Формирование постепенного отказа с учетом рассеивания начальных выходных параметров машин и прогнозирование долговечности однотипных машин

Цикл технического обслуживания (ремонтный цикл).

Виды технического обслуживания.

СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ.

Под режимом ТОиР понимают периодичность профилактических и ремонтных воздействий, перечень и обьем выполняемых операций.

Организация, виды и периодичность технического обслуживания зависят главным образом, от конструктивных особенностей оборудования, его технического состояния, условий эксплуатации и интенсивности его загрузки.

При определении рационального режима обслуживания надо исходить из стремления снизить не только изнашиваемость элементов машин, но и число текущих ремонтов между техническими обслуживаниями.

Под оптимальным режимом технического обслуживанияпонимают режим, обеспечивающий заданный уровень безотказной работы и долговечности оборудования при минимальных затратах на ТОиР. Полное решение задачи оптимизации режимов ТОиР весьма сложно, и существуют различные подходы для приближенного решения ее. При этом организация ТОиР рассматривается как замкнутая система управления с обратной связью, состоящая из:

· Обьекта (машины),

· контрольно-диагностическая станция (датчика),

· органа управления (технической службы предприятия),

· исполнительного органа (зоны ТОиР).
Диагностические средства, обеспечивают получение информации о техническом состоянии машины и являются одним из определяющих элементов службы эксплуатации и ремонта предприятия.

В числе работ, составляющих общий комплекс системы ТОиР, нет второстепенных работ.

Система технического обслуживания (ТО) для машин (оборудования) включает следующие виды:

· Ежедневное обслуживание (ЕО),

· Первое техническое обслуживание (ТО – 1),

· Второе техническое обслуживание (ТО – 2),

· Текущие (эксплуатационные) ремонты (ТР),

· Капитальный ремонт (КР).

Ежедневное обслуживание (ЕО) включает подготовку оборудования к эксплуатации, то-есть проведение работ по внешнему уходу, смазке, заправке, контрольно-осмотровых, крепежных и регулировочных работ и устранение всех обнаруженных неисправностей.

Фактически ежедневный уход включает три основных элемента:

· Подготовка машины к эксплуатации и контрольный осмотр перед выпуском в эксплуатацию,

· Контроль за работой и необходимое обслуживание машины в процессе эксплуатации,

· Обслуживание машины после эксплуатации с устранением всех обнаруженных неисправностей.

ЕО должно проводиться между сменами.

Техническое обслуживание № 1 (ТО – 1) предназначено для обеспечения надежной безотказной работы машины до следующего ТО. При проведении ТО –1, кроме выполнения операций ЕО, проверяется надежность крепления агрегатов, состояние резьбовых соединений, подтяжка, шплинтовка, регулировка агрегатов и узлов, смазочные работы и устранение обнаруженных неисправностей.

ТО-1 проводят в межсменное время без изьятия оборудования из эксплуатации.

Техническое обслуживание № 2 (ТО – 2) предназначено для углубленной проверки технического состояния машины и проведение регулировочных и ремонтных работ для обеспечения надежной безотказной работы оборудования до очередного ТО. Обьем ТО-2 устанавливается отдельно для каждого вида оборудования и кроме работ по ТО-1 включает тщательную проверку агрегатов и узлов с их частичной разборкой.

На время проведения ТО-2 машину снимают с эксплуатации.

Ремонтные работы являются составной частью общего комплекса системы ТОиР. Рациональная организация ремонтного обслуживания должна предусматривать замену дефектных деталей, узлов и агрегатов за счет имеющегося оборотного фонда запасных частей, узлов и агрегатов, то-есть должна проводиться агрегатным методом. Это позволяет сократить сроки пребывания оборудования в ремонте и снизить себестоимость ремонта. Оборотный фонд образуется за счет новых узлов и агрегатов, а также за счет отремонтированных узлов и агрегатов.

При агрегатном методе ремонта он совмещается с ТО-2.

Текущий ремонт (ТР) производится по потребности для восстановления работоспособности оборудования путем устранения поломок и неисправностей при минимально необходимом простое в ремонте. При ТР делается замена деталей, узлов и агрегатов восстановленными или новыми. ТР состоит из разборно-сборочных, слесарных и сварочных работ.

При капитальном ремонте производится полная разборка машины, ремонт базовых деталей, замена изношенных агрегатов и узлов.

Циклом технического обслуживания (ремонтным циклом) нанывают совокупность всех видов технического и ремонтного обслуживания, проводимых с начала эксплуатации машины до капитального ремонта, или между двумя капитальными ремонтами. Следовательно, цикл технического обслуживаия включает все виды обслуживания при последовательном чередовании отдельных видов технического и ремонтного обслуживания от низших видов к высшим.

Основным методом установления периодичности выполнения технического обслуживания является статистически-вероятностный метод.

Статистический метод определения периодичности технического обслуживания (межремонтного цикла t_M).

Он основан на установлении закона распределения времени достижения предельного значения параметра u_P технического состояния элемента (машины), то-есть ресурса. Закон о нормальном распределении временного ресурса является наиболее естественным для постепенных отказов в сложных машинах. Как известно, он определяется средним значением ресурса Т_Р, и его среднеквадратическим отклонением s_Р.

Эти величины могут быть получены по результатам эксплуатации (испытаний), по формулам (1), (2)

Т_Р = ; ; (31)

Здесь N - число машин, поставленных на эксплуатацию (испытания), а t_K - временной ресурс для k - ой машины.

или же с использованием прогноза – по формуле (17).

Периодичность технического обслуживания (межремонтный период t_M) обычно задается как разность между средним значением ресурса Т_Р и его среднеквадратическим отклонением s_Р

t_M = Т_Р - s_Р (32)

При таком соотношениии порядка 84 % обслуживаемых машин (элементов) будут работать без отказа в пределах цикла ТО (до момента t_M), и только 16% машин должны быть подвергнуты ремонту и замене элементов. Этим соотношением достигается предупредительный характер технического обслуживания.

Если принять t_M = Т_Р, то 50% элементов (машин) достигнут своего предельного значения и приведут к отказу. Тем самым, обслуживание теряет свой предупредительный характер.

Таким образом, соотношение (32) обеспечивает общепринятое оптимальное соотношение между безотказностью работы машины и трудоемкостью ремонта.

3.3. Типовая схема ТОиР на предприятии для обслуживания однотипных машин (оборудования) состоит из:

1. Определение технического обслуживания (межремонтного) t_M из эксплуатационных данных (или испытаний) по формуле

t_M = T_P - s_P; T_P = ; s_P = ;

Тем самым, около 84% элементов (машин) будут сохранять свою работоспособность в течении первого периода ТО, и только 16% машин (элементов) потребуют ремонта.

2. При достижении момента t_M включается система допустимых значений параметра состояния. Принимается, что допустимое значение равно

u_D = 0.5 u_P.

Практически, это означает следующее. При капитальном ремонте, который проводится в конце цикла техобслуживания, мы заменяем новыми все элементы (узлы, агрегаты) машины, для которых параметр состояния превышает допустимый.

Такая система ТОиР позволяет обеспечить и на следующий цикл ТО порядка 84% процентов машин, сохраняющих свою работоспособность.

3. При достижении моментов времени 2t_M, 3t_M, 4t_M,..., все действия повторяются.

4.*) Кроме того, для каждой машины осуществляется прогнозирование динамики ее параметра состояния. Его цель – не дать машине выйти из строя, а вовремя заменить элемент (узел, агрегат) с помощью текущего ремонта (ТР), или ТО-2. Такая процедура осуществляется следующим образом. По данным прогноза параметра состояния машины (лаб. 4) определяем (прогнозируем) момент времени t_TP, при котором вероятность ее отказа составляет 25 - 30% (при этом используем таблицу 3). Так, для вероятности отказа 30,7% безразмерный аргумент Z = (u(t + t_ТР) - u_P) / s_Z = - 0.5 (табл. 3). Поэтому при достижении t_TP осуществляется ТР по замене элемента машины агрегатным методом (или же эта замена совмещается с ближайшим ТО-2). Такой подход увеличивает безотказность используемого оборудования.

Описанная система ТОиР позволяет, в среднем, сохранять работоспособность у 80 – 85% машин в продолжении каждого цикла ТО.

*) Этот пункт включается в систему ТОиР в соответствие с возможностями предприятия.

Полная схема потери машиной работоспособности учитывает:

· начальное рассеивание u₁ выходного параметра однотипных машин. В качестве него может выступать, например, точность измерений – для контрольно-измерительных машин.

· Рассеивание углового коэффициента (???) по времени для однотипных машин.

Мы уже говорили, что фактическое изменение выходного параметра технического состояния машины в рабочей области (от конца приработки до достижения параметром своего предельного значения) хорошо описывается линейной зависимостью (прямой линией) вида:

u(t) = u₁ + n t. (14)

Здесь u(t) - фактическое значение выходного параметра машины в момент времени t, u₁ – значение выходного параметра машины в начальный момент времени, а n - интенсивность (скорость) изменения выходного параметра машины.

Выходной параметр технического состояния u₁ в начальный момент времени (t = 0) представляет собой случайную величину для набора однотипных машин. Практически – это значение выходного параметра машины после ее изготовления (или после участка приработки, так как он, обычно, очень мал), и для каждой машины u₁ – свое, определяемое технологией изготовления именно этой машины. Величина u₁ измеряется для каждой машины после ее изготовления и наладки, и заносится в технический паспорт данной машины. Таким образом, предприятие, изготовляющее машины, обладает информацией о величине u₁ для всех однотипных машин.

Случайная величина u₁ имеет нормальное распределение,

f(u₁) = (15)

причем, как обычно, математическое ожидание u₁ оценивается среднеарифметическим значением по ансамблю машин:

u₀ = . (16)

Дата добавления: 2015-03-31