Способы увеличения срока службы оборудования

Методы улучшения использования основных средств

Больше материалов по теме «Основные средства» вы можете получить в системе КонсультантПлюс .

Основные средства – это объекты, которые используются компанией с целью извлечения выгоды. От эффективности их применения зависит выгода предприятия и размер убытков.

Как определить эффективность эксплуатации ОС?

Прежде чем увеличивать эффективность использования ОС, нужно правильно определить этот показатель. Анализируется он на основании четырех значений:

• Структура основных средств. Нужно высчитать, сколько в процентах занимает оборудование, которое постоянно эксплуатируется и приносит прибыль, от общего объема ОС.
• Первоначальные характеристики объектов ОС. К первоначальным характеристикам относится степень надежности, срок эксплуатации, степень автоматизации, пригодность к ремонту. На их основании определяется целесообразность приобретения того или иного оборудования.
• Состояние ОС на текущее время. Требуется оценить срок эксплуатации машины, степень ее износа, возможности обновления.
• Степень использования ОС. На предприятии могут располагаться ОС, которые приносят прибыль только теоретически. Нужно учитывать, что такое оборудование используется не в полную силу.

Перед принятием мер нужно определить текущую эффективность. В процессе анализа ОС выявляются сильные и слабые места. На основании этой информации осуществляются меры по улучшению. К примеру, одно предприятие полностью укомплектовано оборудованием. Часть машин практически не используются. Руководителю предприятия следует начать именно с продажи оборудования. То есть оптимизация начинается со слабого места компании.

Цели увеличения эффективности использования ОС

Оптимизация процессов эксплуатации ОС актуальна практически для каждого предприятия. Выполняется она со следующими целями:

• Сокращение расходов на эксплуатацию и хранение оборудования.
• Производство большего количества продукции при относительно меньших затратах ресурсов.
• Уменьшение себестоимости производимого товара.
• Повышение балансовых доходов.
• Достижение максимального качества продукции при небольших затратах.
• Снижение налоговой нагрузки.

Увеличение эффективности ОС позволяет конкурировать с другими компаниями. Как правило, выбирается только одно направление улучшения. К примеру, это может быть снижение себестоимости продукта, обновление используемого оборудования.

Направления совершенствования эксплуатации ОС

Как правило, оптимизация осуществляется по следующим направлениям:

1. Техническое улучшение средств труда. Включает в себя замену устаревших машин, автоматизацию, развитие новых технологий, способных сократить издержки.
2. Увеличение срока эксплуатации оборудования. Объединяет в себе продажу или ликвидацию бездействующих инструментов, уменьшение времени ремонта ОС, снижение простоев.
3. Повышение качества организации и управления. Включает в себя улучшение управления на базе ЭВМ, внедрение различных разработок, повышение качества управления уже существующими объектами ОС.

Увеличение эффективности использования оборудования предполагает комплексный подход. В процессе осуществляется работа не только с оборудованием, но и с сотрудниками. Сокращения, повышение мотивации, переквалификация – все это оказывает косвенное положительное влияние на эксплуатацию ОС.

Методы повышения эффективности

Можно выделить следующие способы увеличения эффективности использования основных средств:

• Увеличение коэффициента сменности. Цель работодателя – достижение 100% использования средств основного фонда. Достигается это путем двух- или трехсменной работы. К примеру, в первую смену трудящийся выполняет основную работу, в ночную смену выходит другой сотрудник, который исполняет погрузо-разгрузочные работы. Таким путем достигается беспрерывное производство.
• Избавление от ненужного оборудования. Менеджеру важно проанализировать все объекты основных средств и оставить только то оборудование, которое действительно эксплуатируется. Изделия, используемые редко, серьезно сказываются на благосостоянии компании, особенно если их много. Ненужное оборудование увеличивает налог на — имущество, повышает балансовую прибыль. Оптимальный выход – его продажа.
• Увеличение концентрации ОС, комбинирование производства. Нужно для уменьшения используемой площади и, как следствие, снижения платы за аренду. Применение меньших мощностей позволит снизить налогооблагаемую базу, повысить выработку с единицы площади.
• Покупка современных ОС, меры по модернизации. Современное оборудование обеспечит уменьшение издержек, исключит простои. Оно требуется для повышения объемов выработки, уменьшения себестоимости продукции, увеличения ее качества.
• Утверждение адекватного плана ремонтных работ. Регулярный плановый и капитальный ремонт позволяет снизить простои объектов РС. Новый подход к ремонтным работам может включить в себя организацию собственной ремонтной службы компании, что обеспечит своевременное и недорогое ТО.
• Увеличение уровня квалификации обслуживающего персонала. Обязательная составляющая модернизации основных средств. Нужна для увеличения выработки, качественного изменения продукции. Обученный персонал – это полноценная эксплуатация оборудования на максимуме его возможностей.
• Регулярное обновление ОС. Моральный и физический износ оборудования делает невозможной конкурентную борьбу с другими компаниями. Современные изделия, как правило, позволяют экономить электроэнергию, обеспечивают безотходное производство.
• Повышение качества подготовки материалов и сырья. Обеспечивает экономию ресурсов и сокращает время на подготовку. Рассмотрим некоторые из методов: введение рекламаций на некачественное сырье, оптимизация процессов транспортировки.
• Увеличение уровня механизации и автоматизации производства. Расходы на персонал являются практически главным источником трат предприятия. Автоматизация позволяет сократить количество сотрудников. Это позволяет не только сократить расходы на выплату зарплат, но и снизить траты на взносы в различные фонды.
• Увеличение качества исходного сырья. Чем качественнее сырье, тем больше выход товара. Следовательно, увеличивается и фондоотдача.
• Внедрение на предприятии зарубежных достижений. Основная характеристика современных производственных разработок – максимальная экономия при сохранении качества изделий. Внедрение их на предприятии обозначает однократные расходы и уменьшение трат в дальнейшем. Современные мощности также направлены на безотходное производство, что дополнительно уменьшает расходы.

Выбор конкретного метода улучшения зависит от типа и сферы производства, текущего состояния компании.

ВАЖНО! Совершенствование использования ОС нужно начать с анализа текущей эффективности эксплуатации. Затем следует приступить к исследованию слабых мест предприятия. Улучшать следует то, что действительно нуждается в модернизации. В процессе следует соотнести расходы на улучшения с предполагаемыми доходами после процедуры оптимизации. Новшества вводятся только после длительной подготовки и исследования текущей ситуации на предприятии.

Источник

Основные факторы, увеличивающие продолжительность работы оборудования

Тема 2. Пути и средства повышения долговечности оборудования

Предельный износ

Установление срока службы деталей машин основано на определении величины их предельного износа и интенсивности изнашивания. Для различных деталей количественные характеристики изнашивания неоднозначны. Установление предельно допустимых износов представляет сложную технико-экономическую проблему, от решения которой зависит своевременность замены деталей и ремонта машин, а также выбор способа их восстановления.

Для установления предельно допустимых износов деталей и сопряжений машин необходимо исходить из трех основных критериев: технического, технологического (качество выполняемой машиной работы) и экономического. При этом следует иметь в виду, что каждый из них может быть применен для установления предельно допустимого износа любой детали, любого сопряжения. Однако в качестве критерия для деталей определенных сборочных единиц и частей машины в зависимости от их назначения следует принимать лишь один критерий. Остальные два будут иметь вспомогательный, или контрольный характер.

Детали передач всех машин и детали рабочих органов грузоподъемных машин должны передавать крутящий момент и усилия. Значит, основным условием работоспособности следует признать их техническое состояние. Критерием установления предельных износов этих деталей будет технический.

Технологический критерий предельных износов применяется для тех деталей, от которых зависит качество обрабатываемой поверхности или продукта.

Предельные износы режущих граней инструмента, деревообрабатывающих машин, арматурных и металлорежущих станков следует определять по технологическому критерию.

Экономический критерий применяется для оценки износов технологических машин. В этом случае показателями экономического критерия могут быть фактическая производительность машины, стоимость ремонтных работ и эксплуатационных материалов, отнесенных к единице продукции.

Долговечность и бесперебойная работа оборудования обеспечивается, прежде всего, соблюдением правил его эксплуатации, которые сводятся в основном к следующему:

1) оборудование должно использоваться в соответствии с его назначением и техническими характеристиками;

2) уборку машин, станков, чистку механизмов и деталей следует выполнять, строго придерживаясь соответствующих инструкций;

3) для смазки деталей и сборочных единиц нужно применять масла установленных марок и производить смазывание в сроки, указанные в карте смазки;

4) необходимо тщательно и своевременно проводить оперативное и планово-профилактическое ремонтное обслуживание, технические осмотры и ремонты.

Срок службы деталей значительно увеличивается при уменьшении трения в механизмах оборудования. С этой целью необходимо строго выполнять:

1) добиваться требуемой шероховатости обработки рабочих поверхностей у восстанавливаемых после износа, а также изготовленных заново деталей;

2) наносить износостойкие покрытия на поверхности как восстановленных, так и новых деталей;

3) повышать твердость рабочих поверхностей деталей упрочнением различными способами;

4) своевременно обеспечивать надлежащую подачу смазки к трущимся поверхностям;

5) защищать ограждениями, щитками, кожухами и другими устройствами рабочие поверхности сопрягаемых деталей от попадания на них пыли, стружки и других загрязнений.

Источник

Лекции №2. Пути и средства повышения долговечности оборудования.

Оборудование может быть ремонтируемым (восстанавливаемым) и перемонтируемым (невосстанавливаемым). Ремонтируемым считают оборудование, работоспособность которого в случае отказа можно восстановить в данных условиях эксплуатации подручными средствами; перемонтируемым — оборудование, работоспособность которого в случае возникновения отказа не подлежит или не поддается восстановлению в данных условиях эксплуатации. Такое оборудование может иметь только один отказ, так как после первого же отказа оно подлежит замене. В случае неремонтируемого оборудования при наступлении первого его отказа нарушается безотказность и исчерпывается долговечность.

Для определения технически и экономически целесообразных сроков долговечности оборудования его исследуют во время эксплуатации, т. е. определяют степень использования оборудования; выявляют детали, лимитирующие долговечность; изучают влияние долговечности деталей на долговечность оборудования в целом; определяют влияние режимов эксплуатации на долговечность; устанавливают причины разрушения деталей и узлов.

Применяя статистическую обработку данной информации, можно установить функциональную зависимость вероятности разрушения от продолжительности и режимов эксплуатации. Так, можно теоретически определить, что вероятная продолжительность работы оборудования при заданном режиме будет равна, допустим, 7,2; 10,5 и 15 тыс. ч при вероятности разрушения соответственно 90, 80 и 60% или установить вероятное число остающегося в эксплуатации оборудования (процент «выживания») после определенных периодов работы. При этом должны быть еще учтены вид и объем разрушений, т. е. должно быть установлено с известной степенью достоверности, подвергаются ли разрушению наиболее важные или второстепенные детали и узлы; сохраняется ли ремонтоспособность оборудования; каковы вероятный объем и стоимость ремонтов.

Долговечность можно также определить как вероятную продолжительность работы оборудования на заданном режиме, при котором возможный выход оборудования из строя не превышает условного предела.

Долговечность машин закладывается при их проектировании и конструировании, обеспечивается в процессе производства и поддерживается в процессе эксплуатации. Таким образом, на долговечность влияют конструкционные, технологические и эксплуатационные факторы, которые по степени своего воздействия позволяют классифицировать долговечность на три вида: требуемую, достигнутую и действительную.

Требуемая долговечность задается техническим заданием на проектирование и определяется достигнутым уровнем развития техники в данной отрасли.

Достигнутая долговечность обуславливается совершенством конструкторских расчетов и технологических процессов изготовления.

Действительная долговечность характеризует фактическую сторону использования машины потребителем.

В большинстве случаев требуемая долговечность больше достигнутой, а последняя больше действительной. В то же время не редки случаи, когда действительная долговечность машин превышает достигнутую. Например, при норме пробега до капитального ремонта (КР), равной 120 тыс. км, некоторые водители при умелой эксплуатации автомобиля достигли пробега без капитального ремонта 400 тыс. км и более.

Действительная долговечность подразделяется на физическую, моральную и технико-экономическую.

Физическая долговечность определяется физическим износом детали, узла, машины до их предельного состояния. Для агрегатов определяющим является физический износ базовых деталей (у двигателя — блок цилиндров, у коробки передач — картер и др.).

Моральная долговечность характеризует срок службы, за пределами которого использование данной машины становится экономически нецелесообразным ввиду появления более производительных новых машин.

Технико-экономическая долговечность определяет срок службы, за пределами которого проведение ремонтов данной машины становится экономически нецелесообразным.

Большое значение имеет повышение долговечности оборудования в результате восстановительных ремонтов. Однако экономически это не всегда целесообразно, так как иногда расходы на восстановительные ремонты превышают первоначальную стоимость оборудования. В начальный период эксплуатации ремонтные расходы обычно невелики. Затем они значительно возрастают в связи с ремонтами и достигают стоимости, соизмеримой со стоимостью оборудования, когда оно подлежит капитальному ремонту. Поэтому перед сдачей оборудования в капитальный ремонт следует установить целесообразность его дальнейшей эксплуатации.

Экономически нецелесообразным пределом эксплуатации оборудования считают такой, когда предстоящие расходы на капитальный ремонт приближаются к стоимости нового оборудования.

Низкая надежность оборудования, как правило, при­водит к увеличению эксплуатационных расходов и времени про­стоя. Кроме того, при недостаточной надежности внезапные от­казы сборочных единиц и деталей из-за нарушений установлен­ной технологии могут привести к тяжелым авариям, затраты на ликвидацию которых весьма велики. Однако повышение надежности связано с усложнением оборудования и повышением его стоимости, поэтому необходимо установить некоторую опти­мальную надежность, исходя из критерия минимальной стоимо­сти проектирования, изготовления и эксплуатации оборудования. Проектирование и изготовление высоконадежного оборудования требует дополнительных средств. Однако с увеличением надеж­ности уменьшается число отказов, время вынужденного простоя, необходимое количество запасных частей, что позволяет снизить эксплуатационные расходы. Таким образом, с увеличением на­дежности оборудования растет стоимость проектирования и из­готовления, но уменьшается стоимость эксплуатации. При этом существует некоторая (оптимальная) надежность, при которой суммарная стоимость проектирования, изготовления и эксплуа­тации минимальна. Такой оптимальный уровень надежности на­зывается нормой надежности.

В табл. 4.9 приведены классы надежности для бурового обо­рудования и оптимальные значения уровня безотказности, разра­ботанные на основании обобщения статистического материала об отказах оборудования буровых установок для бурения глубоких скважин на нефть и газ.

Требования повышения безотказной работы оборудования, связанные с обеспечением установленной оптимальной надежно­сти, настолько высоки, что удовлетворить этим требованиям, не прибегая к специальным мерам по повышению его надежности, часто не представляется возможным.

Надежность оборудования закладывается при проектирова­нии, реализуется при изготовлении, монтаже и наладке и расхо­дуется при эксплуатации.

Все методы обеспечения надежности оборудования принципи­ально могут быть сведены к следующим основным:

— уменьшению интенсивности отказов элементов системы;

— сокращению времени непрерывной работы;

— уменьшению времени восстановления;

— выбору рациональной периодичности и объема контроля сис­темы.

Реализация указанных методов осуществляется при проекти­ровании, изготовлении и в процессе эксплуатации оборудования. От работы проектировщика в первую очередь зависит как будет работать оборудование

Классы надежности бурового оборудования

Наименование не­- Оптимальное Характеристика отказов исправного обору­дования, сборочной Последствия из-за отказа значение вероятности безотказной единицы, детали работы I Внезапные от­ Несущие элементы Возможные чело­ P казы основных талевой системы, веческие жертвы, — 5000 м)>> деталей и частей, тормозное устрой­ значительный ма­ > 0,99 недопустимые в ство буровой ле­ териальный ущерб процессе бурения бедки, устройства для захвата и под­вешивания труб II Внезапные отка­ Оборудование, Возможность ава­ P зы основных де­ обеспечивающее рий и прихватов > 5000 м>> талей и частей, циркуляцию про­ при бурении со > 0,99 обеспечивающих мывочной жидкос­ значительным ма­ выполнение ос­ ти, привод и подъ­ териальным ущер­ новных техноло­ ем инструмента бом гических опера­ ций при проводке скважин III Отказы основных Основная опора Длительные про­ P деталей и частей, вертлюга, основная стои и досрочная > 5000 м>= приводящие к до­ и вспомогательная смена (до отработ­ — 0,88 срочной замене опоры ротора, де­ ки установленного оборудования в тали приводной ресурса) оборудо­ период бурения части бурового на­соса и др. вания в период бурения IV Отказы оборудо­ Детали гидравли­ Простои оборудо­ P

вания из-за вы­ ческой части бу­ вания, связанные > 200 ч> = хода из строя ровых насосов, со сменой быстро­ — 0,80 быстроизнаши­ грязевый сальник изнашивающихся вающихся дета­ вертлюга деталей в период лей и частей бурения V Отказы вспомога­ Части гидроцик­ Непродолжитель­ P тельного обору­ лонных установок, ные простои обо­ >200 ч> дования и инст­ мешанок, смесите­ рудования с незна­ 0,75 румента лей н др. чительным мате­риальным ущербом

в тех или иных условиях эксплуатации. Из этого вовсе не следует, что процесс эксплуатации не влияет на надежность объекта. При эксплуатации обслуживающий персонал может существенным образом изменить надежность систем.

В процессе проектирования используются схемные и конст­рукционные методы обеспечения надежности систем. Схемные методы включают:

— создание схем с минимально необходимым числом элементов; применение — резервирования;

— разработку схем, не допускающих опасных последствий отка­зов их элементов;

— оптимизацию последовательности работы элементов схемы; предварительный расчет надежности проектируемой схемы. Уменьшение числа элементов при прочих равных условиях приводит к увеличению вероятности безотказной работы систе­мы, а также благоприятно сказывается на ее массе, габаритах и стоимости.

Однако при этом необходимо помнить, что сокращение числа элементов не должно увеличивать коэффициент нагрузки у ос­тавшихся элементов, в противном случае эффект может быть прямо противоположным.

Под оптимизацией последовательности работы элементов схемы понимается согласование тактов автоматической работы схем не только по времени, но и по достижении тем или иным параметром заданного значения.

При создании схем с ограниченным последействием отказов применяется включение в схемы специальных защитных и пре­дохранительных устройств, которые предотвращают аварийные последствия отказов.

Резервирование — один из наиболее эффективных методов по­вышения надежности объектов. При резервировании в конструк­ции заранее предусматривается замена неисправного элемента исправным.

Резервирование, как средство повышения надежности, наибо­лее целесообразно применять для повышения надежности обору­дования, предназначенного для непрерывной работы в течение короткого времени. Использование резервирования для повыше­ния надежности оборудования, предназначенного для длительной работы, часто связано с высоким резервированием или с приме­нением специальных способов резервирования. Повышение на­дежности оборудования путем его резервирования приводит к ухудшению таких характеристик как масса, габаритные размеры, стоимость, условия обслуживания (увеличение частоты проверок, числа запасных деталей и частей) и поэтому ограничивает ис­пользование этого метода при конструировании оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи.

В число конструкционных методов повышения надежности входят:

— упрощение кинематической схемы;

— обеспечение равнопрочности основных деталей и сборочных единиц;

— правильный выбор материалов;

— использование элементов с малыми значениями интенсивно­сти отказов при заданных условиях эксплуатации (выбор эле­ментной базы);

— обеспечение благоприятного режима работы элементов;

— рациональный выбор совокупности контрольных параметров;

— рациональный выбор допусков на изменение основных пара­метров элементов и системы в целом;

— защита элементов от вибраций и ударов;

— унификация элементов и системы в целом;

— разработка эксплуатационной документации с учетом опыта применения системы, подобной конструируемой;

— обеспечение эксплуатационной технологичности конструкции (применение встроенных контрольных устройств, автоматизация контроля и индикация отказов, удобство подходов для обслужи­вания и ремонта).

На стадии конструирования необходимо выбрать такие разме­ры деталей и обеспечить такие условия их работы, при которых интенсивность разрушения будет минимальной. В этом случае необходимо определить соответствующие нагрузки и скорости относительного перемещения трущихся поверхностей, преду­смотреть наиболее совершенные устройства для смазки, выбрать оптимальные посадки в сопряжениях и т.п.

Для повышения долговечности машины конструктор обязан предусмотреть высокую ремонтопригодность ее основных частей, т.е. обеспечить простоту обслуживания и ремонта машины.

Одна из эффективных мер в этом направлении — максималь­ная унификация сборочных единиц и деталей, которая дает воз­можность изготовить машины из типовых сборочных единиц и агрегатов, благодаря чему можно быстро и просто заменить в них вышедшие из строя элементы на местах эксплуатации и ремон­тировать в централизованном порядке на хорошо оснащенных специализированных предприятиях. Перспективным направлени­ем в повышении долговечности машин является создание само­регулирующихся и самовосстанавливающихся сборочных единиц и систем. Сущность подобных решений заключается в обеспече­нии постоянства основных конструктивных параметров сопряже­ния в процессе работы посредством их автоматической регули­ровки и подналадки.

Значительная доля отказов оборудования обусловлена произ­водственно-технологическими причинами. Анализ статистиче­ских данных позволяет сделать вывод о том, что производствен­ными причинами снижения надежности оборудования являются: несоответствующее качество полуфабрикатов, комплектующих элементов и агрегатов; нарушения технологии изготовления и сборки, отсутствие стабильности технологических процессов из- за отклонения параметров и недостаточной надежности оборудо­вания; недостатки системы контроля качества на всех этапах производства оборудования, его монтажа и наладки.

Основные способы обеспечения надежности оборудования на этапе его производства приведены на рис. 2.1

Выполнение заданных требований по надежности на этапах

Рис. 2.1 Структура мероприятий по обеспечению надежности оборудования при его производстве.

проектирования и производства проверяется не только расчет­ными и аналитическими методами, но и большим объемом экспериментальных исследований и испытаний. С точки зрения обеспечения надежности оборудования главной задачей испыта­ний является проверка достаточности заложенных при проекти­ровании уровней надежности. При проведении экспериментов и испытаний проводится оценка правильности конструкционных решений и выявление слабых технологических решений, иден­тификация математических моделей с натурным объектом. Виды экспериментальных исследований и испытаний оборудования показаны на рис. 2.2.

Перечисленные методы обеспечения надежности должны при­меняться в совокупности с учетом влияния каждого из них на работоспособность объекта.

Рис. 2.2. Содержание работ по комплексной программе обеспечения надежно­сти оборудования на этапе испытаний.

Методы обеспечения надежности оборудования, применяемые в эксплуатации, могут быть разбиты на две группы. В первую группу входят все Методы, которые используются на этапах про­ектирования и производства оборудования. На основе изучения опыта эксплуатации инженер-эксплуатационник имеет возмож­ность разработать ряд рекомендаций для конструкторов, направ­ленных на обеспечение требуемого качества оборудования (изме­нение схемы, замена элементов, изменение конструкции, мате­риалов и т.п.). Эти рекомендации согласовываются с конструкто­рами и вводятся специальными указаниями (доработками). Од­нако нельзя считать, что при эксплуатации устраняются только конструкционные и производственные ошибки, хотя доля таких ошибок еще велика.

Вторая группа мероприятий, обеспечивающих надежность при эксплуатации, относится к воздействию на оборудование обслу­живающего персонала. К этим мероприятиям относятся:

— повышение квалификации обслуживающего персонала;

применение инструментальных методов контроля техническо­го состояния;

— разработка и внедрение способа прогнозирования отказов;

— своевременное и тщательное проведение ТО и Р в полном объеме;

— соблюдение правил хранения и эксплуатационной обкатки;

— соблюдение режимов работы;

— соблюдение рекомендаций заводов-изготовителей по приме­нению топлива, масла и смазочных материалов.

Физическая долговечность подвижного сопряжения, являю­щаяся одним из основных показателей его надежности, опреде­ляется зависимостью

где и — зазор, соответственно максимально допустимый и начальный в сопряжении; — скорость изменения зазора вследствие изнашивания.

Согласно этой зависимости заданная физическая долговеч­ность может быть обеспечена системой мероприятий, позволяю­щих поддерживать в требуемых пределах значения числителя и знаменателя. Мероприятия, направленные на поддержание вели­чины знаменателя, т.е. определенной, не выше нормальной, ин­тенсивности изнашивания, относятся к техническому обслужива­нию машины, а мероприятия, направленные на поддержание оп­ределенной, не ниже нормальной, величины числителя (т.е. пре­дела расширения посадок), — к ремонту машины. Действительно, если за неизмененную величину принять числитель, то сохране­ние tg а = const есть единственный путь обеспечения заданного ресурса. Основными здесь являются мероприятия технического обслуживания: надлежащая смазка механизмов и употребление эксплуатационных материалов требуемого качества, правильная регулировка, соблюдение правил пуска и управления, обеспече­ние соответствующими условиями хранения и др.

Типичные мероприятия в области ремонта машин способст­вуют сохранению величины числителя — разности между пре­дельно допустимым максимальным и начальным зазорами. К ним относятся: восстановление первоначальных размеров деталей и устранение искажений их геометрической формы, восстановле­ние первоначальной посадки и др.

Таким образом, назначенная физическая долговечность со­пряжения может быть обеспечена системой совместных меро­приятий технического обслуживания и ремонта машин. Графи­чески ее можно представить системой кривых, показанных на рис. 2.3.

Физическая долговечность обеспечивается, во-первых, надлежащей технической эксплуатацией сопряжения (техническим обслуживанием), позволяющей поддерживать ин­тенсивность изнашивания на уровне, который не превышает за­данных значений , , и, во-вторых, надлежащим ре­монтом, позволяющим после каждого межремонтного периода восстанавливать ослабленную посадку, т.е. снижать до

Проанализировав выражение (4.8), можно наметить пути по­вышения физической долговечности, так как при = const и имеем

Следовательно, чтобы увеличить физическую долговечность, необходимо снизить интенсивность изнашивания, а этого можно достичь указанными тремя группами мероприятий (конструктор­скими, технологическими и эксплуатационными).

Сокращение времени непрерывной работы оборудования фак­тически не является методом повышения его надежности. Одна­ко, уменьшая время работы оборудования, можно тем самым увеличить время его существования в исправном состоянии.

Рис. 2.3. График физической долговечности сопряжения.

Время восстановления оказывает существенное влияние на коэффициент готовности. Уменьшая время восстановления, мож­но увеличить готовность оборудования к действию в любой мо­мент времени, уменьшить простои и повысить эффективность его действия.

Выигрыш по коэффициенту готовности будет определяться выражением

где и — среднее время безотказной работы оборудования

соответственно до повышения надежности и после; среднее время восстановления соответственно до повышения на­дежности и после.

Из этого выражения следует, что мероприятия по повышению надежности целесообразны при условии

Время, требуемое на ремонт оборудования, уменьшают с по­мощью рационального конструирования оборудования и исполь­зования передовых методов эксплуатации.

Оценить эффективность того или иного метода повышения надежности можно на основании сравнения количественных ха­рактеристик надежности.

Вероятность безотказной работы оборудования, интенсивность отказов которого уменьшена в k раз, при const будет

где — интенсивность отказов оборудования до ее понижения.

Выигрыш надежности по вероятности отказов и среднему времени безотказной работы в этом случае определяется выра­жением

(4.9)

Из (4.9) видно, что при выигрыш надежности по ве­роятности отказов равен1/ k .С ростом он убывает и в области больших стремится к единице. Выигрыш надежности по сред­нему времени безотказной работы растет пропорционально ко­эффициентуk .

Существует мнение, что надежность объекта в процессе экс­плуатации можно лишь поддерживать на определенном уровне, который заложен при проектировании и изготовлении. Превзой­ти же этот уровень невозможно.

Действительно, объекты, находящиеся в эксплуатации, обла­дают так называемой «встроенной» надежностью с параметром Т_ср. Под «встроенной» надежностью понимается рассчитанное конструктором значение средней наработки до отказаТ_ср. Это

значение определяется исходя из интенсивности отказов ком­плектующих элементов , которые получены для условий рабо­ты, оговоренных нормами или заказчиком в техническом задании (ТЗ), и необходимости выполнения предписанных инструкций по эксплуатации.

Параметр встроенной надежности можно определить из вы­ражения

где — общее число отказов за период работы t ;

— ожидае­мое расчетное число постепенных отказов;

— среднее число внезапных отказов.

В процессе эксплуатации систем имеется возможность актив­но воздействовать на параметр , который может изменяться в зависимости от эффективности обслуживания объектов.

Можно показать, что вероятность выявления дефектного эле­мента в процессе обслуживания и предотвращения постепенного отказа в интервале времениt равна

где — среднее время, затрачиваемое на обнаружение дефектно­го элемента. Оно зависит от числа обслуживаемых элементов и производительности аппарата прогнозирования, а также от ква­лификации и опыта обслуживающего персонала.

Следовательно, величина определяется процессом экс­плуатации объекта. Так что число постепенных отказов может быть уменьшено до значения

В случае, когда реальные условия эксплуатации мало отлича­ются от расчетных (или оговоренных разработчиком) условий, усилиями обслуживающего персонала воздействие факторов внешней среды может быть ослаблено и, следовательно, интен­сивность отказов элементов в условиях эксплуатации будет меньше расчетной . Тогда число внезапных отказов умень­шится:

Таким образом, в процессе эксплуатации общее число отказов может быть уменьшено и

В этом заключается сущность активного воздействия эксплуа­тационных мероприятий при обеспечении заданной надежности. Работы, выполняемые в соответствии с комплексной программой обеспечения надежности оборудования на этапе эксплуатации, направлены на поддержание заданного уровня надежности. Ос­новные принципы поддержания уровня надежности, которые за­ложены при проектировании, производстве, монтаже и наладке оборудования, реализуются в программе ТО и Р.

Таким образом, высокий уровень надежности, предусматри­ваемой программой ТО и Р при эксплуатации оборудования, обеспечивается неукоснительным соблюдением требований НТД путем сохранения всех параметров систем на протяжении уста­новленных ресурсов и сроков службы. С этой целью в процессе эксплуатации реализуется комплекс задач по оценке и анализу уровня надежности оборудования, включающий:

— статистический и инженерный анализ надежности оборудова­ния, находящегося в эксплуатации;

— оценку соответствия надежности оборудования техническим условиям (ТУ);

— изучение влияния условий и особенностей эксплуатации обо­рудования на показатели его надежности;

— разработку и осуществление мероприятий по уменьшению от­рицательного воздействия условий и режимов эксплуатации на надежность оборудования;

— предъявление заводам рекламаций на низкое качество про­дукции;

— подготовку обоснований для увеличения ресурсов оборудова­ния и совершенствования эксплуатационной и нормативно — технической документации.

Управление надежностью — это целенаправленная деятель­ность по обоснованию, планированию, обеспечению, поддержа­нию и повышению характеристик безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости объектов.

Целью управления надежностью является обеспечение задан­ного уровня безопасности и экономической эффективности обо­рудования.

Основными задачами управления надежностью являются:

— сбор, анализ и обобщение статистических данных о надежно­сти оборудования;

— осуществление обмена информацией о надежности согласно установленному в нефтегазодобывающем обществе порядку;

— проведение расчетов оценки уровня надежности объектов (оп­ределение количественных значений показателей надежности оборудования);

— оценка эффективности проведенных мероприятий по повы­шению надежности оборудования и квалификации персонала;

— организация и разработка перспективных планов мероприятий по повышению надежности оборудования и квалификации пер­сонала.

Решение перечисленных выше и других задач управления на­дежностью осуществляется в результате работы системы управ­ления, где объект управления — надежность оборудования, управляющий орган — службы главного инженера ТПП нефтега­зодобывающего общества, цеха, отделы, лаборатории, смены.

Центральным звеном системы управления надежностью обо­рудования является служба (подразделение) надежности (отдел, лаборатория, группа).

На подразделение надежности возлагается:

1) изучение и применение соответствующего информационного, математического, программного и технического обеспечения всех необходимых расчетов надежности для оценки текущего уровня безопасности оборудования, определения фактических значений показателей надежности оборудования, оценки ресурса оборудования, планирования замены оборудования;

2) обучение специалистов цехов, отделов и лабораторий по сбору, обработке и анализу данных по надежности в единой информационной среде нефтегазодобывающего общества и по­мощь им;

3) постоянное совершенствование системы сбора и обработки данных по надежности оборудования на основе современных программных комплексов и развитых средств ЭВТ.

Основными показателями долговечности машин являются технический ресурс и срок службы.

Технический ресурс есть наработка объекта до начала эксплуатации или ее возобновления после среднего или капитального ремонтов до наступления предельного состояния.

Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после среднего или капитального ремонтов до наступления предельного состояния.

Эти показатели для конкретных видов машин могут быть выражены в виде средних значений ресурсов и сроков службы отдельно до капитального ремонта, между капитальными ремонтами и до списания машины.

При наличии данных о ресурсе (сроке службы)N объектов статистическая оценка среднего ресурса Т_р (среднего срока службы) определяется по формуле

где t_pi — ресурс i-го объекта.

Кроме средних ресурсов и сроков службы для оценки долговечности часто применяется гамма процентный ресурс T_pγ, который представляет собой наработку, в течение которой объект не достигает предельного состояния с заданной вероятностью γ процентов. Заданный процент объектов является регламентированной вероятностью. Если γ=90%, то соответствующий ресурс следует называть девяностопроцентным.

Гамма-процентный ресурс определяется из уравнения:

где γ — заданный процент объектов;

F_p(t) — функция распределения ресурса.

Источник