7.2. Закономерности изменения показателей работоспособности и их влияние на эффективность использования машин
Важнейшие характеристики эффективности использования дорожных машин – производительность и себестоимость в удельном исчислении на единицу продукции. Себестоимость зависит от стоимости изготовления или приобретения и обеспечения работоспособного состояния, расхода эксплуатационных материалов.
Основные факторы влияния надежности машин на эффективность их использования следующие:
1. Стоимость общего изнашивания, зависящая, во-первых, от стоимости изготовления или приобретения машины; во-вторых, от суммарной стоимости капитальных ремонтов, если они производятся за наработку, равную полному среднему ресурсу, т. е. от начала эксплуатации объекта до его списания.
2. Стоимость выполняемых с установленной периодичностью работ технического обслуживания.
3. Стоимость текущего ремонта (устранение отказов и неисправностей или их предупреждение).
4. Ущерб из-за простоев машины при устранении отказов и выполнении технического обслуживания.
5. Стоимость компенсации ущерба из-за не устранимого в эксплуатации изменения зазоров и люфтов в кинематических парах и силовых цепях от первоначального значения до предельно допустимого.
Выявим зависимость
между ресурсом
сборочной единицы и периодичностью
ее обслуживания. Определим влияние
обслуживания на изменение ресурса.
Пусть предельно допустимый износ
задан, известны также параметры кривой
износа (рис. 7, кривая 1). Ресурс для случая,
когда обслуживание не производится –
пересечение кривой 1 с линией
определит ресурс
.
Теперь предположим, что обслуживание
производится с
-й
периодичностью
(см. рис. 7). При этом
меньше
.
Сочлененная кривая 2 достигает линии
за наработку
.
Линейная закономерность изнашивания
получается в результате аппроксимации
кривой 2 (прямая 3).
Наработка
является ресурсом при обслуживании с
-й
периодичностью.
Рис. 7. Зависимость ресурса от периодичности обслуживания и предельного износа
Выделяют три группы критериев предельного износа:
1 – в результате износа машина не может больше работать (происходит поломка детали, заклинивание механизма или невыполнение им своих функций);
2 – износ приводит к попаданию машины и узла в зону интенсивного выхода из строя (возникают удары, интенсивный износ поверхности, вибрация машины, повышается температура узлов);
3 – в результате износа характеристики машины выходят за допустимые или рекомендуемые пределы (ухудшается качество продукции, понижается производительность, падает КПД, увеличивается шум).
Изменение стоимости
компенсации потерь
за период увеличения износа от нуля до
предельного значения отражается
степенной зависимостью (рис. 8)
Рис. 8. Зависимость ущерба от размера износа
Для снижения ущерба
требуется назначать минимальное значение
предельного износа
,
но это отрицательно отразится на ресурсе,
а следовательно, возрастут затраты на
ремонты.
7.3. Оптимизация ресурсов машин
Критерием оптимизации
ресурса машин принято считать минимальную
сумму средних удельных затрат на
изготовление (приобретение) машин
и обеспечение работоспособного состояния
.
Выразим критерий (целевую функцию)
Поскольку удельная
стоимость приобретения
уменьшается, а текущих ремонтов повышается
по мере увеличения наработки,
то
имеется
наработка, при которой сумма этих
стоимостей минимальна. Эта наработка
и является ресурсом, отклонение от
которого приводит к
повышению суммарной удельной стоимости.
На рис. 9 показаны
кривые 1 и 2 интервальной и средней
удельной стоимостей текущих ремонтов,
кривая 3 –
удельная стоимость приобретения и
кривая 4 – суммарная удельная стоимость,
отражающая сумму ординат кривых 2 и 3.
Минимальное значение
определяется пересечением кривых 1 и
4.
Этому значению соответствует оптимальный
ресурс
.
Рис. 9. Зависимость удельных стоимостей приобретения и обеспечения работоспособного состояния от наработки машины
Лекция 4