книги / Методы обеспечения надежности изделий машиностроения

удалить. Подготовив изделие к техническому обслуживанию, выполняют следующие работы. Проводят внешний осмотр изде­ лия, узлов, механизмов, аппаратов, и в случае появления кор­ розии на поверхности ее требуется удалить. Внешнему осмотру подвергают всю аппаратуру, размещенную на изделии, — про­ веряют целостность стекол контрольно-измерительных приборов, ламп, транспарантов, отсутствие повреждений антикоррозион­ ных покрытий, изломов, порезов, потертостей и надрывов ка­ белей. Сборочные единицы и детали не должны иметь повреж­ дений. Болты и гайки должны быть затянуты и надежно засто­ порены. В местах соединения трубопроводов через уплотнения штуцеров и редукторов гидросистемы не должно быть утечки рабочей жидкости. При обнаружении утечки выяснить ее причину и устранить течь.

Проверить уровень масла в гидравлической системе и в слу­ чае его уменьшения долить до необходимого уровня, опреде­ лить целостность и состояние резиновых уплотнений. Резиновые детали не должны иметь повреждений, а на их поверхностях не должно быть случайно попавшей смазки. Резиновые детали, пораженные плесенью и микроорганизмами, протереть и промыть теплой водой, затем продезинфицировать 1—2%-ным раствором формалина.

Проверить состояние и надежность крепления всего обору­ дования изделия визуально и опробованием отдельных узлов крепления, при этом следует обратить внимание на замки фик­ саторов, которые должны открываться без заедания и фикси­ роваться в закрытом положении; болты и гайки должны быть затянуты, стопорные шайбы не должны иметь следов проворачи­ вания болтов (гаек); крепежные кронштейны (лапки) прибо­ ров, корпусов, отдельных сборочных единиц, панелей, щитов не должны иметь трещин и остаточных деформаций; винты с по­ тайными головками должны иметь кернение в шлиц; отогнутые части стопорных шайб должны плотно прилегать к граням гаек; а отогнутый ус — входить в отверстие; шплинты не должны иметь повреждений, а концы их должны быть разведены; крепежная проволока не должна иметь порывов и слабины, а поломанные стопорные шайбы, штифты, шплинты, фиксаторы и другие кре­ пежные детали должны быть заменены.

Провести осмотр состояния и надежности крепления кабель­ ных коммуникаций по всему изделию в доступных местах без демонтажа коммуникаций, механизмов и кожухов. Кабели не должны иметь потертостей и других механических повреждений. Штепсельные разъемы должны быть соединены, закреплены и застопорены проволокой, а отдельные наиболее ответствен­ ные опломбированы.

Промыть фильтроэлементы гидравлической системы, про­ дуть сжатым воздухом под давлением, просушить и установить

211

их на штатное место, заменить смазку в подшипниках электро­ двигателей, если это требуется по документации.

Удалить коррозию с наружных поверхностей изделия, его сборочных единиц и деталей. При обнаружении следов корро­ зи и на наружных поверхностях очистить пораженную поверх­ ность и нанести смазку, нерабочие поверхности со следами кор­ розии слегка обработать металлическими щетками и зачистить шлифовальной шкуркой. После очистки протереть бензином и сухой ветошью с выдержкой на воздухе в течение 10—15 мин

и подкрасить.

После заправки рабочих жидкостей выполнить проверку на функционирование узлов, механизмов и систем. Проверить наработку комплектующих изделий, указанных в формуляре, с ограниченным сроком службы, подлежащих обязательной за­ мене, и в случае необходимости заменить их. Годовой регламент проводят в соответствии с инструкцией по регламенту.

Трехгодовой регламент полностью включает все работы, перечисленные в годовом регламенте, и, кроме того, добавля­ ются следующие проверки. Осуществляют демонтаж отдельных узлов, механизмов и систем и подвергают их всесторонней про­ верке на фактическое техническое состояние по контролируе­ мым параметрам. Проверяют износ трущихся поверхностей, пополняют смазочные рабочие жидкости, измеряют регулируе­ мые зазоры и в случае их отклонения от нормы проводят их под­ регулирование. Так, например, при регламенте стартер-генера­ тора необходимо заменить смазку в подшипниковых узлах, ос­ мотреть щеточно-коллекторный узел, проверить износ щеток, легкость их перемещения в гнездах щеткодержателей, проверить наличие зазора. В случае износа щеток последние заменить.

При трехгодовом регламенте в обязательном порядке заме­ няют или очищают от грязи все фильтрующие элементы в гид­ равлической системе, пополняют смазку в домкратах. При на­ личии на изделиях нагревательно-холодильных установок про­ веряют плотность подсоединения манометров галогенным течеискателем, а также плотность разъемных соединений всасываю­ щего и нагнетательного вентилей и плотность хладоновых разъем­ ных и паяных соединений. При обнаружении утечек по сварным и паяным соединениям их устраняют методом ремонта или за­ меной установки. В случае обнаружения утечки в разъемных соединениях и вентилях заменить прокладки, сальники или, по •возможности, устранить подтяжкой накидных гаек. После устра­ нения неисправностей проверить на функционирование все си­ стемы и в случае необходимости выполнить подрегулирование. После проведения проверок демонтированных узлов, механизмов и систем приступают к монтажу .их на изделие. Затем в составе изделия вновь проводят проверку узлов, механизмов и систем на функционирование. Проверить наработку комплектующих эле­

2 1 2

ментов, указанных в формуляре, с ограниченным сроком служ­ бы, подлежащих обязательной замене или переосвидетельство­ ванию, и при необходимости выполнить замену. Весь комплекс перечисленных работ должен быть отражен в эксплуатационной документации и строго выполняться эксплуатирующей организа­ цией.

Проверка технического состояния изделия в процессе про­ ведения регламентов позволяет выявить и устранить все неис­ правности и тем самым обеспечить работоспособное состояние изделия.

8.3. ВЛИЯНИЕ ВСТРОЕННЫХ СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ НА НАДЕЖНОСТЬ ИЗДЕЛИЯ

С целью обеспечения надежности изделия в процессе эксплуатации в ее конструкции предусматриваются встроенные средства контроля проверки работоспособности отдельных узлов, механизмов, систем, блоков и т. п. Одновременно необходимо при проектировании помнить о том, что встроенные диагности­ ческие средства, с одной стороны, помогают быстро выявить причину неисправности или неисправный узел, а с другой сто­ роны, сами встроенные средства являются источниками отказов. Поэтому при проектировании необходимо определить оптималь­ ное число диагностических средств. Прежде всего их целесооб­ разно применять в сложных системах, блоках, внутренняя струк­ тура которых представляет собой соединение в виде отдельных каналов, разъемных плат и т. д,, которые сравнительно легко восстанавливаются их заменой.

Диагностические средства контроля позволяют проводить опросный контроль исправности основных систем и узлов изде­ лия. О состоянии проверяемых узлов, блоков, систем, каналов, плат и других элементов изделия информация поступает в виде кодов или высвечивается транспарант на пульте. По шифру кода можно определить неисправность с точностью до отдель­ ного узла, блока, канала или детали. Кроме узлов, блоков, си­ стем, подвергающихся периодическому опросу, на изделии пре­ дусматривается также непрерывный контроль параметров, вли­ яющих на безопасность работы. Непрерывный контроль пара­ метров обеспечивает надежность изделия и предотвращает ава­ рийную ситуацию своевременной заменой отказавших блоков, узлов, каналов, плат, элементов.

О работоспособности непрерывно контролируемых парамет­ ров информация выдается в виде высвечивающихся транспаран­ тов на пульте оператора либо в виде указателя (стрелки) с под­ светкой на шкале прибора. Так, например, ведется непрерывный контроль температурного режима, давления масла любого двига­ теля внутреннего сгорания и т. п. Непрерывный контроль па-

213

8.1. Оценка классификационных признаков составных частей изделия для выбора номенклатуры ЗИПа

Методика расчета номенклатуры ЗИПа состоит в следующем: определяют математическое ожидание числа замен составных

частей за время эксплуатации по формуле

где N — число изделий, на которое рассчитывают ЗИП, п — число составных частей данного типа на одном изделии; к — интен­ сивность отказов составных частей этого типа; Тэ — время эксплу­ атации, на которое рассчитывают ЗИП;

вычисляют затраты, связанные с заменой составных частей:

216

Находят математическое ожидание времени восстановления одного изделия в часах за время Эксплуатации в результате замены составных частей:

где U — время восстановления изделия путем замены составной части.

По результатам расчета сравнивают величины Съ и Тв, после чего принимают решение о включении составной части в номен­ клатуру ЗИПа.

8.5. ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЧИСЛЕННОГО СОСТАВА ЗИПа

Число запасных частей имеет большое значение для обеспечения работоспособности изделия. Научный подход к опре­ делению численного состава ЗИПа позволяет обеспечить надеж­ ность изделия в процессе эксплуатации. Если в состав ЗИПа по документации заложено мало запасных частей, а в них есть потребность, то это приводит к невыполнению изделием постав­ ленной задачи. С другой стороны, если в документации зало­ жено слишком большое число запасных частей, то это приводит к излишним затратам, к залеживанию дефицитных материалов на складах в течение длительного времени.

Наиболее простой способ определения потребности в запас­ ных частях — это деление заданного срока службы на нара­ ботку на отказ, что позволяет найти требуемое среднее число запасных частей. Однако само по себе среднее значение не всегда оказывается правильным, поскольку существует опреде­ ленная вероятность того, что в течение какого-то конкретного периода времени может потребоваться больше запасных частей, чем рассчитанное среднее число запасных частей, поэтому не­ обходимо пользоваться более точными методами расчета.

Один из таких математических методов — метод, основан­ ный на использовании доверительных интервалов. Приближен­ ная формула расчета числа запасных частей

рительной вероятности у, которая обычно принимается в преде­ лах 0,9—0,99.

Пример 8.1. В состав изделия входит пять блоков защиты и десять микропереключателей одинакового типа. Из справоч­ ных данных известно, что блок защиты имеет интенсивность отказов Л.1 = 1,5• 10—3 ч_ | , интенсивность отказов микропереклю­

217

Используя (8.4) для доверительной вероятности у = 0,9 и квантили иу= 1,28, получим

т{ = \ Тэ + иул!кТэ = 5,85 + 1,28л/5,85 = 8,9 шт.

Таким образом, для одного блока необходимо предусмот­ реть запас в 9 шт. и, соответственно, для пяти блоков----- 45 шт.

Аналогично для микропереключателей получим

т2 = ^Тэ + иу~Ф^Тэ = 0,468 + 1,28лД),468 = 1,3 Шт.

Следовательно, запас для каждого микропереключателя со­ ставляет 1 шт.,* но так как на изделии установлено десять микро­ переключателей, то запасных микропереключателей предусмат­ ривают 10 шт.

Текущие резервы определяют подобным же образом. В этом случае для 22-х рабочих дней общее время работы изделия со­

Это означает, что для каждого блока защиты следует пред­ усмотреть в качестве резерва по 1,4 шт. на один месяц или всего 5-1,4 = 7 шт.;

т2 = ЪТ + иул/)^Т = 0,0396 + 1,2870,0396 = 0,3.

218

Общее число текущего резерва микропереключателей на один месяц составит 10-0,3 = 3 шт.

Приближенное уравнение (8.4) позволяет достаточно точно провести расчет для большинства практических случаев.

8.6. УТОЧНЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЧИСЛЕННОГО СОСТАВА ЗИПа

Этот метод основывается на определении математи­ ческого ожидания числа запасных частей с учетом заданной вероятности, а также с учетом текущего расхода и несжимае­ мого запаса. Определим численный состав запасных частей для трех видов ЗИПа: одиночного, группового и ремонтного. Для сложных изделий каждый простой в процессе эксплуатации приводит к значительным материальным затратам, поэтому не­ обходимо своевременно восстановить изделие, чтобы существен­ но сократить затраты на его ремонт. С этой целью определяют не только среднее число запасных частей на заданный период эксплуатации, но и норму неснижаемого запаса. В этом случае число запасных частей для группового и ремонтного ЗИПов определяют как сумму нормы текущего расхода и нормы несни­ жаемого запаса по выражениям вида

расхода запасных частей за время, на которое рассчитан их запас, а норма неснижаемого запаса т нз — по математическому ожиданию расхода за время /сз удовлетворения срочного заказа на пополнение ЗИПа.

Математическое ожидание замены запасных частей для оди­ ночного, группового и ремонтного ЗИПов определяют по фор­

где п — число элементов на одном изделии; X — интенсивность отказов элемента; Гзип_0 — время, на которое рассчитывается одиночный ЗИП.

219

Математическое ожидание для расчета группового ЗИП-Г определяют по формуле

где /Узип г — число изделий, на которые рассчитывается ЗИП-Г;

^зип-г — время, на которое рассчитывается ЗИП-Г Математическое ожидание замены запасных частей для за­

мены ремонтного ЗИП-P находят из выражения

где Л^зип р — число изделий, на которые рассчитывают ЗИП-Р; Т'зип-Р — время, на которое рассчитывается ремонтный ЗИП-Р.

При расчете математического ожидания численного состава ЗИПа в формулах (8.9) — (8.11) необходимо выполнить следую­ щие преобразования:

Тзип» *тР— время транспортирования элемента в составе изделия за период Гзип; tx? — время хранения элемента в составе изделия

за период Гзип.

Математическое ожидание неснижаемого запаса для груп­ пового и ремонтного комплексов ЗИПов определяют из соот­

где /с.з.г, ^с.з.р — время, в течение которого удовлетворяется сроч­ ная заявка на пополнение комплекта группового или ремонт­ ного ЗИПа.

С учетом достоверности обеспечения работоспособности изделия математическое ожидание числа запасных частей для текущего расхода вычисляют по формуле

где иу — квантиль нормального распределения берется из табл. 1 приложения; у — доверительная вероятность; азип_г, азип-р) — математическое ожидание числа запасных частей соот­ ветствующих ЗИПов.

220

Аналогичные формулы используются при определении мате­ матического ожидания числа запасных частей для несжимае­ мого запаса с заданной доверительной вероятностью

(8.16)

где ан.3(ан.з.г, Ян.з.р) — математическое ожидание неснижаемого запаса соответственно для группового и ремонтного ЗИПов.

Пример 8.2. Определить число диодов типа 2Д106, которое необходимо предусмотреть в ЗИП-О, ЗИП-Г, ЗИП-P при сле­ дующих исходных данных: Мзипг = 20 — число приборов в груп­

+ (8760 - 52-80)3-2-10-8] = 25.

Найдем число запасных диодов для срочного пополнения ЗИП-Г

где 4 — число недель в месяце.

3. Определим математическое ожидание числа запасных диодов для ремонтного ЗИП-Р:

221

азип-р — я^зип-р ^"з и п - р (\> “Ь ^хр) — 5*50 [2-52-80-2-10 +

+ (8760 — 52-80)2-2-10~8] = 41,5.

Найдем число запасных диодов для срочного пополнения ЗИП-Р:

а„,.Р= «А^зип.р (К + К Р) = 5-50[4-80-2-10"5 +

+ (720 - 4-80)2.10~8] = 1,6.

Суммарное число запасных частей с учетом срочности попол­ нения равно

8.7. ОБЕСПЕЧЕН НЕНАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЙ С ПОМОЩЬЮ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ЖИДКИХ КОНСЕРВАЦИОННЫХ СМАЗОК. МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ

Консервационные смазки предназначены для защиты деталей и сборочных единиц, находящихся в комплектах ЗИПов, а также для изделий, находящихся на временном хранении. Состав жидких консервационных смазок очень сложен. Трудность выяснения механизма действия этих смазок объясняется не только большим числом входящих в них компонентов, но и ря­ дом явлений, оказывающих большое влияние на механизм дейст­ вия смазки (например, адгезия и др.).

Для консервации широко применяют смазку К-17, которая обладает хорошими защитными свойствами. Ее применяют для защиты изделий, изготовленных из различных металлов и пласт­ масс. Высокие защитные свойства этой смазки объясняются прочностью гидрофобной пленки, создаваемой на поверхности металла, которая служит механическим барьером, препятствую­ щим проникновению коррозионно-активных агентов на поверх­ ность металла. Главную роль в создании прочной гидрофоб­ ной пленки играют поверхностно-активные вещества (например, окисленный петролатум), входящие в состав смазки. Свойство окисленного петролатума, имеющего в своем составе эфиры и кислоты, позволяет повысить способность смазок адсорбиро­ ваться по отношению к металлу и тем самым улучшить их за­ щитные качества.

Окисленный петролатум — продукт окисления отходов, полу­ ченных при депарафинизации остаточных масел. Наличие окис­ ленного петролатума в жидкой смазке обеспечивает защиту от коррозии чугуна и нелегированных сталей, а присадки ЦИАТИМ-339, ПМС-Я более эффективны для защиты цветных металлов. Защитные пленки на поверхности стальных деталей

2 2 2