Строительные машины и оборудование, справочник





Изменение технического состояния ПТМ по времени

Категория:
   Портовые подъемно-транспортные машины


Изменение технического состояния ПТМ по времени

При работе ПТМ в их механизмах и узлах происходят сложные физические и химические процессы, являющиеся следствием воздействия на машину различных видов энергии. Среди этих процессов одни являются необходимыми или полезными, так как обеспечивают возможность выполнения машиной заданных функций (например, действие сил трения в паре тормозной шкив—обкладка), другие — нежелательными или вредными, так как приводят к ухудшению начальных параметров деталей, узлов и машины в целом (например, действие сил трения в подшипниках, старение материалов и др.).

Вредные процессы, протекающие в подъемно-транспортной машине, зависят от трех видов энергии: механической, тепловой и химической.

Механическая энергия является результатом действия на элементы машины сил, возникающих при подъеме и перемещении труза, а также статических и динамических нагрузок от взаимодействия с внешней средой. Механическая энергия в машине может возникнуть и в результате перераспределения внутренних остаточных напряжений, имевшихся в деталях после изготов-.ления.



Тепловая энергия возникает при работе двигателей, приводных механизмов, тормозных и гидравлических устройств, электрооборудования, а также из окружающей среды.

Химическая энергия появляется в результате действия на элементы машины влаги, кислот и щелочей, содержащихся в воздухе и смазочных материалах, а также действия агрессивных составляющих перегружаемого груза (например, химических грузов,, соли и др.).

Действие перечисленных видов энергии на ПТМ можно представить как совокупность факторов внешней среды; внутренних факторов, связанных с рабочими процессами в машине, и эксплуатационных.

К факторам внешней среды относят климатические и запыленность зоны работы машины. Климатические факторы отражают влияние температуры окружающего воздуха и ее колебаний, относительной влажности воздуха, скорости ветра, туманов, метелей, пыльных бурь в зоне эксплуатации машин. Степень совместного воздействия климатических факторов на машину оценивают технической жесткостью холодного или жаркого климата.

На техническое состояние ПТМ речных портов значительно влияет техническая жесткость холодного климата и в первую очередь такие его факторы, как низкая температура, ветер и влажность.

Низкая температура воздуха особенно способствует увеличению частоты отказов металлических конструкций машин и металлических изделий в соответствии с природой хладоломкости металлов. Нехладостойкие металлы становятся особенно чувствительными к динамическим нагрузкам и концентраторам напряжений. С понижением температуры резко увеличивается вязкость смазочных материалов и затрудняется их доступ в узлы трения, что приводит к увеличению интенсивности изнашивания трущихся поверхностей.

Ветер динамически воздействует на элементы машин и вызывает большие напряжения, которые могут доходить до критических при совпадении частоты пульсации ветра с частотой собственных колебаний этих элементов.

При влажности воздуха выше 70% возникает атмосферная коррозия металлов, а попадание окислов в узлы трения интенсифицирует механическое изнашивание. Влага снижает сопротивление и электрическую прочность изоляции электрооборудования машин, что может вызвать и ее пробой. Попадание влаги в смазочные материалы и рабочие жидкости ухудшает их физико-механические свойства, что приводит к увеличению скорости изнашивания контактирующих поверхностей.

Запыленность как фактор внешней среды определяют геологические и климатические условия в зоне эксплуатации машин и характеризуется наличием в атмосферном воздухе частиц пыли.. Проникая в смазываемые узлы (подшипники, редукторы и др.), пыль загрязняет смазочный материал, снижает его свойства. Кроме того, твердые частицы пыли вызывают или увеличивают абразивное изнашивание трущихся поверхностей. Осаждаясь на нагревающихся при работе узлах машин (электродвигателях, тормоз-лых устройствах и др.), пыль уменьшает теплоотдачу и снижает их сроки службы. Пыль нередко приводит и к коротким замыканиям в объектах электрооборудования машин.

Внутренние факторы составляют силы трения и силы молекулярного взаимодействия соприкасающихся поверхностей, а также остаточные напряжения в деталях. Силы трения и силы молекулярного взаимодействия, вызывающие изнашивание деталей машин, рассмотрены в гл. 3.

К эксплуатационным факторам относят перегрузки деталей (узлов) машины, вызванные низкой квалификацией оператора (крановщика, водителя и т. п.), нарушением ПТЭ, случайными ударами о другие машины или препятствия, а также запыленность рабочей зоны машины, возникающую при перегрузке пылящих грузов. Концентрация твердых частиц в воздухе рабочей зоны, а соответственно и их влияние на техническое состояние деталей (узлов) машины могут быть весьма значительными. Пы-ление груза существенно зависит от климатических условий: при сухой и ветреной погоде оно, естественно, выше, чем при высокой влажности воздуха и безветрии.

Вредные процессы могут быть обратимыми и необратимыми. Обратимые процессы временно /изменяют параметры деталей, узлов под воздействием нагрузок или внешней среды. После прекращения действия возмущений деталь (узел) возвращается в первоначальное состояние (например, упругие и тепловые деформации изделий). Необратимые процессы прогрессивно снижают технические характеристики деталей, узлов и машины в целом с течением времени. К таким процессам относят изнашивание, усталость, коррозию, перераспределение внутренних напряжений и коробление деталей с течением времени.

По скорости протекания различают вредные быстропротекаю-щие процессы, процессы средней скорости и медленные.

Быстропротекающие процессы — это обратимые процессы, длящиеся доли секунды в пределах цикла работы машины (вибрации узлов, колебания рабочих нагрузок, изменения сил трения в подвижных соединениях и другие процессы, возникающие периодически в каждом цикле).

Процессы средней скорости длятся минуты или часы и приводят к монотонному изменению начальных параметров машины. К ним относят как обратимые процессы (например, изменение температуры двигателя внутреннего сгорания), так и необратимые (например, изменение интенсивности изнашивания деталей двигателя в период запуска, особенно при низких температурах).

Медленные процессы — это необратимые процессы, которые длятся дни и месяцы между периодическими осмотрами или ремонтами машины (изнашивание большинства деталей и узлов машины, перераспределение внутренних напряжений в деталях, коррозия, ползучесть и усталость металлов, загрязнение поверхностей трения и другие необратимые процессы).

Таким образом, необратимые вредные процессы при содейст-ии обратимых процессов приводят к необратимому изменению (снижению) свойств или технического состояния деталей, узлов. и машины в целом. Необратимое изменение свойств или состояния материала изделия в результате действия различных факторов называют процессом старения. Изучение процессов старения позволяет оценить изменение работоспособности и технического состояния машины в процессе эксплуатации.

В теории старения машин введено понятие годности, под которым^ следует понимать обобщенную характеристику служебных свойств машины, отражающую ее техническое состояние и способность выполнять заданные функции в течение срока службы до списания. Годность отражает фактическую степень старения машины, ее потенциальные возможности выполнять перегрузочные работы. В любой момент времени годность машины определяют как сумму годности составляющих ее деталей и узлов, соответствующим образом соединенных между собой. Условно машину делят на конструктивные, и неконструктивные элементы.

Конструктивные элементы — это все отдельные детали, независимо от их назначения, материала, массы, размеров и формы (рамы, валы, барабаны, подшипники, болты и все другие физические отделимые изделия). Конструктивные элементы, как и все реальные детали, могут быть восстанавливаемыми (ремонтопригодными) и невосстанавливаемыми (неремонтопригодными).

Неконструктивные элементы — это определенные факторы,, обеспечивающие необходимую связь конструктивных элементов машины и их нормальное функционирование. К ним относят сборку, регулирование, смазывание, окрашивание и другие работы указанного назначения, т. е. работы по техническому обслуживанию и ремонту.

Рис. 1. Изменение годности машины и ее элементов во времени: а — конструктивных группы 1; б — конструктивных группы 2 и неконструктивных группы 1: в — конструктивных группы 3 и неконструктивных группы 2; г — неконструктивны* группы 3; д — суммарный граф изменения годности машины; е — шкала периодичностей восстановительных работ

Например, пусть для шеек нового коленчатого вала предусмотрено 3 ремонтных размера, и значит, его ремонтопригодность в начальный момент времени равна трем условным единицам, после первого ремонта двум, а после третьего — соответственно нулю, так как больше вал восстановлению не подлежит и после выработки ресурса работоспособности (расхода активной составляющей годности) должен быть заменен.

При соединении конструктивных элементов группы 2 с элементами группы 1 выполнены необходимые работы по сборке, регулированию, смазыванию, окрашиванию, составляющие группу 1 неконструктивных элементов. Объем или стоимость этих работ примем за начальную годность G] неконструктивных элементов группы 1. Так как конструктивные элементы группы 2 ремонтируют один раз, то и неконструктивные элементы группы 1 будут возобновляться за срок службы машины один раз.

Сложив годности конструктивных и неконструктивных элементов по всем группам, получим суммарный график изменения годности машины (рис. 1, д), по которому в любой момент времени можно определить существующую и остаточную годность машины и составляющих ее элементов. Этот график дает наглядное представление о динамике изменения годности машины в течение срока ее службы, позволяет определить характеристики составляющих ее конструктивных и неконструктивных элементов. График позволяет также установить периодичность и объемы восстановительных работ, представленных на рис. 1, е в виде соответствующей шкалы. На протяжении срока службы машины выполняют следующие виды восстановительных работ: А — восстановление годности неконструктивных элементов группы 3, выполняемое с периодичностью tь- Б —восстановление годности конструктивных элементов группы 3 и годности неконструктивных элементов групп 2 и 3, выполняемое с периодичностью t2; В — восстановление годности конструктивных элементов группы 3, частичное восстановление годности конструктивных элементов группы 2 и восстановление годности неконструктивных элементов всех групп, выполняемые с периодичностью. Если принять, что конструктивные элементы группы 1 тоже восстанавливаемые, то появится еще 1 вид работ Г — восстановление годности всех элементов или полное восстановление машины, выполняемое с периодичностью Тсл = = 4f2. После этого вида восстановительных работ жизнь машиньг начинается как бы сначала. Изменение годности машины будет происходить точно так же, как и на предыдущем этапе ее эксплуатации, т. е. в этом случае мы имеем дело с идеальной машиной» у всех элементов которой неизменные и кратные сроки службы, а годность этих элементов в установленные сроки восстанавливают полностью. Срок службы до списания такой машины бесконечен.

Так как восстановление годности неконструктивных элементов идентично техническому обслуживанию, а восстановление годности конструктивных элементов — соответственно ремонту, указанные выше виды работ можно представить в терминах ТЭ: А — техническое обслуживание; Б — ремонт вида 1; В — ремонт вида 2; Г — ремонт вида 3. Объем и номенклатура каждого вида работ видны из графика изменения годности машины.

Читать далее:

Категория: - Портовые подъемно-транспортные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины