Eksploatacja maszyn
Eksploatacja maszyn
Fazy istnienia obiektu technicznego
1. Sformułowanie potrzeb
2. Konstruowanie
3. Wytwarzanie
4. Eksploatacja
5. Likwidacja
Sformułowanie potrzeby - tak, aby nie
sugerować sposobów jej zaspokajania. PYTANIE -
czy można zaspokoić potrzebę istniejącym już
obiektem technicznym.
Konstruowanie - zdefiniowanie koncepcji
działania maszyny, opracowanie rozwiązań
(kilku) konstrukcyjnych. Wybór określonego
rozwiązania - w oparciu o wymagania odbiorcy
oraz zgodność dokumentacji z normami i
wymaganiami rynku.
Wytwarzanie - realizacja obejmująca
projektowanie procesów technologicznych,
organizację procesów produkcyjnych oraz
wytworzenie obiektu technicznego.
Eksploatacja - realizacja przez obiekt techniczny
celów, dla których został zaprojektowany i
wytworzony w okresie od wytworzenia do
likwidacji.
Likwidacja - przyjmuje się, że obiekt techniczny
ulega likwidacji, gdy koszty przywrócenia jego
własności funkcjonalnych przekraczają 75%
wartości odtworzeniowej, czyli nakładów
poniesionych na odtworzenie całkowicie
zużytego obiektu. Przyczyną likwidacji może być
także starzenie ekonomiczne (moralne), np.
komputery. Faza likwidacji obejmuje także
recykling.
Fazy istnienia obiektu technicznego
Eksploatacja maszyn
Eksploatacja – jest to ciąg działań, procesów i
zjawisk związanych z wykorzystywaniem
obiektów technicznych przez człowieka. Celem
tych działań jest zaspokajanie potrzeb
związanych pośrednio lub bezpośrednio z
potrzebami życiowymi człowieka.
W procesie eksploatacji wyróżnia się:
1. użytkowanie,
2. obsługiwanie,
3. zasilanie,
4. zarządzanie.
Użytkowanie – wykorzystanie urządzenia zgodnie
z jego przeznaczeniem i właściwościami
funkcjonalnymi.
Obsługiwanie – utrzymywanie obiektu w stanie
zdatności oraz przywracaniu mu wymaganych
właściwości funkcjonalnych dzięki przeglądom,
regulacjom, konserwacji, naprawom i remontom.
Zasilanie – dostarczanie do obiektu energii oraz,
zwłaszcza w przypadku urządzeń sterowanych
numerycznie, informacji.
Zarządzanie – podejmowanie procesów
dotyczących planowania działań i decyzji oraz
opracowania sprawozdań i ich analiza
związanych z eksploatacją obiektu technicznego.
Eksploatacja maszyn
1. urządzenia podstawowe (zasadnicze) i
pomocnicze,
2. krotność użytku – jednokrotnego
(jednorazowego) użytku, wielokrotnego
użytku
3. możliwość poruszania się – przewoźne (w tym
samochody), nieprzewoźne (stacjonarne)
4. podatność na naprawę – naprawialne,
nienaprawialne
5. liczbę realizowanych funkcji – jednofunkcyjne,
wielofunkcyjne (kombajny)
6. fizyczną podstawę działania – mechaniczne,
elektryczne, elektroniczne itp.
7. rodzaj urządzeń – budynki i budowle, kotły,
maszyny energetyczne, urządzenia i aparaty
specjalne branżowe, urządzenia techniczne,
środki transportowe, maszyny, urządzenia i
aparaty ogólnego przeznaczenia, narzędzia.
Klasyfikacja eksploatacyjna maszyn
Zmniejszenie sprawności mechanicznej maszyny
w wyniku eksploatacji następuje na skutek:
1. tarcia powodującego niszczenie warstwy
wierzchniej par trących,
2. zmęczenia prowadzącego do powstania
przełomów w wyniku działania zmiennych
obciążeń,
3. korozji obniżającej wytrzymałość i zmianę
składu warstwy wierzchniej materiału,
4. erozji naruszającej powierzchnię poddaną
przepływowi czynnika gazowego lub ciekłego.
Zużywanie a zużycie
Zużywanie a zużycie
Zużywanie -
to proces
zmian stanu
części, zespołu lub całej maszyny
powodujący utratę właściwości
użytkowych. Niekiedy procesy te
wpływają korzystnie na warunki pracy
maszyny, np. w okresie docierania.
Zużywania nie da się uniknąć, ale można i
należy je ograniczać i opóźniać.
Zużycie -
to stan
poszczególnych
części, zespołu lub maszyny na
określonym etapie procesu zużywania.
1. Mechaniczne - poprzez tarcie lub
przekroczenie wartości doraźnej lub
zmęczeniowej.
Zużywanie ustabilizowane - zachodzi przez
cały czas eksploatacji urządzenia.
Zużywanie nieustabilizowane - co pewien czas
powstają zmiany jakościowe w warstwie
trącej, jak zgniot, pojawienie się i narastanie
mikropęknięć.
2. Korozyjne:
korozja chemiczna - działanie suchych
gazów lub cieczy nieprzewodzących prądu
elektrycznego, np. siarki, chlorowców,
korozja elektrochemiczną - wskutek
kontaktu z wodą lub roztworem, które
mogą przewodzić prąd elektryczny - tworzą
się lokalne ogniwa.
Zużywanie części maszyn
3. Korozyjno-mechaniczne:
korozja naprężeniowa - równoczesne
działanie statycznych naprężeń
rozciągających i środowiska korozyjnego -
np. sezonowe pękanie mosiądzów w
obecności amoniaku,
korozja zmęczeniowa - współdziałanie
korozji elektrochemicznej i zmiennych
naprężeń spowodowanych powstaniem
ostrych wżerów przechodzących w
pęknięcia,
korozjo-erozja - zniszczenie powierzchni
wskutek oddziaływania cząstek ciał stałych,
cieczy i gazów o dużej energii kinetycznej
lub prądu elektrycznego.
Zużywanie części maszyn
PRZECIWDZIAŁANIE ZUŻYWANIU CZĘŚCI
MASZYN
Na etapie projektowania:
1. właściwy dobór par trących i materiałów do ich
wyprodukowania,
2. odpowiedni projekt układów smarowania,
3. zapewnienie wysokiej jakości warstw wierzchnich
współpracujących części,
4. prawidłowo dobrać pary montażowe i zapewnić czysty
montaż,
5. zapewnić odpowiednią regulację.
Na etapie eksploatacji:
6. zapewnienie ciągłości smarowania - zachowanie
warunków tarcia płynnego,
7. właściwa regulacja,
8. ochrona przed korozja,
9. unikanie przeciążeń,
10.właściwa temperatura par ruchowych.
Zużywanie części maszyn
Smarowanie - wprowadzenie substancji smarującej między
powierzchnie trące oraz przekształcenie tarcia suchego w
płynne lub mieszane.
Funkcje środków smarnych:
1. zmniejszanie oporów tarcia, co zmniejsza straty energii
zużycie urządzeń,
2. usuwanie zanieczyszczeń ze współpracujących
powierzchni,
3. ochrona przed korozją,
4. odprowadzenie ciepła z obszaru tarcia,
5. amortyzacja drgań i obciążeń udarowych,
6. zmniejszanie luzów i skutków ich powiększania.
Podział środków smarnych:
7. ze względu na przeznaczenie - płynne silnikowe,
przekładniowe, wrzecionowe, smary plastyczne do
łożysk tocznych i ślizgowych,
8. ze względu na konsystencję - płynne (ciecze, gazy), np.
oleje, powietrze, smary plastyczne, stałe (grafit,
dwusiarczek molibdenu),
9. ze względu na pochodzenie - mineralne (z ropy
naftowej), organiczne (z tłuszczów organicznych, np.
olej rzepakowy), syntetyczne.
Smarowanie
Zdarzenie losowe - czasowa lub stała utrata
przez obiekt stanu zdatności (kiedy obiekt działa
poprawnie) i przejście do stanu częściowej
zdatności lub niezdatności.
Uszkodzenie z definicji jest zdarzeniem
niezamierzonym.
Podział uszkodzeń:
1. stopniowe - wytrzymałość obiektu stopniowo
pogarsza się, aż do chwili wystąpienia
uszkodzenia.
2. nagłe - niespodziewana zmiana wytrzymałości
obiektu.
Podział uszkodzeń ze względu na możliwość
naprawy:
3. usuwalne - czasowe, chwilowe,
4. nieusuwalne - stałe.
Uszkodzenia
Podział uszkodzeń ze względu na działanie
obiektu:
1. krytyczne - wykluczające możliwość dalszego
użytkowania obiektu,
2. ważne - wymagają niezwłocznego podjęcia
działań z przewróceniem zdatności obiektu,
3. mało ważne - podjęcie działań
przywracających zdatność obiektu może być
odłożone w czasie,
4. nieistotne - wpływ na działanie obiektu można
pominąć.
Uszkodzenia mało ważne i nieistotne nazywa się
usterkami.
Podział uszkodzeń ze względu na rozległość
skutków:
5. usterka,
6. uszkodzenie,
7. awaria,
8. zniszczenie.
Uszkodzenia
Obsługa maszyny
Obsługa maszyn - czynności związane z podtrzymaniem
lub przywracaniem obiektowi technicznemu jego zdatności
użytkowej.
Obsługa techniczna - podtrzymanie lub odtworzenie stanu
zdatności urządzania do wykonywania przewidzianych
zadań (obsługa codzienna, konserwacja, remont).
Obejmuje:
1. przeglądy techniczne - obsługa codzienna obsługa
sezonowa, obsługa zabezpieczająca, obsługa
diagnostyczna, obsługa gwarancyjna, obsługa w
zakresie docierania, obsługa okresowa, badania
kwalifikacyjne - konserwacja, oczyszczanie, regulacja,
diagnostyka, profilaktyka,
2. remonty - remonty bieżące, remonty specjalistyczne
(średni, kapitalny), regeneracja, naprawa zespołów,
remonty całych maszyn.
W węższym zakresie obsługa techniczna nie obejmuje
remontów.
Obsługa organizacyjna - umożliwia wykorzystanie
urządzenia zgodnie z jego przeznaczeniem oraz towarzyszy
przechowywaniu i transportowaniu.
Obsługa maszyny
Utrzymanie maszyny w ruchu
W okresie użytkowania maszyny, w wyniku jej zużywania,
pojawia się konieczność przeprowadzania remontów.
Przestój planowany - użytkowanie maszyny zostało
przerwane w sposób świadomy, na podstawie planu
remontów.
Przestoje nieplanowane - są wynikiem nieprzewidzianej
przerwy w użytkowaniu maszyny spowodowanej
niesprawnością techniczną lub brakiem możliwości
uruchomienia maszyny.
Sprawność techniczna maszyny - spełnienie przez maszynę
przypisanej jej funkcji z zachowaniem bezpieczeństwa
pracy; zużycie jednego elementu nie powoduje lawinowego
niszczenia innych. Nie występują nietypowe objawy
niesprawności, jak wycieki środków smarnych, nadmierne
drgania, nietypowe szumy, itp.
Obsługa maszyny
Zachowanie sprawności technicznej maszyny:
1. przeglądy techniczne - podstawowa obsługa
techniczna. Obejmuje konserwację (czyszczenie,
smarowanie), regulację, diagnostykę oraz profilaktykę.
Celem jego jest wykrycie i usunięcie niesprawności i
uszkodzeń za pomocą regulacji i elementarnej naprawy,
2. naprawy - umożliwiają przywrócenie właściwości
użytkowych uszkodzonym ogniwom lub pojedynczym
zespołom (podzespołom) maszyny w wyniku regulacji
i/lub wymiany zużytych części.
3. remonty (bieżący, średni, kapitalny) - jednoczesna
naprawa lub wymiana wszystkich zespołów w maszynie.
Wykonywane w celu usunięcia skutków zużywania się
części maszyn lub urządzeń, aby nie dopuścić do
nadmiernego ich zużycia, w następstwie którego
następują awarie i wycofanie urządzenia z użycia.
Terminy remontów są określane przez producenta
maszyny.
Remonty
1. Remont bieżący: usunięcie powstałego zużycia
technicznego i przywrócenie maszynie pełnej
sprawności użytkowej. Koszt remontu bieżącego nie
powinien przekroczyć 15% wartości odtworzeniowej
maszyny. W zakresie remontu bieżącego możliwa jest
modernizacja maszyny, pod warunkiem, że łączny koszt
remontu bieżącego i modernizacji nie przekracza kosztu
remontu kapitalnego.
2. Remont średni - wymianie podlegają ważniejsze części,
podzespoły lub zespoły maszyny. Remont ten zapewnia
prawidłową eksploatację obiektu do następnego
remontu albo remontu kapitalnego. Jego koszt nie
powinien przekroczyć 40-50% wartości odtworzeniowej
maszyny.
3. Remont kapitalny - polega na naprawie lub wymianie
wszystkich zużytych części i zespołów maszyny, które
na skutek długotrwałej pracy znacznie obniżyły swoją
zdatność użytkową. Jego celem jest przywrócenie
maszynie jej stanu pierwotnego. Koszt remontu
kapitalnego nie powinien przekroczyć 75% wartości
odtworzeniowej maszyny.
Zasady eksploatacji maszyn
1. Zasada eksploatacji w znaczeniu dyrektywnym - reguła
(norma) ustanawiana przez szczebel wyższy w systemie
eksploatacji, np. producenta. Są to zarządzenia,
przepisy, których nieprzestrzeganie powoduje
określone sankcje, np. wymóg obowiązkowego
wykonywania obsługi gwarancyjnej.
2. Zasada eksploatacji w znaczeniu postulatywnym - to
rady, wskazówki wynikające z doświadczeń, których
nieprzestrzeganie nie powoduje żadnych sankcji, np.
podanie optymalnych parametrów pracy.
3. Zasada eksploatacji w znaczeniu kryterialnym - miernik
oceny co najmniej dwóch działań eksploatacyjnych.
Jedne działania określa się jako lepsze, inne jako
gorsze. Przykład: ocena eksploatacji urządzeń na
podstawie porównania normatywnych wskaźników z
faktycznie uzyskanymi, np. wskaźnika kosztów
amortyzacji, remontów, materiałów eksploatacyjnych.
Zależność między budową a
eksploatacją maszyn
1. Podatność użytkowa - przystosowanie urządzenia do
realizacji procesu użytkowania, obejmuje niezawodność
urządzenia, jego efektywność, łatwość obsługi
(zdolność manewrowa), stabilność pracy, łatwość
zestawiania z innymi, współpracującymi maszynami,
itp.
2. Podatność obsługowa - przystosowanie do regulacji,
smarowania, uzupełniania płynów eksploatacyjnych,
wykonania przeglądów i remontów.
3. Podatność diagnostyczna - przystosowanie do
bezinwazyjnego uzyskania informacji o stanie
technicznym urządzenia.
4. Technologiczność remontowa - przystosowanie maszyny
do wykrywania i usuwania zaistniałego zużycia oraz
powstałych wad i uszkodzeń. Czyli jest to podatność na
wszystkie czynności remontowe.
Cechy te kształtuje się na etapie projektowania maszyny.
Zależność między budową a
eksploatacją maszyn
Ergonomiczność maszyn i urządzeń - przystosowanie
narzędzi, maszyn, urządzeń, środowiska i warunków pracy
do anatomicznych i psychologicznych cech człowieka, co
ma zapewnić sprawne, wydajne i bezpieczne wykonywanie
pracy.
Ergonomia korekcyjna - dostosowanie istniejącego
urządzenia do psychofizycznych możliwości człowieka.
Ergonomia koncepcyjna - takie zaprojektowanie obiektu
technicznego, aby spełniał wymagania ergonomii.
im bardziej cechy narzędzi, maszyn, urządzeń są
przystosowane do przeciętnych możliwości człowieka,
tym większa liczba osób może je używać,
skrócenie czasu szkolenia obsługi maszyny
zmniejszenie zmęczenia pracą
zwiększenie wydajności pracy
ograniczenie chorób zawodowych
zmniejszenie liczby wypadków przy pracy - ok. 85%
wypadków wynika ze złego zsynchronizowania maszyny
i możliwości psychofizycznych człowieka.
Zależność między budową a
eksploatacją maszyn
Urządzenie powinno być tak zaprojektowane, aby
maksymalnie wykorzystać zdolności człowieka i
równocześnie uzupełniać jego słabe strony.
Praca z reguły wywołuje znużenie i
zmęczenie.
Należy dążyć do eliminacji czynników
przeszkadzających człowiekowi w pracy i
jednocześnie dostosować warunki pracy do jego
możliwości, np. automatyzacja procesów
produkcyjnych obniża fizyczne obciążenie
człowieka, ale powoduje wzrost obciążenia
psychicznego.