Ремонтопригодности

Основные понятия. Под монтажно-эксплуатационной технологичностью понимают такое свойство машин, которое характеризует их при­способленность к работам, выполняемым при подготовке к от­правке потребителю, монтажу на месте эксплуатации и к исполь­зованию в процессе применения по назначению и по окончании использования. Различают технологичность при выполнении штат­ных работ и при техническом обслуживании (рис. 44), при этом все характеристики, входящие в последнюю группу (конструк­тивно-эксплуатационная преемственность, контролепригодность, доступность, легкосъемность, блочность, взаимозаменяемость, восстанавливаемость, защищенность, совершенство технологии изготовления), одновременно определяют и технологичность при ремонте.

Все эти характеристики являются управляемыми и могут быть существенно улучшены в процессе конструирования и изготовле­ния машин [8].

Рис. 44. Характеристика эксплуатационно-ремонтных свойств машин

Основные направления повышения монтажно–эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности

Конструктивно-эксплуатационная преемственность —применение при конструировании новой машины стандартных и унифицированных деталей и сборочных единиц, агрегатирова­ния их, а также оправдавших себя на практике решений, при­мененных в ранее созданных машинах. Такие решения в виде конкретной продукции (машин, механизмов, комплектующих из­делий и др.), а также норм, правил, требований, методов, понятий и обозначений, имеющие перспективу многократного применения в любых сферах народного хозяйства, закрепляют стандартами. Унификацией обеспечивают рациональное сокращение числа ти­пов, видов и размеров изделий одинакового функционального назначения. Агрегатирование позволяет на основе применения ограниченного числа стандартизованных или унифицированных деталей и сборочных единиц, обладающих геометрической и функ­циональной взаимозаменяемостью, создавать путем их компоновки большую и разнообразную номенклатуру машин и механизмов. В последние годы такой подход к конструированию машин назы­вают модульным принципом. Он положен в основу производства новых моделей башенных кранов, лифтов и ряда других видов ПТМ.

Принцип конструктивной преемственности состоит в макси­мальном использовании (заимствовании) сборочных единиц и деталей из ранее созданных машин. Это же относится и к методам монтажа, эксплуатации и ремонта. Основными направлениями повышения конструктивно-эксплуатационной преемственности яв­ляются [8]:

1)применение действующих стандартов для сокращения числа оригинальных деталей и сборочных единиц;

2)использование деталей и сборочных единиц машин, выпу­скаемых промышленностью, высокое качество которых подтвер­ждено опытом монтажа, эксплуатации и ремонта;

3)унификация запасных частей для машин различных типов, но выполняющих одинаковые функции;

4)применение унифицированных приспособлений, устройств, инструментов и контрольно-проверочных средств, ограниченного числа сортов смазочных материалов и др., эффективность которых подтверждена опытом их использования;

5)унификация и стандартизация присоединительных мест (разъемов, штуцеров и др.) для трубопроводов, шлангов, электро­проводов с использованием быстроразъемных соединений и при­емов, предполагающих единственность сборки (по-другому — неправильно собрать нельзя);

6)рациональная преемственность, унификация и стандарти­зация крепежных деталей;

7)унификация оптимальных методов и организационных форм монтажа, технического обслуживания и ремонта.

Реализация этих направлений позволяет значительно улуч­шить монтажно-эксплуатационную технологичность и ремонто­пригодность машин. Стандартизация конструктивных элементов машин положительно влияет на обеспечение их покупными запас­ными частями. Отраслевая унификация и агрегатирование поз­воляют перейти от индивидуального и мелкосерийного изготовле­ния запасных частей и сборочных единиц к изготовлению их на специализированных участках, цехах и заводах, а также центра­лизовать монтаж, эксплуатацию и ремонт. Унификация крепеж­ных деталей и разъемов обеспечивает сокращение числа типо­размеров инструмента и снижает трудоемкость сборочно-разбо-рочных работ при монтаже, техническом обслуживании и ремонте. Применение унифицированных сборочных единиц и деталей вы­сокого качества ведет к сокращению числа отказов машин. Ис­пользование унифицированных приспособлений, инструментов, приборов, смазочных материалов и др. облегчает организацию и снижает стоимость монтажа и эксплуатации машин.

Взаимозаменяемость, как свойство конструкций, агрегатов и деталей машин обеспечивать возможность их сборки при монтаже или замены при отказах и ремонте без выполнения пригоночных работ, существенно влияет на монтажно-эксплуатационную техно­логичность и ремонтопригодность машин. С ее обеспечением связано снижение затрат на монтаж, техническое обслуживание и ремонт, а также внедрение скоростных методов монтажа и агре­гатного ремонта машин с заменой сборочных единиц машины по их техническому состоянию. С учетом этого при конструировании и изготовлении машин должны обеспечиваться следующие общие требования: сборочные единицы и детали, устанавливаемые,

снимаемые и заменяемые при монтаже, техническом обслуживании и ремонте и применяемые в различных системах машин, должны обладать геометрической и функциональной взаимозаменяемостью; для обеспечения взаимозаменяемости и исключения пригоночных работ необходимо предусматривать технологические компенса­торы в виде прокладок, шайб, отверстий увеличенных диаметров или эллипсных и др.

Контролепригодность — приспособленность машины к выпол­нению необходимых операций контроля технического состояния при монтаже, эксплуатации и ремонте. По данным НИИАТ доля контрольных операций составляет около 50% общего объема затрат труда на техническое обслуживание и до 30% — при ре­монте [8]. В связи с усложнением ПТМ затраты времени и труда на контроль их технического состояния и прогнозирование работо­способности непрерывно растут. Обеспечение контролепригод­ности машины на стадии ее конструирования позволяет суще­ственно повысить эффективность контроля при одновременном снижении его продолжительности и трудоемкости. И то, и другое положительно влияет на монтажно-эксплуатационную техноло­гичность и ремонтопригодность. Наибольший эффект достигается тогда, когда технические условия на проектирование машины содержат конкретные требования по контролепригодности (объ­екты контроля, его продолжительность, полнота, достоверность, стоимость и др.). В этом случае уже на стадии конструирования машины должны быть выбраны оптимальные методы контроля, созданы измерительные базы, решены вопросы оснащения ма­шины постоянными средствами диагностики, рационального раз­мещения и оформления контрольных точек, обеспечения доступа к контролируемым механизмам, возможности их быстрой раз­борки для осмотра деталей и сопряжений и др. [8].

Все это способствует получению в процессе монтажа и экс­плуатации оперативной и объективной информации о техническом состоянии элементов машин как основы для принятия правиль­ных решений, касающихся качества монтажа, периодичности и содержания мероприятий по техническому обслуживанию.

Широкие возможности для обеспечения высокого уровня контролепригодности открывает развитие микропроцессорной тех­ники. На этой основе создаются системы контроля технического состояния многих видов ПТМ. Так, авто- и электропогрузчики снабжают датчиками расхода топлива, уровня и качества масла в двигателе и баке гидросистемы, наличия охлаждающей жидко­сти, давления воздуха в шинах, остаточного ресурса аккумуля­торной батареи и др. Это существенно повышает уровень контроле­пригодности машин.

Доступность — свойство машины, характеризуемое свобод­ным и удобным доступом к ее элементам для осуществления техно­логических операций при монтаже, обслуживании и ремонте [8]. Особенно важно это свойство для деталей, сопряжений и сборочных единиц, являющихся объектами систематического контроля и ремонта (резьбовых соединений, точек смазывания, мест регули­рования, контроля и др.). Доступность характеризуют удобством выполнения операций сборки при монтаже и техническом обслу­живании машины, а также возможностью выполнения последних при полном отсутствии или минимальном объеме разборочных работ.

Рис. 45. Рабочие позы (/—XII — по табл. 17), принимаемые исполнителем в зависимости от условий и места работы [8]

Удобство работы характеризуется следующими условиями: исполнитель может достать рукой до любой нужной точки в зоне выполнения работ, не изменяя удобной позы; вся рабочая зона ему отчетливо видна; работа на ощупь исключается; инструмент надежно захватывает и держит нужную деталь, не срываясь. При работе в неудобной позе производительность труда резко падает (рис. 45, табл. 17).

17. Зависимость производительности труда (П) от позы исполнителя работы, места и условий труда [8]

При конструировании машин необходимо обеспечивать хорошую доступность к их элементам, в частности, соблюдать следу­ющие требования: исключить случаи, когда осмотр или замена одного из агрегатов невозможны без предварительного демонтаж* соседних; обеспечивать свободный доступ для работы инструмен­том (ключом, отверткой и др.); размер люка при выполнении работы двумя руками должен быть не менее 350 мм, одной ру­кой — не менее 200 мм; капоты, щитки, кожухи должны легко открываться; резьбовые соединения должны быть легкодоступны и не должны требовать одновременного применения двух инстру­ментов и др. [81.

Легкосъемность означает приспособленность машины к выпол­нению операций разборки и сборки при монтаже, техническом обслуживании и ремонте с минимальными затратами времени и труда [8 ]. Она отличается от доступности, так как и при удобном доступе съем детали может быть излишне затруднен. Легкосъем­ность зависит от системы крепления агрегатов и сборочных еди­ниц, конструкции разъемов, массы и габаритов съемных элемен­тов, наличия устройств для строповки и др. При конструировании машин необходимо добиваться, чтобы все элементы, часто снима­емые для ремонта или замены, были легкосъемными. Для этого нужно соблюдать следующие требования:

1)система крепления должна обеспечивать выполнение работ с минимальными затратами труда;

2)съемные тяжелые агрегаты должны быть снабжены устрой­ствами для строповки (рымами, ушками, приливами, скобами, штуцерами и др.);

3)крышки люков должны фиксироваться быстродействующими замками;

4)стопорные кольца должны иметь демонтажные ушки. Все это обеспечивает снижение затрат времени и труда на сборочно-разборочные работы [8].

Блочность — рациональная расчлененность машины на обособ­ленные конструктивные элементы (секции металлоконструкций, механизмы и их блоки, сборочные единицы и др.). Расчленение тяжелых крупногабаритных ПТМ на элементы позволяет обеспе­чить их доставку на место монтажа универсальными (по железной дороге) и экономичными способами, погрузку на транспортные средства, разгрузку с них и ведение монтажных работ с макси­мальным использованием монтажных механизмов (кранов). Четкое выделение блоков механизмов позволяет также значительно со­кратить затраты времени и труда на проведение сборочно-разборочных работ при монтаже, техническом обслуживании и ремонте, упростить контроль технического состояния и обнаруже­ния неисправностей, а также ремонт машин агрегатным методом.

Соблюдение этого принципа предполагает также укрупнение монтажных блоков, выбор оптимальных мест и способов стыковки сборочных единиц, сокращение числа монтажных разъемов и объемов подготовительных работ, повышение степени заводской готовности сборочных единиц с поставкой их в опломбированном виде, установку в местах разъема быстроразъемных соединений для механических элементов, электроцепей, маслопроводов, то­пливопроводов и др. Конструкции, подлежащие разборке и сборке, должны исключать возможность неправильного монтажа (применение маркировки, рисок, меток спаренности для совместно приработанных деталей и др.).

Принцип блочности реализуют при конструировании многих видов ПТМ (мостовых кранов, ленточных конвейеров и др.). Он находится в противоречии с такой характеристикой конструк­ции, как компактность. Чем компактнее машина (например, элек­трическая таль), тем труднее реализовать в ней принцип блоч­ности. Однако для тяжелых машин, а также для сборочных еди­ниц, содержащих быстроизнашивающиеся детали, его соблюдение необходимо и целесообразно.

Восстанавливаемость — приспособленность машины и отдель­ных ее элементов к восстановлению работоспособности путем тех­нического обслуживания и ремонта. Все рассмотренные характе­ристики монтажно-эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности подпадают под такое определение. Но вос­станавливаемость имеет ряд других признаков, в частности [8]:

1)наличие сменных и регулируемых конструктивных элемен­тов в сборочных единицах, подверженных наиболее интенсивному воздействию рабочих нагрузок и внешней среды (они позволяют снизить затраты времени на восстановление работоспособности, уменьшить простои машин и затраты на их обслуживание и ре­монт);

2)рациональное конструктивное выполнение элементов ма­шин, позволяющее применять при ремонте высокопроизводитель­ные и технически совершенные восстановительные технологиче­ские процессы (доступность для проведения восстановительных работ, допустимость местного нагрева деталей, пригодность ма­териала детали для применения эффективного процесса восстанов­ления и др.);

3)наличие технологических баз, используемых в восстанови­тельных технологических процессах (позволяет достичь высокого качества ремонтных работ и снижения затрат), и др.

Предпочтение следует отдавать таким решениям, которые обес­печивают автоматическое восстановление работоспособности, на­пример грузовым и пружинным натяжным устройствам вместо винтовых. Вместо чугуна, не позволяющего применять восстанов­ление наплавкой, для изготовления барабанов, канатных блоков и других изнашиваемых деталей целесообразно применять сталь. В качестве баз следует использовать поверхности, не повреждае­мые при сборочных и монтажных работах, например центровые отверстия с двойным конусом. Односторонне изнашивающиеся детали нужно конструировать с учетом возможности перестановки их для работы другой стороной. Базовые детали (рамы, станины, корпуса, элементы металлоконструкций) не должны иметь изнашивающихся участков, а при несоблюдении этого ус­ловия они должны снабжаться сменными частями (втулками, накладками и др.).

Защищенность — способность машины противостоять небла­гоприятным воздействиям факторов внешней среды (пыли, песку, агрессивной среде, влаге, биологическим факторам и др.), дейст­вие которых часто является основной причиной порчи при хра­нении в предмонтажный период, изнашивания деталей, потери работоспособности или ухудшения условий труда (неприятный запах). Методы ее обеспечения рассмотрены в гл. 6.

Совершенство технологии изготовления — группа производ­ственно-технологических факторов, влияющих на технологич­ность при обслуживании и ремонтопригодность машин. К ним относятся:

1)применение прогрессивных способов поверхностного упроч­нения деталей (термической и химико-термической обработки, поверхностного наклепа, нанесение слоев металла с улучшенными свойствами и др.);

2)применение прогрессивных методов финишной обработки, обеспечивающих высокую износостойкость, коррозионную стой­кость и др. (чистового шлифования, хонингования, суперфиниша, полирования, гальванического покрытия и др.);

3)применение при сварке металлоконструкций технологиче­ских процессов, режимов, последовательности наложения швов и оснастки, при которых деформации и остаточные напряжения в их элементах минимальны.

Все эти прогрессивные технологические процессы существенно влияют на удлинение сроков службы машин, снижение числа от­казов и в конечном счете — на уменьшение объема и стоимости работ по техническому обслуживанию и ремонту машин.

Планирование монтажных работ. Доставка оборудования к месту