Научно-техническая революция в отраслях пищевой промышленности оказывает свое влияние на организацию технического обслуживания и ремонта оборудования. Это влияние выражается в том, что в результате непрерывного увеличения в парке технологического оборудования автоматических и конструктивно более сложных машин и аппаратов работы по их ремонту значительно усложняются. Вместе с этим более высокая надежность и долговечность создаваемых машин и аппаратов ведут к уменьшению объема ремонтных работ, но только в том случае, если качество деталей, применяемых при ремонте оборудования, не ниже качества деталей, из которых оно было первоначально собрано. Следовательно, чтобы высокие технические показатели технологического оборудования могли сохраняться при эксплуатации, качество ремонтных работ должно соответствовать техническому уровню оборудования.
В выпускаемых уже сегодня в нашей стране и за рубежом пищевых машинах и аппаратах применяются механические, гидравлические, пневматические, электрические, электронные устройства. В результате усложняется процесс выявления и устранения причин отказов. Чтобы эффект от применения высокопроизводительного оборудования не снижался вследствие больших простоев из-за неисправности и ремонта, требуются высококвалифицированные кадры ремонтников и совершенная организация ремонтной службы предприятия.
Таким образом, научно-технический прогресс в пищевом машиностроении увеличивает зависимость основного производства от ремонтной службы.
В перспективе создание надежных и долговечных машин должно будет привести к существенному изменению соотношений отдельных видов ремонтных работ. Значительно сократятся объемы работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту, но возрастет удельный вес капитального ремонта. Значение капитального ремонта в обеспечении технического состояния машин и аппаратов будет увеличиваться и в результате возрастающих требований к точности и устойчивости технологических процессов, поддерживать которые только путем замены отдельных деталей без выполнения работ, присущих капитальному ремонту, невозможно.
Следует отметить, что ремонт оборудования, ранее считавшийся областью чистой практики, в настоящее время получает свою теоретическую и научную базу. Для расчета и прогнозирования надежности деталей машин при их износе, для выбора рациональных материалов, размеров и конструкций сопряжений при заданных условиях их работы необходимо знать основные закономерности процесса изнашивания материалов. Количественными оценками механического износа материала детали являются:
– линейный износ U (в мкм) – изменение размера поверхности при ее износе, измеренное в направлении, перпендикулярном к поверхности трения;
– скорость изнашивания g = dU/dt – отношение величины износа ко времени, в течение которого он возникает (в мкм/ч).
Закономерность изнашивания материала в общем виде выражается зависимостями величин U и g от следующих факторов:
– силовых и кинематических параметров и в первую очередь от давления на поверхность трения и скорости относительного скольжения;
– параметров, характеризующих состав, структуру и механические свойства материала пары;
– свойств поверхностного слоя – шероховатости, напряженного состояния и т. д.;
– вида трения и смазки;
– внешних условий, влияющих на процесс изнашивания: температуры, наложения вибраций, наличия вакуума и др.
Кроме этого, все зависимости должны описывать изменения износа во времени.
Из сказанного видно, что получение таких зависимостей является чрезвычайно сложной работой, которая в настоящее время только начинается. Подчеркнем, что здесь речь идет о закономерностях износа материала, абстрагируясь от конструктивных форм и особенностей сопряжений.
Изнашивание является многостадийным процессом, поэтому изменение износа во времени обычно выражается кривой, состоящей из ряда участков.
Рис. 31.1. Кривая механического износа
Классическая кривая механического износа состоит из трех участков (рис. 31.1). В период приработки (I) происходит изменение начального (технологического) рельефа контактируемых поверхностей в эксплуатационный рельеф. В это время скорость изнашивания монотонно убывает до значения g = соnst, характерного для периода установившегося (нормального) износа. Если нет причин, изменяющих параметры установившегося процесса изнашивания, то он протекает стационарно, и возможные отклонения от средней скорости процесса не влияют на общую линейную зависимость износа от времени. Период III – период форсированного износа, когда наблюдается интенсивное возрастание скорости изнашивания. Этот период, как правило, связан с активизацией факторов, влияющих на процесс. При этом быстро изменяются размеры и форма деталей. Поэтому выполнение ремонтных работ должно носить плановый, предупредительный характер и проводиться в сроки, близкие к концу периода II, т. е. у границы перехода нормального износа в форсированный. Такой подход к организации ремонта устраняет элементы случайности, неожиданности, стихийности, предупреждает увеличение объема работ и затрат.
График, показанный на рисунке, не исчерпывает всего разнообразия встречающихся закономерностей нарастания изнашивания деталей во времени.
Нет сомнений в том, что создание теории старения машин и науки о ремонте оборудования отдельных отраслей (в силу специфики технологий) является одной из важнейших проблем в пищевой промышленности и продовольственном машиностроении. Решение этой проблемы во многом зависит от инициативы инженеров-механиков, конструирующих, создающих и эксплуатирующих технику. Целесообразно проводить исследования механического износа и других видов износа (усталостного, молекулярно-механического, коррозионного) конкретных деталей машин в реальных условиях пищевых производств. Именно этот материал формирует закономерности процесса старения машин и аппаратов и может быть положен в основу построения рациональной системы технического обслуживания и ремонта оборудования.
Резкие качественные сдвиги в эффективном использовании машин требуют не только улучшения организации эксплуатации, технического обслуживания и ремонта, но и улучшения самих машин. Использование машины нельзя сделать высокоэффективным, пока конструкции ее деталей и узлов не приспособлены к требуемому техническому обслуживанию и ремонту.
Машины и аппараты будущего должны обладать самообеспечиваемыми элементами, приспособленными к компенсации отрицательных последствий износа. В этом оборудовании широко будут применяться самосмазывающиеся подшипниковые узлы, саморегулирующиеся передачи, самозатачивающиеся режущие органы, самоочищающиеся фильтрующиеся элементы и сита сортирующих устройств, самоподжимные самогерметизирующиеся уплотнения, самонатягивающиеся контуры ременных и цепных передач, самоцентрирующиеся при установке сменяемые узлы, самозакрывающиеся люки и другие подобные части с постоянной самообеспечивающейся работоспособностью в условиях нормальной эксплуатации.
Путь к таким машинам должен быть пройден в возможна более короткий срок. Для этого необходимо проводить разнообразные исследования существующей техники в процессе ее эксплуатации и старения, улучшать конструкции, применять твердые сплавы, полимерные материалы, стабильные масла, предусматривать централизованную смазку машин, использовать долгоработающие закрытые подшипники, вибраторы, электронные устройства, различными приемами упрочнять недолговечные детали.
Определенный прогресс при конструировании машин может быть быстро достигнут, если добиваться кратности сроков службы деталей и узлов, обеспечивать простоту смены недолговечных узлов и сокращать типоразмеры деталей крепления.
Дальнейшее развитие техники в продовольственном машиностроении приведет к созданию машин, которые должны быть более долговечными, надежными и ремонтопригодными. Другими словами, машины будущего должны нуждаться в менее частом и сложном техническом обслуживании и ремонте и иметь более простую замену недолговечных конструктивных элементов, которые все вместе должны служить возможно больший одинаковый срок.
Именно создание таких машин должно предшествовать решению проблемы комплексной автоматизации производства.
Свежие комментарии