Анализ условий эксплуатации машин и оборудования в животноводчестве

Техническая диагностика.

Диагностика и прогнозирование состояния машин входят в систему технического обслуживания и способствуют повышению надежности машин.

Диагноз в переводе с греческого «диагнозис» означает распознавание, определение. В медицине, например, это – определение состояния человека, а в технике – определение состояния объекта технической природы.

Объект, состояние которого определяется, называется объектом диагноза. Когда объектами диагноза являются объекты технической природы говорят о технической диагностике.

Техническая диагностика – это распознавание технического состояния машин по характерным, установленным в результате исследования, косвенным показателям (диагностическим параметрам).

Техническая диагностика – область науки, изучающая и устанавливающая признаки неисправностей машин и их механизмов, разрабатывающая методы и средства, при помощи которых дается заключение (становится диагноз) о характере и существе неисправностей.

Чтобы более четко увидеть область, охватываемую технической диагностикой, рассмотрим три типа задач по определению состояния технических объектов:

1. Задачи по определению состояния, в котором находится объект в настоящий момент времени (задачи диагноза).

2. Задачи по предсказанию состояния, в котором окажется объект в некоторый будущий момент времени (задачи прогноза).

3. Задачи по определению состояния, в котором находился объект в некоторый момент времени в прошлом (задачи генезиса, или задачи технической генетики).

Задачи технической генетики возникают в связи с необходимостью расследования аварий и их причин.

Задачи технической прогностики связаны с определением срока службы объекта и с назначением периодичности его профилактических проверок и ремонтов.

Решаются эти задачи путем определения возможных или вероятных эволюций состояния объекта, начинающихся в настоящий момент времени.

Знание состояния объекта в настоящий момент времени является обязательным как для генеза, так и для прогноза. Поэтому техническая диагностика представляет собой основу технической генетики и технической прогностики.

В настоящее время интерес к технической диагностике растет, так как в народном хозяйстве все больше и больше создается и используется сложных машин, устройств и систем. В этих условиях интуитивные методы и ручные способы определения состояния сложных объектов оказываются малоэффективными или даже непригодными.

Все методы диагностики можно разделить на три группы:

1. статистическая диагностика;

2. телесная диагностика;

3. инструментальная диагностика.

Статистическая диагностика основана на интеграции параметров, которые проверяются, во времени.

Телесные методы диагностики дают субъективную оценку состояния технической системы. Эти методы (апробирование, ослушивание и др.) используются как предварительные или для выявления неисправностей.

Инструментальные методы диагностики наиболее распространены и перспективны. Они позволяют дать количественную оценку состояния проверяемых объектов без их разборки.

По виду используемого оборудования диагностика делится на:

1. приближенную;

2. уточненную;

3. тонкую.

5. Прогнозирование технического состояния машин и оборудования

Важнейшее мероприятие, направленное на максимальное использование ресурса работоспособности и предупреждение отказов машин – прогнозирование их технического состояния на предстоящий период работы.

Прогнозирование базируется на результатах диагностики и сводится к определению остаточного технического или гарантированного ресурса безотказной работы узлов, механизмов или отдельных сопряжений.

Для более полного использования ресурса работоспособности машин и снижения количества их отказов целесообразно прогнозировать гарантированный ресурс безотказной работы узлов и сопряжений.

Гарантированный ресурс безотказной работы машины в целом и срок проведения следующей диагностики устанавливают по механизму, имеющему в момент проверки наименьший гарантированный ресурс.

Различают два способа прогнозирования – линейный и функциональный.

Линейный способ основан на учете реального процесса изнашивания сопряжения и максимально возможной интенсивности этого процесса.

Сущность его состоит в том, что любой вид закономерности изменения параметра изнашивания приводится к закону убывающей скорости изменения параметра (интенсивности). В связи с этим линейная экстраполяция процесса на некоторый промежуток времени дает величину времени безотказной работы, всегда меньшую действительной.

Интенсивность изменения параметра во времени равна:

,

где - измеренная величина параметра при последней и предыдущей диагностиках; - время работы сопряжения (наработка) в период между диагностиками.

Гарантированный ресурс безотказной работы определяется по формуле (из подобия треугольников АВЕ и ВСD):

.

Максимальный гарантированный ресурс безотказной работы сопряжения определяется по формуле:

,

где - коэффициент уровня технической эксплуатации машин ().

Функциональный способ.

Гарантированный ресурс при этом определяют по действительной скорости (интенсивности) изменения параметра в момент проверки .

Гарантированный ресурс безотказной работы сопряжения определяют по максимальной теоретической возможной скорости изменения параметра в предстоящий период работы. Скорость изменения параметра (интенсивность):

.

Определяется гарантированный ресурс безотказной работы в этом случае по формуле:

,

где - наработка с начала эксплуатации нового сопряжения (узла) до диагностики; - коэффициент, характеризующий интенсивность изменения параметра (); - коэффициент запаса величины параметра ().

Функциональный способ имеет большую точность и требует меньшего количества проверок машины в межремонтный период ее работы.

Следствием названных причин (особенностей эксплуатации) является ежегодный выход из строя 25 – 30 % электрических двигателей; фактическое время их работы на фермах не превышает 4-х лет, при расчетном сроке службы – 7 лет.

Эти цифры указывают на большое народнохозяйственное значение знания особенностей и правил эксплуатации машин и оборудования животноводческих ферм, проведения их квалифицированного технического обслуживания.

6. Характеристика и анализ отказов машин и оборудования

Отказы делятся не 2 большие класса: постепенные и внезапные.

Постепенные отказы возникают неизбежно в процессе эксплуатации, так как любое изделие подвергается износу и старению. Момент наступления постепенных (износовых) отказов можно продлить путем усовершенствования конструкции, более точного изготовления, использования более прочного материала и т.д., а также путем проведения профилактических мер: смазка, регулировка…

Постепенный отказ является неизбежным закономерным результатом износа и старения любого изделия, то есть он должен обязательно произойти. Следовательно, вероятность наступления постепенного отказа равна 1 (единице).

Наступление постепенных отказов подчиняется нормальному закону распределения, который имеет два параметра: среднюю арифметическую (средний срок службы элемента) и среднее квадратическое (стандартное) отклонение (имеет размерность измеряемой величины).

(мера рассеивания отказов относительно среднего срока службы)

- срок службы.

- вероятность возникновения постепенных отказов;

При - вероятность безотказной работы практически приближается к 100 %.

Срок, который назначается между осмотрами и заменой деталями, зависит от назначения изделия, условий его работы и количества деталей в нем.

Для сельскохозяйственных и животноводческих машин сроки между профилактическими заменами деталей принимают равными и (для более сложных).

Пример. Для какой то детали машины часов, а часов, срок службы часов.

В авиации, как правило, деталь заменяют через срок службы и даже .

Внезапный отказ – событие случайное, и вероятность его не равна 1 или 0.

Внезапные отказы. Основные причины их возникновения – перегрузка машин. Кроме того, вызывают внезапные отказы усталостные явления в металле, дефекты монтажа, нарушение правил эксплуатации.

Внезапный отказ может произойти и при постепенно нарастающих износовых отказах, если не будет профилактической замены близких к предельному износу деталей.

Для внезапных отказов характерен экспоненциальный закон распределения.

Экспоненциальный закон показывает, что если определенная наблюдением наработка на отказ и заданное время работы изделия равны, то вероятность безотказной его работы в течение этого времени будет составлять всего 0,37 (то есть от 37 изделий из 100 можно в течение этого времени ожидать безотказной работы).

- вероятность безотказной

работы; - время работы; - проработка на отказ.

Зависимость вероятностей безотказной работы изделия от времени.

Для повышения безотказной работы нужно уменьшить заданное время работы изделия. Так при , вероятность безотказной работы повышается до 0,9.

Вероятность безотказной работы изделия в целом зависит от количества изделий в нем и вероятностей безотказной работы каждого элемента.

Если в состав изделия входит деталей, то (при отсутствии резервных элементов) вероятность безотказной работы изделия определяется зависимостью:

,

где - вероятность безотказной работы отдельных деталей изделия.

Если все детали имеют одинаковую вероятность , то вероятность безотказной работы изделия будет равна:

Отказы изделий в процессе их работы (и износовые, и внезапные)

имеют три периода:

I - приработочные;

II - износные;

III – внезапные.

В I период происходит приработка элементов. Этот период характеризуется большим числом отказов, которые после

В процессе эксплуатации машин и оборудования их работоспособность снижается главным образом из-за износов и разрушений отдельных деталей или их поверхностных слоев, вследствие чего снижается как производительность, так и надежность оборудования.

Машины животноводческих ферм и условия их эксплуатации имеют ряд особенностей по сравнению с другой сельскохозяйственной техникой. Это предъявляет более строгие требования к обеспечению их бесперебойной работы.

Особенности:

1. Невозможность резервирования машин, из-за больших их размеров и специфической технологии (то есть нельзя ставить запасные машины, например, транспортеры для раздачи кормов, уборки навоза, доильные молокопроводы и т. д). Это обстоятельство (отсутствие резерва) требует исключительной надежности машин и оборудования.

2. Подверженность машин и оборудования воздействию определенного микроклимата, отличающегося от нормальных условий повышенным содержанием аммиака, углекислого газа, влаги и неравномерным распределением температуры по объему здания.

Последствия данного микроклимата:

а) повышенный коррозийный износ деталей не только во время эксплуатации машин, но и в период их не использования;

б) преждевременный выход из строя электроаппаратуры и электрических двигателей (этому способствуют большая влажность воздуха и наличие аммиака);

в) колебания температуры при постоянной влажности воздуха приводит к активизации атмосферной коррозии;

3. Подверженность ряда машин воздействию неблагоприятных сред (кислот, силосной массы, навоза и др.).

4. Изменчивость среды в которой работают машины, что в несколько раз увеличивает их износ, в сравнении с машинами, работающими в постоянных условиях.

5. Наличие поточных технологических линий (линия приготовления и раздачи кормов, линия уборки и транспортировки навоза, линия доения и первичной обработки молока и др.). Остановка одной из машин вызывает остановку всей линии, что пагубно сказывается на продуктивности животных.

Необходимо отметить, что условия эксплуатации машин и оборудования животноводческих ферм очень часто нарушаются по следующим причинам:

а) неквалифицированное ТО оборудования, в особенности -электрооборудования;

б) несоответствие конструкции условиям его эксплуатации;

в) недостаточная квалификация обслуживающего персонала (из-за чего машины часто эксплуатируются с перегрузками).

Дата добавления: 2014-01-04