материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович

4.1. Стадии жизненного цикла оборудования

Жизненный цикл оборудования включает следующие стадии:

  1. Проектирование.
  2. Изготовление и сборка.
  3. Транспортирование и хранение.
  4. Монтаж (ввод в эксплуатацию).
  5. Использование по назначению, включая операции по ТОиР (наиболее продолжительная стадия).
  6. Демонтаж.
  7. Утилизация.

ТО оборудования осуществляется на 3, 4, 5 стадиях.

Эксплуатация – стадия жизненного цикла оборудования, на которой реализуется, поддерживается и восстанавливается качество оборудования, в общем случае охватывающая ввод в эксплуатацию, использование по назначению, техническое обслуживание, текущие и капитальные ремонты, прекращение эксплуатации, списание (передачу, утилизацию, уничтожение). [1]

Эксплуатация оборудования сопровождается износом его элементов. На кривой износа (кривая 1, рисунок 4.1) в общем случае обнаруживаются три участка, соответствующие трём стадиям износа. Стадия I – это начальный ускоренный износ, наблюдаемый при приработке. Стадия II, представленная на рисунке прямолинейным участком, является режимом установившегося износа, наблюдаемым при нормальной эксплуатации оборудования. На стадии III скорость износа резко возрастает (катастрофический износ). Кривая 2 на рисунке 4.1 изображает скорость износа.

Теоретическая кривая износа

Рисунок 4.1 – Теоретическая кривая износа

4.2. Основные элементы механических систем

Оборудование – совокупность агрегатов, сборочных единиц, механизмов, а также аппаратов, колонн, установок, технологических линий, электротехнических и теплотехнических объектов, технологических и обвязочных трубопроводов и других устройств, используемых при производстве продукции или при выполнении технологических функций. Оборудование может состоять из изделий, огнеупорной кладки, технологических металлоконструкций и так далее. [1]

Согласно [2]:

  • агрегат – совокупность машин, механизмов, устройств и сооружений, связанных единым технологическим процессом;
  • машина – комплекс механизмов, предназначенных для выполнения полезной работы;
  • механизм – система кинематически взаимосвязанных узлов и деталей, предназначенных для преобразования вида движения;
  • узел – разъёмное или неразъёмное соединение нескольких деталей;
  • деталь – изделие, изготовленное как одно целое, разделение которого на части невозможно без повреждения.

Запасная часть – составная часть изделия, предназначенная для замены бывшей в эксплуатации такой же части с целью поддержания или восстановления исправности либо работоспособности изделия. [1]

Основными элементами механических систем являются [2]:

  • вал – деталь, вращающаяся вокруг своей оси, предназначенная для передачи крутящего момента и поддержания смежных вращающихся деталей;
  • ось – деталь, предназначенная для поддержания вращающихся деталей, не передающая крутящий момент;
  • подшипник – узел, служащий опорой для вала, совместно с системой смазывания обеспечивающий вращение с возможно меньшим коэффициентом трения;
  • корпусная деталь (корпус) – деталь, предназначенная для поддержания подшипников, обеспечивающая правильное расположение валов;
  • резьбовое соединение – узел, соединяющий корпусные детали и обеспечивающий нераскрытие стыка соединяемых деталей;
  • уплотнение – деталь или узел, герметизирующий внутренний объём корпуса механизма от утечек смазки и попадания загрязнений (иногда устанавливается на соединительные элементы);
  • соединительный элемент – узел, предназначенный для передачи вращающего момента от приводного вала к ведомому, компенсации углового и радиального смещения валов;
  • фундамент – сооружение, обеспечивающее неподвижное и устойчивое положение корпусных деталей механизма;
  • исполнительный элемент – деталь или узел, предназначенный для выполнения полезной работы в соответствии с функциональным назначением механизма.

4.3. Понятие об исправности и работоспособности

Исправность – состояние оборудование, которое характеризуется соответствием объекта всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией.

Если объект не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической документации, состояние оборудования характеризуется как неисправное.

Работоспособность – состояние оборудования, которое определяется возможностью выполнения всех заданных функций технологического процесса в границах заданных параметров.

Невыполнение хотя бы одной из заданных функций или выход параметров работы за заданные границы характеризует неработоспособное состояние оборудования.

Виды неисправностей [2]:

  • дефект – нарушение качества изготовления, сборки, монтажа элементов оборудования;
  • повреждение – нарушение исправного состояния оборудования в процессе эксплуатации при сохранении работоспособного состояния;
  • нарушение функционирования – нарушение при выполнении заданных функций.

Отказ – событие, связанное с необратимым нарушением характеристик объекта, приводящим к нарушению работоспособного состояния.

Сбой – событие, при котором в результате временного изменения параметров объекта возникают помехи, воздействующие на работоспособность, которая в дальнейшем восстанавливается.

4.4. Аксиомы работоспособного состояния оборудования

Работоспособное состояние механизма характеризуется следующими признаками [2]:

  • низкий уровень вибрации и шума;
  • отсутствие ударных процессов;
  • температура корпуса не превышает предельных значений;
  • отсутствие утечек смазки;
  • отсутствие трещин;
  • отсутствие повреждений сопрягаемых элементов;
  • определённые параметры шероховатости рабочих поверхностей;
  • наличие оптимальных зазоров сопрягаемых деталей.

Работоспособное состояние механизма обеспечивается:

  • соосностью валов, выдержанной в допустимых пределах и выставленной с учётом рабочей температуры механизма;
  • постоянной или периодической смазкой узлов механизма с оптимальными характеристиками смазочного материала;
  • уровнем рабочих нагрузок, не превышающим допустимые значения;
  • равномерной затяжкой резьбовых соединений;
  • выполнением всех заданных функций;
  • периодической смазкой зубчатых муфт, шарнирных соединений и заменой отработанной смазки;
  • оптимальными значениями зазоров, находящимися в допустимых пределах и учитывающих тепловое расширение детали;
  • оптимальными параметрами шероховатости рабочих поверхностей;
  • параллельным расположением валов на необходимом расстоянии.

Работоспособность подшипников качения характеризуется:

  • отсутствием проворачивания колец подшипника на валу и в корпусе;
  • отсутствием трещин в деталях подшипника;
  • значениями зазоров в допустимых пределах;
  • допустимой шероховатостью поверхности тел качения и беговых дорожек;
  • качественным смазыванием.

Работоспособность зубчатых передач обеспечивается:

  • необходимым размером пятна контакта;
  • допустимыми значениями бокового зазора и размерами зубьев;
  • допустимой шероховатостью поверхности зубчатых колёс;
  • отсутствием проскальзывания рабочих поверхностей;
  • неподвижным соединением деталей с валом.

Работоспособность валов обеспечивается:

  • прямолинейностью;
  • правильным расположением;
  • отсутствием износа посадочных поверхностей;
  • целостностью шпоночных и шлицевых соединений.

Работоспособность муфт предполагает:

  • целостность деталей;
  • равномерность износа элементов в допустимых пределах;
  • неподвижность соединений деталей;
  • наличие смазки (при необходимости).

4.5. Классификация оборудования по степени влияния на технологический процесс

По степени влияния на технологический процесс целесообразно выполнять следующую классификацию оборудования:

  • категория А – оборудование, выход из строя которого приведёт к невозможности реализации технологического процесса;
  • категория В – оборудование, выход из строя которого приведёт к снижению производительности основного технологического оборудования;
  • категория С – оборудование, выход из строя которого не повлияет на производительность основного технологического оборудования.

В связи с высокой загруженностью технологического персонала принцип приоритетности производства обусловливает необходимость учёта категории при выполнении ТО оборудования. При этом оборудование, ТО которого регламентируется нормативными актами, должно обслуживаться строго в соответствии с требованиями и в сроки, регламентируемые соответствующими актами.

Перечень ссылок

  1. Словарь терминов и определений // Консалтинговый проект “EAM”. – https://eam.su/slovar-terminov-i-opredelenij.html.
  2. Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 с.

Вопросы для контроля

  1. На каких стадиях жизненного цикла оборудования осуществляется ТО?
  2. Перечислите основные элементы механических систем.
  3. В чём заключается отличие исправного и работоспособного состояний оборудования?
  4. Чем обеспечивается работоспособное состояние механизма?
  5. Какие категории оборудования имеют приоритет при выполнении ТО?