Ромашко шпор. По специальности 136 10 01 горные машины и оборудование По курсу Эксплуатация тпр, гпо
 Скачать 319.35 Kb.
|
|
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-36 10 01 «ГОРНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ» По курсу «Эксплуатация ТПР, ГПО» 1. Основные понятия качества при проектировании и эксплуатации горных машин. 2. Основные эксплуатационные свойства горных машин. 3. Производительность горных машин. Виды производительности. 4. Основные свойства надежности при эксплуатации машин и их показатели. 5. Классификация отказов горных машин, законы распределения отказов. 6. Безотказность горных машин. Показатели безотказности. 7. Долговечность горных машин. Факторы, определяющие долговечность. 8. Ремонтопригодность горных машин. Показатели ремонтопригодности. 9. Сохраняемость горных машин и комплексные показатели надежности. 10. Обеспечение надежности при проектировании, изготовлении и эксплуатации горных машин. 11. Планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта горных машин. 12. Организация технологического процесса технического обслуживания и ремонта горных машин. 13. Номенклатура мероприятий системы планово-предупредительного обслуживания и ремонта. 14. Подготовка машин к эксплуатации. Обкатка. 15. Монтаж, демонтаж горных машин. 16. Транспортирование горных машин. 17. Хранение машин. Консервация. 18. Смазочные материалы, их основные свойства. 19. Техническая эксплуатация и обслуживание двигателей внутреннего сгорания горных машин. 20. Техническая эксплуатация и обслуживание движителей и механизмов управления горных машин. 21. Техническая эксплуатация механических трансмиссий горных машин. 22. Техническая эксплуатация и обслуживание гидравлических систем горных машин. 23. Техническая эксплуатация и обслуживание электроприводов и электрооборудования ГМ. 24. Техническая эксплуатация и обслуживание конвейерного транспорта. 25. Техническая эксплуатация и обслуживание автомобильного транспорта. 26. Способы восстановления узлов и деталей горных машин при эксплуатации. 27. Восстановление деталей горных машин методами наплавки и напыления. 28. Восстановление деталей горных машин методами ремонтных размеров, удаления изношенных элементов и компенсирующими деталями. 29. Диагностирование горных машин. 30. Основные меры безопасности при эксплуатации горных машин и оборудования. Основные понятия качества при проектировании и эксплуатации горных машин. Под качеством машин понимают совокупность свойств, обусловливающих пригодность машин удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением (ГОСТ 15467—70). Под свойством качества понимают объективную особенность машины, проявляющуюся при ее создании, эксплуатации, испытаниях, техническом обслуживании, текущем ремонте и др. Отдельные свойства определяются числовыми параметрами, ко- торые называют показателями свойств. Показатели качества бывают единичными (если относятся к одному свойству), комплексными (если относятся к нескольким свойствам), интегральными, характеризующими качество машины в целом при отнесении эффекта от эксплуатации машины к затратам, или наоборот. Сравнение последнего показателя с таким же показателем аналогичной по назначению машины, принятой за эталон, дает возможность относительно оценить, т. е. определить уровень качества сравниваемой машины. Сложность оценки качества определяется тем, что она является комплексной: технической, экономической и социальной. Номенклатура показателей качества зависит от назначения машины, а сами показатели можно определять экспериментальным или расчетным путем. По одной из классификаций все показатели качества объединены в три группы: производственно-технические - трудоемкость и ее структура, степень конструктивной преемственности и показатели технологичности конструкции; эксплуатационные - долговечность (ресурс), безотказность и ремонтопригодность, эстетическая характеристика, эргономическая характеристика, технический уровень (степень автоматизации и непрерывность процесса, КПД), производительность, общая масса, относительный удельный расход сырья, скорости процесса и прочие эксплуатационные показатели; ценностные - себестоимость, капиталовложения, себестоимость единицы работы и др. Эксплуатационные свойства машины занимают совершенно определенное место в оценке качества и их можно рассматривать самостоятельно с учетом наличия остальных показателей. Следовательно, показатели эксплуатационных свойств машин одновременно являются единичными показателями их качества, а улучшение этих показателей (оптимизация) - повышением их качества. Поскольку процесс эксплуатации машин является одним из основных процессов, показатели эксплуатационных свойств оценивают наиболее существенные свойства этих машин. Однако понятие качества является более широким, чем понятие эксплуатационных свойств, так как оно определено еще и другими свойствами. Основные эксплуатационные свойства горных машин. Процесс эксплуатации машин является одним из основных процессов, а показатели эксплуатационных свойств оценивают наиболее существенные свойства горных машин. Под общими показателями эксплуатационных свойств подразумевают действительные основные параметры машины (тяговое усилие, рабочую скорость, производительность, расход топлива и др.), выявленные в определенных условиях эксплуатации проведением испытаний или расчетов. Под удельными показателями — отношения тягового усилия, мощности и расхода топлива к единице производительности или мощности. Наименьшие значения удельного тягового усилия, мощности и расхода топлива будут свидетельствовать об оптимальности выбора данной машины по сравнению с другими. Показатели эксплуатационных свойств используются при оптимизации использования машины, т.е. при нахождении нахождении наилучшего решения с учетом влияния приходящих факторов, при котором достигается максимум производительности машин или минимум затрат средств, т. е. максимум результата или минимум затрат. В практической деятельности нельзя стремиться одновременно и к максимуму результата и к минимуму затрат. Необходимо получить максимум результатов при условии, что затраты не превышают определенных значений, или получить минимум затрат при условии, что результаты не менее заданных. Маневровые свойства ГМ определяются параметрами конструктивной схемы, способа поворота ходовой системы и взаимодействием движителя с опорной поверхностью. Достаточность показателей маневренности при Эксплуатации заключается в обеспечении вписываемости ГМ на повороте в разрешенные полосы движения. Под управляемостью понимают способность машины сохранять или изменять направление движения точно в соответствии с приложенными воздействиями. Под проходимостью машины понимают ее свойство перемещать свой центр масс с минимальной потерей скорости. Проходимость характеризуется большим числом критериев: Критерий геометрической проходимости для ГМ обусловливается в основном значениями углов переднего и заднего въездов, радиусов продольной и поперечной проходимости, предельного угла а бокового наклона и дорожных просветов под основными агрегатами. Критерий проходимости по достаточности мощности двигателя оценивается мощностным балансом, из которого определяется возможность выполнения технологической операции в заданных условиях с установленной скоростью. Критерий проходимости по несущей способности позволяет определить возможность передвижения на грунтах со слабой несущей способностью по величине удельного или максимального давления движителя на грунт, величине максимальной и остаточной деформации грунта или глубины колеи. Критерий проходимости по тягово-сцепным свойствам оценивается показателями этих свойств. Под топливной экономичностью понимают способность машины выполнять рабочий процесс с минимальным расходом топлива в час и на единицу объема вырабатываемой продукции, что достигается оптимизацией параметров рабочего процесса. Затраты на топливо и смазку составляют значительную часть в себестоимости единицы продукции и для большинства ГМ достигают 15-20% себестоимости машино- смены. Вследствие этого топливная экономичности относится к одному из основных эксплуатационных свойств ГМ. Показатели эксплуатационных свойств машин позволяют: достаточно точно сравнивать эффективность машин различных типов одного и того же вида между собой в одинаковых условиях эксплуатации; оценивать, в какой степени основные параметры машин и их конструкция отвечают различным условиям работы; выявлять резервы увеличения производительности и пути их использования. Производительность горных машин. Виды производительности. Производительность, или выработка горных машин, является важным показателем для оценки эффективности их использования и занимает центральное место в определении критерия эффективности. Под производительностью машины понимают количество продукции, произведенное ею в единицу времени (час, смену, год). Производительность является комплексным показателем, так как зависит от нескольких эксплуатационных свойств одновременно: тяговых, скоростных, использования рабочего оборудования (рабочих органов) и эргономических свойств. В зависимости от периодичности выполняемых операций горные машины подразделяют на машины цикличного и непрерывного действия, и производительность их определяют различно. У машин цикличного действия рабочее оборудование взаимодействует со средой только часть цикла, остальная часть затрачивается на транспортирование, разгрузку и холостой ход, необходимый для возобновления фронта работ и занимающий значи- тельную долю цикла. Рабочие операции, входящие в цикл, выполняются машинами циклического действия в разное время. У машин непрерывного действия рабочее оборудование взаимодействует со средой непрерывно в течение всего цикла. Все рабочие операции выполняются машинами непрерывного действия одновременно, повороты и развороты машин для возобновления фронта работ имеют непродолжительный характер. Машины непрерывного действия более производительны и прогрессивны. Наиболее перспективными из них следует считать машины с колесным движителем. Виды производительности машин. Различают три вида производительности: конструктивно-расчетную, техническую и эксплуатационную. В конструктивно-расчетной производительности отражена максимально возможная выработка машины в час при условно принятых стабильности и непрерывности производственного процесса. В технической производительности дополнительно учтены условия работы-машины и оператора. В эксплуатационной производительности дополнительно учтено влияние длительных перерывов в работе машины по организационным, технологическим и техническим причинам. Производительность машины цикличного и непрерывного действия определяют различными способами. Основные свойства надежности при эксплуатации машин и их показатели. Теория надежности изучает процессы старения машин, механизмов, оборудования, т. е. изменение их качества во времени. Качество характеризуется соответствующими показателями эксплуатационных свойств. Под надежностью понимают свойство машины, агрегата или механизма выполнять заданные функции, сохраняя во времени установленные эксплуатационные показатели в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Многоцелевое назначение электрического, электромеханического, гидравлического, пневматического и другого оборудования, автоматизированных комплексов горных предприятий приводит к необходимости различать те или другие стороны надежности с учетом причин, формирующих надежностные свойства объектов. Это приводит к необходимости подразделять надежность на следующие виды: аппаратную надежность, обусловленную состоянием аппаратов. В свою очередь аппаратная надежность подразделяется на конструктивную, схемную, производственно- технологическую; функциональную надежность, связанную с выполнением отдельных функций, возлагаемых на объект, элемент или систему; эксплуатационную надежность, обусловленную качеством эксплуатации и обслуживания; программную надежность, обусловленную состоянием программного обеспечения. Показатели надежности различаются в соответствии с компонентами надежности на показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Таким образом, надежность характеризуется свойствами, которые проявляются в эксплуатации и позволяют судить о том, насколько изделия оправдают надежды изготовителей и потребителей. Для решения практических вопросов в области надежности используются показатели, с помощью которых характеризуется количественно уровень надежности горных машин, агрегатов и их элементов. Показатели надежности позволяют: оценивать надежность при проектировании и определять ее экспериментально при испытаниях и в процессе промышленной эксплуатации; оценивать влияние уровня надежности горных машин на их производительность; намечать пути повышения надежности применяемого и вновь создаваемого оборудования; рассчитывать необходимое количество запасных частей; оценивать надежность выполнения горной машиной ее основных функций. Показатели надежности определяются расчетным и экспериментальным путем и представляются в двух формах: статистическая форма (выборочные оценки), получаются по результатам испытаний машин на надежность; вероятностная форма, такая когда, количественные показатели являются истинными (вероятностными) показателями, поскольку объективно характеризуют случайную величину - наработку до отказа. Классификация отказов горных машин, законы распределения отказов. Основным понятием теории надежности является отказ. Отказ – это событие, заключающееся в полном или частичном нарушении работоспособности машины, узла, агрегата или детали. Это такое состояние, при котором машина или агрегат не способны выполнять заданные функции с параметрами, которые установлены в технической документации. Частота появления отказов отражает свойства безотказности. Устранение отказов вызывает простой и затраты на их устранение, величина которых зависит от свойства ремонтопригодности. Отказ применительно к детали определяет ее ресурс, т.е. износ до предельного состояния. Ресурс относится к свойству долговечности. Отказ одной детали в машине (узле) не определяет их долговечность. Увеличение числа отказов приводит к необходимости изъятия этой машины из эксплуатации, что и определяет ее долговечность. Отказы классифицируют по характеру возникновения (внезапные, постепенные), зависимости появления от состояния других элементов (независимый, зависимый), причин возникновения (конструкторский, производственный, эксплуатационный), последствиям и методов устранения. К единичным показателям, характеризующим отказы машин, можно отнести: наработка на отказ; интенсивность отказов; вероятность безотказной работы; поток отказа. Наработка на отказ – это продолжительность в моточасах работы или в объеме выполненной работы без отказа. Интенсивность отказа ( ) t λ оценивается числом отказов, приходящимся на один работоспособный объект за единицу наработки: ( ) ( ) ( ) ( ) , t t N t t N t N t ∆ ∆ + − = λ где ( ) ( ) t t N t N ∆ + , - число работоспособных объектов при наработке t t ∆ , Вероятность безотказной работы ( ) t P - это вероятность того, что за данную наработку от 0 до t в заданных условиях эксплуатации не произойдет ни одного отказа: ( ) , 0 0 N n N t P − = где 0 N - общее число работоспособных объектов при t=0, n – число отказавших объектов за наработку от 0 до t. Величина простоев зависит от частоты отказов и времени на их устранение, что наиболее полно оценивается комплексными показателями. Комплексные показатели учитывают все простои. Проведенные исследования и практика эксплуатации машин показали, что возникновение отказов может описываться различными законами распределения. Нормальный закон распределения: ( ) ( ) 2 2 2 2 2 1 σ π σ ch t t e t f − − = где t и t ср – текущая и средняя наработки соответственно. Этот закон описывает отказы из-за износа. Экспоненциальный закон: ( ) ср t t e t t f − = 1 Этому закону, как правило, подчиняются отказы из-за превышения предельных напряжений (перегрузок). Закон Вейбулла, который описывает отказы, возникающие из-за процессов старения. Безотказность горных машин. Показатели безотказности. Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. С учетом того, что возникновение и устранение отказов происходит по закону случайных событий, для количественной оценки надежности применяют характеристики, используемые в теории вероятностей и математической статистике. Свойство безотказности количественно оценивают следующими единичными показателями: вероятностью безотказной работы, средней наработкой на отказ, интенсивностью отказов, параметром потока отказов. Основным показателем безотказности является вероятность безотказной работы, характеризующая вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает. Ее определяют по формуле P(t)=(N-N 0 )/N, где N — число подконтрольных объектов; N 0 - число объектов, отказавших за период времени t. Вероятность безотказной работы Р(t) указывает на вероятность того, что в заданном интервале времени t или в пределах заданной наработки не возникнет отказ изделия. Величина вероятности безотказной работы за некоторый промежуток времени может быть определена на основе статистических данных, характеризующих результаты испытаний элементов на надежность, как отношение числа элементов N(t), оставшихся исправными в конце рассматриваемого интервала времени t , к начальному числу испытываемых элементов N(t 0 ). Средняя наработка до отказа — математическое ожидание наработки объекта до первого отказа: ∑ = = N i i t N t 1 1 1 где t i — наработка до отказа i-ro объекта. Или средняя наработка на отказ характеризуется отношением наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки: ∑ = = n i i t n t 1 2 1 где t i — наработка объекта между двумя отказами; n — число отказов объекта в течение рассматриваемой наработки. Интенсивность отказов λ(t) — условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник: ( ) ( ) ( ) ( ) , t tN t t N t N t ∆ ∆ + − = λ где N(t), N(t + Δt) — число объектов, работоспособных при наработке t и t + Δt соответственно. Пример. При эксплуатации 20 экскаваторов в течение 3 лет произошло 15 отказов электропривода подъема. Определить интенсивность отказов в течение периода эксплуатации. Решение: λ =15/20 3= 0,25 года -1 Параметр потока отказов λ 1 (t) для восстанавливаемого изделия характеризует плотность вероятности появления отказа ремонтопригодного объекта для определенного момента времени. ( ) ( ) ( ) ( ) , 1 t tN t N t t N t ∆ − ∆ + = λ где N(t ) – количество отказов i –го образца для наработки t . Пример . Электротехническое устройство состоит из 6 элементов. В течение года эксплуатации в первом элементе было 4 отказа, во втором – 2, в третьем – 4, в четвертом – 3, в пятом – 5, в шестом отказов не было. Определить параметр потока отказов устройства. λ 1 (t)=((4+2+4+3+5+0)-0)\6*1=3 Средняя частота отказов ω (t ) показывает отношение числа отказавших изделий в единицу времени к числу испытываемых образцов при условии, что отказавшие элементы заменяются исправными или восстанавливаются. Другими словами, ω ( t ) – плотность распределения времени работы изделия до его отказа. ( ) t N t n t ∆ = ) ( ω Гамма-процентная наработка до отказа есть наработка, в течение которой отказ объекта не возникнет с вероятностью у, выраженной в процентах: P y =γ/l00=l-F(t y ), где F(t y ) — функция распределения гамма-процентной наработки. |