1.7 Тривалість служби деталей машин

Строк служби машин– календарна тривалість експлуатації виробу до руйнування або другого граничного стану. Граничний стан може встановлюватись по зміні параметрів, умовам безпеки, економічним показникам, по необхідності першого капітального ремонту, тощо. Вихід з ладу деталей і робочих органів машин при нормальних умовах експлуатації є наслідком фізичного спрацьовування різних видів: втомного руйнування, повзучості матеріалів, механічного спрацьовування, корозії, ерозії, кавітації, старіння матеріалу та інші. Сучасний стан теорії робочих процесів машин, наявність чисельної експериментальної техніки для визначення робочих навантажень й високий рівень розвитку прикладної теорії пружності при відносно добрих знаннях фізичних і механічних властивостей матеріалів дозволяють забезпечити достатню міцність деталей машин з великою гарантією від поломки їх в нормальних умовах експлуатації. Тому найбільш поширеною причиною виходу деталей і робочих органів з ладу є не поломка, а знос й пошкодження робочих поверхонь. Особливо значний знос деталей й робочих органів машин – знаряддя, яке експлуатують в абразивному і агресивному середовищі, і деталей транспортних машин, які працюють в умовах де присутні грязь та пил. Наприклад, ресурс подрібнювальних плит складає, в середньому, 4-6 місяців, зубів ковша екскаваторів, ножів бульдозерів і скреперів, шнеків – 6-8 місяців.

На подрібнювачі вагою 6 т., при подрібнюванні високо абразивних порід, затрачується в рік 17 т. роздроблювальних плит. Контрольні строки служби до капітального ремонту вугільних комбайнів 8-12 місяців, а конвеєрів в вугільних шахтах 2-3 роки. Дизелі, встановлені на потужних самоскидах, вимагають капітального ремонту після 1500-2000 годин роботи, тобто через 6-8 місяців. Бортові шестерні тракторів працюють до заміни не більш 2000-2500 годин. За сезон роботи тракторів на пісчаних ґрунтах замінюють 2-3 комплекти гусениць, що в середньому коштує 50% вартості нового трактора. Леміш тракторного плуга в середньому обробляє до повного спрацьовування 15-20 га грунта, що змушує щорічно виробляти для сільського господарства більш 20 млн. лемешів, не кажучи вже про те, що на тяжких ґрунтах ріжуча кромка леміша потребує ремонту через 4-6 годин роботи плуга. Щорічна потреба в запасних кільцях приводних ланцюгів сільськогосподарських машин складає біля 100 млн. одиниць.

За весь строк служби гірничого обладнання на його ремонт треба коштів в 10-12 раз більше, ніж на випуск нових машин. Є тільки один шлях зменшення цих витрат – підвищити зносостійкість основних деталей машин.

1.8 Збитки від тертя і спрацьовування в машинах

Як уже визначалось 80...90% машин виходять з ладу по причині спрацьовування деталей. Витрати на ремонт і технічне обслуговування машин в декілька разів перевищують її вартість: для автомобілів в 6 разів, для літаків в 5 разів, для верстатів до 8 раз.

На долю заводів, які випускають нові трактори, припадає тільки 22% потужностей, на долю заводів, які виготовляють запасні частини до тракторів - 34 %, а на долю ремонтних підприємств – 44%. Інакше кажучи, на ремонт тракторів витрачається майже в 4 рази більше виробничих потужностей, ніж на виготовлення.

Трудомісткість ремонту і технічного обслуговування багатьох будівельних і дорожніх машин за строк їх служби приблизно в 15 разів перевищує трудомісткість виготовлення нових. Створення машин непотребуючих капітального ремонту за весь строк їх служби і значне скорочення поточних ремонтів по своїй техніко-економічній ефективності рівнозначно удвоєнню потужностей машинобудівних заводів і підвищенню випуску металів на багато мільйонів тон в рік. Ремонтом техніки зайнято більше 7 млн. чоловік. Одна третина верстатного парку знаходиться в ремонтних підприємствах. На запасні частини витрачається більше п’ятої частини виплавляємого металу.

За весь строк служби двигунів автомобілів, тракторів і комбайнів їх ремонтують до 5 раз. Ресурс двигуна після ремонту, в порівнянні з ресурсом нового двигуна, складає 30-50%. Число робітників, які зайняті ремонтом двигунів, в декілька разів перевищує число робітників, які виготовляють двигуни на серійних заводах. Матеріальні витрати на ремонт також в багато разів перевищують витрати на виготовлення нового двигуна. В цілому по країні на автомобілях, тракторах і комбайнах відремонтованих двигунів в 2 рази більше, ніж нових. Причинами малого ресурсу двигунів після ремонту є:

1. Низька якість обробки поверхонь деталей, верстати ремонтних підприємств не забезпечують тієї точності обробки, яку мають деталі, виготовлені на заводах серійної продукції.

2. Відсутність засобів надійного очищення деталей перед складанням, запорошеність абразивним пилом складальних цехів, в цілому – невисока культура виробництва.

3. Погана приробка деталей після ремонту, відсутність сучасних випробувальних стендів, приладів, які контролювали б процес приробки, забрудненість абразивами змащувальних і гідравлічних систем.

4. Недостатня спеціалізація виробництва на ремонтних підприємствах в порівнянні з її рівнем на заводах серійної продукції, що не дозволяє розробляти і реалізувати найбільш раціональні технологічні процеси; результатом цього є , в першу чергу, малий строк служби деталей.

Значні матеріальні витрати народне господарство потерпає від підвищеного тертя в вузлах машин. Відомо, що більш половини палива, яке потребують автомобілі, тепловози і інші види транспорту, витрачається на подолання опору, яке створює тертя в рухомих сполученнях.

В текстильному виробництві на подолання опору тертя витрачається біля 80% використаної енергії. Низькім ККД багатьох машин обумовлені, головним чином, великими витратами на тертя. Так, ККД глобоїдного редуктора, встановленого в ліфтах, металорізувальному обладнанні, шахтних підйомниках тощо, в припрацьованому стані складає тільки 0,65...0,7, а в такий розповсюдженій парі, як гвинт – гайка, тільки 0,25.