Лекция Работоспособность. Надежность машин и оборудования обеспечивается не только в условиях эксплуатации, но и в не меньшей мере зависит от качества организации технического обслуживания и ремонта.
 Скачать 0.54 Mb.
|
1. Определение параметров распределения случайной наработки на отказ. Для построения стратегии обслуживания машин и установок необходимо иметь данные по длительности их работы между ремонтами, о видах и причинах отказов, мероприятиях по восстановлению работоспособности, размеров затрат на ремонт и ликвидацию последствий аварийного отказа. Данные обрабатываются методами математической статистики. Зная конкретный вид и аналитическое выражение функции распределения исследуемой случайной величины, можно рассчитать вероятности безотказной работы и отказов объектов для любых значений наработки.При подборе распределения между теоретической кривой и статистическим распределением неизбежны некоторые расхождения по различным причинам. Оценить погрешность и обосновать выбор теоретической кривой можно с помощью одного из критериев согласия (Пирсона, Стьюдента и др.) 2. Определение оптимальных сроков замены элементов горных машин. Выбор оптимальных сроков ремонтов может быть произведен только для принятой стратегии обслуживания горного оборудования участка. В качестве критерия при расчете оптимальных сроков используются экономические, технические, экологические и другие показатели. Можно также использовать в качестве критерия отношение затрат на замену узла (детали) к длительности межремонтного срока. Различают затраты на плановую замену Апл узла машины и аварийную Аав (т.е. затраты на ликвидацию последствий аварии при внезапном отказе узла или детали). Тогда отношение Е =  назовем коэффициентом стоимости. Из этого отношения видно, что с увеличением затрат на замену в условиях аварийной ситуации коэффициент стоимости Е стремится к нулю, а в общем случае его значение находится в пределах 1 > Е > 0. На основе численного решения уравнения, отображающего зависимость затрат от срока замены, определяются оптимальные сроки и вероятность их достижения по накопленной информации о надежности горного оборудования. По результатам расчетов проводится качественный анализ данных и назначаются сроки и виды ремонтов. 3. Назначение видов технического обслуживания и ремонта. Для поддержания работоспособного состояния машин в процессе их эксплуатации планируют периодическое проведение технического обслуживания и ремонтов. Техническое и ремонтное обслуживание горных машин представляет собой систему мероприятий по техническому уходу, поддержанию и восстановлению работоспособности горных машин, которое устанавливается на основе рекомендаций системы планово-предупредительных ремонтов (ППР) и расчетных значений межремонтных периодов. В Положении о планово-предупредительной системе технического обслуживания и ремонта оборудования угольных и сланцевых шахт установлены виды, регламенты и принципы организации технического обслуживания и плановых ремонтов, номенклатура основной технической документации для установления ремонтных нормативов, принципы организации учета, хранения и движения запасных частей и оборудования и др. Сущность системы планово-предупредительных ремонтов состоит в подготовке и выполнении в соответствии со структурой ремонтного цикла установленных видов технического обслуживания и плановых ремонтов. Объемы работ для конкретных условий эксплуатации систем горного оборудования разрабатываются энергомеханической службой объединений и шахт. 4. Построение графиков ремонтов. Для построения графика ремонтов вначале строится временная ось и на ней откладывается общий срок эксплуатации оборудования Тсл. Для каждого узла на оси откладывается срок замены узла Топт, если вероятность достижения оптимальной наработки w превышает 0,9, и Тср, если это значение меньше 0,9. При необходимости близко расположенные сроки ремонтов узлов объединяются в один. В зависимости от сложности работ назначается вид ремонта. В окончательном варианте график ремонтов пересчитывается в суточном измерении (т.е. вычитается время на ремонтные смены в течение суток). 5. Расчет количества запасных узлов (элементов). Горное оборудование относится к системам многократного действия, которые должны выполнять заданные функции в течение длительного времени. За это время в системе может произойти случайное число отказов, обусловленное ненадежностью отдельных ее элементов. Расчет количества запчастей должен производиться с учетом количества плановых замен и аварийных отказов. в зависимости от количества обслуживаемых одноименных машин и вероятности достижения плановых сроков ремонтов используются коэффициенты запаса. 4. Расчеты показателей надежности 4.2. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ОБСЛУЖИВАНИЯ ГОРНОЙ МАШИНЫ В расчетной работе рассмотрен вероятностный способ организации профилактических работ, основанный на анализе статистической информации о надежности. Целью расчетов является определение оптимальных сроков службы элементов горных машин, при которых достигается минимум затрат на проведение плановых и аварийных ремонтов, построение стратегии обслуживания горного оборудования и определение необходимого количества запасных частей. Порядок выполнения работы: 1. Определение параметров законов распределения случайных наработок узлов и деталей машины. 2. Выбор наиболее вероятных законов распределения наработки каждого узла машины. 3. Расчет оптимального периода замены каждого узла машины, определение сроков и видов ремонтов, выбор количества запасных частей. 4. Построение графиков ремонтов. Определение параметров распределения наработок 1-го узла выполнено путем статистической обработки накопленных данных на ЭВМ. Получены следующие результаты:
Для построения диаграммы и опытной кривой распределения наработок 1-го узла определяем длину интервала  ,где Tmaxи Tmin– соответственно максимальная и минимальная наработка 1-го узла машины по статистическим данным,  .На рис.4.2 представлены результаты построения диаграммы и кривой распределения наработок для 1-го узла. Наиболее вероятный закон распределения наработок каждого узла выбирается с помощью критерия согласия Пирсона 2:
 Рис.4.2. Диаграмма и опытная кривая распределения наработок 1-го узла По значению критерия согласия выбраны законы распределения: первый, второй, пятый узлы – закон Вейбулла; третий, четвертый узлы – гамма-распределения. В качестве критерия для расчета оптимальных сроков замен используем отношение затрат на замену узла к длительности межремонтного периода Sуд и коэффициент стоимости узла Е, значение которого приведено в исходных данных. В результате расчетов на ЭВМ получены значения оптимальных сроков замены Топт, средние значения наработок Тср, вероятности достижения оптимальных сроков замены и удельные стоимости замен Sуд:
По условию задачи при вероятности достижения оптимального срока замены более 0,9 принимается срок замены Топт, иначе – Тср. Принятые сроки замен выделены жирным шрифтом. Для расчета количества запасных частей по каждому узлу необходимо назначить модели замен. Вид модели выбирается на основе анализа значений удельной стоимости замены Sуд и коэффициента стоимости узла Е. Высокие значения Sуд делают необходимым продление межремонтного периода для максимального использования ресурса узла, а малые значения коэффициента стоимости показывают тяжесть последствий аварийного отказа. Анализ значений этих параметров позволяет дать следующие рекомендации: для 1-го узла – регламентированная модель, т.е. без переноса планового срока ремонта при аварийном отказе, так как Sуд имеет малое значение относительно других узлов и Е < 0,3; для 2-го узла – регламентированная модель; для 3-го узла – базовая модель, т.е. узел работает до отказа, так как последствия аварийного не тяжелые, а Sуд относительно велико; для 4-го узла – индивидуальная модель, т.е. с переносом планового срока ремонта при замене узла по аварийному отказу (самое большое значение Sуд); для 5-го узла – базовая модель. Плановое число ремонтов  ,где N – число машин на участке; Тсл– срок службы участка; Тр – межремонтный период. Узел 1  число запасных узлов z1 = 1,34 63 = 84.узел 2  число запасных узлов z2 = 1,34 19 = 25.узел 3  число запасных узлов z3 = 1,34 40 = 53.узел 4  число запасных узлов z4 = 1,34 42 = 56.узел 5  число запасных узлов z5 = 1,34 44 = 59. Для построения графика ремонтов вначале строим временную ось и откладываем на ней общий срок эксплуатации оборудования Тсл = 12900 ч. В качестве срока замены узла принимаем значение Топт, если вероятность достижения оптимальной наработки w превышает 0,9, и значение Тср, если это значение меньше 0,9. Откладываем на осях каждого узла эти значения (рис.4.3). Из графика видно, что замена узлов 3, 4 и 5 может быть проведена в одну ремонтную смену, так как наибольшая разница в сроках замен невелика (для 3-го и 5-го узлов), т.е. не более 12 % от срока замены 5-го узла. Назначаем срок замены этих трех узлов на 153-е сутки (2750/18 = 153), так как при этом максимально используется ресурс самого дорогого из заменяемых узлов (4-го), а возможный аварийный отказ 3-го или 5-го узлов не повлечет за собой серьезных последствий.   ТО2 Т2 ТО2 К ТО2 Т2 ТО2 Tсл Tсут 1 5 4 3 5 4 3 5 4 3 2, 1 1 1 1 2 Рис.4.5. Суточный график и виды ремонтов комплекта оборудования 1-5 – номера узлов    Далее от этого срока откладываем сроки замен 3-го, 4-го и 5-го узлов снова (рис.4.3). Теперь на рис.4.3 видно, что стали близкими замены всех пяти узлов. На этот срок назначаем капитальный ремонт машины, так как он близок к середине срока службы участка и суммарная трудоемкость ремонта максимальная. Таким же образом продолжаем построение графика ремонтов до достижения Тсл, принимая за начало отсчета сроков замен всех узлов срок проведения капитального ремонта (рис.4.4). После этого переводим сроки ремонтов из часового измерения в суточное, так как на шахтах принято назначать три смены добычными, а четвертую – ремонтной. При этом получается рабочий период по 18 ч каждые сутки. На окончательном графике (рис.4.5) откладываем сроки замен и назначаем виды ремонтов. Считаем, что для замены узла 1 достаточно профессиональной подготовки ремонтного персонала участка. Для замены узлов 4 и 5 можно было бы привлечь специалистов энергомеханической службы шахты (т.е. назначить Т1), но стоимость замены узла 3 в этот же срок позволяет повысить статус ремонта до Т2 (с привлечением специалистов местных ремонтных предприятий). Рекомендательный бибЛИографический список Брауде В.И. Надежность горно-транспортных машин / В.И.Брауде, Л.Н.Семенов. Л.: Машиностроение, 1986. Гетопанов В.Н. Проектирование и надежность средств комплексной механизации / В.Н.Гетопанов, В.М.Рачек. М.: Недра, 1986. Калявин В.П. Основы теории надежности и диагностики. СПб: Элмор, 1998. Марголин И.И. Основы теории надежности горных транспортных машин / ЛГИ. Л., 1980. Пушкин В.Г. Проблемы надежности. М.: Наука, 1991. Надежность в машиностроении: Справочник / под ред. В.В.Шашкина, Г.П. Карзова. СПб: Политехника, 1992. |