Критерии долговечности

Долговечность машины есть общее время, которое она может отработать на номинальном режиме в условиях нормальной эксплуатации без существенного снижения основных расчетных параметров, с учетом всех ремонтов при экономически приемлемой их суммарной стоимости.

Иногда применяют понятие ресурс долговечности, т.е. время работы машины в часах до первого капитального ремонта.

Во многих случаях, особенно для агрегатов апериодического действия, долговечность измеряют показателями суммарной выработки за все время функционирования агрегата. Определенная таким образом долговечность представляет собой общее число операций или единиц работы, которые может произвести машина или агрегат до их предельного износа. Так, долговечность автотранспорта и подвижного железнодорожного состава определяют по предельному суммарному пробегу в километрах; приборов и испытательных машин - по общему числу включений; плавильных агрегатов - по суммарному выдерживаемому агрегатом числу плавок; почвообрабатывающих машин - по количеству обрабатываемых гектаров почвы.

Фактическая долговечность может значительно отклоняться от номинальной долговечности в зависимости от условий работы. Она падает при систематической перегрузке машины, работе на повышенных скоростных режимах, увеличении рабочих усилий, в неблагоприятных климатических условиях. При облегченных условиях работы долговечность машин возрастает.

Влияние условий работы на долговечность можно учесть введением коэффициента режима . Фактическая долговечность

,

где - номинальная (расчетная) долговечность.

Величину коэффициента режима можно достоверно определить на основании дифференцированного изучения условий и режимов эксплуатации и их влияния на долговечность, что составляет задачу статистической теории долговечности. При отсутствии уточненных данных можно в качестве самого грубого приближения принимать: для средних условий эксплуатации = 1; тяжелых = 1,2…1,5; легких = 0,7…0,8.

Срок службы

Срок службы машины - это общая продолжительность пребывания ее в эксплуатации до полного исчерпания ресурса долговечности.

Для машин апериодического действия срок службы определяется как частное от деления долговечности h, выраженной числом операций (единиц работы), на их среднее число в году.

Например, срок службы автомобиля, рассчитанного на суммарный пробег L,км

,

где - коэффициент режима;

l - средний километраж, проходимый автомобилем в год.

Для машин, долговечность которых исчисляют в единицах времени, срок службы равен частному от деления долговечности h на коэффициент использования , характеризующий среднюю за период работы машины степень фактического ее использования. С учетом коэффициента режима

.

Коэффициент использования в общем случае

.

Коэффициент сезонности представляет собой отношение продолжительности сезона работы машины к общему числу дней в году

.

К числу машин, продолжительность действия которых ограничена климатическими и сезонными условиями, принадлежит большинство сельскохозяйственных машин (комбайны, почвообрабатывающие, уборочные машины и др.). К ним относятся также машины для переработки скоропортящихся сельскохозяйственных продуктов (оборудование консервных заводов), дорожные, снегоуборочные машины, судовой транспорт с ограниченным периодом навигации.

Для некоторых категорий машин (специализированные сельскохозяйственные машины, например картофелеуборочные, хлопкособирательные и др.) = 0,05…0,02.

Для машин, используемых круглый год, = 1.

Коэффициент выходных дней равен отношению числа рабочих дней в году к общему числу дней в году (365 дней). Нерабочие дни - это воскресные дни (52 дня в году), а также торжественные и памятные дни (в среднем 7 дней в году). Кроме того, этот коэффициент учитывает укорочение рабочего дня в дни, предшествующие праздничным дням, которое в среднем составляет 4% от годового рабочего фонда.

Таким образом, коэффициент выходных дней в среднем

.

Этот коэффициент действителен для машинного оборудования, работающего по календарному режиму. Для машин, работающих беспрерывно в течение всего года (например, оборудование теплосиловых станций), = 1.

Коэффициент сменности равен отношению продолжи­тельности смен в часах, в течение которых работает машина, к числу часов в сутках

.

При односменной работе 0,3; при двухсменной 0,6; при трехсменной 0,9; и при круглосуточной = 1.

Коэффициент ремонтных простоев представляет собой среднее отношение продолжительности фактической работы машины к сумме продолжительности фактической работы и продолжительности простоев машин в ремонте

.

Величина этого коэффициента зависит в первую очередь от надежности машины, определяющей длительность междуремонтных сроков и объем ремонтных работ, а также от уровня организации ремонта.

Величина зависит еще от длительности пребывания машины в эксплуатации. Будучи незначительными на первых этапах эксплуатации, ремонтные простои прогрессивно возрастают по мере износа машины и к концу срока службы могут достигать большой величины.

Для технологических машин, работающих по календарному режиму, в среднем = 0,85…0,95. Для других категорий машин цифры варьируют в очень широких пределах.

Для машин сезонного и резко апериодического действия коэффициент ремонтных простоев равен единице, так как эти машины ремонтируют почти всегда в периоды их бездействия.

Коэффициент машинного времени равен отношению машинного времени (времени фактической работы) к сумме машинного и вспомогательного времени (времени, затрачиваемого на установку и снятие изделий, настройку и регулировку машины, обслуживание и уход за машиной)

.

Этот коэффициент действителен для машин-орудий с ручным управле­нием, обслуживаемых операторами (например, металлообрабатывающие станки, кузнечно-прессовое оборудование). Величина зависит от типа оборудования, совершенства организации рабочего процесса, размеров партий обрабатываемых изделий. Для металлорежущих станков в среднем = 0,8…0,9. С увеличением степени автоматизации величина приближается к единице. Для станков, встроенных в автоматические линии непрерывного действия, = 1.

Коэффициент загрузки равен отношению продолжительности фактической работы машины к сумме фактической работы машины и времени простоев за тот же период, вызванных невозможностью обеспечить полную загрузку машины

.

Низкий коэффициент имеют машины, работающие вне часового графика и машины периодического действия с нерегламентированной загрузкой (вспомогательные, аварийные, ремонтные).

В условиях непрерывного производства недогруженными бывают специализированные машины, выполняющие узкий круг операций при изготовлении деталей ограниченной номенклатуры, и машины, производительность которых превышает среднюю производительность смежного машинного оборудования.

Как правило, низкое значение коэффициента у технологических машин является следствием дефектов производственного планирования и неправильного подбора оборудования по численности, типажу и производительности.

В производствах со сменяющимися объектами величина коэффициента зависит от типа объекта, находящегося в данный момент в производстве, и характера обработки его деталей и, следовательно, может изменяться во времени. Например, при обработке деталей с преобладанием токарных операций, будут загружены станки токарной группы; другие станки (фрезерные, расточные и т. д.) будут недогружены или простаивать.

В условиях мелкосерийного производства в среднем = 0,7…0,75, в серийном = 0,8…0,85; в крупносерийном = 0,9…0,95. При непрерывно-поточном массовом, стабильном во времени производстве = 1.

Коэффициент вынужденных простоев равен среднему отношению продолжительности фактической работы машины к сумме и времени простоев, вызванных неполадками и неисправностями, устраняемыми на месте

.

Величина этого коэффициента для надежно выполненных и правильно эксплуатируемых машин близка к единице. У машин с дефектами конструкции или работающих при неквалифицированном обслуживании коэффициент может быть значительно меньше единицы.