Признаки износа промышленного оборудования

Об износе деталей машины или станка можно судить по характеру их работы. В машинах, имеющих коленчатые валы с шатунами
(двигатели внутреннего сгорания и паровые, компрессоры, эксцентриковые прессы, насосы и др.), появление износа определяют по глухому стуку в местах сопряжения деталей (он тем сильнее, чем больше износ).

Шум в зубчатых передачах — признак износа профиля зубьев. Глухие и резкие толчки ощущаются каждый раз, когда меняется направление вращения или прямолинейного движения в случаях износа деталей шпоночных и шлицевых соединений.

Износ в сборочных единицах станка можно установить не только на слух, но и по виду поверхностей заготовок, обработанных на этом станке. Если, например, при обработке заготовки на токарном станке на ее поверхности через равные промежутки появляются кольцевые выступы или впадины, то это означает, что в фартуке станка износились зубья реечного колеса и рейки; движение суппорта вместо плавного стало прерывистым. Этот дефект часто обнаруживается при износе направляющих станины и каретки суппорта, нарушающем соосность отверстий фартука и коробки подач, через которые проходит ходовой вал.

Следы дробления на обтачиваемом валике, установленном в коническом отверстии шпинделя, свидетельствуют об увеличении зазора между шейками шпинделя и его подшипниками вследствие их износа. Если обрабатываемая на токарном станке заготовка получается конической, значит, изношены подшипники шпинделя (главным образом передний) и направляющие станины, а если овальной — изношена шейка шпинделя, принявшая форму овала. Увеличение мертвого хода укрепленных на винтах рукояток сверх допустимого — свидетельство износа резьбы винтов и гаек.

Об износе деталей машин часто судят по появившимся на них царапинам, бороздкам и забоинам, а также по изменению их формы. Детали машин, работающие со значительными знакопеременными нагрузками, осматривают через увеличительное стекло (лупу), проверяя, нет ли у них мелких трещин, которые могут послужить в дальнейшем причиной поломки. В некоторых случаях проверку осуществляют с помощью молотка: дребезжащий звук при обстукивании детали молотком свидетельствует о наличии в ней значительных трещин.

О работе сборочных единиц с подшипниками качения можно судить по характеру издаваемого ими шума. Лучше всего выполнять такую проверку специальным прибором — стетоскопом. При его отсутствии пользуются металлическим прутком, который прикладывают закругленным концом к уху, а заостренным — к тому месту, где находится подшипник: при нормальной работе слышен слабый шум — равномерное тонкое жужжание; если работа подшипников нарушена, возникают сильные шумы. Свист или резкий (звенящий) шум указывает на отсутствие в подшипнике смазки либо на защемление шариков или роликов между беговыми дорожками внутреннего и наружного колец. Гремящий шум (частые, звонкие стуки) означает, что на шариках, роликах, кольцах появились язвины либо в подшипник попала абразивная пыль или грязь. Глухие удары сигнализируют об ослаблении посадки подшипника на валу и в корпусе.

Работу подшипника можно проверять и по нагреву, определяемому на ощупь наружной стороной кисти руки, которая безболезненно выдерживает температуру до 600 С. Так, например, определяют повышенный нагрев подшипников, который может быть следствием защемления шариков или роликов между беговыми дорожками в результате отклонения от соосности опор, а также возникать из-за отсутствия смазки (особенно в тех случаях, когда вал вращается с большой частотой). Перегрев подшипника может появиться при больших частотах вращения вала также в случае избытка смазочного масла или его повышенной вязкости, создающей дополнительное сопротивление вращению вала. Значительный нагрев вызывает ускоренный износ подшипников.

Тугое проворачивание вала свидетельствует об отсутствии соосности между ним и подшипником или о чрезмерно тугой посадке подшипника на валу или в корпусе. Дребезжащий стук в цилиндре компрессора сигнализирует о поломке или повышенном износе поршневых колец, а глухой — об износе поршня и цилиндра. Стук маховика может бьггь следствием нарушения его посадки на валу. Недостаточное давление в пневмосистеме является результатом утечки сжатого воздуха из соединений трубопроводов, пробуксовки приводных ремней, износа цилиндра, поршня и других деталей компрессора.

Основные понятия о надежности машин (промышленного оборудования)

Технический прогресс предъявляет все более высокие требования к качеству современных машин. Под качеством машины понимают совокупность свойств, определяющих степень ее пригодности для использования по назначению. Критерии оценки качества машины могут быть разделены на две основные группы — производственно-технологические и эксплуатационные.

К производственно-технологическим показателям относятся себестоимость машины, масса и др. Из эксплуатационных показателей наиболее важным является надежность, так как она характеризует стабильность качества. Остальные эксплуатационные показатели качества машины (производительность, экономичность, степень механизации и автоматизации и др.) без обеспечения необходимой надежности теряют свое значение. К каждой детали, сборочной единице, машине, системе машин в целом (их можно обозначить одним термином — изделие) предъявляются определенные требования по надежности.

Надежность (ГОСТ 13377 — 80) — свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных размерах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Надежность изделия обусловливается его работоспособностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Работоспособность — состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Безотказность — свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Наработка — продолжительность работы изделия, измеряемая в часах, циклах, деталях и т. д. Для металлорежущих станков наработка, как правило, измеряется в часах или количестве обработанных деталей. Различают наработки за какой-либо период, до первого отказа, между отказами и др.

Отказ — это явление, заключающееся в нарушении работоспособности изделия. Металлорежущие станки относятся к восстанавливаемым изделиям.

Неисправность — состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному из требований технической документации. Например больший, чем предусмотрено ТУ, расход масла при смазывании свидетельствует о неисправности.

Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. (Предельное состояние изделия определяется невозможностью его дальнейшей эксплуатации либо снижением эффективности использования ниже допустимого уровня.)

Ремонтопригодность — свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонта. Количественно ремонтопригодность определяется затратами времени и средств на устранение отказов. Затраты времени на устранение отказа включают в себя время, необходимое для обнаружения отказа, отыскания неисправностей, подготовки запасных деталей для ремонта, замены или восстановления неисправного сопряжения, послеремонтной настройки, проверки качества ремонта, а также организационные потери времени. Следовательно, ремонтопригодность характеризуется приспособленностью машины к требованиям по ликвидации повреждений, ремонтодоступностью и ремонтоспособностью.

Приспособленность к отысканию повреждений, диагностированию, определению технического состояния оборудования без разборки сборочных единиц зависит от конструктивных особенностей машины и наличия в ней устройств для защиты от перегрузок и ошибок обслуживающего персонала, а также устройств, сигнализирующих о повреждениях.

Ремонтодоступность оценивается удобствами монтажа и доступа к деталям и сборочным единицам в целях их осмотра или замены, а также обслуживания системы, Ремонтодоступность зависит от типа и вида креплений деталей и сборочных единиц, наличия свободных (удобных) разъемов, количества и массы снимаемых для ремонта деталей, степени сложности движений при осмотрах и ремонте. Примеры недостаточного внимания к обеспечению ремонтодоступности, выявленные при эксплуатационных наблюдениях: сборка и разборка коробки скоростей неудобны и трудоемки; неудобно заливать масло в картеры станков; затруднительна уборка стружки из-за неудачной конструкции корыта и т.д.

Ремонтоспособность определяется: наличием технологических баз для восстановления исходных координат (например, плоскость крепления рейки для восстановления направляющих станин под каретку суппорта), наличием компенсаторов износа фрикционных муфт, подшипников скольжения, червячных передач и других сопряжений; конструктивными особенностями изнашивающихся деталей, обеспечивающими их пригодность к восстановлению; наличием устройств, защищающих от коррозии и проникновения в механизмы эмульсии, а также служащих для отвода стружки и защиты трущихся поверхностей от повреждений; возможностью замены некоторых деталей и сборочных единиц при модернизации оборудования.

Ремонтопригодность оказывает большое влияние на уровень затрат, связанных с эксплуатацией промышленного оборудования, и является одним из важнейших средств обеспечения надежности и долговечности работы машин.