Оценка технологичности ГМ

Технологичность – совокупность свойств конструкции, которые проявляются в возможности оптимальных затрат труда, средств производства, времени и т. д. при технологической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонтах по сравнению с аналогичными показателями однотипных конструкций того же назначения при обеспечении установленных показателей качества, принятых в данных условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.

Виды технологичности по области проявления своих свойств

производственная эксплуатационная ремонтная

Эксплуатационная технологичность проявляется на стадии выполнения работ при эксплуатации машины.

Ремонтная технологичность – совокупность свойств машины, которая характеризует её приспосабливаемость к работам на стадии выполнения капитальных ремонтов.

Технологичность описывается рядом показателей, которые условно можно разделить на:.

1) По уровню значимости:

- основные;

- дополнительные.

2) По количеству характерных признаков:

- частные;

- комплексные.

3) По способу выражения:

- абсолютные;

- относительные.

Средняя суммарная оперативная трудоемкость процесса определяется на стадии эксплуатации и ремонта:

,

,

где S – количество оперативных процессов на рассматриваемой стадии;

– средняя суммарная оперативная трудоемкость i-ого технологического процесса;

- количество i-тых однотипных процессов.

,

где – оперативная трудоемкость m-ой операции,

– количество однотипных m-ых операций,

n – количество операций в i-ом технологическом процессе.

Машина может иметь лучший частный показатель, но вместе с тем может быть хуже по ряду других потребительских свойств, поэтому наряду с абсолютными показателями вводят частные относительные показатели, которые определяются как отношение абсолютных показателей к функциональному критерию машины.

Для этого вводят удельный показатель технологичности по i-й операции:

где – трудоемкость i-ой операции для j-ой машины;

– функциональный критерий j-ой машины

Функциональные критерии бывают теоретические, технические и эксплуатационные, а так же ремонтные.

Теоретические показатели для горной промышленности:

- для ВМ: ;

- для МК: ;

- для СК: .

Технические функциональные критерии:

- для ВМ: ;

- для МК: ;

- для CК: .

Эксплуатационные критерии:

- для ВМ: ;

- для МК: ;

- для СК: .

.

Ремонтные критерии:

- для ВМ: ;

- для МК: ;

-для СК: .

.

Уровень трудоемкости конструкций – показатель, характеризующий свойства трудоемкости конструкций относительно соответствующего значения базового показателя трудоемкости. Для его определения используют частные удельные показатели трудоемкости для различных однотипных машин.

;

где m – количество частных удельных показателей точности;

n – количество однотипных машин.

, –

динамическая модель фиктивной эталонной машины, обладающей наилучшими способностями.

Уровень точности j-той машины по частным показателям:

.

Доля участия каждого частного показателя для j-той машины в общей сумме показателей для n рассматриваемой машины равна:

.

Для исключения влияния количества выбранных показателей определяет коэффициент участия:

.

Чтобы найти значение частных показателей необходимо воспользоваться методом суммирования частных векторов в n-ном пространстве:

²

Для базовой машины: .

Комплексный показатель технологичности:

<1

Износ в машинах

Изнашивание – изменение размеров, объема и формы элементов машины под действием рабочих нагрузок и окружающей среды.

Рабочие нагрузки могут быть механические, электронные, магнитные, тепловые и др.

Окружающая среда для ГМ – угольная и породная пыль, температурный режим, шахтная вода.

Износ – результат изнашивания.

Износ бывает:

- моральный (определяется уровнем НТР). Оборудование считается устаревшим, когда появляются машины, обеспечивающее более высокий ТЭП, экономию или отвечающие более высоким социальным требованиям. Срок морального изнашивания – 10-15 лет;

- физический (износ, обусловленный физическим изменением параметров детали).

По степени интенсивности различают физический износ:

- аварийный (скорость выше нормы) – ведет к аварии или мгновенной потери работоспособности машины, является устранимым при устранении причин, вызвавших его:

1) ошибки при конструировании;

2) недостатки технологии производства и эксплуатации машин;

3) применение машин не по назначению;

4) несвоевременное проведение ТО и Т;

5) несоответствие видов смазки.

- естественный (нормальная скорость) – неустраним на современном этапе; определяет задачу создания новых износостойких материалов или смазок. Вид и характер износа зависит от условий эксплуатации детали:

1) от скорости скольжения;

2) от наличия динамического нагревания;

3) от перегрузок узлов трения;

4) от вида смазки;

5) от влияния внешней среды.

Основные типы естественного износа:

- механический износ;

- окислительный износ;

- эрозия;

- старение материала.

1.Механический износ сопровождается процессом резания, истирания, выкрашивания и делится на виды:

а) молекулярное взаимодействие, при котором происходит схватывание

поверхности друг с другом или, так называемый, «образ мостика». Возникает в мягких материалах и приводит к задирам поверхности.

б) фрейтинг-износ – возникает при высоких нагрузках в сопряжениях и колебательных перемещение поверхности друг относительно друга, его разновидность – фрейтинг-коррозия. Такому износу подвержен шлицевые, болтовые, шпоночные соединения и т. д. Путь устранения – устранение колебаний.

в) питтинг-износ – разрушение поверхности материала под действием переменных контактных напряжений. Проявляется только на поверхности детали в виде мелких раковин или оспин. Наблюдается в телах качения или в телах, которым характерно качение с проскальзыванием – подшипники или зубчатые колёса. Физика процесса: многократное нагревание, деформация поверхностного слоя => трещины.

Глубина микротрещин:

,

где S — площадь контакта детали.

Разновидность питтинг-износа – разрушение цементационного слоя, когда трещины находятся под ним.

г) усталостный износ обусловлен действием циклических переменных нагрузок, возникновением в материале напряжений растяжения или изгиба. Наблюдается в валах, зубчатых передачах.

Физика процесса: в результате многократного изменения напряжения в материале накапливаются остаточные деформации, которые обуславливают накопление повреждаемости. В месте максимального накапливания повреждаемости появляются микротрещины, которые являются концентраторами напряжений. Далее микротрещины развиваются в трещины по всему сечению детали, и после этого наступает хрупкий износ детали.

д) кавитационный износ – наблюдается в электротехнической поверхности слоёв детали ГМ, которые находятся в контакте с жидкостями, имеющими переменную скорость.

Физика процесса: под действием гидравлического давления в метах его падения из рабочей жидкости выделяются пузырьки воздуха. При попадании пузырьков в зону высокого давления происходит их дробление и у поверхности детали происходит их взрыв, выделение большого количества энергии, повышается местное давление, разрушается поверхностный слой детали.

е) гидроабразивный износ – одна из разновидностей кавитационного износа, только здесь в жидкости имеются абразивные частички (элементы трубопровода ГМ, насосы и другие).

ж) газоабразивный износ: мимо поверхности детали протекает поток воздуха, содержащий абразивные частицы (крыльчатка вентиляторов).

2. Окислительный износ (коррозия) – возникает под химическим воздействием внешней среды и разрушает поверхности деталей:

а) химическая коррозия – в средах, не проводящих электрический ток и не содержащих воды;

б) электрохимическая коррозия – в электроматериалах.

Коррозия приводит к трём разновидностям повреждений:

· равномерная коррозия всего поверхностного слоя;

· разъедание детали в зоне застоя, где образуется эпицентр ржавчины;

· микрокристаллическая коррозия – наблюдается по всему сечению детали, деталь при этом теряет свои прочностные свойства.

Детали, повреждённые коррозией, не имеют придела усталости.

3. Эрозия в ГМ не наблюдается.

4. Старение — изменение химического состава и структуры материала (наиболее ярко проявляется в материалах органического происхождения в полимерах).