Меню

Методы повышения сроков службы деталей и узлов оборудования

Методы повышения сроков службы деталей и узлов оборудования

Настоящей публикацией мы начинаем цикл статей, посвященных вопросам контроля технического состояния, ремонта и наладки оборудования при эксплуатации. Мы постараемся предоставить вам информацию о современных методах и средствах контроля текущего технического состояния оборудования, передовых системах (технологиях) обслуживания, методах устранения наиболее распространенных дефектов. Надеемся, что эта информация поможет сократить эксплуатационные затраты, повысить ресурс и надежность технологического оборудования, избежать убытков, связанных с авариями и простоями оборудования. Первая публикация из этой серии рассматривает вопросы организации обслуживания и контроля технического состояния оборудования во время эксплуатации без его разборки.

В различных отраслях промышленности затраты на техническое обслуживание оборудования составляют от 6 до 18 % стоимости выпускаемой продукции (услуг), что сравнимо с прибылью предприятия. Поэтому совершенствование системы технического обслуживания с целью снижения затрат является важнейшим резервом. Рассмотрим применяемые в настоящее время виды технического обслуживания. Реактивное техническое обслуживание («до поломки») — ремонт или замена оборудования — производится после выхода из строя или выработки ресурса. Имеет следующие недостатки: риск внеплановых простоев, дорогостоящий и продолжительный ремонт из-за серьезности и обширности дефектов. Кроме того, есть вероятность внезапного отказа одновременно нескольких агрегатов, при этом необходимость в ремонтных работах может превысить возможности ремонтных служб. Планово-профилактическое техническое обслуживание (ППР) — работы по профилактическому ремонту различного объема (текущий, средний, капитальный) выполняются через строго определенные интервалы времени, согласно календарного плана. Является сегодня самым распространенным видом ТО, в первую очередь потому, что этот вид появился давно и наиболее обеспечен методически. Несомненным достоинством ППР, по сравнению с реактивным обслуживанием, является более высокий уровень управления обслуживанием и снижение количества внезапных отказов оборудования. Исследования и опыт работы в промышленности показали, что успешная программа ППР может обеспечить, по сравнению с реактивным обслуживанием, более чем 30 %-e снижение эксплуатационных затрат. Основным недостатком ППР является проведение «излишних» ремонтов, т.е. ремонтов фактически исправного оборудования, что ведет к росту эксплуатационных затрат. Основная идея ППР, состоящая в том, что остаточный ресурс механизма определяется только временем его эксплуатации, не находит подтверждения на практике, носит явно выраженный затратный характер, а в сочетании со сдельной оплатой труда ремонтников просто разорительна. Развитие микропроцессорной и компьютерной техники, разработка на их базе методови средств контроля обеспечили возможность не только определять текущее состояние агрегатов путем измерения ряда технических параметров, но и на основе их анализа прогнозировать остаточный ресурс узлов и деталей. Планировать сроки проведения и объемы ремонтных работ, т.е. проводить ремонт только тех агрегатов и узлов, где он необходим. Данный метод обслуживания называется «предупредительным» или обслуживанием по фактическому техническому состоянию (ОФС). Достоинством этого метода является снижение объемов ремонтных работ (исключается ремонт бездефектных узлов) и увеличение на 25–40 % межремонтного ресурса по сравнению с ППР. Наиболее прогрессивным видом обслуживания является проактивное техническое обслуживание (ПАО) — оно направлено на минимизацию требуемых объемов технического обслуживания и достижение максимально возможного межремонтного ресурса путем систематического устранения источников возникновения дефектов. В результате анализа наиболее часто встречающихся дефектов определяются причины их возникновения и влияние на межремонтный интервал, а затем принимаются меры по недопущению возникновения этих дефектов. В частности, проводится анализ работы ремонтных бригад с целью выявления недостатков, проявляющихся на группе агрегатов (например, некачественная сборка, центровка или балансировка), анализ оснащенности (например, оснастка для монтажа и демонтажа подшипников), анализ используемых ремонтных технологий, входной контроль используемых покупных изделий, конструктивные изменения (например, применение износостойких материалов) и др. Каждому этапу экономического и технического развития предприятия соответствует свой вид обслуживания. Предприятие, где основным орудием труда ремонтников является кувалда, обречено на использование технологии «по регламенту» (ППР), которая обычно плавно трансформируется в технологию «до поломки», что как ни странно, устраивает как изготовителей данного оборудования, так и службы предприятий, занимающиеся его обслуживанием. Изготовитель при формировании эксплуатационной документации имеет возможность и естественно закладывает известный только ему «запас», как по срокам, так и по объемам необходимых работ по обслуживанию, защищая себя тем самым от рекламаций. В свою очередь ремонтные службы имеют гарантированные объемы работ и минимум ответственности. В большинстве случаев при поломке механизма к ним нет никаких обоснованных претензий — они вовремя и в полном объеме делают все, что положено по регламенту. Однако механизм как всегда «не вовремя» ломается, причины остаются невыясненными, виновных нет, ждем, что у нас поломается завтра. С целью снижения эксплуатационных затрат на передовых предприятиях начинают применять комбинированный вид обслуживания, который можно назвать обеспечением надежности оборудования (ОНО). На базе информации о текущем техническом состоянии и в зависимости от категории (важности) данного оборудования применяются элементы того вида обслуживания, который обеспечивает достижение максимально возможного межремонтного ресурса при условии обеспечения безопасной эксплуатации, например: 1. Реактивное («до поломки») — вспомогательное или основное технологическое оборудование, имеющее резерв, остановка которого не влечет за собой простоя. В процессе эксплуатации контролируется текущее техническое состояние, но мер не принимается, т.е. дают механизму выработать максимально возможный межремонтный ресурс, при этом резервное оборудование заранее находится в хорошем техническом состоянии. 2. ППР («по регламенту») — 1) оборудование, эксплуатация которого без выполнения регламентных работ запрещена; 2) технологией предусмотрена периодическая остановка предприятия, цеха или участка для производства ремонтных работ. В межремонтный период контролируется текущее техническое состояние, к моменту плановой остановки корректируются объемы ремонтных работ (текущий, средний, капитальный), при этом разрабатываются и внедряются меры по устранению причин возникновения дефектов. Заранее планируется приобретение запчастей, материалов и т.д. 3. ОФС («предупредительное») — ответственное технологическое оборудование, остановка которого влечет за собой простой всего предприятия. Основой системы обеспечения надежной и безопаснойэксплуатации является информация о реальном текущем техническом состоянии оборудования, на базе контроля и анализа соответствующих параметров, наиболее информативные из которых —параметры вибрации. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации Вибрация — это механические колебания тела около положения равновесия. Идеальная машина не должна создавать механических колебаний, т.к. в ней вся энергия должна превращаться в полезную работу. На практике при работе любых механических и электромагнитных систем возникают колебания, вызванные остаточным дисбалансом, расцентровкой, отклонениями в элементах зацепления, зазорами и т.д., что приводит к рассеиванию энергии в виде механических колебаний. Поэтому вибрация — один из самых информативных параметров, который может быть применен для контроля текущего технического состояния механизмов роторного типа без их разборки в процессе изготовления (испытаний), эксплуатации, ремонта и наладки. Мы уже привыкли к тому, что контролируем, например состояние двигателей внутреннего сгорания по давлению, температуре, расходу масла, компрессии и т.д, т.е. по определенным диагностическим признакам, и только после этого принимаем решение об их техническом состоянии, производстве определенных наладочных или ремонтных работ. Для механизмов роторного типа (турбин, турбокомпрессоров, электродвигателей, генераторов, насосов, вентиляторов и т.д.) сигналы вибрации являются основными источниками диагностической информации, характеризующим текущее техническое состояние механизмов. Это обусловлено тем, что вибрация, являясь следствием взаимодействия различных сил в самом механизме, несет в себе информацию о состоянии как механизма в целом, так и его отдельных кинематических связей, узлов и деталей. При этом теория и практика анализа вибросигналов к настоящему времени столь отработана, что можно получить достоверную информацию практически по любому дефекту монтажа, изготовления или износа (табл.1). При появлении каких-либо факторов, вызывающих отклонения от нормального состояния механизма, мы наблюдаем реакцию на их воздействия по изменению соответствующих вибрационных параметров, которые в силу своей высокой чувствительности отражают происходящие с механизмом перемены. На базе контроля и анализа соответствующих вибрационных параметров, решаются две основные задачи технической диагностики: 1. Мониторинг — распознавание текущего технического состояния механизма; 2. Диагностика — выявление причин и условий, вызывающих неисправности, и принятие обоснованных решений по их устранению. Первая из задач долгие годы успешно решается на базе развития средств измерения основных параметров вибрации. Это обычно достаточно простые приборы для наблюдения за изменениями определенной группы вибрационных параметров во времени и сравнение полученных результатов с пороговыми значениями. При этом объединение их в стационарные системы мониторинга с использованием средств автоматизации позволяет создавать системы автоматического мониторинга. Основные задачи мониторинга — это контроль общего уровня (категории) технического состояния машин и достоверное обнаружение аварийных ситуаций, поэтому системы мониторинга обычно включают в состав средств аварийной защиты машин, отключающие их при возникновении аварийной ситуации. Решению второй задачи способствовало бурное развитие микропроцессорной и компьютерной техники и технологий, развитие на их базе методов и средств диагностики, создание специализированных программ по хранению, обработке и анализу результатов измерений. Задачейсистем вибрационной диагностики как стационарных, так и переносных является обнаружение и идентификация дефектов на ранней стадии развития, их можно назвать системами мониторинга развития дефектов. Система отслеживает все дефекты, возникающие в процессе эксплуатации машин от момента их зарождения (когда они еще не представляют опасности для работы), контролирует скорость их развития во времени и на основе анализа полученных данных прогнозирует остаточный ресурс, т.е. достаточно точно можно планировать работы по ремонту, наладке или замене изношенных деталей. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что внедрение средств диагностирования является одним из важнейших факторов повышения экономической эффективности использования оборудования в промышленности. Поэтому переносные системы технической диагностики на многих предприятиях становятся основой для перехода от технологии планово-профилактических ремонтов (ППР) к технологии обслуживания по фактическому состоянию (ОФС). Данная технология коренным образом меняет систему обслуживания оборудования на предприятии и позволяет: &#10063 избавиться от «внезапных» поломок механизмов и остановок производства; &#10063 контролировать реальное текущее техническое состояние механизмов; &#10063 технически обоснованно определять сроки и содержание ремонтных и наладочных работ, контролировать качество их выполнения; &#10063 уменьшить финансовые и трудовые затраты на эксплуатацию оборудования; &#10063 продлить межремонтный период и срок службы ваших механизмов; &#10063 сократить потребность в запасных частях, материалах и оборудовании; &#10063 повысить общую культуру производства и квалификацию персонала. Используемые при этом технические средства, как правило, позволяют не только контролировать состояние механизмов, но и обеспечивают решение задач по оперативной наладке в процессе эксплуатации и ремонта. В первую очередь это касается динамической балансировки роторов, контроля качества подшипников и их монтажа. Для внедрения современных видов технического обслуживания необходимо достаточно точное приборноеи методическое обеспечение. Фирма «Сервис технологических машин» совместно с НПП «Контест» производит автономный, микропроцессорный, вибродиагностический прибор — анализатор спектра вибрации 795М. Основные технические характеристики прибора ставят его в ряд современных диагностических средств, высокая разрешающая способность позволяет выявить любой дефект на месте эксплуатации механизма. Возможности выполнения многоплоскостной динамической балансировки в собственных опорах, измерения амплитудо-фазочастотных характеристик (АФЧХ) на режимах разгона/выбега, контроль подшипников по огибающей и методу ударных импульсов существенно расширяют возможности использования прибора при ремонте и наладке. Фирма поставляет прибор и устанавливает программное обеспечение к нему на компьютере заказчика, обучает основам вибродиагностики, работе с прибором и программным обеспечением персонал заказчика. Осуществляет гарантийное (18 месяцев) и послегарантийное обслуживание. Обслуживание насосного и компрессорного оборудования Данные агрегаты являются классическим примером проявления широко распространенных дефектов, возникающих в процессе эксплуатации оборудования, которые невозможно устранить традиционными методами. Кинематика агрегатов на первый взгляд очень проста — это установленные на подшипниках качения два ротора, соединенные муфтой. Однако за этой простотой скрывается множество проблем. В первую очередь это касается устранения дисбаланса рабочих колес, неизбежно возникающего в процессе эксплуатации, точности центровки валов, качества монтажа подшипников. Вызванные дисбалансом или расцентровкой валов, центробежные силы существенно повышают нагрузки на подшипниковые опоры, корпусные детали, фундамент и приводят к резкому сокращению ресурса агрегатов. Технология планово-предупредительных ремонтов, основанная на том, что ресурс механизма определяется только временем его эксплуатации, не находит подтверждения на практике, как правило, создает множество проблем и в конечном итоге ведет к аварийным ситуациям с серьезными последствиями. Например, на одном из предприятий водоочистки выход из строя подшипника турбовоздуходувки, не отработавшего еще свой ресурс согласно требований документации, привел к аварии, в результате чего были: повреждены лабиринтные уплотнения ротора и думмиса; разбиты корпус и крышки подшипниковой опоры со стороны муфты; задрана шейка на валу ротора под подшипником; изогнут вал ротора в районе соединительной муфты. Понесенные предприятием затраты по восстановительному ремонту несоизмеримы с расходами по контролю и своевременной замене подшипника. Анализ данных и опыт производства работ по ремонту и наладке свидетельствует о том, что основными причинами преждевременного выхода их строя подшипниковых узлов и аварий являются: &#10063 Неудовлетворительная центровка валов. Не учитывается тепловая (технологическая) расцентровка, возникающая из-за разности температур в рабочем режиме. &#10063 Дисбаланс рабочего колеса вследствие износа или коррозии. &#10063 Неравномерная передача крутящего момента элементами зацепления соединительных муфт. &#10063 Дефекты монтажа/демонтажа подшипников при ремонте. Несвоевременная замена дефектных подшипников. &#10063 Перекос опорных поверхностей фундаментных рам, как неравномерное крепление лап к фундаменту — «мягкая лапа». Практически все перечисленные дефекты невозможно устранить, а тем более определить без соответствующего приборного и методического обеспечения. Фирма «Сервис технологических машин» на основе технологии обслуживания и ремонта оборудования «по фактическому состоянию» разработала и внедряет в жизнь систему «Бездефектное обслуживание», включающую в себя: контроль текущего технического состояния, определение причин, вызывающих отклонения в работе, принятие мер по устранению выявленных дефектов, контроль после ремонта. А главное, опираясь на личный опыт и данные независимых экспертов о том, что около 70 % дефектов механизмов вызвано производством работ по обслуживанию, мы особое внимание уделяем вопросам обучения персонала и его оснащения приборами и инструментом, обеспечивающим высокое качество обслуживания. Ремонтные бригады оснащены — см.табл.2. Приборы обеспечивают объективный контроль текущего технического состояния и дают возможность производить динамическую балансировку роторов в собственных опорах на эксплуатационных режимах, а также совместную балансировку систем «ротор электродвигателя — муфта — рабочее колесо». При выверке опорных поверхностей фундаментов и центровке валов используются передовые технологии, что в сочетании с применяемой лазерной измерительной системой обеспечивает точность центровки до 0,001 мм. Все работы по ремонту и наладке проводятся по результатам технической диагностики в сроки и объемах, необходимых для поддержания механизма в категории технического состояния «Хорошее». В результате увеличен межремонтный цикл, ресурс подшипников увеличился в 1,5–2 раза, исключены аварийные ситуации и поломки. Заказчик имеет возможность: &#10063 контролировать реальное текущее техническое состояние механизмов; &#10063 контролировать качество выполненных ремонтных и наладочных работ; &#10063 технически обоснованно планировать сроки и содержание ремонтных и наладочных работ; &#10063 планировать сроки приобретения запасных частей по мере их необходимости; &#10063 сократить потребность в запасных частях, материалах и их запасах на складе; &#10063 повысить ресурс, надежность и срок службы оборудования, избавиться от «внезапных» поломок и остановок производства; &#10063 повысить общую культуру производства и квалификацию персонала. Фирма производит вибродиагностические приборы (795 М, 77Д11, 107), лазерный центровщик АВВ 01, имеет специалистов в данной области, располагает необходимыми средствами контроля и методами диагностики, инструментом и опытом проведения работ по обслуживанию. ТАБЛИЦЫ:1

Читайте также:  Журнал учета инструкций по оборудованию

Источник



Методы повышения долговечности деталей машин

Долговечность машины зависит от совокупности влияния самых разнообразных факторов, которые проявляются на всех этапах ее создания и эксплуатации, при этом долговечность отдельных деталей может существенно отличаться от долговечности машины в целом.

В процессе разработки конструкции машины, станка, агрегата закладываются фундаментальные основы долговечности и надежности отдельных узлов и деталей машины. Ошибка конструктора на этой стадии создания машины может привести к тому, что машина из-за недостаточной долговечности отдельных деталей окажется неэкономичной или вовсе неработоспособной.

При изготовлении машины большое влияние на качество и долговечность деталей оказывают различные технологические факторы. От правильности выбора метода изготовления, назначения соответствующей упрочняющей обработки металла, качества сборки, во многом зависит надежность и долговечность наиболее нагруженных сопряженных деталей, рабочих органов машины. И, наконец, в эксплуатации надежность и долговечность машины, созданной конструкторами и технологами, попадает в зависимость от индивидуальных особенностей машиниста, оператора или техника, которые в процессе эксплуатации машины могут оказать значительное влияние на срок службы ее деталей и механизмов. Таким образом, при создании машины и последующей эксплуатации используются разнообразные приемы повышения срока службы ее деталей и узлов.

Методы повышения долговечности деталей машины можно разделить на три основных группы:

Конструктивные методы повышения долговечности деталей машин включают в себя комплекс мероприятий, связанных с созданием рациональной конструкции машины. Среди них наиболее важными являются: правильный выбор конструктивного решения, от которого зависит работоспособность сопряженных деталей в эксплуатации, экономичность и эффективность агрегата, а также правильный выбор конструктором материалов и обеспечение равнопрочности деталей и узлов. Практика показывает, что неудачную конструкцию можно значительно улучшить путем правильного подбора материалов для ее деталей; но нельзя успешно эксплуатировать самую «разумную» по замыслу машину, если материал деталей и их свойства выбраны заведомо неверно. Чтобы обеспечить длительную эксплуатацию узлов машины, конструктор обязан предусмотреть простоту их обслуживания и ремонта.

Особым, перспективным направлением в совершенствовании конструкции машины является создание саморегулирующихся и самовосстанавливающихся узлов и устройств. Сущность подобных конструктивных решений заключается в том, что система или устройство автоматически подналаживается или регулируется, при этом соблюдается постоянство основных геометрических параметров сопряженного узла в процессе эксплуатации.

К технологическим методам повышения долговечности деталей машин относятся мероприятия по улучшению свойств материалов, применяемых в данной конструкции. Свойства детали начинают формироваться в процессе отливки, сварки, обработки давлением и механической обработки. При выполнении указанных операций закладываются прочностные характеристики и другие показатели долговечности будущих деталей машины. Все последующие операции изготовления детали сводятся к улучшению свойств материала заготовки. Поэтому прежде чем назначать улучшающую обработку, необходимо убедиться в правильности выбора материала и метода получения заготовки детали.

Некоторые механические характеристики стального литья, проката и поковок после нормализации могут повышаться на 50 – 100%, в зависимости от условий выплавки или обработки стали давлением. Особенно велико влияние способа получения заготовки на динамическую прочность материала. Еще более значительно можно изменить свойства деталей, применив новые методы получения заготовок и новые материалы типа металлокерамики, пластических масс или композиционных веществ.

Дальнейшее повышение долговечности деталей машин при их изготовлении осуществляется путем применения различных методов термической и химико-термической обработки. Эти виды обработки позволяют значительно повысить прочность и износостойкость деталей. Так, после обычной закалки и соответствующего отпуска прочность углеродистой стали можно повысить в 1,5 – 2 раза, легированной стали в 2 – 3 раза. В результате химико-термической обработки представляется возможным в гораздо больших масштабах, чем при термической обработке, увеличить твердость поверхностных слоев изделий до 1200 – 2200 кГ/мм 2 . Поверхностное химико-термическое упрочнение деталей машин позволяет повысить их износостойкость во много раз. Например, износостойкое борирование и хромирование увеличивают срок службы деталей, работающих в контакте с абразивной средой, в 8 – 10 раз, цементация и нитроцементация шестерен из средне-углеродистой стали повышают их износостойкость в 1,5 – 2 раза по сравнению с объемной закалкой.

Большое распространение получили также методы нанесения износостойких материалов на поверхности трения путем наплавки, напыления плакирования. В качестве мероприятий, повышающих коррозионную стойкость деталей, широко используются методы нанесения гальванических, лакокрасочных, пластмассовых и эмалевых покрытий. Процесс нанесения защитных покрытий, как правило, является заключительным в технологическом комплексе операций по созданию деталей и узлов машины, и от качества его выполнения во многом зависит долговечность изделия.

Машина, созданная конструкторами, технологами и заводскими рабочими, сдается в эксплуатацию, в которой проявляются новые факторы долговечности и надежности. Как бы хорошо ни была сконструирована и изготовлена машина, ее эффективное использование окажется возможным только при нормальном уходе за ней и нормальном режиме работы. Практика показывает, что полный ресурс локомотивов, станков, автомобилей, сельскохозяйственных и других машин в зависимости от условий эксплуатации значительно изменяется. При неудовлетворительном уходе имеют место случаи выхода из строя новых машин в самом начале эксплуатации. Поэтому эксплуатационные методы являются составной частью комплекса мероприятий по увеличению долговечности машин.

Читайте также:  Гражданской оборона приборы и оборудование

К ним в первую очередь относятся организационные мероприятия, способствующие реализации установленных графиков планово-предупредительного ремонта, осуществление систематического контроля за износом сопряженных деталей. Большое влияние на интенсивность износа ответственных деталей машины оказывает качество ухода за машиной в эксплуатации, особенно своевременная смазка трущихся частей, предохранение их от загрязнения. И, наконец, весьма эффективным методом продления срока службы машины или станка является применение наиболее рациональных режимов эксплуатации, исключающих недозволенную перегрузку двигателя и рабочих элементов машины.

Источник

Тема 1.4 Пути и средства повышения долговечности оборудования

Основные факторы, увеличивающие продолжительность работы оборудования: строгое соблюдение системы технического обслуживания и ремонта, правил эксплуатации, упрочнение поверхностей деталей в процессе изготовления и ремонта и т.д. Термические, химико-термические и механические способы упрочнения поверхностей. Применение износостойких покрытий.

Применение деталей-компенсаторов износа. Защита трущихся поверхностей от попадания абразивных частиц. Первоначальная приработка оборудования.

Литература [2,c.119-126];[5,т.1, с.23-27; 67-84; 95-100]; [6,с.60-69]

Предприятие несет большие материальные потери из-за простоев машин и станков в связи с преждевременным ремонтом и непригодностью к использованию их деталей. Чтобы уменьшить их потери предприятия ищут пути продления времени работы оборудования между ремонтами. При изучении данной темы необходимо вспомнить виды термической и химико-термической обработки, которые изучались в курсе «Материаловедение и технология материалов». Необходимо усвоить средства повышения долговечности различных типов деталей и узлов и уяснить особенности протекания приработки оборудования.

Вопросы для самоконтроля :

1. Перечислить основные способы увеличения долговечности деталей.

2. Какие способы упрочнения поверхности применяют на валах?

3. Объясните сущность процесса улучшения.

4. В чем отличие закалки ТВЧ от объемной закалки?

5. Перечислите виды износостойких покрытий применяемых для увеличения долговечности.

6. Что называется деталью-компенсатором?

7. Что происходит с деталями в период приработки?

Тема 1.5 Смазка оборудования

Значение режима смазывания в увеличении долговечности и экономичности машин и механизмов. Смазочные материалы и их основные характеристики.

Применение различных марок масел для смазки оборудования. Консистентные смазки и их основные характеристики. Правила выбора смазочных материалов.

Классификация смазочных систем, устройства для смазки. Регенерация масел. Мероприятия по защите окружающей среды от смазочных материалов.

Горюче-смазочные материалы. Справочник.-М.: Машиностроение, 1984, с.217-229.

Смазочные материалы являются основным средством в распоряжении ремонтников при борьбе с износом. Промышленность выпускает в большом ассортименте смазочные материалы с различными характеристиками. От правильного выбора смазочного материала зависит работоспособность механизма. Т.е необходимо уяснить основные характеристики смазочных материалов и правила их подбора в зависимости от условий эксплуатации деталей в узле.

Смазочные устройства являются надежными помощниками ремонтников. Поэтому особое внимание надо обратить на особенности их конструкции, область применения и правила эксплуатации.

Вопросы для самоконтроля :

1. Для чего применяют смазочные материалы?

2. Приведите классификацию смазочных материалов.

3. Почему показатель кинематической вязкости является основным при выборе масел?

4. Какие показатели определяют выбор пластичных смазок?

5. Перечислите основные компоненты, входящие в состав пластичных смазок.

6. Как ведет себя пластичная смазка при увеличении нагрузки; после снятия ее? Почему?

7. Расшифруйте обозначение масла И-20А.

8. Для чего производиться регенерация масел?

Раздел 2. Основы технологии ремонта оборудования

Тема 2.1. Технологический процесс ремонта оборудования

Структура технологического процесса ремонта: подготовка ремонтных работ, разборка оборудования, промывка, дефектация деталей, ремонт и пригонка деталей, сборка, испытание и сдача оборудования.

Выбор последовательности ремонта.

Экономическое обоснование методов и способ ремонта. Общие принципы разработки технологических процессов ремонта. Рационализация технологических процессов ремонта, применение малоотходных и безотходных процессов.

Литература : [2,c.83-126];[5,т.1 с.95-158]; [12, с.7-24]; [11]

С данной темы начинается непосредственно ремонт технологического оборудования. Поэтому при изучении материала следует усвоить основные понятия технологии ремонта, основные этапы ремонта, сущность каждого этапа, его назначение. Типовой технологический процесс — основной документ технологии ремонта. Технологический маршрут восстановления детали представляет собой перечень всех операций, которые должна пройти деталь, включая вспомогательные и контрольные. В нем приводятся наименование операции, применяемое оборудование, приспособления и инструмент, а также основное содержание операции.

Проектирование технологических процессов ремонта деталей имеет такую последовательность:

— анализ технологического процесса из­готовления новой детали; анализ данных о характере дефектов;

— выбор возможных способов устранения отдельных дефектов;

— на­метки последовательности выполнения технологических операций с выбором технологических баз, технологического оборудования и оснастки;

— установление режимов работы с обоснованием операцион­ных припусков и допусков на обработку;

— обоснование экономиче­ской эффективности принятого варианта; составление технологиче­ской документации на процесс ремонта детали.

Общие принципы проектирования технологических процессов ре­монта деталей остаются теми же, что и при проектировании про­цессов изготовления деталей.

При выборе наиболее рационального способа ремонта следует учитывать ряд исходных данных: размеры, форму и точность детали, материал детали и ее термическую обработку, условия работы де­тали в машине, характеристику дефектов, производственные возможности ремонтного предприятия и др.

Технико-экономическое обоснование способа ремонта должно базироваться на комплексном анализе технической, организацион­ной, социальной целесообразности и экономической эффективности применения возможных вариантов технологии.

Вопросы для самоконтроля :

  1. Чем отличается технология ремонта от технологии изготовления?
  2. Какие этапы ремонта являются общими с технологией изготовления?
  3. Перечислите основные правила, которыми необходимо руководствоваться при выборе последовательности ремонта.
  4. Определите правильную последовательность операций при восстановлении деталей.

1 Предварительная механическая обработка;2 Отжиг;

3 Закалка; 4 Наплавка;5 Полирование;6 Контроль;

7 Шлифование;8 Правка.

  1. Как определяется экономическая целесообразность проведения ремонта?
  2. Перечислите основные этапы технологии капитального ремонта оборудования.

Источник

Лекции №2. Пути и средства повышения долговечности оборудования.

Оборудование может быть ремонтируемым (восстанавливаемым) и перемонтируемым (невосстанавливаемым). Ремонтируемым считают оборудование, работоспособность которого в случае отказа можно восстановить в данных условиях эксплуатации подручными средствами; перемонтируемым — оборудование, работоспособность которого в случае возникновения отказа не подлежит или не поддается восстановлению в данных условиях эксплуатации. Такое оборудование может иметь только один отказ, так как после первого же отказа оно подлежит замене. В случае неремонтируемого оборудования при наступлении первого его отказа нарушается безотказность и исчерпывается долговечность.

Для определения технически и экономически целесообразных сроков долговечности оборудования его исследуют во время эксплуатации, т. е. определяют степень использования оборудования; выявляют детали, лимитирующие долговечность; изучают влияние долговечности деталей на долговечность оборудования в целом; определяют влияние режимов эксплуатации на долговечность; устанавливают причины разрушения деталей и узлов.

Применяя статистическую обработку данной информации, можно установить функциональную зависимость вероятности разрушения от продолжительности и режимов эксплуатации. Так, можно теоретически определить, что вероятная продолжительность работы оборудования при заданном режиме будет равна, допустим, 7,2; 10,5 и 15 тыс. ч при вероятности разрушения соответственно 90, 80 и 60% или установить вероятное число остающегося в эксплуатации оборудования (процент «выживания») после определенных периодов работы. При этом должны быть еще учтены вид и объем разрушений, т. е. должно быть установлено с известной степенью достоверности, подвергаются ли разрушению наиболее важные или второстепенные детали и узлы; сохраняется ли ремонтоспособность оборудования; каковы вероятный объем и стоимость ремонтов.

Долговечность можно также определить как вероятную продолжительность работы оборудования на заданном режиме, при котором возможный выход оборудования из строя не превышает условного предела.

Долговечность машин закладывается при их проектировании и конструировании, обеспечивается в процессе производства и поддерживается в процессе эксплуатации. Таким образом, на долговечность влияют конструкционные, технологические и эксплуатационные факторы, которые по степени своего воздействия позволяют классифицировать долговечность на три вида: требуемую, достигнутую и действительную .

Требуемая долговечность задается техническим заданием на проектирование и определяется достигнутым уровнем развития техники в данной отрасли.

Достигнутая долговечность обуславливается совершенством конструкторских расчетов и технологических процессов изготовления.

Действительная долговечность характеризует фактическую сторону использования машины потребителем.

В большинстве случаев требуемая долговечность больше достигнутой, а последняя больше действительной. В то же время не редки случаи, когда действительная долговечность машин превышает достигнутую. Например, при норме пробега до капитального ремонта (КР), равной 120 тыс. км, некоторые водители при умелой эксплуатации автомобиля достигли пробега без капитального ремонта 400 тыс. км и более.

Действительная долговечность подразделяется на физическую, моральную и технико-экономическую.

Физическая долговечность определяется физическим износом детали, узла, машины до их предельного состояния. Для агрегатов определяющим является физический износ базовых деталей (у двигателя — блок цилиндров, у коробки передач — картер и др.).

Моральная долговечность характеризует срок службы, за пределами которого использование данной машины становится экономически нецелесообразным ввиду появления более производительных новых машин.

Технико-экономическая долговечность определяет срок службы, за пределами которого проведение ремонтов данной машины становится экономически нецелесообразным.

Большое значение имеет повышение долговечности оборудования в результате восстановительных ремонтов. Однако экономически это не всегда целесообразно, так как иногда расходы на восстановительные ремонты превышают первоначальную стоимость оборудования. В начальный период эксплуатации ремонтные расходы обычно невелики. Затем они значительно возрастают в связи с ремонтами и достигают стоимости, соизмеримой со стоимостью оборудования, когда оно подлежит капитальному ремонту. Поэтому перед сдачей оборудования в капитальный ремонт следует установить целесообразность его дальнейшей эксплуатации.

Экономически нецелесообразным пределом эксплуатации оборудования считают такой, когда предстоящие расходы на капитальный ремонт приближаются к стоимости нового оборудования.

Низкая надежность оборудования, как правило, при­водит к увеличению эксплуатационных расходов и времени про­стоя. Кроме того, при недостаточной надежности внезапные от­казы сборочных единиц и деталей из-за нарушений установлен­ной технологии могут привести к тяжелым авариям, затраты на ликвидацию которых весьма велики. Однако повышение надежности связано с усложнением оборудования и повышением его стоимости, поэтому необходимо установить некоторую опти­мальную надежность, исходя из критерия минимальной стоимо­сти проектирования, изготовления и эксплуатации оборудования. Проектирование и изготовление высоконадежного оборудования требует дополнительных средств. Однако с увеличением надеж­ности уменьшается число отказов, время вынужденного простоя, необходимое количество запасных частей, что позволяет снизить эксплуатационные расходы. Таким образом, с увеличением на­дежности оборудования растет стоимость проектирования и из­готовления, но уменьшается стоимость эксплуатации. При этом существует некоторая (оптимальная) надежность, при которой суммарная стоимость проектирования, изготовления и эксплуа­тации минимальна. Такой оптимальный уровень надежности на­зывается нормой надежности.

Читайте также:  Мотоблок и снегоуборочное оборудование к нему

В табл. 4.9 приведены классы надежности для бурового обо­рудования и оптимальные значения уровня безотказности, разра­ботанные на основании обобщения статистического материала об отказах оборудования буровых установок для бурения глубоких скважин на нефть и газ.

Требования повышения безотказной работы оборудования, связанные с обеспечением установленной оптимальной надежно­сти, настолько высоки, что удовлетворить этим требованиям, не прибегая к специальным мерам по повышению его надежности, часто не представляется возможным.

Надежность оборудования закладывается при проектирова­нии, реализуется при изготовлении, монтаже и наладке и расхо­дуется при эксплуатации.

Все методы обеспечения надежности оборудования принципи­ально могут быть сведены к следующим основным:

— уменьшению интенсивности отказов элементов системы;

— сокращению времени непрерывной работы;

— уменьшению времени восстановления;

— выбору рациональной периодичности и объема контроля сис­темы.

Реализация указанных методов осуществляется при проекти­ровании, изготовлении и в процессе эксплуатации оборудования. От работы проектировщика в первую очередь зависит как будет работать оборудование

Классы надежности бурового оборудования

в тех или иных условиях эксплуатации. Из этого вовсе не следует, что процесс эксплуатации не влияет на надежность объекта. При эксплуатации обслуживающий персонал может существенным образом изменить надежность систем.

В процессе проектирования используются схемные и конст­рукционные методы обеспечения надежности систем. Схемные методы включают:

— создание схем с минимально необходимым числом элементов; применение — резервирования;

— разработку схем, не допускающих опасных последствий отка­зов их элементов;

— оптимизацию последовательности работы элементов схемы; предварительный расчет надежности проектируемой схемы. Уменьшение числа элементов при прочих равных условиях приводит к увеличению вероятности безотказной работы систе­мы, а также благоприятно сказывается на ее массе, габаритах и стоимости.

Однако при этом необходимо помнить, что сокращение числа элементов не должно увеличивать коэффициент нагрузки у ос­тавшихся элементов, в противном случае эффект может быть прямо противоположным.

Под оптимизацией последовательности работы элементов схемы понимается согласование тактов автоматической работы схем не только по времени, но и по достижении тем или иным параметром заданного значения.

При создании схем с ограниченным последействием отказов применяется включение в схемы специальных защитных и пре­дохранительных устройств, которые предотвращают аварийные последствия отказов.

Резервирование — один из наиболее эффективных методов по­вышения надежности объектов. При резервировании в конструк­ции заранее предусматривается замена неисправного элемента исправным.

Резервирование, как средство повышения надежности, наибо­лее целесообразно применять для повышения надежности обору­дования, предназначенного для непрерывной работы в течение короткого времени. Использование резервирования для повыше­ния надежности оборудования, предназначенного для длительной работы, часто связано с высоким резервированием или с приме­нением специальных способов резервирования. Повышение на­дежности оборудования путем его резервирования приводит к ухудшению таких характеристик как масса, габаритные размеры, стоимость, условия обслуживания (увеличение частоты проверок, числа запасных деталей и частей) и поэтому ограничивает ис­пользование этого метода при конструировании оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи.

В число конструкционных методов повышения надежности входят:

— упрощение кинематической схемы;

— обеспечение равнопрочности основных деталей и сборочных единиц;

— правильный выбор материалов;

— использование элементов с малыми значениями интенсивно­сти отказов при заданных условиях эксплуатации (выбор эле­ментной базы);

Источник

Лекция № 5. Методы и способы восстановления изношенных деталей, повышения их прочности и служебных характеристик.

Большое количество деталей машин и механизмов выходит из строя в процессе эксплуатации вследствие истирания, удар­ных нагрузок, эрозии и т. д. Современная техника располагает различными методами восстановления и упрочнения деталей для повышения срока их службы.

Восстановление изношенных деталей – сложный организационно-технологический процесс, при котором, в отличие от производства новых деталей в качестве заготовки используют изношенную, но уже сформированную деталь. В этом случае затраты на выполнение таких операций, как литье, ковка, штамповка и т.п., отсутствуют. В то же время при восстановлении изношенных деталей появляется ряд дополнительных операций: мойка, разборка, дефектация, комплектация, затраты на которые следует учитывать при выборе способа восстановления.

Изношенные детали восстанавливают следующими способами:

а) сварка дуговая ручная и автоматическая под флюсом и в углекислом газе; сваркой восстанавливают станины и корпусные детали;

б) наплавка — процесс увеличения размеров изношенных деталей электродуговым способом с последующей обработкой детали на заданные размеры; наплавку используют для восстановления валов, червячных роторов, втулок и т.п.;

в) металлизация — процесс нанесения расплавленного металла с помощью сжатого воздуха; такое напыление осуществляется послойно до 10 мм;

г) электрохимическое покрытие — это процессы хромирования, никелирования, цинкования до 3 мм;

д) пластические деформации — правка, раздача, обжатие и т.п.

Правка применяется для устранения изгиба, коробления и т.п. Обжатие и раздача применяются для изменения размеров деталей (втулок, пальцев).

Электродуговая металлизация. Этот способ нанесения по­крытий очень распространен. Преимуществами электродуговой металлизации являются высокая производительность нанесения покрытий, получение покрытий в несколько миллиметров, высо­кая износостойкость (в 1,5-2 раза выше новой детали), простота и технологичность процесса, возможность нанесения покрытия на одну поверхность различных наплавочных материалов. Обла­стью рационального применения электродуговой металлизации является антикоррозионная защита алюминием и цинком трубо­проводов, цистерн, емкостей, металлоконструкций.

Плазменное напыление. Плазменное напыление является од­ним из эффективных способов нанесения защитных и упроч­няющих покрытий на поверхность деталей. Это — процесс, при котором наносимый материал в виде порошка или проволоки вводится в струю плазмы, нагревается до температур, превы­шающих температуру его плавления, и разгоняется в процессе нагрева до скоростей порядка нескольких сотен метров в секун­ду. Плазменное напыление является наиболее сложным процес­сом плазменной обработки.

Высокоскоростное напыление. В основе метода лежит на­грев порошковых частиц и их нанесение со скоростью 2000 м/с на поверхность детали. Частицы порошка посредством газовой струи переносятся на деталь, обладая высокой кинетической энергией, которая при ударе о подложку превращается в тепловую. В качестве напыляемых материалов используются различные металлические и металлокерамические порошки.

Метод позволяет наносить покрытия толщиной от 50 мкм до нескольких миллиметров. Оптимальную же толщину покрытия следует выбирать в каждом конкретном случае исходя из экс­плуатационных, технологических и экономических соображений. Так, например, при защите от коррозии оптимальная толщина покрытия варьируется в диапазоне от 150 до 350 мкм. При нане­сении износостойких покрытий их толщина выбирается в диа­пазоне от 300 до 600 мкм.

При восстановлении деталей толщина покрытия может быть значительно больше оптимальных значе­ний. Этим методом может быть нанесено покрытие на сталь, чу­гун и цветные металлы. Материал покрытия — металлы и сплавы. Кроме того, метод позволяет наносить высококачественные по­крытия из металлокерамики (карбид вольфрама, карбид хрома и др. с микротвердостью до 74 HRC), обладающей высокой твердостью. Такой ассортимент материалов позволяет обеспе­чить очень широкий спектр свойств покрытий. В подавляющем большинстве случаев путем подбора покрытия достигается мно­гократное увеличение ресурса новых деталей. Применение со­временных высококачественных газотермических покрытий по­зволяет эффективно решать ряд проблем — износ трущихся дета­лей, снижение коэффициента трения, гидроабразивный износ, коррозия и др.

Высокоскоростной метод напыления позволяет получить бо­лее плотное в 1,5-3 раза прилегание покрытия, меньшую в 5-12 раз пористость и большую твердость, повышает эксплуатацион­ные характеристики.

Газопламенное напыление полимеров. Напыление полиме­ров — метод получения тонкослойных покрытий и тонкостенных изделий путем нанесения порошкообразных полимерных компо­зиций на поверхность детали или формы. Сплошная защитная пленка (или стенка изделия) образуется при нагревании детали (или формы) с нанесенным слоем порошка выше температуры плавления полимера или при выдержке в парах растворителя, в котором полимер набухает. В промышленности применяют раз­личные способы напыления полимеров: газопламенное, вихре­ и коленчатые валы, клапаны, шкивы, маховики, ступицы колес и т. д. Наплавку можно производить почти всеми известными способами сварки плавлением. Каждый способ наплавки имеет свои достоинства и недостатки.

Для наплавки используют электроды диаметром 3-6 мм. При толщине наплавленного слоя до 1,5 мм применяются элек­троды диаметром 3 мм, а при большей толщине — диаметром 4- 6 мм. Для обеспечения минимального проплавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока со­ставляет 11-12А/ММ 2 . Основными достоинствами ручной дуго­вой наплавки являются универсальность и возможность выпол­нения сложных наплавочных работ в труднодоступных местах. Для выполнения ручной дуговой наплавки используется обычное оборудование сварочного поста.

Для восстановления размеров изношенных деталей помимо электродов и присадочных прутков применяют наплавочные проволоки Нп-30; Нп-40; Нп-50 и т. д. Для наплавки штампов применяют легированные наплавочные проволоки Нп-45 Х 4ВЗФ, Нп-45 Х 2В8Т и др. (Нп — обозначает наплавочная).

Для износостойкой наплавки широкое применение находят порошковые проволоки в соответствии с ГОСТ 2601-84. Напри­мер, для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания с умеренными ударными нагрузками применяют порошковые проволоки марок ПП-Нп-200 х 12М; ПП-Нп- 200 х 12ВФ и т.д. (ПП обозначает «проволока порошковая»),

Микродуговое оксидирование. Метод используется для нане­сения покрытий на алюминиевые и магниевые сплавы и позволяет получать покрытия с высокими механическими, ди­электрическими и теплостойкими свойствами. Покрытия на алюминиевых и магниевых сплавах по износостойкости пре­вышают все существующие материалы, используемые в современной технике. Например, при одинаковой микротвер­дости с корундом износостойкость покрытий, полученных этим методом, может быть в несколько раз выше.

Основные области применения:

— создание коррозионностойких и износостойких покрытий для бурового, нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего оборудования;

Источник