вязкость смазки, а также некоторых конструктивных размеров сопряжен­ных деталей:

(29)

где n — частота вращения вала, об/с; — абсолютная вязкость,; d — диаметр шейки вала, м; р — удельная нагрузка на вал,; s — зазор (разность диаметра подшипника и шейки вала), м; С — коэффициент длины подшипника,

(30)

где — длина подшипника, м.

При соблюдении данной закономерности детали будут работать в условиях жидкостного трения и изнашивание при установившихся режимах работы сопряженных деталей практически отсутствует.

В процессе работы машины (особенно при пусковых режимах) эта зависимость нарушается, и тогда жидкостное трение заменя­ется граничным или сухим, в результате чего происходит износ поверхностей деталей.

Нарушение зависимости, приведенной в формуле проф. Н.П. Петрова, характерно для машин с циклическим режимом работы (камнедробилки, экскаваторы, двигатели внутреннего сгорания и др.), а также при запуске машин после длительной остановки.

Классификация видов изнашивания

В процессе эксплуатации оборудование и его элементы, под­вергаясь различным воздействиям, изменяются по состоянию, раз­мерам и свойствам. Эти изменения могут протекать плавно (зако­номерное изменение) и скачкообразно (незакономерное измене­ние). Причины указанных изменений — явления изнашивания, оцениваемые по изменению геометрических размеров элементов машин, их массы или по каким-либо другим косвенным призна­кам (износ вследствие изменения формы без потери массы и др.).

Изнашивание — процесс, приводящий к изменению не только внешних, но и прочностных характеристик элементов машин, что постепенно уменьшает их надежность и ведет к отказам в работе.

Наиболее интенсивно процесс изнашивания протекает в сопря­женных элементах машин, особенно при взаимном их перемеще­нии. На рис. 7 представлены основные факторы, определяющие процессы изнашивания в машинах.

Рис. 7. Основные факторы, определяющие процессы изнашивания в машинах и оборудованиях.

Износ — результат изнашивания, проявляющийся в виде отде­ления или остаточной деформации материала детали. Последстви­ем износа, как правило, является нарушение сопряжений, кинема­тических связей и работы деталей данного узла или механизма в целом.

Изнашивание машин может быть механическим, молекулярно-механическим, коррозионно-механическим, коррозионным.

Механическое изнашивание происходит в результате механи­ческих воздействий и включает следующие виды изнашивания: аб­разивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, устало­стное, кавитационное.

Абразивное изнашивание возникает в результате режущего и царапающего действия твердых частиц. Эти частицы, попавшие извне или отделившиеся (выкрошенные, состроганные и т.п.) от взаимосоприкасающихся и трущихся деталей, в значи­тельной мере увеличивают их износ.

Гидроабразивное изнашивание возникает в ре­зультате воздействия твердых частиц, попавших в поток масляной жидкости, служащей смазкой между деталями.

Газоабразивное изнашивание возникает в резуль­тате воздействия твердых частиц, попавших между трущимися де­талями с потоками газа.

Эрозионное изнашивание поверхностей деталей происходит в результате воздействия потоков жидкости или газа, содержащих чрезмерно мелкие твердые частицы или включения.

Газоабразивное изнашивание характерно для двигателей внут­реннего сгорания, а эрозионное — для его частей: клапанной сис­темы, распылителей форсунок, жиклеров карбюраторов и др.

Усталостное изнашивание возникает в результате повторного деформирования материала деталей. Оно возникает и развивается в наиболее напряженных, преимущественно рабочих, поверхностных слоях деталей вследствие длительного действия нагрузок, особенно переменных по значению и направлениям. Мри этом виде изнашивания причиной поломок деталей являются усталостные трещины, которые начинают развиваться в той час­ти поверхности, где действуют растягивающие напряжения, и, как правило, от того места, где появились различного рода риски, забоины, отслоения.

Кавитационное изнашивание проявляется при от­носительном перемещении твердых тел в жидкостной среде. Чаще всего оно наблюдается в гильзах блока цилиндров, систем охлаж­дения и смазки двигателей внутреннего сгорания, лопастей масля­ного и водяного насосов и т.п.

Молекулярно-механическое изнашивание происходит в результате одновременного воздействия механических и молекулярных или атомарных сил. Взаимосоприкасающиеся и трущиеся поверх­ности сопряженных деталей вследствие их неровностей и шерохо­ватостей имеют контакты, через которые передаются значитель­ные удельные нагрузки, поэтому возможны разрывы смазываю­щей пленки (масел, мазей), а при больших относительных скоростях перемещения поверхностей деталей возникает чрезмерный на­грев, приводящий к испарению смазывающей пленки масел или мазей и к схватыванию частиц соприкасающихся деталей. В даль­нейшем происходит отрыв и разрушение мест схватывания деталей. При этом на одной из поверхностей образуется углубле –ние, а на другой — выступ, т.е. происходит перенос металла с одной поверхности на другую.

Рассматриваемый вид изнашивания наблюдается в процессе приработки деталей и элементов машин.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении материалов, вступивших в химическое взаимодействие со средой (кислородом воздуха и другими газами). Под действием агрессивной окислительной среды на взаимосоприкасающихся и трущихся повер­хностях деталей образуются пленки окислов, которые в результате механического трения снимаются, а поверхности, освободившиеся от этих пленок, снова окисляются и т.д., т.е. происходит процесс из­нашивания. Примером является изнашивание деталей цилиндропоршневой группы двигателей вследствие наличия в среде таких агентов коррозии, как серная, сернистая и органические кислоты.

Наиболее значительное влияние на процесс изнашивания оказы­вают силы трения, вызывая механический и другие виды износа вза­имосоприкасающихся поверхностей. Причем возникающее в резуль­тате трения изнашивание представляет собой целый ряд одновремен­но протекающих процессов: истирание, смятие, окисление и др.

Процесс истирания возникает при скольжении одной детали машины или ее элемента относительно другой. Это явление назы­вается трением первого рода и происходит вследствие того, что со­прикасающиеся поверхности, как правило, имеют неровности (шероховатости), препятствующие свободному перемещению (скольжению) одной детали по другой. Процесс истирания проис­ходит тем интенсивнее, чем более шероховаты соприкасающиеся поверхности. Интенсивность изнашивания возрастает, если меж­ду соприкасаемыми поверхностями попадают абразивные или другие включения.

Процесс истирания возникает также при взаимном обкатыва­нии поверх –ностей деталей машин под нагрузкой и при ударах. Это явление называется трением второго рода. Оно происходит вслед­ствие того, что в результате обкатывания или ударов на поверх­ностях соприкасающихся деталей появляются микротрещины, а часто и макротрещины, с последующим развитием их в глубину и образованием тонкой пленки металла, которая в дальнейшем вык­рашивается и отслаивается, в результате чего возникает так назы­ваемый износ при крупном разрушении. Причинами такого износа могут быть поверхностная усталость, а также структурные нарушения металла соприкасающихся поверхностей вследствие нагре­ва и ударов. Рассмотренный вид механического износа часто по­является на рабочих поверхностях зубчатых и червячных передач, подшипников качения, различных опорных устройств и т.п.

Рис.8. Изнашивание в сопряженных деталях: а — нарастание износа; б — скорость изнашивания

Коррозионное изнашивание — разрушение металлических час­тей машин под действием окружающей среды, особенно увлаж­ненной. Разрушение при этом виде изнашивания начинается, как правило, с наружных поверхностей, постепенно проникая вглубь. Наиболее распространенный вид коррозии — ржавление, т.е. со­единение металла с кислородом воздуха. В результате коррозии неокрашенные поверхности металлических частей машин сначала покрываются темным налетом, а затем глубокими (если не будут приняты необходимые меры) разъедающими изъянами, при этом металлические части приобретают губчатую непрочную структу­ру. Наибольшему поражению и износу в результате коррозии под­вергаются детали машин с малым содержанием углерода. Интен­сивность коррозии нарастает в присутствии ряда газов и жидко­стей, содержащих кислоты и щелочи.

Различают два вида коррозионных процессов изнашивания: хи­мический и электрохимический.

Химическая коррозия проявляется при воздействии кислорода воздуха и различных газов (углекислого, сернистого), а также жидкостей, не проводящих электрического тока (масел и мазей переработки нефти, различных смол). Интенсивность химического изнашивания деталей зависит от качества материалов, из которых они изготовлены, степени окисляемости при высоких температурах и условий работы (нейтральная или агрессивная среда и др.).

Электрохимическая коррозия возникает в средах, проводящих электрический ток, т.е. в электролитах — растворах солей, кислот, щелочей, а также во влажной атмосфере и почве.

Закономерность нарастания износа элементов оборудования, особенно в их сочленениях, выражается кривой, имеющей три чет­ко выраженных участка, которые характеризуют периоды работы сочленений (рис. 8):

I— период приработки, когда сочленения изнашиваются очень интенсивно, но скорость изнашивания постепенно снижается;

II— период нормальной работы, когда условия на поверхности сочлененных деталей становятся постоянными, а изнашивание протекает с постоянной скоростью;

III— период аварийного, наиболее интенсивного изнашивания, когда износы (зазоры) достигают недопустимых значений.

Период нормальной работы элемента оборудования (сбороч­ной единицы, детали, пр.):

(31)

где — продолжительность приработки деталей; — износ, со­ответствующий максимально допустимому износу (зазору) в со­пряжениях деталей; — износ, соответствующий окончанию при­работки деталей; tg — коэффициент, характеризующий темп скорости изнашивания деталей.

На темп изнашивания нормального периода эксплуатации влияют следующие основные факторы: условия работы — давле­ние, характер нагрузок, относительные скорости, температуры и др.; свойства материалов, их изменяемость в работе; условия со­пряжения, характер контакта сопряженных элементов, качество обработки материала, из которого изготовлены эти элементы; своевременность и качество технических обслуживании; соответствие применяемых топлив и смазочных материалов.

Кроме изнашивания возможны явления пластических дефор­маций элементов оборудования, возникающие вследствие недопу­стимых нагрузок на эти элементы.

Изменения в машинах и их элементах выражаются следующей функциональной зависимостью:

(32)

где — эксплуатационные факторы (характер и особенности производства работ, режимы использования машин, климатичес­кие условия и др.); — конструктивные факторы (кинематичес­кие и динамические особенности машин, свойства материалов, из которых изготовлены их элементы, и др.); — технологичес­кие факторы (вид материалов, из которых изготовлены элементы машин, способы и качество их обработки и др.); — субъектив­ные особенности и квалификация обслуживающего машины пер­сонала (машинистов, слесарей, заправщиков и др.).

Износы в машинах и их элементах подразделяются на мораль­ные и физические.

Моральный износ — снижение стоимости оборудования под влиянием технического прогресса.

Этот вид износа имеет две фор­мы проявления. Моральный износ первой формы — обесценива­ние машин вследствие постоянного роста производительности труда в отраслях, выпускающих эти машины, а также изготовляющих для них изделия, материалы и т.п. Область распростране­ния этой формы морального износа определяется темпами техни­ческого прогресса той отрасли народного хозяйства и связанных с ней отраслей, которые производят указанные машины или ком­плектующие для них изделия, материалы и т.п.

Потеря стоимости оборудования в связи с моральным износом первой формы:

(33)

где — первоначальная стоимость оборудования, руб.; — восстановительная стоимость машины или стоимость полного ее воспроизводства на момент физического износа с учетом появле­ния более совершенных конструкций, руб.

Восстановительная стоимость оборудования через определен­ное время Т:

(34)

где — первоначальная стоимость машины, руб.; р — средне­годовой прирост производительности труда в отрасли и в связан­ных с ней отраслях, выпускающих указанный вид оборудования.

Моральный износ второй формы — обесценивание оборудо­вания вследствие появления новой техники, т.е. аналогичных или близких к ним машин, но более совершенных конструкций. Пока­зателем морального износа этой формы служит коэффициент сни­жения стоимости машин вследствие технического прогресса, вы­раженный в долях от первоначальной ее стоимости:

(35)

Физический износ возникает в результате механического молекулярно-механического и коррозионно-механического изнашива­ний и складывается из износа конструктивных и неконструктив­ных элементов машин. Физический износ появляется как вследствие прямого действия машин и их элементов (износ в результате прямого действия машин), так и вследствие непрямого действия оборудования и отдельных его элементов (износ в результате без­действия оборудования — во время простоев, когда на них влия­ют атмосферные и другие неблагоприятные условия). Износ опре­деляют в процентах: новые элементы в оборудовании (детали, сборочные единицы и др.) принимаются за 100 % годности, а из­ношенные, применение которых является невозможным, — за 100 % износа.

В стоимостном выражении физический износ оборудования определяется (% от стоимости воспроизводства):

(36)

где — сметная стоимость ремонта оборудования, руб.; — восстановительная стоимость оборудования или стоимость пол­ного воспроизводства оборудования на момент физического его износа с учетом появления более совершенных конструкций, руб.; а — относительное значение остаточного износа, которое уста­навливается из опытных данных ремонта подобного оборудова­ния, %.

Ремонт оборудования целесообразен в том случае, если затра­ты на восстановление оборудования будут меньше затрат на при­обретение нового, т.е. < , где — стоимость нового оборудования. При этом нельзя не учитывать степени совершен­ства конструкции, соответственно, и технико -экономических по­казателей как старого, так и нового оборудования.

Общий износ оборудования вследствие физического и мораль­ного износов в долях от первоначальной стоимости:

(37)

где , — остаточные стоимости оборудования в долях от первоначальной стоимости вследствие физического и мо­рального износов; — показатель физического износа оборудо­вания в долях от стоимости ее воспроизводства; — показа­тель морального износа в долях от первоначальной стоимости.

Физический суммарный износ оборудования складывается из из­носов, вызываемых: нагрузками в процессе работы оборудования (); нагрузками во время его транспортирования (); различ­ными воздействиями при техническом обслуживании, ремонте, хранении ():

Рис.9 График суммарного износа машины, состоящей из элементов сменяемых или полностью возобновляемых в различные сроки службы (по укрупненным показателям)

(38)

Суммарный износ оборудования определяют двумя метода­ми — аналитическим и графическим. Наиболее наглядным является графический метод.

По горизонтальной оси (рис.9) откладывают полный срок службы машины Т (принимаемый по нормативным таблицам сроков службы), а по вертикальной оси — максимальный показатель суммированного износа . Сначала определяют износ основного несменяемого и невозобновляемого элемента оборудования (основной рамы, станины и т.п.) с абсолютным значением износа . Прямая линия, проведенная от начала координат до точки , представляет линию суммарного износа рассматриваемого эле­мента. К концу срока службы оборудования этот элемент за время будет полностью изношен (частный износ =100 %).

Для менее долговечных элементов график износа строят в по­рядке убывания сроков службы. Следовательно, для следующего элемента, второго по сроку службы над линией 0—строят ли­нию 0—2 с ординатой в точке 2, соответствующей сроку службы . Этот элемент за срок службы подвергается полному износу дважды (линии 0—2 и 2—2'). Для последующего менее долговеч­ного элемента, третьего по сроку службы, над линией 0—2 строят линию 0—3 суммарного износа и т.д. Отрезки ординат —2'— 3'; 3'—4' и т.д. будут выражать значения суммарного износа ук­рупненных элементов, изнашиваемых за полный срок службы ма­шины. В данном случае — ордината 0—6' будет представлять ли­нию суммарного износа всей машины.

Срок службы элементов машин принимают по результатам опытной проверки, данных испытаний или по нормативным спра­вочникам.

При определении суммарного износа придерживаются следу­ющего порядка: составляют перечень всех конструктивных и не­конструктивных элементов машины; определяют срок их службы; подбирают конструктивные и неконструктивные элементы по группам, чтобы каждую из них можно было рассматривать как один укрупненный элемент; определяют срок службы и стоимость всех одновременно сменяемых или возобновляемых элементов каждой из указанных групп; составляют таблицу и рассчитывают суммарный износ на любой интервал использования машины или строят график износа по укрупненным показателям.

При определении срока службы или стоимости укрупненных элементов и периодичности их возобновления могут быть исполь­зованы данные о периодичности и средней стоимости соответ­ствующего технического обслуживания и ремонта вместе со сред­ней стоимостью сменяемых при этом запасных частей.

Дата добавления: 2014-01-07