Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

НАДЕЖНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН: ФОРМИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ

Максимов С.Е. 1 Лялинов А.Н. 1 Бондаренко А.В. 1
1 ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Проведен анализ рейтинга потребительских качеств транспортных и технологических машин на разных стадиях жизненного цикла. Главным потребительским качеством машин владельцы техники считают “Надежность”. Надежность закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и реализуется (расходуется) в процессе эксплуатации. На стадии проектирования ДСМ главным условием повышения их надежности является максимально полный учет особенностей и условий эксплуатации. На стадии производства техники задача состоит в том, чтобы не только сохранить заложенный при проектировании уровень надежности. На стадии эксплуатации надежность определяется, главным образом, условиями эксплуатации. На каждой из этих стадий на надежность техники влияют свои специфические факторы и используются свои методы ее повышения. Поэтому и само понятие надежности изменяется от стадии проектирования к стадии эксплуатации. Но всегда малейшее невнимание к вопросам надежности на каждой из этих стадий оборачивается для владельцев техники снижением эффективности ее применения.
надежность
транспортные и технологические машины
проектирование
стадия производства
эксплуатация
эффективность
1. Максимов С.Е. Анализ перспектив рынка мобильных шагающих экскаваторов в России // Дорожная держава. - 2007. - № 4. - С. 22-26 ; № 5. - С. 22-23.
2. Максимов С.Е. Обзор мирового рынка импортной строительной и землеройной техники // Мир дорог. - 2003. - № 2. - С. 22-23.
3. Максимов С.Е. Система фирменного обслуживания строительной и землеройной техники // Мир дорог. - 2003. - № 8-10.
4. Савельев А.В., Репин С.В. Кто заказывает музыку в механизации? // Строительная техника. Каталог-справочник. - СПб. : ООО «Славутич», 2006. - С. 4-19.
5. Чирковский В.Е., Максимов С.Е., Ананьев А.К. Стратегия ремонта: варианты и тенденции // Дороги Pro. - 2004. - № 1, март. - С. 24-27.
Введение

За последние 20 лет значительно трансформировались требования владельцев к потребительским качествам дорожно-строительных машин [1]. По результатам экспертной оценки (опрос 2010 г.), к статистически значимым потребительским качествам ДСМ (дорожно-строительных машин) относятся (рис. 1):

  • надежность;
  • суммарные эксплуатационные расходы;
  • возможность обучения операторов и технического персонала;
  • наличие запасных частей на складах поставщика и быстрота их доставки;
  • наличие инструкций по эксплуатации и техническому обслуживанию на русском языке;
  • расход топлива;
  • доступность при проведении сервисного обслуживания;
  • наличие каталогов запасных частей на русском языке;
  • начальная цена техники.

Рис. 1. Изменение рейтинга основных потребительских качеств дорожно-строительной техники за период с 1993 по 2010 г.

Таким образом, главным потребительским качеством машин владельцы техники считают «Надежность».

Что понимают под надежностью производственники, представители сервисных и ремонтных организаций, менеджеры по продажам, представители эксплуатационных организаций и владельцы ДСМ?

В теории и практике за последние десятилетия сложилось более широкое понятие надежности: НАДЕЖНОСТЬ (англ. reliability) - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и транспортирования. Надежность - комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

Почему именно это потребительское качество, начиная с 2002 года, неуклонно занимает первое место в рейтинге?

Известно, что абсолютно надежных машин не бывает: у техники каждого производителя есть свои преимущества и недостатки. Любая, самая хорошая техника имеет показатели надежности, которые обеспечиваются только при условии своевременного выполнения заданных объемов технического обслуживания и ремонта, а также - регулярной замены запасных частей.

Основные условия обеспечения надежности состоят в строгом выполнении правила, называемого триадой надежности: надежность закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и реализуется (расходуется) в процессе эксплуатации.

На стадии проектирования ДСМ главным условием повышения их надежности является максимально полный учет особенностей и условий эксплуатации. Именно поэтому в технику, спроектированную для арктического климата, закладываются совершенно другие проектные решения, чем в технику, спроектированную для пустынь.

Недаром мировые лидеры машиностроения имеют в составе своих испытательных лабораторий и полигонов климатические станции для испытания техники в широком диапазоне климатических условий (температуры, влажности и других показателей). Поэтому конструкции кранов-трубоукладчиков и других грузоподъемных машин, их узлов и деталей, спроектированных для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом (исполнение УХЛ) и холодным климатом (исполнение ХЛ), должны выдерживать эксплуатационные нагрузки с учетом возможности хрупких разрушений под воздействием низких температур. «Мороз и железо рвет, и на лету птицу бьет», говорит русская пословица. Поэтому сертификаты на металлы основных (расчетных) элементов металлоконструкций грузоподъемных машин должны входить в комплект их сопроводительной технической документации. Cказанное выше в равной степени относится не только к отечественным, но и к импортным машинам. Электропроводка должна осуществляться преимущественно медными проводами с морозостойкой изоляцией, желательно в броневой защите. Для уплотнений, манжет, прокладок следует использовать морозостойкие резины и прокладочные материалы. Специальные требования предъявляются к лакокрасочным и смазочным материалам.

Но на вторичном рынке России все еще можно встретить горе-компании, закупающие ремфонд в ОАЭ и после ремонта продающие трубоукладчики организациям, эксплуатирующим их в районах Крайнего Севера [2]. О какой надежности техники может идти речь?

Владельцы поломавшихся в гарантийный срок ДСМ задают один и тот же вопрос: какая из имеющихся на российском рынке ДСМ надежнее? Какую технику купить, чтобы реже ломалась!

А можно ли создать дорожно-строительные машины с надежностью военной или космической техники? (Хотя последние примеры и военной, и космической техники совсем не показательны.)

Но ответить можно положительно! Вопрос лишь в том, сколько такая техника будет стоить, кто сможет такую надежную технику купить и эффективно эксплуатировать?

Часто еще можно услышать: «Вот, дескать, на моем предыдущем месте работы были бульдозеры (читай трубоукладчики, экскаваторы и др.), так они прослужили 20 и более лет».

Объективности ради следует сказать, что действительно при выходе на советский рынок лидеры мирового машиностроения поставляли машины, которые служили до 30 и более лет. Ярким примером могут служить бульдозеры и трубоукладчики Komatsu и Caterpillar. Но владельцы техники не от хорошей жизни эксплуатировали эти машины, а только из-за недостатка финансовых средств на покупку новой техники, безысходности и бедности. В те годы и рейтинг основных потребительских качеств выглядел своеобразно (рис. 1). Недостаток средств приводил к росту в активе предприятий доли техники с большими сроками службы (рис. 2), просроченными межремонтными периодами, необходимости проведения межремонтного техобслуживания собственными силами и, как следствие, снижению среднегодовой наработки ДСМ (рис. 3) и увеличивал затраты на эксплуатацию (суммарные эксплуатационные расходы) (рис. 4).

Рис. 2. Возраст основной строительной техники на предприятиях нефтегазовой отрасли (в середине 90-х годов прошлого столетия).

Рис. 3. Изменение среднегодовой наработки ДСМ в течение срока эксплуатации.

В настоящее время по результатам экспертных оценок суммарные эксплуатационные расходы находятся на втором месте, и выбор машин лишь по одному показателю надежности - сроку службы, является экономически недопустимым, т.к. затраты на эксплуатацию ДСМ с большими сроками службы существенно возрастают (рис. 4) [3].

Отказы современных ДСМ являются, как правило, следствием ошибок, допускаемых как при проектировании и изготовлении, так и на стадии эксплуатации.

На стадии производства техники задача состоит в том, чтобы не только сохранить заложенный при проектировании уровень надежности за счет строгого соблюдения требований нормативной и технической документации, но и повысить его за счет появления новых технологий производства.

Понятно, что владельцев ДСМ в первую очередь интересует надежность на стадии эксплуатации.

Рис. 4. Соотношение затрат на эксплуатацию бульдозеров Komatsu D-355A с различным сроком службы.

Как известно, эксплуатация включает в себя в общем случае следующие стадии:

  1. использование по назначению;
  2. транспортирование;
  3. хранение;
  4. техническое обслуживание;
  5. ремонт.

Часть эксплуатации, включающая транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт изделия носит название «технической эксплуатации».

На стадии эксплуатации основное внимание уделяется реализации всех заложенных на первых двух этапах основ надежности.

В процессе эксплуатации под действием нагрузок и окружающей среды постепенно [4]:

  • искажаются формы рабочих поверхностей деталей;
  • увеличиваются зазоры в подвижных и нарушаются натяги в неподвижных соединениях;
  • теряется упругость и другие свойства деталей;
  • нарушается взаимное расположение деталей, вследствие чего ухудшаются условия зацепления шестерен, возникают дополнительные нагрузки и вибрации;
  • образуются нагар и накипь, ухудшающие отвод тепла от теплонагруженных деталей, и т.п.

Все это приводит к постепенному выходу из строя отдельных деталей и узлов, которые формируют перечень характерных неисправностей (рис. 5).

Рис. 5. Перечень характерных неисправностей бульдозеров и трубоукладчиков Komatsu.

На стадии эксплуатации надежность определяется, главным образом, условиями эксплуатации, которые включают:

  • режимы использования;
  • качество топлива, масел, смазок и охлаждающих жидкостей;
  • наличие и качество запасных частей и способов их хранения;
  • квалификацию обслуживающего персонала (как операторов-машинистов, так и механиков-ремонтников);
  • степень совершенства технической и нормативной документации;
  • эргономические факторы;
  • качество и полноту контроля технического состояния машин в процессе эксплуатации.

При правильной эксплуатации можно добиться резкого увеличения межремонтных интервалов работы машин, снижения эксплуатационных расходов и затрат на ремонт.

К числу эксплуатационных факторов, значительным образом влияющих на надежность и долговечность ДСМ, относятся следующие [5].

  1. Соблюдение требований по вводу машины в эксплуатацию. Машину можно вводить в нормальную эксплуатацию только после достаточно продолжительной обкатки на рекомендуемых режимах. Правильно проведенная приработка и обкатка увеличивает срок работы трудящихся пар на 10-15% и сокращает число помолок деталей в начальный период эксплуатации.
  2. Качество подготовки машин к сезонным изменениям условий эксплуатации, особенно подготовки машин к зимним условиям работы.
  3. Квалификация машиниста и соблюдение рекомендованных режимов работы машины. Эффективность эксплуатации машины повышается при работе на максимальных режимах, допускаемых конструкцией машины; при этом необходимо принимать меры по предупреждению преждевременного износа деталей.
  4. Динамические нагрузки, возникающие при несоблюдении условий и режимов работы, разрегулировки системы управления, изношенности в сочленениях рабочих органов и узлов машины могут достигать таких величин, при которых ускоренным образом будет происходить старение и изнашивание машины.
  5. Условия транспортирования машин и качество монтажных работ, сборка узлов и деталей машины с нарушением их взаимного положения и соосности могут привести к интенсивному износу или поломкам.
  6. Качественное выполнение технических обслуживаний, текущих и капитальных ремонтов способствует увеличению сроков службы машин.

Надежность агрегатов, сборочных единиц и деталей во многом определяет работоспособность и эффективность использования ДСМ.

Для настоящего времени характерно увеличение доли машин импортного производства. Это обусловлено требованиями рынка, поскольку заказчик становится все более требовательным к качеству выполнения работ, их стоимости и срокам. При этом отечественные производители ДСМ далеко не всегда могут предложить потенциальному покупателю высокую надежность по конкурентоспособной цене.

На каждой из этих стадий на надежность техники влияют свои специфические факторы и используются свои методы ее повышения. Поэтому и само понятие надежности изменяется от стадии проектирования к стадии эксплуатации.

Но ВСЕГДА малейшее невнимание к вопросам надежности на каждой из этих стадий оборачивается для владельцев техники снижением эффективности ее применения.

Рецензенты

  • Репин С.В., д.т.н., доцент, профессор кафедры транспортно-технологических машин Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета, г. Санкт-Петербург.
  • Волков С.А., д.т.н., профессор кафедры транспортно-технологических машин Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета, г. Санкт-Петербург.

Библиографическая ссылка

Максимов С.Е., Лялинов А.Н., Бондаренко А.В. НАДЕЖНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН: ФОРМИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 3.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=6324 (дата обращения: 23.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074