Значение ремонта при формировании эксплуатационного цикла машин

          
ЗНАЧЕНИЕ РЕМОНТА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ЦИКЛА МАШИН

          
Жизненный цикл машины и структура стадии эксплуатации.

Автомобили, специальные машины, имеющие автомобильную базу, гусеничные и колесные тракторы со специальным навесным оборудованием или без него являются элементами систем, в которых они функционируют. Следовательно, в зависимости от назначения и свойств эти машины имеют целевую или функциональную связь с системой.

Функциональная связь имеет место в случае, когда машина является элементом технологической цепи выполняемых работ (например, бульдозер и грейдер). Целевая связь существует в случае, когда машины связаны единством цели, но не функционально (например, грузовые машины).

Перечисленные машины характеризуются рядом признаков, важнейшими из которых являются: достаточно узкая целевая направленность, строго определенная номенклатура показателей технологических характеристик, способность реализовать свои возможности на определенном временном интервале (ресурс) при продолжительности использования машин - жизненном цикле.

Жизненный цикл - это отрезок времени от начала проведения научно-исследовательских работ по обоснованию технико-экономических показателей машины и до снятия ее с производства.

Жизненный цикл делится на стадии разработки и подготовки производства изделия (чаще просто разработка), серийного производства, эксплуатации.

Стадия I разработки (рис.1) включает в себя последовательное проведение научно-исследовательских работ, работ по проектированию машины, изготовление опытных образцов и их испытание на всех этапах. В стадию разработки включается доработка и уточнение конструкторской и технической (эксплуатационно-ремонтной) документации в целях ее подготовки для обеспечения серийного выпуска разработанного изделия. Это начальная стадия жизненного цикла. На этой стадии обеспечиваются требования по ремонтопригодности.

Рис.1. Структурная диаграмма жизненного цикла машин

Стадия II серийного производства включает в себя технологическую подготовку производства (подготовку серийной технологической документации, изготовление первого комплекта технологического оборудования, оснастки и инструмента), изготовление установочной и серийной партий выпускаемых изделий, а также организацию текущего и выходного контроля.

Стадия III эксплуатации машин и их агрегатов включает в себя выполнение ими основных функций, проведение технического обслуживания и всех видов ремонта, включая возможность проведения модернизации. Стадия эксплуатации является важнейшей. Обычно она делится на циклы эксплуатации моментом проведения капитального ремонта КР или другого вида ремонтного воздействия, восстанавливающего ресурс.

Ремонт - совокупность организационно-технических и технологических мероприятий, направленных на устранение неисправностей, отказов и последствий изнашивания с целью восстановления работоспособности и ресурса машины (ее элементов) в соответствии с требованиями технической документации. В течение эксплуатационного цикла наряду с техническим обслуживанием проводятся все виды ремонтов, устраняющие внезапные и постепенные (износовые) отказы с целью восстановления работоспособности и реализации ресурса машины.

Если окончание жизненного цикла машины (агрегата) определяется моментом списания, то момент исчерпания ресурса определяется таким ее техническим состоянием, которое требует проведения капитального ремонта. Чем тяжелее, сложнее, а следовательно, дороже машина, тем более четко проявляется этот момент. Стадия эксплуатации включает в себя, как минимум, два цикла эксплуатации или один капитальный ремонт. Проведение ремонтных воздействий увеличивает продолжительность цикла эксплуатации, проведение капитального ремонта приводит к удлинению стадии эксплуатации.

Окончание жизненного цикла машины как модели определяется моментом прекращения ее серийного производства. В этом случае жизненный цикл может длиться несколько десятилетий и включает в себя все три стадии.

Окончание жизненного цикла одиночной машины (агрегата) определяется моментом ее списания, как правило, по технико-экономическому критерию (выбраковка по техническим условиям базовой детали - рамы или кузова для машины, картерно-блоковых деталей для агрегатов). В этом случае жизненный цикл измеряется продолжительностью наработки, длится несколько лет, реже десятилетие, и включает в себя стадии производства и эксплуатации.

Возникновение внезапных, износовых и аварийных отказов является объективным явлением процесса эксплуатации. Следовательно, устранение названных отказов ремонтными воздействиями также является объективной потребностью процесса эксплуатации машин. Об этом свидетельствует распределение трудозатрат за цикл эксплуатации грузовых большегрузных машин (рис.2). Трудоемкость работ по техническому обслуживанию (ТО) составляет 55...60%. Трудоемкость ремонтных работ (текущий ремонт ТР на месте возникновения отказа, средний СрР и текущий ремонт в стационаре ТРСТ и капитальный ремонт КР) - 40...45%.

Рис.2. Диаграмма распределения трудоемкости технического обслуживания и ремонта машин

     

По данным конца 1980-х годов "возраст" автопарка грузовых машин от 7 лет и свыше в СССР составлял до 37, в США до 53 %. "Возраст" свыше 20 лет имеют 28, 25 и 27% машин тракторного парка США, Италии и ФРГ соответственно. При этом ресурс машин реализуется в течение 8...12 лет. Такой большой "возраст" грузовых автомобилей и тракторов может быть обеспечен только методами квалифицированного ремонта, проводимого с целью поддержания работоспособности и реализации ресурса машин.

Если учесть, что большегрузные автомобили отечественного производства имеют ресурс до капитального ремонта в пределах 150...220 тыс.км, а годовой пробег этих машин - 50...70 тыс.км, то до капитального ремонта этот ресурс реализуется в течение 4...6 лет. Следовательно, в России более 35% грузовых автомобилей подвергались, как минимум, одному капитальному ремонту. По-видимому, в США имеет место такое же положение дел (с учетом лучших дорог, большего ресурса машин и большего годового пробега). Ремонт машин в США, аналогичный капитальному, называется базовым.

При технико-экономической оценке жизненного цикла машин по принципу "эффективность-стоимость" необходимо учитывать стоимость машины (в эту стоимость входит и доля затрат на разработку) и затраты на эксплуатацию, которые на 15...20% формируются ремонтными расходами. При разработке и подготовке машины к серийному производству возможно перераспределение расходов из сферы разработки и производства в сферу эксплуатации и наоборот, что должно учитываться при анализе эффективности.

Значение ремонта в формировании эксплуатационного цикла машины. Выше отмечалось, что в течение эксплуатационного цикла работоспособность машин поддерживается проведением текущих ремонтов с целью замены внезапно отказавших или износившихся деталей (узлов). Капитальный ремонт восстанавливает ресурс машины (ее агрегатов). Своевременное и качественное проведение названных видов ремонта позволяет полнее использовать конструктивно заложенный ресурс машины. Их проведение сохраняет потребительную стоимость машин.

Объективную потребность и необходимость проведения ремонта обусловливает ряд факторов, которые целесообразно разделить на технические и экономические.

Одним из технических факторов является неравномерность изнашивания агрегатов и механизмов машин, узлов и деталей агрегатов, рабочих поверхностей деталей и узлов. Ресурс деталей современных машин 55...450 тыс.км, а агрегатов 190...350 тыс.км. Как правило, при эксплуатации машин в ее деталях, даже сложных, изнашивается лишь 2...4% рабочих поверхностей. Это позволяет восстанавливать детали (неразборные узлы) расходованием небольшого (по сравнению с изготовлением) объема трудовых и материальных ресурсов. Потенциально возможно восстановление до 60...70% деталей машин, практически при капитальном ремонте восстанавливается лишь 40...50%. Таким образом, существует значительный резерв повышения эффективности восстановления как машин (агрегатов) в целом, так и отдельных деталей (узлов).

Другим фактором, обусловливающим возможность и необходимость проведения ремонта, является конструктивная прочность и износовая стойкость базовых дорогостоящих рамно-кузовных и картерно-блоковых деталей и узлов. У грузовых машин и тракторов к таким узлам относится рама, у автобусов и легковых автомобилей это - кузов, у агрегатов трансмиссии - картер, у двигателей - блоки. Названные детали и узлы способны выдержать несколько циклов эксплуатации. Это позволяет существенно снизить ремонтные затраты. Юридическим актом списания машины или агрегата является техническая выбраковка названных элементов машин в процессе ремонта. Именно на базовые детали проставляют номера учета машины или агрегата.