Факторы, определяющие ремонтопригодность машин

Уровень ремонтопригодности предусматривается при проектировании, обеспечивается при изготовлении машины и поддерживается в эксплуатации. Он зависит от конструктивных, производственно-технологических и эксплуатационных факторов, влияющих на уровень ремонтопригодности, который обусловливается назначением и конструкторско-технологическими особенностями машины, условиями технической эксплуатации. Всю совокупность факторов можно разделить на две группы:

• 1) определяющие ремонтопригодность конструкций, как свойство машины;
• 2) характеризующие условия проявления этого свойства.

По возможностям оценки их можно подразделить на количественные и качественные и выделить управляемые и неуправляемые факторы. Управляемые факторы должны устанавливаться с учетом минимальных издержек на изготовление и использование машины, а неуправляемые — при эксплуатации.

На рис. 9.1 представлена классификация факторов, определяющих ремонтопригодность.

Блочность — конструктивно обеспеченная возможность разборки машины на узлы и агрегаты, автономные по потребностям технического обслуживания и ремонта (ТОР).

Рис. 9.1. Классификация факторов, определяющих ремонтопригодность машины.

Контролепригодность — приспособленность машины к контролю технического состояния при изготовлении, эксплуатации, диагностике и ремонте. Она характеризуется наличием встроенных средств для контроля технического состояния, режимов работы, унифицированных устройств, удобных для подключения внешних средств контроля диагностической аппаратуры и возможностями контроля параметров, предусмотренных эксплуатационной и ремонтной документацией на машину без демонтажа.

Доступность — свойство машины, обеспечивающее возможность воздействия на ее узлы и агрегаты при эксплуатации и ТОР с использованием необходимого инструмента и с учетом требований эргономики. Она характеризуется возможностью применения средств механизации и автоматизации при ТОР; выполнения ТОР отдельных узлов и агрегатов без демонтажа; одновременного проведения большего количества операций и рационального размещения объектов для внешних диагностических средств. Места обслуживания по доступности можно классифицировать на пять типов:

• 1. Доступны со всех сторон.
• 2. Для обеспечения доступности необходимо переместить детали машины или узлов.
• 3. Доступность обслуживания ограничена.
• 4. Доступны лишь после частичкой разборки узла.
• 5. Доступны лишь после снятия и разборки сборочных единиц.

Места обслуживания первого типа не нуждаются в выполнении вспомогательных работ, а места пятого типа требуют выполнения значительного объема работ. Существенное влияние на производительность труда при ТОР машин оказывает ограниченность доступа инструмента к узлам и агрегатам. Например, ограничение возможности поворота ключа до 60° снижает производительность труда в 5—6 раз. Конструкция многих резьбовых соединений машин такова, что отвинчивание гайки невозможно без удержания головки болта вторым ключом. В результате операция не всегда может быть выполнена одним исполнителем. В некоторых конструкциях машин не учитывается доступность к головкам резьбовых деталей, что вызывает необходимость изготовления специальных ключей, увеличивает количество применяемого инструмента и трудоемкость разборочно-сборочных работ.

Легкосъемностъ характеризуется приспособленностью машины к монтажу и демонтажу узлов и агрегатов при изготовлении, эксплуатации и ремонте, рациональной расчлененностью узлов и агрегатов и применением блочного принципа компоновки машины. Конструктивная законченность и легкая отделяемость узлов и агрегатов позволяют сократить продолжительность устранения последствий отказов, использовать агрегатный метод ремонта с внедрением обменного фонда. Легкосъемность машины определяется использованием рациональных способов крепления и соединения узлов и агрегатов; применением таких способов крепления, которые исключают необходимость применения локальных нагревов, больших усилий и ударов, сложной технологической оснастки и одновременного применение двух и более инструментов. Легкосъемность узлов и агрегатов характеризуется наличием элементов стыковки и крепления, имеющих повышенную износостойкость и коррозионную стойкость, наличием демонтажной базы для деталей с прессовыми посадками и приспособлений (захваты, рым-болты, проушины), облегчающих снятие и установку узлов, имеющих большую массу.

Взаимозаменяемость обеспечивает при изготовлении, эксплуатации и ремонте машины возможность замены ее узлов и агрегатов узлами и агрегатами без выполнения подгоночных работ. Взаимозаменяемость узлов и агрегатов машины определяется применением блочных конструкций с одинаковыми геометрическими размерами, посадками и другими характеристиками. Увеличение типоразмеров резьбы, отверстий, шлицев, шпоночных пазов, других элементов и геометрических размеров деталей вызывает необходимость применения большого количества инструментов, приспособлений, оборудования и в результате снижает ремонтопригодность. Разнообразие крепежных деталей, применяемых на машинах, приводит к значительным затратам времени на подбор необходимого инструмента и крепежа. Между тем во многих случаях такое разнообразие типов крепежных деталей не обусловливается условиями работы соединяемых деталей. Объем работ при разборке, сборке подвижных и неподвижных соединений предопределяет такой фактор, как необходимость подгонки сопряженных поверхностей подвижных соединений, чаще всего соединений типа «подшипниковая втулка-вал». Обычно втулки, изготовленные из бронзы, чугуна, пластмасс и металлокерамики, требуют подгонки по внутреннему диаметру. Чем больше таких соединений, тем ниже ремонтопригодность (при прочих равных условиях). Взаимозаменяемость узлов и агрегатов достигается ограничением количества сопряжений, не подлежащих обезличиванию и требующих селективной подборки деталей. Наличие в машине спаренных и полностью невзаимозаменяемых сопряжений усложняет процессы разборки, дефектации и комплектации деталей. Отказ одной из таких деталей вызывает необходимость замены другой, сопряженной с нею детали, что приводит к увеличению расхода запасных частей, ограничивает применение поточного метода ремонта. Увеличение числа деталей, требующих селективной подборки по размерным и весовым группам, осложняет ремонт, повышает затраты труда при комплектации и сборке. Поэтому количество таких деталей должно быть минимальным, а селективный подбор и комплектация должны проводиться на заводе-изготовителе. Необходимость послесборочного регулирования сопряжений снижает уровень взаимозаменяемости. Чем больше сопряжений и механизмов, требующих послесборочной регулировки, тем выше удельная трудоемкость ремонта. Необходимость в специальных приспособлениях при регулировании является существенным конструктивным недостатком машины.

Стандартизация и унификация определяются уровнем применения широко используемых одинаковых деталей, стыковочных узлов, разъемов подсоединения средств технического диагностирования, шлангов, элементов электрооборудования и инструмента. Увеличение унифицированных и нормализованных деталей в машине позволяет внедрить методы поточно-массового производства и снизить трудоемкость всех видов ТОР, кроме того позволяет сократить сроки проектирования, изготовления и доводки, применить типовые процессы, оснастку, действующее ремонтно-технологическое оборудование и инструмент. Чем шире используются стандартные и унифицированные средства, тем выше ремонтопригодность при прочих равных условиях.

Восстанавливаемость характеризуется приспособленностью машины к возобновлению работоспособности до номинального или заданного уровня. Сложные и дорогостоящие корпусные детали машины должны оснащаться легкосъемными деталями в местах, подвергающихся интенсивному изнашиванию, что существенно влияет на уровень ремонтопригодности. На вспомогательных деталях, например, стопорных кольцах, должна предусматриваться демонтажная база, позволяющая быстро и без затруднений извлекать кольцо из канавки.

Некратность ресурсов деталей в узлах и агрегатах усложняет систему ТОР, что приводит к недоиспользованию ресурсов деталей, вызывает необходимость замены недолговечных элементов в межремонтные периоды и увеличивает издержки.

Восстанавливаемость деталей характеризуется возможностью повторного их применения. Так, конструкция некоторых деталей позволяет повторно использовать их путем перевертывания на 180° или перестановки. Детали должны иметь запас металла на изнашиваемой части, что позволяет проводить восстановление с минимальными издержками.

Основное время разборочно-сборочных работ затрачивается на разборку и сборку резьбовых соединений, подшипниковых узлов, прессовых соединений и на выполнение подгоночных операций. На трудоемкость разборки резьбовых соединений существенно влияет коррозия резьбы.

При ремонте машины многие ее детали подвергаются восстановлению с выполнением различных видов обработки. Это обусловливает необходимость наличия технологических баз или специально обработанных поверхностей, обеспечивающих жесткость и удобство установки таких деталей.

На восстанавливаемость машины существенно влияют такие детали, конструкция которых после восстановления не обеспечивает требуемый запас прочности, не позволяет сохранить размерную цепь, требует внедрения сложной термообработки, применения специального оборудования и приспособлений.

У отдельных машин имеются соединения, в процессе эксплуатации которых наблюдается ступенчатый характер износа и надежная разбираемость которых в условиях измененной геометрии сопрягаемых деталей не обеспечивается конструкцией. Это вызывает необходимость применения специального оборудования, приспособлений и инструмента, увеличивает трудоемкость ремонта.

Восстанавливаемость зависит и от приспособленности деталей к мойке. Недостаточная доступность моющих средств к местам загрязнений снижает межремонтный ресурс машины.

Восстанавливаемость машины в целом определяется возможностью применения типовых технологических процессов ТОР и восстановления. Величина ремонтопригодности снижается из-за деталей, ресурсы которых меньше ресурса узлов и агрегатов. Количество таких недолговечных деталей должно быть минимальным, а их замена должна проводиться без дополнительных разборочно-сборочных работ, с небольшими трудовыми затратами.

Преемственность характеризует степень сходства новой машины с предшествующей однотипной машиной: 1) по конструктивным признакам; 2) по ТОР; 3) по инструменту. Основу преемственности машины составляет уровень унификации ее узлов и агрегатов.

Преемственность технологических процессов ТОР машины определяется возможностью применения типовых процессов ТОР и технологических процессов восстановления деталей.

Монтажепригодность определяет приспособленность машины к монтажу на месте применения у потребителя и характеризуется следующими параметрами:

• 1) уровнем сборности узлов и агрегатов и машины в целом;
• 2) укомплектованностью средствами техники безопасности;
• 3) завершенностью обкатки собранной машины;
• 4) полнотой применения принципов блочности;
• 5) ограничением числа подгоночных и доводочных работ при монтаже и сборке машины;
• 6) ограничением типоразмера применяемых крепежных деталей и инструмента.

Эргономичность машины характеризуется удобством выполнения операций в процессе ее эксплуатации, например положением исполнителя при выполнении технологических операций и технического обслуживания.

Регулируемость — конструктивно обеспеченная возможность доведения технико-экономических параметров машины при их отклонениях, ее узлов и агрегатов до требований нормативных технических условий эксплуатации путем различных (автоматических, механических, гидравлических) компенсирующих устройств и элементов.

Смазываемостъ — конструктивно обеспеченная возможность поддержания узлов трения машины в смазывающей среде с наименьшими затратами труда, времени и материалов. Достигается это следующим путем:

• 1) применения подшипников с одноразовой смазкой;
• 2) применением специальных материалов, не требующих возобновления смазки в процессе эксплуатации машины; централизованной смазки ответственных узлов трения без дополнительных затрат труда и времени;

3) максимального увеличения периодичности смазывания без ущерба на показатели безотказности работы машины; снижения количества типов смазок.

Крепежеустойчивостъ — конструктивно обеспеченная возможность поддержания стабильности крепежных соединений машины путем применения самоконтрящихся крепежных деталей, защищенных от коррозии и изготовленных из высококачественных материалов.

Коррозионноустойчивость — конструктивно обеспеченная возможность защиты деталей и элементов машины от негативного воздействия окружающей агрессивной среды.

Единственность сборки — конструктивное выполнение разъемов узлов и агрегатов машины, стыков, штепсельных соединений электрооборудования, при котором исключается возможность неправильной их установки и сборки.

Защищенность — конструктивно обеспеченная «защита машины от идиота». В немецкой литературе называется «идиотоустойчивостью» (Idiotenverfeidigung), а в английской и американской — «болваноустойчивостью». Столь неблагозвучные термины определяют приспособленность машины к обслуживанию специалистами низкой квалификации. При этом речь идет о применении специальных конструктивных мер (блокировки, автоматов защиты), упрощающих обслуживание машины и снижающих ее потребности в квалифицированном труде.

Гигиеничность выполнения операций ТОР определяется внешним видом и состоянием поверхностей узлов и агрегатов машины, подлежащих обслуживанию, возможностью их очистки и мойки перед ТОР. Внешний вид, состояние поверхностей узлов и агрегатов оказывают воздействие на психику исполнителя. Опасность загрязнения сковывает движения, снижает производительность.