|
|
Машины для механизации животноводческих ферм. Теория и расчет
|
ТЕМА 20
Техническое обслуживание машин и оборудования на животноводческих фермах
- Условия эксплуатации и основные понятия в теории надежности
- Численные значения показателей надежности ремонтируемых изде-лий и некоторые законы распределения случайных величин.
- Система и формы технического обслуживания.
- Планирование и расчет трудоемкости технического обслуживания.
- Контрольные вопросы
- Дополнительная литература
Условия эксплуатации и основные понятия в теории надежности
В отличие от характера работы машин в полеводстве фермские маши-ны и оборудование работают круглый год, а поэтому условия и характер их работы больше подходят к промышленному оборудованию. Временная оста-новка машин в животноводстве нарушает весь режим определенной произ-водственной линии, а это влияет на физиологические функции животных, на-рушение которых приводит к снижению продуктивности.
Почти все животноводческие машины работают внутри помещений и подвергаются воздействию агрессивной среды, отличающейся повышенным содержанием аммиака, углекислого газа и влаги.
Поэтому одним из важнейших условий безотказной эффективной рабо-ты машин и оборудования животноводческих ферм является высокая техни-ческая надежность их работы.
Теория надежности — научная дисциплина, изучающая общие законо-мерности возникновения отказов и восстановления работоспособности изде-лий.
Надежность — свойство изделия выполнять заданные функции, сохра-няя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение тре-буемого промежутка времени или требуемой наработки. Надежность изделия обусловливается его "безотказностью", "ремонтопригодностью", "сохраняе мостью", а также "долговечностью" его частей.
Работоспособность — это состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным в отноше-нии основных параметров, характеризующих нормальное выполнение задан-ных функций.
Неисправность — состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному из требований технической документации.
Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособности. Признаки (критерии) отказов должны быть оговорены в технической доку-ментации на изделие. По характеру процесса, приведшего к отказам, послед-ние подразделяются на постепенные (вследствие изнашивания, усталостных разрушений и т.д.) и внезапные (вследствие случайного резкого возрастания нагрузки или других внешних воздействий).
Наработка — продолжительность или объем работы изделия, измеряе-мые в часах, километрах и др. единицах.
Безотказность — свойство изделия сохранять работоспособность в тече-ние некоторой наработки без вынужденных перерывов.
Ресурс — наработка изделия до предельного состояния, оговоренного в технической документации.
Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации изделия до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в техниче-ской документации, или до списания.
Численные значения показателей надежности ремонтируемых изделий и некоторые законы распределения случайных величин
Оценку надежности машин и оборудования животноводческих ферм можно производить по показателям ремонтопригодности: среднему времени восстановления, коэффициенту готовности и коэффициенту технического использования, т.к. доминирующей оценкой последствий отказа является вы-нужденный простой.
Среднее время восстановления (вынужденного регламентированного простоя) Тв, вызванное отысканием и
устранением одного отказа, определя-ется по формуле
где m — число обнаруженных и устраненных отказов;
tвi — время восстановления отказа (отыскание и устранение).
Коэффициент готовности при установившемся режиме эксплуатации находят по уравнению
где Т — наработка на отказ в периоде от наработки t1 до переработки t2;
Тв — среднее время восстановления изделия.
Наработку на отказ определяют по приближенному уравнению
Здесь t2 - t1 — период наработки от t1 до t2;
среднее число отказов до наработки t1;
среднее число отказов до наработки t2;
N — количество изделий, за которыми проводились наблюдения.
Параметр потока отказов можно определить по приближенному урав-нению
где Δt — достаточно малый промежуток.
Коэффициент технического использования — отношение наработки в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме этой наработ-ки и времени всех простоев, вызванных техническим обслуживанием и ре-монтами за тот же период эксплуатации.
tсум — суммарная наработка за рассматриваемый промежуток времени;
tрем и tобсл. — суммарные простои на ремонте и техническом обслуживании.
При работе машин собирают эксплуатационную информацию, которая состоит из статистических сведений об отказах и неисправностях, о наработ-ке на отказ и простоях, о расходе запасных частей и рекламациях. Это дает возможность определить причины возникновения отказов и неисправностей, оптимизировать нормы расхода запасных частей и систему планово-предупредительных ремонтов и т.д. После математической обработки полу-ченных данных в условиях эксплуатации устанавливают периодичность тех-нических обслуживаний и перечень операций плановых технических обслу-живаний.
Постепенные отказы возникают неизбежно в процессе эксплуатации, так как любое изделие подвержено износу и старению. Срок наступления от-казов можно увеличить путем усовершенствования конструкций, применения более прочного материала и т.д.
Внезапные отказы в большинстве случаев возникают в результате пе-регрузки машин, усталости металла, нарушения правил эксплуатации, дефек-тов монтажа и др. Внезапный отказ — случайное событие, вероятность кото-рого не равна 1 или 0, вероятность же постепенного отказа равна 1.
Для распределения внезапных случайных отказов наиболее близко подходит так называемый экспоненциальный закон, а для постепенных изно-совых отказов - нормальный закон распределения.
Если определенная наблюдением наработка на отказ Т и заданное вре-мя работы изделия t в течение этого
периода времени (t) будет составлять всего около 0,37 (из 100 изделий можно ожидать безотказной работы от 37).
Вероятность безотказной работы одного изделия в течение определен-ного времени зависит от количества в нем элементов и
вероятностей безот-казной работы каждого элемента. При последовательном соединении элемен-тов
Pизд(t) = P1(t)P2(t)...Pn(t),
где Ризд(t) — вероятность безотказной работы изделия;
P1(t), P2(t), …Pn(t) — вероятность безотказной работы отдельных эле-ментов изделия.
Отказы изделий в процессе их работы имеют 3 периода: приработоч-ные, износные, внезапные. Вероятность возникновения износных и посте-пенных отказов подчиняется нормальному закону распределения.
Нормальный закон распределения имеет два параметра:
среднюю арифметическую X и среднее квадратическое отклонение σ.
Средняя арифметическая — это средний срок службы элемента или изделия
где X — средняя арифметическая из N испытаний;
х1, х2 …хn — отдельные измерения значения наблюдаемой величины;
N — количество проведенных испытаний.
Среднее квадратическое отклонение служит мерой рассеяния отказов относительно среднего срока службы
Если произвести профилактическую замену элементов через время X- σ, то вероятность возникновения
износного отказа будет равна [(100 - 2 · 34,13 : 2)] = 15,87 % , а вероятность безотказной работы 100-15,87 = 84,13 %.
Для машин животноводческих ферм сроки между профилактическими заменами деталей принимают равными X - σ.
|
|
Система и формы технического обслуживания
Основным видом технического обслуживания машин является плано-во-предупредительная система технического обслуживания и ремонтов.
Плановой она называется потому, что все виды технического обслужи-вания и ремонта должны производиться после определенного числа часов ра-боты или после выполнения определенного объема работ по заранее разрабо-танному плану-графику.
Предупредительной называется потому, что система эта предусматри-вает периодичность и объем операций технического обслуживания, преду-преждающих возникновение аварийных износов и поломок машин.
В общем виде планово-предупредительная система технического об-служивания включает: обкатку и наладку машин, ежедневное техническое обслуживание, периодическое техническое обслуживание, периодический технический осмотр, ремонт и хранение машин.
Обкатку и наладку фермерских машин проводят после монтажа или ремонта. Это входит в обязанности специалистов пуско-наладочных управ-лений и монтажных бригад.
Ежедневное техническое обслуживание выполняется механизаторами, работающими на машинах, а наиболее сложные операции - слесарем фермы. Ежедневное техническое обслуживание включает операции по наружной очистке, проверке креплений, устранению течи, смазке узлов и агрегатов, проверке уровня масла, а также ряд других операций, предусмотренных пра-вилами эксплуатации машин. Как правило, ежедневное техническое обслу-живание проводят в конце смены или после окончания работы машин.
Периодическое техническое обслуживание включает все операции ежедневного технического обслуживания и ряд дополнительных операций, направленных на поддержание машины в работоспособном состоянии. Это замена масла, регулировка подшипников и передач всех видов, проверка на-дежности пускозащитной аппаратуры, если необходимо, герметичности и другие операции.
Периодическое обслуживание проводят примерно через 30-90 дней ра-боты. Выполняют их члены звена слесарей под руководством мастера-наладчика или специализированные звенья мастеров-наладчиков предпри-ятий "Райагросервис" по договорам с хозяйствами.
Периодические технические осмотры проводят 1-3 раза в год с целью проверки технического состояния машин и оборудования и выявления по-требности в ремонте. В проведении периодического технического осмотра должны участвовать представитель Госсельхозтехнадзора, главный инженер хозяйства или лицо, им уполномоченное, в присутствии заведующего фермой и слесаря.
Для оперативного проведения технического обслуживания, монтажа оборудования и контроля применяются специализированные автопередвиж-ные мастерские ММТОЖ-53, МПР-4844. Оборудование такой мастерской по-зволяет производить контроль и техническое обслуживание за всеми агрега-тами доильных установок, хладоновыми холодильными установками, изме-рять сопротивление изоляции электрических цепей, силу тока, напряжение. Мастерская имеет вакуумный насос и генератор тока, которые могут быть использованы на фермах в аварийных случаях или во время ремонтных ра-бот.
Четкая организация технического обслуживания машин на фермах воз-можна только при хорошей материально-технической базе и наличии необ-ходимой инженерно-технической службы.
Различают две формы технического обслуживания: силами хозяйств без участия Райагросервиса и гарантированное техническое обслуживание предприятиями Райагросервиса.
В совхозах и колхозах, осуществляющих техническое обслуживание своими силами без участия Райагросервиса, необходимо иметь: посты еже-дневного технического обслуживания; общехозяйственный пункт техниче-ского обслуживания фермских машин; склад обменного фонда агрегатов и запасных частей; передвижную автомастерскую для звена мастеров-наладчиков (для проведения периодического технического обслуживания); бригаду слесарей по монтажу и ремонту машин на фермах; моечные отделе-ния для ежедневного и еженедельного обслуживания доильной аппаратуры. Кроме того, необходимо иметь службу по обслуживанию электрооборудова-ния.
Чтобы обеспечить бесперебойную работу животноводческого оборудо-вания, необходимо иметь постоянных слесарей и посты ежедневного техни-ческого обслуживания (рабочие места слесарей).
В обязанности слесарей входит: выполнение сложных операций еже-дневного технического обслуживания; устранение возникших в процессе ра-боты мелких отказов машин (выполнение дежурной службы); проведение еженедельных технических обслуживаний, а также контроль за выполнением в полном объеме ежедневных технических обслуживаний операторами ферм.
Один раз в неделю слесарь производит следующие операции:
- доильные установки — смазывает радиальные подшипники вакуум-насоса поворотом колпачка масленки на 1…2 оборота, проверяет крепление вакуум-насоса и электродвигателя к раме и состояние соединительных муфт, крепление электродвигателей и насосов оборудования молочного отделения; кроме этого проверяет плотность посадки шкивов, полумуфт и звездочек, на-тяжение приводных ремней центробежного насоса;
- транспортеры для уборки навоза и раздачи кормов — определяет уро-вень масла в редукторах и при необходимости доливает, смазывает все узлы и детали согласно карте смазки; проверяет надежность ограждений привод-ных цепей редукторов, регулирует натяжение цепей приводов и транспорте-ров, а также ременных передач, подтягивает крепления натяжного и привод-ного устройств, электродвигателя и всех остальных узлов, проверяет надеж-ность крепления пальцев к штанге, состояние штанг и упоров;
- холодильная установка — проверяет натяжение приводных ремней компрессора, герметичность установки с помощью галоидной лампы или электронного галоидного течеискателя ГТИ-2.
1 — шкаф для резинотехнических изделий и запасных частей; 2 — умывальник; 3 — шкаф для инструмента;
4 — набор инструмен-та механика животноводческих ферм (ПИМ-582А); 5 — лампа га-лоидная или электронный течеискатель ГТИ-2;
6 — трансформа-тор, понижающий напряжение до 12 В; 7 — емкость для хранения смазочных материалов;
8 — ящик для песка; 9 — огнетушитель; 10 — точильно-шлифовальный станок; 11 — трубогиб ручной 1";
12 — стол конторский; 13 — стул; 14 — электрощит; 15 — настоль-ный сверлильный станок; 16 — трубоприжим до 4";
17 — труборез от 1/2 до 2"; 18 — шкаф для одежды; 19 — аптечка; 20 — верстак слесарный с тисками.
За одним слесарем обычно закрепляются два комплексно механизиро-ванных коровника на 200 голов каждый.
Для ферм крупного рогатого скота рекомендуются следующие размеры постов ежедневного технического обслуживания.
| Количество голов на ферме |
Размеры поста, м |
| 200 |
4 x 5 |
| 400 |
5 x 6 |
| 600 |
5 x 8 |
| 800 |
5 x 8 |
| 1000 |
6 x 8 |
| 1200 |
6 x 9 |
1 — стенд обкатки вакуумных насосов; 2 — шкаф для сосковой резины; 3 — стол для разборки и сборки доильной
аппаратуры; 4 — шкаф для инструмента; 5 — ванна с дезинфицирующим раствором; 6 — ларь для моющих и
дезинфицирующих порошков; 7 — стол для ремонта ваку-умных насосов; 8 — участок для дезинфекции доильных аппаратов;
9 — стеллажи для доильных аппаратов
Техническое обслуживание доильной аппаратуры должно про-изводиться ежедневно и еженедельно. Для этой цели рядом с молоч-ной располагают моечную.
План моечной
1 — стеллаж для доильных аппаратов; 2 — электрический подогреватель воды; 3 — ванна для моющего и
дезинфи-цирующего растворов с установками для циркуляцион-ной промывки доильных аппаратов; 4 — стол доярки с
приспособлениями для разборки и сборки доильных ап-паратов; 5 — шкаф для запасных резиновых деталей;
6 — ларь для моющих и дезинфицирующих порошков; 7 — трап.
Суть гарантированного технического обслуживания состоит в том, что хозяйства своими силами проводят ежедневное техническое обслуживание, а все другие работы проводят предприятия Райагросервиса по гарантийным до-говорам с хозяйствами.
В договоре на год определяются ежемесячные отчисления хозяйств на все виды услуг Райагросервиса (плановое техническое обслуживание, ре-монт, замена отработавших свой срок машин и оборудования, устранение аварийных поломок). Райагросервис несет полную ответственность за беспе-ребойную работу машин и оборудования на фермах и комплексах при со-блюдении хозяйствами правил эксплуатации. Для выполнения всех перечис-ленных обязанностей Райагросервис должен иметь соответствующую мате-риально-техническую базу: заводы и специализированные мастерские по из-готовлению запасных частей и ремонту агрегатов, запас агрегатов и запасных частей, диспетчерскую связь с хозяйствами, необходимое количество передвижных мастерских.
Проведение периодических технических обслуживаний осуществляют звенья мастеров-наладчиков хозяйств или организаций Райагросервиса. Эти звенья создаются из опытных механизаторов, хорошо знающих технику и правила эксплуатации машин. Проведение техобслуживания выполняется по заранее составленному графику. На выполненные работы по техническому обслуживанию составляется специальный акт, который служит документом на списание запасных частей и материалов, а также для начисления зарплаты рабочим звена.
Звено мастеров-наладчиков состоит из 2-3 человек, в т.ч. одного слеса-ря-электромонтера. За звеном закрепляется передвижная мастерская типа ММТОЖ-53, АЖ-2 или МПР-4844 на базе фургона УАЗ-452.
|
|
Планирование и расчет трудоемкости технического обслуживания
Трудоемкость каждого варианта разовых технических обслуживаний комплекта машин в одном помещении определяют по формуле
TразII = ∑mt = m1t1 + m2t2 +...+ mntn,
где Траз I и Траз II - трудоемкость разовых технических обслуживаний вари-антов I и II, чел.-ч;
m1, m2…mn - количество машин каждой марки, за которыми проводится техническое обслуживание при соответствующем варианте ТО;
t1, t2…tn - трудоемкость технического обслуживания для машин каждой марки, чел.-ч.
Годовая трудоемкость технического обслуживания машин в одном по-мещении для различных групп механизации подсчитывается по выражению
Tгод I = mITразI + mIITразII+...+ miTразi,
Tгод II = mITразI + mIITразII+...+ miTразi,
где Тгод I и Тгод II - годовая трудоемкость ТО комплекта машин в помещении с I, II группой механизации;
mI , mII - количество технических обслуживаний в год (или на плани-руемый период) вариантов I, II и т.д.
Трудоемкость технического обслуживания машин и оборудования во всех животноводческих помещениях с различной группой механизации
Tсум = ТгодINI + ТгодIINII+...+ТгодnNn
Тгод I и Тгод II - годовая трудоемкость ТО одного животноводческого помещения с различной группой механизации;
NI, NII…Nn - количество животноводческих помещений с каждой группой механизации.
Количество звеньев мастеров-наладчиков и передвижных мастерских для них можно определить по зависимости
где α - коэффициент, учитывающий выполнение работ, не предусмотрен-ных перечнем операций по техническому обслуживанию, α = 1,05…1,1;
Фсм зв - сменный фонд времени звена
Фсм зв = mзвtсмτ0,
где mзв — количество мастеров-наладчиков в звене;
tсм — продолжительность смены, ч;
τ0 - обобщенный коэффициент использования сменного вре-мени звеном мастеров-наладчиков, учитывающий ис-пользование времени на рабочих местах на переезды. При расстоянии от пункта ТО до объекта обслужива-ния до 5 км τ0 = 0,84 и при 40…45 км τ0 = 0,65.
Dг — количество рабочих дней в год за вычетом выходных и празднич-ных дней, дней отпуска и др. потерь (по болезни, выполнению го-сударственных обязанностей). Dг ≈ 231 день.
|
|
Контрольные вопросы
- Что такое работоспособность и безотказность машины?
- Что такое среднее время восстановления машины и как оно определяется?
- Что такое коэффициент технического использования и как он определяет-ся?
- Какие возникают периоды отказов в процессе работы машины?
- Какие используют формы организации ТО животноводческих машин?
- Как определяется трудоемкость каждого вида техобслуживания комплекта машин в животноводческом помещении?
- Как определяется количество звеньев мастеров-наладчиков?
|
|
Дополнительная литература
- Андреев П.В. Техническое обслуживание машин и оборудования жи-вотноводческих ферм. — Л.: "Колос", 1977.
|
|
|
|
Об университете