Конспект лекций.

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт металлургии и химии

Кафедра технологии, эксплуатации и безопасности транспортно-технологических комплексов

УТВЕРЖДАЮ

Директор института

____________________________

«___»_________________ 2010 г.

Рекомендовано

Ученым Советом

Института _______________

Протокол № ___

«___»_____________ 2010 г.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Эксплуатация ПТМ и ДСМ

(дневная форма обучения)

Разработал: П. М. Быков – к.т.н., доцент

Череповец, 2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Стр.

І. ВВЕДЕНИЕ.

1.1. Содержание курса, его значение и место в организации современного

производства……………………………………………………………………………… 4

ІІ. НАДЁЖНОСТЬ МАШИН В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

2.1.Общие понятия о надёжности ПТМ, основные термина и определения .. 7

2.2. Влияние монтажно-наладочных работ на надежность машин……………..............................................................................................................11

2.3. Влияние на работоспособность и надежность машин внешних нагрузок, условий среды, концентратов напряжений, факторов износа………………………..13

2.3.1. Общая характеристика нагрузок и их влияние на работу машин… 13

2.3.2. Обеспечение работоспособности и безопасности при неблагоприятных условиях работы…………………………………………………………………18

2.4. Испытания образцов ПТМ и их элементов на надежность: стендовые,

полигонные и эксплуатационные испытания………………………………………….28

III.ИЗНОС И ВЛИЯНИЕ ЕГО НА ТС

3.1. Оценка технического состояния технических систем............................37

3.2. Влияние квалификации ремонтных рабочих на эффективность технической эксплуатации........................................................................................................47

3.3. Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния машин и их составных частей......................................................................50

3.4.Производство и эксплуатация машин. Организация эксплуатационной службы

3.4.1. Факторы влияющие на техническое состояние машин и оборудованиия.............................................................................................................54

3.4.2. Техническая эксплуатация – составная часть технического обслуживания и ремонта машин и оборудования........................................................57

3.4.3. Эксплуатационно-ремонтные структуры на производстве..........63

ІV. ХАРАКТЕРИСТИКА МОНТАЖНЫХ РАБОТ.

4.1. Содержание монтажных работ. Подготовительные и непосредственно монтажные работы………………………………………………………………………63

4.2. Общие методы и приемы сборки машин………………………………….64

4.3. Развитие средств и методов монтажа. Скоростные методы монтажа…….67

4.4. Технико-экономический анализ методов монтажа……………………..70

4.5. Организационно-техническая подготовка к проведению монтажных работ. Техническая, нормативная, монтажная и исполнительная документация…………..71

4.6. Обеспечение монтажно-эксплуатационной технологичности и

ремонтопригодности…………………………………………………………………78

4.7. Планирование монтажных работ. Доставка оборудования к месту

монтажа

4.7.1 Планирование монтажных работ……………………………………86

4.7.2. Доставка оборудования к месту монтажа………………………….89

4.7.3. Получение, складирование и хранение оборудования на строи­тельном объекте ………………………………………………………………………91

4.7.4. Приемка и подготовка оборудования в монтаж……………………92

4.7.5. Виды содержание и способы выполнения такелажных работ…….98

V. Требования Правил устройства и безопасной эксплуатации к выполнению монтажных работ......................................................................................................................100

VI. Статическая и динамическая балансировка вращающихся масс...........107

VII. Техническое нормирование монтажных работ.......................................110

VIII. Развитие средств и методов монтажа.....................................................112

IX. Технико-экономический анализ методов монтажа.................................113

X. Материалы для подъёмно-транспортных машин.....................................117

XI. Общие методы монтажа кранов.................................................................

9.1. Выбор метода монтажа кранов мостового типа............................129

9.2. Основы монтажа кранов башенного типа......................................

9.3. Основы монтажа портальных кранов............................................

Конспект лекций.

По предмету: «Эксплуатация подъёмно-транспортных и дорожно-строительных машин»

(ЧГУ, 2010 г. Быков П.М.)

І. ВВЕДЕНИЕ

Содержание курса, его значение и место в организации современного производства.

В условиях постоянно растущих производственных мощностей сущест­венно возрастает значение комплексной механизации и автомати­зации подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и склад­ских работ, как одного из эффективных направлений снижения затрат ручного, малоквалифицированного и тяжелого физиче­ского труда, реализации крупных резервов экономии трудовых ресурсов, интенсификации производства, улучшения работы транспорта, обеспечения сохранности продукции. Это ставит новые, более сложные задачи в деле повышения качества подго­товки специалистов по подъемно-транспортной технике.

Важная роль в деле снижения тру­доемкости выполняемых операций, лик­видации ручного труда на погрузочно-разгрузочных и монтажных работах от­водится грузоподъемным машинам.

В составе парка грузоподъемных ма­шин по сравнению с другими производственными машинами грузоподъёмные краны зани­мают наибольший удельный вес на объектах всех отраслей народного хозяй­ства. Рост парка сопровождается совершенствованием их конструкции, улучшением эксплуатацион­ных качеств.

Чтобы в полной мере реализовать технические возможности кранов, должна быть на производстве организована высокоэффективная система эксплуатации, позволяющая в максимальном варианте использовать ресурс ПТМ с минимальными эксплуатационными затратами.

В настоящее время эффективность экс­плуатации кранов целиком зависит от умелого и экономного использования их в технологическом процессе. Поэтому по­вышаются требования и к профессио­нальному мастерству и культурно-техни­ческому уровню кадров, обслуживающих машины.

Для обеспечения безопасной и надежной ра­боты грузоподъемных машин в России действуют Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, контроль за соблюде­нием которых возложен на инспекторский аппа­рат котлонадзора и на инженерно-технических работников предприятий и организаций.

Содержание в исправном состоянии грузо­подъемных машин в полном соответствии с этими Правилами является важнейшим условием без­опасной их эксплуатации.

На всех предприятиях и стройках, где при­меняются ПТМ, из числа инженерно-технических работников назна­чаются ответственные лица по надзору за грузо­подъемными машинами, за содержание грузо­подъемных машин в исправном состоянии — ме­ханики, энергетики, за безопасное производство работ по перемещению грузов кранами — на­чальники смен, сменные мастера, прорабы, на­чальники участков. Обязанности этих лиц опре­делены Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, соответ­ствующими положениями и инструкциями.

Важное место в системе эксплуатации отведено системе планово-предупредительного технического обслужива­ния, ремонта и научнообоснованной системе диагностирования ПТМ

Система планово-предупредительного технического обслужива­ния, ремонта и диагностирования ПТМ представляет собой комплекс органи­зационно-технических мероприятий, проводимых в плановом порядке для обеспечения работоспособности и исправности кранов в течение всего срока службы, при соблюдении заданных условий и режимов эксплуатации. Техническое обслуживание должно обеспечить поддержание работоспособ­ности кранов в процессе эксплуатации путем проведения комплекса работ по предупреждению повышенного изнашивания деталей, отказов и повреж­дений машин.

В процессе использования кранов проводятся:

а) ежесменное техническое обслуживание (ЕО), выполняемое перед началом, в течение или после рабочей смены;

б) плановое техническое обслуживание (ТО-І и ТО-ІІ), выполняемое через опре­деленное время работы, установленное заводами-изготовителями;

в) сезонное техническое обслуживание (СО), выполняемое два раза в год при подготовке машины к использованию в период последующего се­зона (летнего или зимнего).

Плановые технические обслуживания конкретных кранов могут отли­чаться периодичностью выполнения и составом работ. В этих случаях каж­дому виду технического обслуживания в зависимости от последовательно­сти его проведения присваивают порядковый номер, начиная с первого, например: ТО-1, ТО-2, и т. д.

В состав работ планового технического обслуживания, имеющего более высокий порядковый номер, входят работы каждого из предшествующих видов технических обслуживании, а также ЕО.

При ремонте кранов должны восстанавливаться их исправность и работо­способность. Плановые ремонты кранов бывают двух видов: текущий (Т) и капитальный (К).

Текущий ремонт должен обеспечивать гарантированную работоспособ­ность крана до очередного планового вида ремонта путем восстановления, и замены отдельных сборочных единиц (узлов) и деталей в объеме, опре­деляемом техническим состяиием машины.

Капитальный ремонт должен обеспечивать исправность и полный или близкий к полному ресурс крана путем восстановления и замены сборочных единиц (узлов) и деталей.

Организации, на балансе которых находятся краны, разрабаты­вают годовые

и месячные планы-графики (табл. 182) технического обслуживания и ремонта их. Кроме того, они ведут систематический учет наработки и выполнения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту в объеме, определяемом паспортами кранов. Журналы учета наработки ведутся механиками экс­плуатационных участков по каждому крану. Учет мероприятий, выполнен­ных по техническому обслуживанию, ремонту и устранению неисправностей, ведется звеньевыми (бригадирами) тех звеньев (бригад), которые осуществляют выполнение названных мероприятий, в соответствующих журналах.

ІІ. НАДЁЖНОСТЬ МАШИН В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1.Общие понятия о надёжности ПТМ, основные термина и определения .

Надежностью называют свойство объекта (машины, прибора, механизма, детали) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения эксплуатацион­ных показателей в заданных пределах, соответствующих задан­ным режимам и условиям использования, технического обслужи­вания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Теория надежности изучает общие закономер­ности, которых следует придерживаться при проектировании, испытаниях, изготовлении, приемке и эксплуатации изделий для получения максимальной эффективности их использования.
Она выявляет законы возникновения отказов и восстановления работоспособности изделий, создает основы расчета надежности и прогнозирования отказов, изыскивает способы повышения на­дежности при конструировании и изготовлении изделий, а также ее сохранения при эксплуатации, определяет методы сбора, учета и анализа статических сведений, характеризующих надежность *.

Свойства надежности. Надежность является комплексной характеристикой, включающей следующие свойства: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказностью называют свойство объекта непрерывно сох­ранять работоспособность в течение некоторого времени или не­которой наработки. Наработкой называют продолжительность или объем работы объекта. Ее измеряют в единицах времени, числом рабочих циклов, количеством перемещенных грузов.

Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состбяния при установленной си­стеме технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность – под ремонто­пригодностью понимают свойство объекта, заключающееся в при­способленности к предупреждению и обнаружению причин воз­никновения его отказов, повреждений и устранению их послед­ствий путем ремонтов и технического обслуживания.

Сохраняе­мость — свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение, и после хранения и (или) транспортирования.

Для конкретных видов ПТМ в зависимости от условий их применения эти свойства могут иметь различную относительную значимость. Например, для крана, отказ которого может явиться причиной несчастного случая или повлечь крупные убытки от простоев, наиболее существенно свойство безотказности, а для конвейерной линии с вместительными промежуточными емко­стями — свойство ремонтопригодности, так как непродолжитель­ные отказы не влияют на производительность линии.

В теории надежности различают состояния — исправное (ис­правность), неисправное (неисправность), работоспособное (рабо­тоспособность), неработоспособное (неработоспособность) и пре­дельное; события — повреждение и отказ.

Исправное состояние – в исправном состоянии объект соответствует всем требованиям нормативно-технической документации.

Неисправное состояние – в неисправном состоянии объект не соответствует хотя бы одному из требованиям нормативно-технической документации.

Работоспособное состояние – в работоспособном состоянии объект способен выполнять заданные функции и сохранять значения всех параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Неработоспособное состояние — это такое со­стояние, при котором значение хотя бы одного из параметров не соответствует этим требованиям. Понятие «исправность» шире понятия «работоспособность»: исправный объект удовлетворяет всем требованиям, а работоспособный — лишь тем, которые обеспечивают его нормальное функционирование. Например, конвейер с небольшим повреждением ленты работоспособен, но неисправен.

Предельным состоянием называют такое состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекра­щена вследствие: неустранимого нарушения требований безопас­ности; неустранимого изменения параметров по сравнению с за­данными значениями; неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой; необходимости проведения сред­него или капитального ремонта. Например, предельным может быть состояние каната, при котором он подлежит выбраковке сог­ласно Правилам [ПБ 10-382-00]; состояние тормоза, когда тормозной момент не соответствует Правилам; состояние крана в целом по окончании установленных сроков эксплуатации до капитального (среднего) ремонта в соответствии с Единой систе­мой ППР.

Повреждением называют событие, связанное с нарушением исправности объекта или его составных частей. Оно может быть существенным (являться причиной нарушения работоспособности) и несущественным (при сохранении работоспособности). Напри­мер, падение крупного куска груза на ленту конвейера вызвало сквозную пробоину. Некоторые незначительные повреждения со време­нем могут переходить в значительные с отказами объекта.

Отказом называют событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Признаки (критерии) отказов устанав­ливают нормативно технической документацией. При классифи­кации отказов применяют термины: независимый и зависимый, внезапный и постепенный, перемыкающийся, конструкционный, производственный и эксплуатационный и др.

Большинство отказов связано с необратимыми процессами в машинах (процессами старения). Их внешними проявлениями являются: разрушение, деформация, изменение свойств материа­лов (механических и магнитных, структуры, химического состава), загрязнение смазочного материала и топлива, разъедание (кор­розия, эрозия, кавитация, прогар, трещинообразование и др.). наростообразование (налипание, нагар, заращивание отверстий — облитерация и др.), изменение свойств поверхностного слоя (ше­роховатости, твердости, напряженного состояния и др.), изнаши­вание (истирание, усталостное разрушение поверхностных слоев, смятие, перенос металла) изменение условий контакта (площади касания, сплошности смазочного материала и др.).

Наиболее характерными для ПТМ внешними проявлениями процессов ста­рения являются разрушение и изнашивание деталей. При анализе отказов и повреждений рассматривают их при­чины и последствия. Причинами отказа могут быть дефекты, до­пущенные при конструировании, производстве и ремонтах, нару­шения правил и норм эксплуатации, различного рода повреж­дения, а также естественные процессы изнашивания и старения.

Объекты. Различают восстанавливаемые и невосстанавливаемые объекты.

Восстанавливаемый объект — объект, исправность которого при возникновении отказа или повреждения подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Невосстанавливаемый объект — объект, не подлежащий восстановлению.

Рис. Г. Графики работы (а) и потока отказов объекта (б)

Все ПТМ относят к числу восстанавливаемых, а отдельные их элементы мо­гут быть как восстанавливаемыми, так и невосстанавливаемыми. Например, к числу последних относят подшипники качения, кли­новые ремни, стальные канаты, изношенные приводные цепи, уплотнения, некоторые элементы электрооборудования и др., т. е. то, что невозможно восстановить в условиях эксплуатации. Нередко к ним относят также зубчатые колеса, валы, зубчатые муфты, крепежные изделия и другие элементы, восстановление которых невыгодно.

Поток отказов. Наглядное представление о надежности машин по данным Я. Б. Шора дают графики их работы (рис. 1, а). На горизонтальной оси графика от некоторого начального момента 0 откладывают периоды времени работы (ра), ремонтов (ре), вы­полняемых при возникновении отказа, и технических обслужива­нии — профилактик (пр). Эти периоды могут быть различными по продолжительности и чередованию. При всей простоте такой график содержит обширную информацию о надежности машины. Если промежутки (ра) короткие — машина имеет низкую безотказ­ность, а длинные участки (ре) и (пр) свидетельствуют о низких ре­монтопригодности и эксплуатационной технологичности. По гра­фику можно судить и о долговечности машины: чем длиннее пери­оды, тем выше долговечность. По отрезкам (ра) работы можно по­строить график потока отказов (рис. 1, б). Отрезки t₁... t₅ на нем соответствуют отрезкам (ра) по графику работы.