| Биография | Автореферат | Библиотека | Ссылки | Отчет | Индивидуальное задание |
Анализ отказов позволяет определить степень конструктивного совершенства машин. Особенно важной эта проблема является для машин мелкосерийного и единичного производства, для которых организация обратной связи о степени надежности механизма на основании малых информационных выборок имеет первостепенное значение. Предлагается алгоритм анализа потока отказов, включающий: распределение общего количества отказов по времени; взаимное сравнение отказов однотипных механизмов; распределение общего количества отказов по узлам, деталям и видам ремонтных воздействий; временные изменения потока отказов по выполняемым операциям. Результат анализа: определение качества выполняемых ремонтов, выявление характерных видов повреждений. В работе рассмотрен порядок проведения анализа отказов машин мелкосерийного производства на примере многоступенчатых воздушных турбокомпрессоров типа ТВ-175-1. Определены особенности их эксплуатации и технического обслуживания.
Качество проектирования, изготовления и эксплуатации механизма проявляется в виде потока отказов и необходимых ремонтных воздействий для поддержания работоспособности на этапе эксплуатации. Анализ отказов, позволяющих определить показатели безотказности, определяет тем самым степень конструктивного совершенства машин. Особенно важной эта проблема является для машин мелкосерийного и единичного производства, для которых организация обратной связи о степени надежности механизма на основании малых информационных выборок имеет первостепенное значение. В настоящее время отсутствует единый подход и требования к анализу отказов эксплуатируемых механизмов.
В работе рассмотрен порядок проведения последовательного анализа отказов машин мелкосерийного производства на примере многоступенчатых воздушных турбокомпрессоров типа ТВ-175-1, которые установлены в количестве пяти однотипных агрегатов с тиристорным приводом на участке воздуходувной станции подачи воздуха в мартеновские печи. В основном данные механизмов обеспечивают потребность цеха при выплавке стали. Однако довольно частые разноплановые ремонты свидетельствуют о несоответствии либо отдельных узлов, либо технического обслуживания машин желаемым показателям.
Анализ отказов может быть выполнен одним из трех известных методов - путем взаимного, относительного и абсолютного сравнения.
Взаимная оценка проводится в случае наличия нескольких машин одного вида. Параметры этих машин измеряется в аналогичных точках, при аналогичных условиях. Оценка проводится путем взаимного сравнения. При относительной оценке измеряется параметр одного механизма и проводится временное сравнение полученных значений. Значения при нормальной работе механизма принимаются как начальная величина. Оценивается кратность превышения начальной величины. Увеличение выборки обследуемых машин повышает вероятность охвата возможных состояний. Это позволяет определить стандартные показатели.
Поток отказов исследуемого механизма имеет две формы проявления.
1. Временную, определяющую сезонные колебания количества отказов и отражающую характер проявляющихся неисправностей. Сезонность выполняемых ремонтов связана с изменениями в условиях работы оборудования и различной степенью загруженности при выполнении производственной программы. С этой точки зрения необходимо выделить наиболее напряженные для ремонтной службы летний и осенний периоды. Лето характеризуется наименее благоприятными условиями работы, связанными со снижением качества технического обслуживания оборудования из-за отпусков персонала, увеличения объемов выполняемых работ и повышенными нагрузками на оборудование вследствие увеличения производственной программы, ухудшения качества смазывания при снижении несущей способности масляной пленки в результате увеличения среднесуточной температуры подшипниковых узлов. Осень предполагает повышение интенсивности проводимых ремонтов для подготовки к зиме и новому годовому циклу.
Соответственно основным этапам жизненного цикла механизма следует выделить неисправности связанные с: конструкторскими ошибками или ошибками при проектировании; дефектами изготовления или ремонта; ошибками, допущенными при монтаже; результатами эксплуатации механизма. Указанные виды неисправностей имеют различное проявление во время функционирования механизма.
Так неисправности связанные с дефектами изготовления или ремонта проявляются сразу после запуска механизма и присутствуют на протяжении всего периода эксплуатации. Повлиять на эти неисправности путем регулировки, затяжки, балансировки либо другого вида безразборного ремонтного воздействия невозможно. Иногда они начинают прогрессировать по мере износа механизма или увеличения степени нагружения. Обычно это изгиб вала, овальность посадочных мест подшипников, ослабление посадки подшипников на валу и в корпусе механизма, эксцентриситет посадочных поверхностей деталей, ошибки при изготовлении соединительных элементов.
Неисправности, вызванные ошибками, допущенными при монтаже, проявляются сразу же после запуска в случае явных повреждений, либо через 1..2 месяца после ввода механизма в эксплуатацию при скрытых ошибках. Чаще всего ошибки монтажа связаны с неравномерностью затяжки резьбовых соединений или недостаточными усилиями затяжки, неправильным центрированием валов приводного и исполнительного механизмов, неверным смазыванием, перекосами механизма и его узлов. Данные неисправности должны устраняться путем регулировки, затяжки, либо другого вида безразборного ремонтного воздействия в период пробных пусков.
Процессы, протекающие в механизме во время эксплуатации, приводят к постепенному накоплению повреждений в течение 2..3 лет, а затем к ступенчатому изменению диагностических параметров, вначале в пределах допустимых, а затем - недопустимых значений. Данные повреждения связаны с износом подшипников, нарушением уравновешенности ротора при абразивном износе, изгибе вала, проседании фундамента, ослаблении резьбовых соединений. Устранение данных повреждений возможно при соблюдении условия целостности элементов механизма. Ремонт путем замены должен предварять начало повреждения базовых поверхностей. Степень стабильности потока отказов определяет качество работы ремонтных служб.
2. Качественную, определяющую наиболее изнашиваемые узлы и характерные поломки оборудования. Данный аспект анализа позволяет определить элемент с наихудшими характеристиками, определяющими степень сопротивления детали приложенным нагрузкам в создавшихся условиях. Изменение качественной картины во времени происходит в результате изменения качества технического обслуживания, качества эксплуатации оборудования технологическим персоналом, изменения производственных показателей.
Предлагается следующий алгоритм анализа потока отказов:
Результат анализа: определение качества выполняемых ремонтов и эксплуатации, выявление характерных видов повреждений и изучение их причин.
Пример выполнения анализа отказов
Основой для проведения анализа послужили данные журнала актов выполненных работ, в котором фиксировались сведения об имевших место ремонтных воздействиях. Была составлена выборка, включающая данные периода с сентября 2000 года по апрель 2003 года, объемом порядка полутора сотен записей.
1. При анализе распределения общего количества отказов по времени (рисунок 1) особое внимание следует уделить ранее отмеченному сезонному распределению отказов.
Рисунок 1 – Временная гистограмма распределения общего количества отказов по времени
2. На рисунке 2 приведена гистограмма по видам и объему работ для каждого турбокомпрессора. Несмотря на незначительные отклонения, можно говорить об однотипности распределения количества отказов по машинам, что позволяет обобщать данные по различным агрегатам при статистической обработке.
Рисунок 2 – Гистограмма по видам и объему работ
3. При анализе распределения общего количества отказов по узлам, деталям и видам ремонтных (рисунок 3) воздействий были выделены следующие основные виды ремонтов: замена подшипников на двигателе (5,8%); замена подшипников на воздуходувке (5,1%); смазка подшипников на двигателе (24,8%); смазка подшипников на воздуходувке (21,2%); центровка (16,1%); ремонт двигателя (10,9%); ремонт воздуходувки (2,9%); другие виды ремонтных воздействий (13,2%).
Рисунок 3 – Распределения общего количества отказов по узлам, деталям и видам ремонтных воздействий
Как видно из приведенных данных, для рассматриваемых машин более характерны отказы, связанные с работой двигателя, причем особое внимание следует обратить на качество применяемой смазки, которая, исходя из статистических данных, не вполне удовлетворяет требованиям эксплуатации.
4. Рассматривая временную гистограмму распределения общего количества отказов по времени (рисунок 3), можно отметить, что количество отказов в среднем за месяц стабилизировалось в пределах 4,5 отказов в месяц, что, примерно, соответствует 1 ремонтному воздействию на машину в течение месяца: 2000 год (4 месяца) – 34 ремонта (8,5 рем./мес.); 2001 год – 49 ремонтов (4,1 рем./мес.); 2002 год – 57 ремонтов (4,8 рем./мес.); 2003 год (4 месяца) – 18 ремонтов (4,5 рем./мес.).
Следует особо отметить, что в течение 2000 - 2001 года по отношению к турбокомпрессорам применялась планово-предупредительная стратегия ремонтов, что приводило к завышению количества необходимых ремонтов в среднем в два раза по сравнению со стратегией ремонтов по техническому состоянию, которая применяется в последний период времени (2002 – 2003 годы). В целом можно говорить о постепенном износе основных узлов оборудования и необходимости регулярного контроля за текущим техническим состоянием агрегатов.
Выводы
Седуш В.Я., Сидоров В.А., Сидоров А.В. Анализ отказов турбокомпрессоров // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2004. №4. - С. 89–91.
| Биография | Автореферат | Библиотека | Ссылки | Отчет | Индивидуальное задание |