Влияние технических и эксплуатационных факторов на надежность. Основные мероприятия по повышению надежности строительных машин.
При создании машин для обеспечения работоспособности и безопасности в процессе эксплуатации задается заказчиком или принимается разработчиком необходимый уровень надежности в соответствии с нормативной документацией. Высокие показатели надежности обеспечивают необходимую безопасность и снижают эксплуатационные расходы, но они вступают в противоречие с показателями эффективной работы машины.
Например, чем большую производительность экскаватора запланировать с учетом работы двигателя на форсированных режимах, тем интенсивнее будет протекать его износ и ресурс двигателя и машины в целом снизится. В практике создания и эксплуатации машин достигается компромисс между высокими выходными показателями технической характеристики и высокими показателями надежности.
При оценке надежности допустимое значение вероятности безотказной работы является мерой для оценки последствий отказа. Они могут вызывать экономические потери, невыполнения заданий, аварии и катастрофы. В зависимости от конструкции и назначения машины, а также от последствий отказа принимается класс надежности, который отражает допустимое значение P(t).
При выборе допустимого значения P(t) необходимо учитывать следующие обстоятельства: вероятность безотказной работы задается для ограниченной наработки t; режим работы строго регламентирован; значение P(t) соответствует наиболее ответственным сборочным единицам; цикличность работы машины; принятую систему технических обслуживании и ремонтов.
По мере развития техники возрастают значения допустимой вероятности безотказной работы. Особенно это важно при комплексной организации производства работ, а также с учетом включения в парк машин высокогидрофицированной, автоматизированной с интеллектуальной системой управления техники.
Основными конструктивными направлениями повышения надежности машин являются: оптимизация конструктивных схем машин (снижение числа составных частей и повышение вероятности их безотказной работы); выбор долговечных материалов деталей и их рациональное сочетание в парах трения; обеспечение надлежащей конфигурации деталей (особенно в местах расположения галтелей, канавок и надрезов с целью снижения концентрации напряжений при воздействии динамических и циклических нагрузок) и достаточной жесткости и устойчивости к вибрациям базовых деталей машин; обеспечение надлежащей герметизации подвижных и неподвижных соединений деталей машин; создание оптимальных условий работы пар трения (нагрузка, скорость) для наименьших потерь на трение; обеспечение оптимальных температурных режимов работы соединений и агрегатов, а также надежной смазки трущихся поверхностей; создание эффективных устройств очистки воздуха, топлива и масел; резервирование отдельных составных частей машин и др.
Основными технологическими направлениями повышения надежности являются: обеспечение необходимой точности изготовления деталей; обеспечение оптимального качества рабочих поверхностей (шероховатость, волнистость и др.); повышение износостойкости, статической и циклической прочности деталей термической обработкой; упрочнение деталей химико-термической обработкой (цементация, азотирование и др.): упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием (обкатка или раскатка шариками и роликами, алмазное выглаживание, чеканка, дробеструйная обработка); нанесение на рабочие поверхности деталей машин износостойких покрытий (наплавка твердых сплавов, нанесение хромовых покрытий гальваническим методом и др.); установка втулок, колец и вставок из износостойких материалов; проведение искусственного старения чугунных деталей (блоки цилиндров, головки цилиндров, корпуса задних мостов и коробок передач); статическая и динамическая балансировка деталей и сборочных единиц; повышение точности сборки и качества окраски агрегатов и машин в целом.
К числу эксплуатационных факторов, значительным образом влияющих на надежность и долговечность машин, относятся следующие:cоблюдение требований по вводу машины в эксплуатацию; создании благоприятных условий функционирования машин (рациональной интенсивности загрузки, оптимальных кинематического и динамического режимов, высокой эффективности действия рабочих органов); передовой культуре обслуживания оборудования профессионально квалифицированным персоналом; организации действенного контроля за техническим состоянием оборудования; планомерном проведении профилактических и восстановительных ремонтов.