Учебник по ремонту дорожных машин

Осуществление технического обслуживания и ремонта дорожных и строительных машин, Полосин М.Д., 2016

Осуществление технического обслуживания и ремонта дорожных и строительных машин, Полосин М.Д., 2016.

Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по профессии «Машинист дорожных и строительных машин», ПМ.01 «Осуществление технического обслуживания и ремонта дорожных и строительных машин».
Изложены положения технологии осуществления технического обслуживания и ремонта дорожных и строительных машин (по видам), монтажа и демонтажа рабочего оборудования. Рассмотрены особенности проверки технического состояния машин, основы их сервисного обслуживания и фирменного ремонта.
Для студентов учреждений среднего профессионального образования.

Предупреждение неисправностей машин.
В области эксплуатации дорожных и строительных машин в первую очередь застуживает внимания то, как следует предупреждать неисправности наиболее распространенной техники с гидроприводом, в частности прорывы рукавов гидросистемы, находящихся под давлением.

Последствия этого приводят к потере рабочей жидкости и загрязнению объекта, где работают машины. Учеными Волжского института строительства и технологий разработано защитное устройство, с помощью которого удается предотвратить потери рабочей жидкости в напорной гидролинии путем перекрытия по гидронасосом 10 по напорной гидролинии 12 высокого давления подается через полости А и Б сборочной единицы 6 к гидрораспределителю 4 и далее к соответствующим элементам гидросистемы.

В случае разрушения напорной гидролинии перепад давления в полостях А и Б увеличивается, равновесие плунжера 2 нарушается. Клапан 8 и плунжер 2, перемещаясь навстречу друг другу, перекрывают отверстие 3 и, превращаясь в единое целое, перекрывают полость Б, преодолевая усилие пружин 7 и 9. Затем рабочая жидкость через отверстия 1 из полости А через сливную гидролинию 11 направляется в гидробак, собирается в герметичной оболочке 5. В результате полностью исключается загрязнение окружающей среды объекта, где находится машина.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Осуществление технического обслуживания и ремонта дорожных и строительных машин, Полосин М.Д., 2016 — fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России. Купить эту книгу

Осуществление технического обслуживания и ремонта дорожных и строительных машин, Полосин М.Д., 2016

Осуществление технического обслуживания и ремонта дорожных и строительных машин, Полосин М.Д., 2016.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России. Купить эту книгу

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ДОРОЖНЫХ МАШИН, АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ. Учебник

2 СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ДОРОЖНЫХ МАШИН, АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ Учебник Под редакцией Е.С.ЛОКШИНА Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальности 1706 «Эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям)» Москва 2002

3 УДК ББК Э41 Федеральная целевая программа книгоиздания России Рецензент — президент Фонда «Развитие технологий Севера», вице-президент Российской инженерной академии, академик, Заслуженный деятель науки России, д.т.н., проф. И.К.Растегаев Эксплуатация и техническое обслуживание дорожных машин, Э41 автомобилей и тракторов: Учебник для сред. проф. образования / С.Ф.Головин, В.М.Коншин, А.В.Рубайлов и др.; Под ред. Е.С.Локшина. -М.: Мастерство, с. ISBN Изложены основы обеспечения эффективной эксплуатации дорожных машин, автомобилей и тракторов. Рассмотрены правила эксплуатации и эксплуатационная документация; вопросы нормирования и хранения эксплуатационных материалов, планирования и организации технического обслуживания и ремонта; основы технической диагностики, а также проектирование и реконструкция производственной базы, особенности эксплуатации грузоподъемного и энергетического оборудования, основы автоматизации производственных процессов и новые формы обслуживания машин. Для студентов средних профессиональных учебных заведений. Может быть полезен студентам высших учебных заведений и механикам эксплуатационных предприятий. УДК ББК Коллектив авторов, 2002 ISBN Издательство «Мастерство», 2002

4 ВВЕДЕНИЕ Эксплуатация машин как прикладная техническая дисциплина формировалась и развивалась по мере становления и развития механизации технологических процессов во всех областях человеческой деятельности. В течение XX в. процесс механизации строительства прошел путь от применения примитивных лопаты, кирки и тачки к использованию сложнейших механизированных, автоматизированных и роботизированных комплексов. При этом целью эксплуатации всегда являлось эффективное использование средств механизации и обеспечение их работоспособного состояния при минимальных затратах. Основы теории и практики эксплуатации дорожных машин, автомобилей и тракторов закладывались в конце 30-х гг. XX в. На первом этапе наблюдение за рабочими процессами определяло совершенствование рабочих органов, силовых установок, приводов, трансмиссий и ходового оборудования с целью обеспечения рациональных режимов работы средств механизации. Тогда же были сформулированы принципы обеспечения их работоспособности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Бурное строительство в 50-е гг. XX в. путей сообщения в СССР, в том числе автомобильных дорог, определило развитие механизации строительства. Появление разнообразных дорожных машин, автомобилей и тракторов и создание эксплуатационных предприятий обусловили необходимость разработки и развития прогрессивных методов использования машин по мощности и времени. В гг. XX в. определились различные направления по изучению и выработке практических рекомендаций, способствующие оптимизации показателей эксплуатационных свойств, заложенных при проектировании, материализованных в производстве и реализованных при эксплуатации машин, и были разработаны принципы определения областей рационального применения и управления механизированными звеньями, отрядами и парками машин. В это же время появились исследования и практические методы оптимизации ресурса машин, обеспечения их долговечности на основе использования новых конструкционных и эксплуатационных материалов, а также новые технико-экономические подходы обеспечения ремонтопригодности и сохраняемости машин. К настоящему времени сформировались различные системы технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (Р), среди

5 которых можно выделить две основные: планово-предупредительную (ППР) и систему ТО и Р по потребности, основанные на использовании технического диагностирования, с помощью которого определяют состояние машины в данный момент и дают рекомендации по объему и времени обязательных технических воздействий, необходимых для поддержания машины в оптимальном техническом состоянии. Таким образом, возникли предпосылки развития системы управления техническим состоянием машин в эксплуатации. Переход страны к рыночной экономике определил возникновение новых правил обслуживания, понятий и терминов. Например, под термином «фирменное обслуживание» подразумевается сопровождение выпущенной машины фирмой-изготовителем на всех этапах ее существования, т.е. осуществление предпродажной подготовки, продажи, гарантийного и послегарантийного обслуживания вплоть до утилизации. В отличие от распределительной системы рыночная экономика нуждается в создании сети региональных дилеров и дистрибьютеров для обеспечения основной функции маркетинга — продвижения продукции в регионы конкретным потребителям. Конкуренция между фирмами-изготовителями привела к развитию технического сервиса, поскольку «коммерсант продает только первую машину, а все остальные продает сервис первой». Развитие разнообразных технических и организационных форм сервиса способствует повышению качества эксплуатации машин. Современные дорожные, строительные и коммунальные машины, большегрузные автомобили и мощные тракторы стоят дорого, поэтому ведущие фирмы-изготовители и некоторые специализированные фирмы развивают систему лизинга машин. Действующий в России закон «О лизинге» объясняет это понятие как «вид инвестиционной деятельности по приобретению имущества и передаче его на основании договора лизинга физическим или юридическим лицам за определенную плату, на определенный срок и на определенных условиях, обусловленных договором, с правом выкупа имущества лизинга покупателем». Несомненно, огромное значение имеет качество машины. Чтобы выбрать лучшее средство механизации для заданных условий эксплуатации, необходимо знать важнейшие показатели качества, соответствующие этим условиям, и уметь определять их значения. В 1999 г. Правительство Российской Федерации утвердило государственную концепцию создания и развития сети автомобильных дорог в стране и предложило всем структурным подразделениям Федеральной дорожной службы (Государственной службе дорожного хозяйства Минтранса России) и территориальным органам управления дорожным хозяйством руководствоваться ее основными поло-

6 жениями при разработке национальной программы совершенствования и развития автомобильных дорог на период до 2010 года «Дороги России XXI века». Сложность и многогранность дорожной отрасли обуславливают необходимость применения системного подхода и использования программных методов при решении ее проблем. Реформирование экономики и социальной сферы в России обусловило необходимость развития сети автомобильных дорог и согласование темпов ее развития с интенсивным ростом автомобилизации населения, а также коренное изменение технического уровня опорной сети дорог, формирование новых и развитие традиционных транспортных коридоров, обеспечивающих гарантированные международные и межрегиональные связи. С учетом сказанного эксплуатацию машин следует рассматривать как систему управления показателями качества, обеспечивающими эффективное использование техники, поддержание ее в работоспособном состоянии с наименьшими затратами, а также рациональное использование материальных ресурсов и создание комфортных условий для работы персонала.

7 Глава 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН 1.1. Термины и определения Известный немецкий языковед Гуго Шухард говорил, что «неясность терминологии так же опасна, как туман для мореплавателя», поэтому рассмотрим основные термины, применяемые в области эксплуатации машин. В нормативно-технической литературе эксплуатация определяется как «стадия жизненного цикла изделия, на которой реализуется, поддерживается и восстанавливается его качество». При этом под изделием понимается любой вид техники. Процесс эксплуатации включает в себя в общем случае использование изделия по назначению, транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт. Поясним эти понятия. В руководящих указаниях международной организации по стандартизации ИСО устанавливаются 12 этапов типового жизненного цикла продукции (машины): маркетинг, поиск и изучение рынка; разработка технических требований и проектирование; материально-техническое снабжение; подготовка и разработка производственных процессов; производство; контроль, проведение испытаний и обследований; упаковка и хранение; реализация; монтаж и эксплуатация; послепродажный надзор; техническая помощь в обслуживании; утилизация после использования. Стадия эксплуатации в соответствии с современными тенденциями начинается с этапа реализации, на котором производится предпродажная подготовка машины. Эксплуатация включает в себя две составляющие: использование машин по назначению и техническую эксплуатацию. В соответствии с международными стандартами использование по назначению — это применение продукции (машины) для целей, предусмотренных техническими условиями и инструкциями, утвержденными поставщиком. Применительно к дорожным машинам, автомобилям и тракторам можно сказать, что использование машин по назначению — это эксплуатация, включающая в себя изучение и реализацию полезных свойств машины, созданных при проектировании и производстве, с целью получения наибольшей ее эф-

8 фективности и нейтрализации вредных факторов, возникающих при взаимодействии техногенных и природных систем, т. е. при эффективном использовании машин необходимо соблюдать правила охраны окружающей среды. Техническая эксплуатация включает в себя транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт машины. Приведем некоторые термины, которые используются в сфере эксплуатации дорожных машин, автомобилей и тракторов. Средства эксплуатации — здания, сооружения, технические устройства, в том числе инструмент, запасные части и эксплуатационные материалы, необходимые для эксплуатации машины. Система эксплуатации — совокупность машин, средств эксплуатации, исполнителей и документации, устанавливающей правила и порядок их взаимодействия, необходимая и достаточная для выполнения поставленных задач. Условия эксплуатации — совокупность факторов, действующих на машину при ее эксплуатации. Предпродажная подготовка -целенаправленная деятельность юридических и (или) физических лиц, выполняющих перечень обусловленных работ, обеспечивающих соответствие машины установленным требованиям и передачу ее покупателю в исправном (комплектном) состоянии. Ввод в эксплуатацию — событие, фиксирующее готовность машины к использованию по назначению и документально оформленное в установленном порядке. Для специальных видов техники к вводу в эксплуатацию также относят подготовительные работы, контроль, приемку и закрепление машины за эксплуатирующим подразделением. Начало эксплуатации — момент ввода машины в эксплуатацию. Ожидание использования по назначению — нахождение машины в состоянии готовности к использованию по назначению, предусмотренное в нормативно-технической документации. Хранение при эксплуатации (хранение) — содержание неиспользуемой по назначению машины в заданном состоянии в отведенном для ее размещения месте с обеспечением сохранности в течение заданного срока. Транспортирование при эксплуатации (транспортирование) — перемещение машины в заданном состоянии с применением при необходимости транспортных и грузоподъемных средств, начинающееся с погрузки и кончающееся разгрузкой на месте назначения. Технологическое обслуэюиваиие (не путать с техническим обслуживанием, рассматриваемым в гл. 2) — комплекс операций по подготовке машины к использованию по назначению, хранению, транспортированию и приведению ее в исходное состояние после этих процессов, не связанных с поддержанием надежности изделия. Нормальная эксплуатация — эксплуатация машины в соответствии с действующей нормативно-технической документацией.

9 Подконтрольная эксплуатация — эксплуатация с целью получения дополнительной информации. Лидерная эксплуатация — нормальная эксплуатация заданного числа машин, выделенных для более интенсивного расходования ресурса по сравнению с остальным парком. Реальная эксплуатация — эксплуатация в сложившихся в эксплуатирующей организации условиях. Снятие с эксплуатации — событие, фиксирующее невозможность или нецелесообразность дальнейшего использования по назначению или ремонта машины и документально оформленное в установленном порядке. Конец эксплуатации — момент снятия с эксплуатации. Технический сервис — целенаправленная деятельность юридических и физических лиц, не являющихся потребителями машин, по обеспечению эффективной и безопасной их эксплуатации. Это означает, что некая коммерческая структура, обладающая статусом физического или юридического лица и не являющаяся потребителем (владельцем) техники, может на основании договора самостоятельно или совместно с ним проводить за определенную плату предпродажную подготовку, транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт этой техники. Фирменный метод технического обслуживания (фирменное обслуживание) — выполнение технического обслуживания предприятием-изготовителем. Фирменный метод ремонта (фирменный ремонт) — выполнение ремонта предприятием-изготовителем. Так как эксплуатация машин имеет своей целью реализацию, поддержание и восстановление качества, рассмотрим основные понятия качества и его взаимосвязь с эксплуатацией техники Основные понятия качества эксплуатации Необходимость производства качественной продукции подтверждается одним из основных постулатов рыночной экономики: «Бизнес рождается и живет своим качеством и умирает, когда оно становится ненужным». Поэтому определим основные понятия качества. Качество — совокупность свойств и характеристик продукции или услуги, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности потребителя в соответствии с назначением. Свойство — объективная особенность продукции или услуги, которая закладывается при ее создании (выполнении) или проявляется в процессе эксплуатации.

10 Показатели качества эксплуатации — количественная характеристика одного или нескольких свойств, определяющих качество процесса эксплуатации и его результаты. Технико-экономическое понятие качества продукции или услуги (в отличие от философского понятия качества) охватывает только те ее свойства, которые связаны с возможностью удовлетворения определенных общественных или личных потребностей потребителя в соответствии с назначением. Любая продукция имеет множество различных свойств, которые могут проявляться при ее создании, эксплуатации или потреблении. Причем термин «эксплуатация» применяется к такой продукции, которая в процессе использования расходует свой ресурс, а термин «потребление» — к продукции, которая при ее использовании по назначению расходуется сама. Условно свойства продукции можно подразделить на простые и сложные. Например, сложное свойство «проходимость» определяется такими относительно простыми свойствами и показателями, как вертикальная и горизонтальная геометрическая проходимость, маневренность, опорная и тягово-сцепная проходимость, транспортабельность. Показатели качества количественно характеризуют пригодность продукции или услуги удовлетворять определенные потребности. Номенклатура показателей качества зависит от назначения продукции или услуги и для продукции или услуги многоцелевого назначения может быть очень разнообразной. Рассмотрим классификацию показателей качества дорожных машин, автомобилей и тракторов (рис. 1.1), полученную путем системного анализа и синтеза данных из различных источников. 1. Основные свойства качества известны из многолетнего опыта. Новыми здесь являются сервисные показатели, знание которых на современном этапе развития техники в процессе ее эксплуатации крайне актуально. 2. Методы определения показателей качества определяются следующим образом: измерительный — основывается на использовании различных технических средств и служит для определения единиц физических или химических величин, характеризующих качество, например массы машины, скорости движения, концентрации вредных веществ, размеров кабины, усилий на рычагах; регистрационный — основывается на наблюдениях и подсчете числа определяемых событий, предметов или затрат, например отказов изделий при испытаниях и эксплуатации; расчетный — базируется на использовании существующих теоретических и (или) эмпирических зависимостей между различными показателями качества и применяется для определения тех показателей, измерение которых другими методами приводит

11 Рис Классификация показателей, применяемых при оценке качества машин

12 к значительным затратам средств или опасно для здоровья и жизни испытателей, например для определения показателей устойчивости грузоподъемных кранов, погрузчиков и т.д.; органолептический — основывается на восприятии информации органами чувств человека и анализе полученных ощущений на основе имеющегося опыта. При этом возможно использование технических средств, повышающих восприимчивость и разрешающую способность органов чувств человека, например лупы, микроскопа и др. Используется для определения качества лакокрасочных покрытий, наличия устройств, перечисленных в паспорте машины, работоспособности приборов и средств фиксации дверей, кабины и капотов, регулируемости кресел оператора и т.д.; экспертный — основывается на решениях, принимаемых экспертами в результате анализа, проводимого по определенной методике. Используется, например, при оценке показателей технической эстетичности или коэффициентов весомости различных показателей качества (т. е. количественной характеристики значимости данного показателя качества относительно других показателей); социологический — базируется на анализе мнений фактических или возможных покупателей машин и осуществляется посредством устного опроса, распространения анкет-вопросников, а также путем проведения конференций, совещаний, выставок. Наиболее часто применяется при оценке качества услуг. 3. По числу характеризуемых свойств показатели качества подразделяются на единичные, характеризующие одно свойство (например, рабочую скорость землеройной машины); комплексные, определяющие несколько свойств (например, показатель тяговой мощности, характеризующий группу тягово-скоростных свойств); групповые, относящиеся к определенной группе свойств (например, к эргономическим); обобщенные, т.е. групповые показатели с коэффициентами весомости, выбранные для оценки конкретной машины, и интегральные, являющиеся отношением суммарного полезного эффекта от эксплуатации машины к суммарным затратам на ее создание и эксплуатацию. 4. Показатели качества выражаются в натуральных единицах измерения, т. е. в единицах физических величин (Н, м/с, квт и др.); баллах (например, при оценке показателей технической эстетичности); безразмерными коэффициентами (при оценке показателей надежности) и стоимостными единицами (при оценке экономических показателей). 5. На разных этапах жизненного цикла машины доминируют различные показатели качества. На этапе выдачи технического задания в результате прогнозной оценки получают прогнозируемые показатели. На этапе проектирования главными являются показатели стандартизации, унификации и патентно-правовые. При

13 производстве машины наиболее важен показатель технологичности, а в процессе эксплуатации — показатели назначения, безопасности, надежности, эргономичности, экологичности, проходимости, технической эстетичности, экономические и сервисные. 6. Базовыми являются значения показателей, принятые за основу при сравнительной оценке качества. Это могут быть значения показателей лучших зарубежных и отечественных образцов, о качестве которых имеются достоверные данные, а также значения показателей качества в некоторый предыдущий период времени или планируемые значения показателей перспективных образцов, найденные экспериментально или теоретическими методами. Возможно в качестве базовых применение показателей, заданных в государственных стандартах, отраслевых стандартах, технических условиях и других нормативных документах. Отношение значения показателя качества оцениваемой продукции к базовому является относительным показателем качества и выражается в безразмерных коэффициентах или процентах. На основе анализа показателей качества разрабатываются системы управления качеством. В настоящее время в России управление качеством продукции машин и услуг базируется на серии международных стандартов ИCO 9000 «Управление качеством продукции» и на разрабатываемых на их основе отечественных стандартах. Управление качеством — это методы и деятельность оперативного характера, используемые для удовлетворения требований к качеству. Система качества — совокупность организационной структуры, ответственности, процедур, процессов и ресурсов, обеспечивающая осуществление общего руководства качеством. Обеспечение качества — совокупность планируемых и систематически проводимых мероприятий, необходимых для создания уверенности в том, что продукция (машина) или услуга удовлетворяет определенные требования к качеству. Программа качества — документ, регламентирующий конкретные меры в области качества, распределение ресурсов и последовательность действий, относящихся к конкретной продукции (машине), услуге, контракту или проекту. Созданная в дорожной отрасли система управления качеством и ресурсами дорожных организаций основывается на разработке каждым предприятием регламентных нормативов — стандартов предприятия (СТП), которые обеспечивают организацию производства, взаимосвязь производственных процессов, а также соответствие установленных требований к технической оснастке и инструменту технологическим нормам и процессам, применяемым на данном предприятии. В области механизации строительных работ типовые стандарты предприятия по эксплуатации машин разработаны Централь-

14 ным научно-исследовательским институтом организации, механизации и технической помощи строительству (ЦНИИОМТП). В его Рекомендациях по разработке и внедрению системы управления качеством эксплуатации строительных машин (УКЭСМ) предусматривается разработка комплекса СТП, подразделяющихся на следующие группы: основополагающий стандарт, определяющий основные (общие) положения, цели и задачи системы, структуру и функции управления, их распределение между звеньями организационной структуры, порядок взаимодействия подсистем и элементов, принятие управляющих решений; стандарты по организации планирования качества эксплуатации и расчета экономической эффективности функционирования системы УКЭСМ; стандарты по организации технологической подготовки производства, эксплуатации машин и контроля качества эксплуатации, т.е. материально-технического и метрологического обеспечения, подготовки и обучения кадров, информационного обеспечения, стимулирования персонала за повышение качества работы, а также правового обеспечения. На современном этапе развития России, когда вопросы качества вводятся в ранг государственной политики, разработка систем управления качеством эксплуатации машин является крайне актуальной Эксплуатационные свойства машин Рассмотрим показатели качества эксплуатации машин, т. е. свойства, характеризующие качество, или эксплуатационные свойства. Комплекс эксплуатационных свойств — это необходимое и достаточное для всесторонней оценки эффективности использования машины на стадии ее эксплуатации число свойств и их показателей. Системный подход позволяет проводить анализ и синтез различных по природе и структуре эксплуатационных свойств машины, т. е. выявлять и оценивать степень влияния различных факторов на эффективность функционирования системы, например дорожных машин, автомобилей и тракторов. Установлено, что машины различных принципов действия, конструктивного исполнения и применения имеют различные комплексы эксплуатационных свойств (например, комплекс эксплуатационных свойств одноковшового экскаватора отличается от аналогичного комплекса асфальтосмесительной установки). В каждом конкретном случае специалист, анализирующий эксплуатационные свойства машины, составляет соответствующий комплекс, используя методологию системного анализа.

15 Современный комплекс эксплуатационных свойств дорожных машин (рис. 1.2), состоящий из пяти взаимосвязанных систем, обладающих прямыми и обратными связями, что обуславливает его способность к саморегулированию, ориентирован на человеческий фактор, поэтому на первый план в нем выходят социально значимые показатели качества. Такое положение в настоящее время закреплено законами РФ «О защите прав потребителей» и «О сертификации продукции и услуг». Например, при сертификации машин строительного комплекса определяется соответствие показателей их безопасности, эргономичности и экологичности нормативным требованиям. В таком комплексе отдельные эксплуатационные свойства характеризуются единичными показателями, которые объединяются в комплексные, групповые или обобщенные показатели системы и непосредственно влияют на интегральный показатель эффективности эксплуатации машины. Объединенные в первой системе социально значимые свойства машины оказывают влияние на жизнь, здоровье, эстетические потребности граждан, сохранность их имущества и окружающей среды. К ним относятся безопасность, эргономичность, экологичность, эстетичность. Вторая система, характеризующая функциональное назначение машины, объединяет свойства, определяющие основные функции, которые обуславливают область ее применения. Это энергоэффективность, проходимость, универсальность и информативность. Третья система, характеризующая экономичность эксплуатации машины, включает в себя показатели ресурсопотребления: топливную экономичность, эксплуатационную материалоемкость, трудоемкость выполнения работ по обслуживанию и потребность в запасных частях. Четвертая система, определяющая новые показатели сервиса, характеризует степень ответственности изготовителя перед потребителем машин. В нее входят показатели надежности, гарантии изготовителя и уровень развития сервисной сети, обеспеченность технической документацией, возможность и условия лизинга машин. Пятая система включает в себя показатели эффективности машин, на которых базируется интегральный показатель качества, т. е. цену приобретения, цену эксплуатации, скидки и льготы поставщика, размеры налоговых платежей и сборов. Приведенный комплекс эксплуатационных свойств машин может совершенствоваться по мере развития учения о качестве продукции. Рассмотрим некоторые свойства представленных систем качества. Безопасность машины — это эксплуатационное свойство, обеспечивающее устранение или сведение к минимуму последствий аварийных ситуаций при транспортировке, осуществлении рабочих процессов и техническом воздействии на машину. При несоответствии

16 Рис Комплекс эксплуатационных свойств дорожных машин

17 показателей этого свойства номинальным значениям или требованиям нормативных документов велика вероятность аварии, а следовательно, и угроза здоровью и жизни обслуживающего персонала, а также порчи имущества или сведения эффективности работы машины к нулю. Оценка уровня безопасности машины представляет собой совокупность следующих процедур: выбор номенклатуры необходимых показателей; определение их значений для конкретной машины; сопоставление полученных результатов со значениями, рекомендуемыми нормативными документами; формирование соответствующих выводов. Различают показатели активной и пассивной безопасности. Соблюдение требований, предъявляемых к показателям активной безопасности, т. е. к эффективности тормозной системы, органов управления, звуковой и световой сигнализаций; состоянию гидро- и пневмосистем, систем доступа в кабину и к обслуживаемым сборочным единицам машин, необходимых цветовых знаков безопасности и сигнальной окраски, а также к устройствам и приборам, предотвращающим опрокидывание и столкновение, обеспечивает малую вероятность возникновения аварийной ситуации. Показатели же пассивной безопасности характеризуют наличие ремней и подушек безопасности, остекление кабины (наличие безосколочных стекол) и ее жесткость, а также эффективность защиты человека при опрокидывании машины и определяют возможность устранения последствий аварийной ситуации. Выполнение требований обеспечения безопасности является важнейшим условием при обязательной сертификации дорожных машин, автомобилей и тракторов. Эргономические свойства определяют удобство и легкость управления машиной и влияют на общее состояние и работоспособность машиниста-оператора или водителя. Показатели эргономических свойств подразделяются на физиологические, психологические, антропометрические и гигиенические. Физиологические показатели характеризуют соответствие машины силовым, скоростным и энергетическим, зрительным и слуховым возможностям машиниста-оператора или водителя. Энергетические ресурсы организма человека расходуются на поддержание его физиологической активности и производительную работу. На обеспечение физиологической активности, т.е. на кровообращение, дыхание, поддержание тела в необходимом положении, восприятие внешнего мира, в среднем за сутки человек расходует 8400 кдж (медицинская норма в сутки составляет 2344,80 ккал, или 9848,16 кдж). В процессе работы также расходуется дополнительная энергия. Работа считается легкой, если за смену на нее затрачивается»до 2100 кдж, средней трудности — до 4200 кдж, выше

18 средней трудности — до 6300 кдж, тяжелой — до 8400 кдж, особо тяжелой — до кдж. Перегрузка снижает производительность труда человека, повышает число ошибок в процессе работы и предрасположенность к заболеваниям. Например, при увеличении часовых энергозатрат машиниста дорожной машины с 420 до 2100 кдж/ч примерно в четыре раза снижается его производительность и в восемь раз увеличивается относительное число ошибок, производимых им. Согласно единым требованиям к безопасности и эргономичности конструкции дорожных машин усилия на их рычагах не должны превышать 60 Н, на педалях Н, рулевом колесе Н. Психологические показатели характеризуют соответствие рабочего места имеющимся и вновь формируемым навыкам человека, а также возможность восприятия и переработки им информации. При этом оценка рабочего места производится по трем основным направлениям: размещение оператора; элементы, обеспечивающие получение необходимой для работы информации (сенсорное поле); органы управления (моторное поле). Возможность восприятия информации оценивается обзорностью фронта работы машины. При этом различают показатели обзорности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Антропометрические показатели характеризуют соответствие органов управления, формы и размеров рабочего места размерам и форме тела человека. Экспериментальные исследования показывают, что, например, работоспособность машиниста не менее чем на 15 % зависит от расположения органов управления. Органы управления подразделяются на основные, т.е. часто или постоянно используемые оператором (это органы управления машиной и рабочим оборудованием), и второстепенные, редко используемые оператором (переключатели освещения, стеклоочистителя, стартера, отопителя, кондиционера и т.п.). Основные органы управления должны располагаться в зоне комфорта, а второстепенные в зоне досягаемости. Зоны комфорта — это предпочтительные зоны, в которых основные органы ручного и ножного управления должны быть легко досягаемы для операторов высокого и низкого роста из положения сидя рукой согнутой в локте и ногой согнутой в колене. Зоны досягаемости — это зоны, в которых второстепенные органы ручного и ножного управления должны быть досягаемы для операторов высокого и низкого роста из положения сидя вытянутой рукой или ногой, при этом допустимы поворот или наклоны оператора вперед и в стороны. В современных машинах изменение положения рулевого колеса производится либо регулированием оси его наклона (в автогрейдере ДЗ-122), либо с помощью телескопической рулевой колонки (в автогрейдере ДЗ-98).

19 Гигиенические показатели характеризуют уровни шума, вибрации, освещенности, температуры, влажности, запыленности, токсичности, т. е. уровни вредных факторов, воздействующих на организм человека. Работающие дорожные машины являются источниками аэродинамического и структурного шумов. Аэродинамический шум создается системой газораспределения и охлаждения (вентилятором) двигателя, структурный шум возникает в результате колебаний рамы, трансмиссии и облицовки. На рабочем месте оператора для нормирования шума, измеряемого в децибелах (дб), используются уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 123; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 9000 Гц. Ориентировочную оценку шума допускается производить по шкале А шумомера (дба). Предельный уровень шума дорожных машин соответствует 85 дб А. Вибрация, вызывающая механические колебания тела человека, может привести к снижению его работоспособности и некоторым изменениям в организме, влияющим на здоровье. Например, колебания с частотой до 2 Гц могут вызвать морскую болезнь; наиболее же опасны вибрации, соответствующие собственным колебаниям человеческого тела ( Гц); колебания с частотой Гц могут сопровождаться функциональными расстройствами ряда внутренних органов человека. Человеку общая вибрация от машины передается через пол кабины и сиденья, а локальная — через рычаги и педали управления. Допустимые среднеквадратичные значения ускорений вертикальных вибраций в диапазоне частот Гц следующие: 63 см/с 2 — безопасно для здоровья; 31,5 см/с 2 — не влияет на производительность труда; 10 см/с 2 — обеспечивает комфорт. На работоспособность машиниста влияет также микроклимат в кабине, т.е. температура, влажность, скорость движения воздуха, вредные примеси, запыленность. Допустимые значения этих величин в кабине дорожной машины регламентированы. Например, температура воздуха в кабине в теплый период года не должна более чем на 3 С превышать температуру наружного воздуха, а также должна быть не ниже +14 и не выше +28 С при относительной влажности воздуха % и не выше +26 С при относительной влажности воздуха %. Устройство для подачи воздуха в кабину должно обеспечивать движение воздуха на уровне груди машиниста со скоростью не более 0,5 м/с при температуре в кабине +22 С и со скоростью не более 1,5 м/с при более высоких температурах. Температура поверхностей внутри кабины (кроме стекол) должна быть не выше +35 С. Предельно допустимые концентрации (ПДК) примесей в воздухе рабочей зоны оператора следующие: пыли- 10 мг/м 3, углекислого газа — 20 мг/м 3, паров топлива мг/м 3.

20 Экологичность — это свойство, характеризующее уровень воздействия машины при ее эксплуатации на окружающую среду. К экологическим показателям относятся: создаваемый внешний шум; содержание оксида углерода и углеводородов в отработанных газах машин с бензиновыми двигателями; дымность отработавших газов и выбросы вредных веществ дизельных машин; уровень создаваемых радиопомех. При выборе и определении этих показателей необходимо учитывать требования по охране окружающей среды. Техническая эстетичность — эксплуатационное свойство, характеризующее сочетание технических и художественных решений в конструкции машины с целью удовлетворения психологических и эстетических потребностей человека. Эстетические показатели отображают информационную выразительность, рациональность формы, целостность композиции, совершенство производственного исполнения. В настоящее время это наименее изученное эксплуатационное свойство, поскольку находится на стыке науки и искусства. Предполагается, что влияние эстетичности на эффективность работы машины осуществляется через повышение продуктивности работы машиниста-оператора, а также через повышение конкурентоспособности самой машины. Основными элементами технической эстетичности являются: стилевое соответствие (соответствие моде); функционально-конструктивная приспособленность; организация объемно-пространственной структуры; чистота выполнения сочленений, скруглений, сопрягающихся поверхностей, фирменных знаков и указателей; цветовой колорит; качество покрытий и отделки поверхностей, а также симметричность, ритм, контрастность, пропорциональность и композиция. Например, рациональной считают окраску, уменьшающую утомление глаз и сокращающую время их адаптации, а также исключающую появление отблесков солнечных лучей. Энергоэффективность — это свойство машины, характеризующееся ее тягово-скоростными показателями. Тягово-скоростные показатели представляют собой совокупность параметров, определяемых результатами совместной работы двигателя, трансмиссии и движителя, и характеризуют энергетические возможности самоходной дорожной машины по осуществлению рабочего процесса. Тягово-скоростные показатели самоходных землеройно-транспортных машин включают в себя тяговое усилие на рабочем органе, рабочую скорость и коэффициент буксования. В качестве комплексного тягово-скоростного показателя используется тяговая мощность, развиваемая на рабочем органе.

21 Тягово-скоростные показатели определяют аналитически или в результате проведения тяговых испытаний. Результаты расчетов и испытаний представляют в виде графика, получившего название тяговой характеристики. При помощи тяговой характеристики наряду с основными параметрами работы машины на разных передачах и при различных нагрузках можно определить тяговый коэффициент ее полезного действия, а также запас тягового усилия, характеризующий способность машины преодолевать временное увеличение сопротивления без перехода на пониженную передачу, и рациональные скоростные режимы ее работы (исходя из максимальной тяговой мощности). Проходимость дорожной машины характеризуется показателями, отражающими ее способность перемещать центр масс с наименьшей потерей скорости как в процессе выполнения работы, так и при переезде с одного объекта на другой. Показатели проходимости самоходных машин можно подразделить на геометрические (вертикальные и горизонтальные), опорные, тягово-сцепные и мобильности (транспортабельности) К показателям вертикальной геометрической проходимости относятся: дорожный просвет, который определяется как расстояние от опорной поверхности до низшей точки рамы или трансмиссии машины при нахождении ее рабочего органа в транспортном положении; углы переднего и заднего свеса, измеряемые между горизонтальной опорной поверхностью и касательными, проведенными к переднему или заднему колесам (или ветвям гусениц) через низшие точки передней и задней частей рамы или навесных рабочих органов машины, установленных в транспортное положение; поперечный радиус проходимости, т. е, радиус окружности, проходящей через низшую точку рамы или трансмиссии и касающейся внутренних поверхностей колес (или гусениц) машины; продольный радиус проходимости (для пневмоколесных самоходных дорожных машин), т. е. радиус окружности, проходящей через низшую точку шасси или рабочего органа в транспортном положении и касающейся передних и задних колес. Горизонтальная геометрическая проходимость машины характеризуется минимальным радиусом и шириной полосы поворота. Эти показатели можно выделить в отдельную группу, определяющую маневренность машины, т. е. способность поворота или разворота машины на ограниченной площади. Причем определение минимального радиуса и ширины полосы производится для левого и правого поворотов. Если передние колеса пневмоколесных машин имеют возможность наклоняться, то минимальный радиус по-

22 ворота определяется при наклоне и без наклона колес. Измерение радиуса поворота проводят по наружной стороне следа внешнего переднего колеса или гусеницы. Ширина полосы поворота пневмоколесных дорожных машин определяется как расстояние между наружными сторонами следов внешнего переднего и внутреннего заднего колес. Показатель опорной проходимости характеризует среднее удельное давление машины на опорную поверхность. Показатель тягово-сцепной проходимости характеризует плавность хода и определяется как отношение рабочей скорости машины в данном режиме работы к теоретической скорости при движении ее по той же опорной поверхности. Показатель мобильности, или транспортабельности, определяет подвижность машины, т. е. ее способность и готовность к быстрому преодолению расстояния. (Для самоходных машин используется термин «мобильность», а для машин, перемещающихся с помощью прицепа-тяжеловоза, бортового автомобиля или тягача — транспортабельность.) Универсальность — эксплуатационное свойство, характеризующее возможность использования машины с различным сменным оборудованием. Универсальность позволяет использовать машину всесезонно на различных основных и вспомогательных работах, тем самым увеличивая коэффициент ее использования в течение года, и определяется временем замены и количеством сменного рабочего оборудования. При этом предпочтительно наличие в машине автоматизированных сцепных устройств, позволяющих заменять рабочее оборудование без выхода оператора из кабины. Информативность — эксплуатационное свойство, характеризующее возможность получения оператором информации о состоянии, режимах работы машины и предаварийных ситуациях непосредственно в кабине машины. Определяется это свойство наличием в машине средств встроенной диагностики с выводом информации на бортовые приборы, а также бортовых компьютеров, способных фиксировать информацию, управлять машиной в рабочем режиме и выдавать информацию на дисплей и в виде распечаток для проведения финансовых расчетов с оператором. Топливная эффективность — эксплуатационное свойство, характеризующее способность дорожной машины выполнять рабочий процесс с минимальным расходом топлива в единицу времени или на единицу вырабатываемой продукции. Показателями топливной эффективности дорожной машины являются часовой расход топлива и удельные расходы топлива на единицу эффективной мощности двигателя или объема выработанной продукции.

23 Контрольные вопросы и задания 1. Каковы составляющие процесса эксплуатации машин? Дайте определения этих составляющих. 2. Что включает в себя понятие «система эксплуатации»? Дайте определения отдельных элементов этой системы. 3. Каковы основные этапы жизненного цикла машины? Поясните их смысл. 4. Что такое качество эксплуатации машин? Каковы основные его понятия? 5. Что такое безопасность машины? 6. Какие показатели эргономичности вы знаете? 7. Что такое энергоэффективность машины, какими показателями она определяется? 8. Что такое проходимость машины, какие показатели ее определяют? 9. Как вы понимаете термины «универсальность» и «информативность»? 10. Какими показателями определяется топливная экономичность машин?

24 Глава 2 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН 2.1. Изменение технического состояния машины в процессе эксплуатации Понятие технического состояния и основные причины его изменения Любое техническое устройство можно представить как некоторую упорядоченную структуру связанных между собой и взаимодействующих элементов, обеспечивающих выполнение его функций. Связи и взаимодействие между элементами, а также элементами и средой (например, дорогой и шиной, ковшом и грунтом) определяются их геометрическими размерами, механическими, электрическими, химическими и другими величинами, которые называют параметрами технического состояния или структурными параметрами машины. Это, например, размеры деталей, зазоры, расход топлива и др. В процессе эксплуатации фактические параметры технического состояния машины Х Т11, Х Т2. X Тi. Х Тn изменяются от номинальных значений Х Н1 Х Н2. X Нi. Х Нn до предельных Х П1 Х П2. X Пi. Х Пn (рис. 2.1). Разность Х i = X Ti — X Hi определяющая отклонение качества работы данного элемента от номинального, отражает уровень его исправности. Рис Изменение параметра технического состояния X механизма в зависимости от времени его работы τ

25 Совокупность отклонений от номинальных значений различных параметров состояния механизма определяет его техническое состояние. В момент τ т каким-либо техническим воздействием (например, регулировкой) можно улучшить техническое состояние механизма, если же продолжать эксплуатацию после момента τ п нарушается его работоспособность. При этом может прекратиться рабочий процесс машины. В процессе эксплуатации машина взаимодействует с окружающей средой, а ее элементы — между собой. В процессе этих взаимодействий происходят, как правило, сложные физико-химические явления, которые обуславливают деформацию, износ, поломку, коррозию и другие повреждения машины. Основные виды повреждений элементов машины Классификация повреждений обычно производится в зависимости от внешнего вида их проявлений. При этом различают процессы, вызывающие объемные и поверхностные повреждения детали. К объемным повреждениям относятся разрушения (хрупкое, вязкое, усталостное), деформации (пластическая деформация, ползучесть, коробление), изменение свойств материала (механических, структуры, химического состава и др.), а к поверхностным — разъедание (коррозия, эрозия, прогар), налипание, износ, изменение свойств поверхностного слоя (шероховатости, твердости и др.). Деформации, трещины и поломки деталей машин возникают под действием механических нагрузок, а также внутренних напряжений. Основными причинами деформации деталей являются недостаточная конструкционная прочность, плохое качество изготовления и ремонта, перегрузки при эксплуатации. Разрушение (хрупкое или вязкое) материала детали, т.е. ее излом происходит как в результате возникновения недопустимых статических и динамических нагрузок, так и при длительном действии переменных нагрузок, вызывающих усталость материала. Около 80% всех разрушений деталей машин (несущих элементов, валов, сварных соединений и др.) носит усталостный характер, на что указывает характерный вид излома с двумя зонами: зоной развивающихся трещин и зоной, по которой произошел излом. Одним из специфических поверхностных повреждений является налипание (нарост) на поверхность детали посторонних частиц, происходящее в результате различных процессов молекулярного взаимодействия, а также проявления связей и сил химического и электрического происхождения. Нарост часто проявляется в виде загрязнений фильтров, внутренних стенок корпусов редукторов, трубопроводов, нагара на свечах двигателей, накипи в полостях радиаторов.

26 Коррозия (разъедание) — это разрушение изделий под действием внешней среды. Обычно коррозия подразделяется по видам производимых разрушений (общая и местная), механизму реакции взаимодействия металла со средой (химическая и электрохимическая), виду коррозионной среды (в газах, водных растворах, электролитах и др.) и геометрическому характеру разрушения (поверхностная и объемная). Разрушение металлов и сплавов в атмосфере и средах влажных газов в результате электрохимических процессов называется атмосферной коррозией. Причем преобладают в этом случае процессы, происходящие в тонких слоях влаги, сконденсировавшейся на поверхности металла. В определенных условиях эксплуатации могут возникать повреждения биологического характера, например от плесени, разъедающей обычно ткани и некоторые виды пластмасс. Основные положения по трению и изнашиванию деталей Основной, постоянно действующей причиной изменения технического состояния механизмов машины является изнашивание деталей. Изнашивание — это процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела. Результат изнашивания, называемый износом, может выражаться в единицах длины, объема, массы и др. Основными характеристиками изнашивания являются скорость — отношение значения износа к интервалу времени, в течение которого он возник, и интенсивность — отношение значения износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или объему выполненной работы. При этом единица объема выполненной работы определяется в каждом конкретном случае. При трении и изнашивании происходят следующие явления и процессы: скачкообразное движение при трении — явление чередования относительного скольжения и относительного покоя или увеличения и уменьшения относительной скорости скольжения, возникающее самопроизвольно при трении движения; схватывание при трении — явление местного соединения двух твердых тел в результате действия молекулярных сил; перенос материала — явление, при котором материал одного тела соединяется с материалом другого и, отрываясь от первого, остается на поверхности второго; заедание — процесс возникновения и развития повреждений детали вследствие схватывания и переноса материала, который может завершиться прекращением ее относительного движения;

27 задир — повреждение поверхности детали в виде широких и глубоких борозд, образующихся в направлении скольжения; выкрашивание — отделение частиц материала детали при усталостном изнашивании, приводящее к образованию ямок на ее поверхности. Выделяют механическое, коррозионно-механическое изнашивания и изнашивание при действии электрического тока. Наиболее разрушительное действие на детали машин оказывает абразивное изнашивание — это механическое изнашивание материала в результате режущего или царапающего воздействия на него твердых частиц, находящихся в свободном состоянии либо взвешенных в жидкости (гидроабразивное изнашивание) или газе (газоабразивное изнашивание). Этот вид изнашивания характерен для рабочих органов экскаваторов, бульдозеров, деталей гусениц тракторов, открытых зубчатых передач. Для запорной и регулирующей аппаратуры трубопроводов, деталей гидротурбин, систем водяного охлаждения характерно эрозионное изнашивание, т.е. механическое изнашивание материала в результате воздействия на него потока жидкости (гидроэрозионное изнашивание) или газа (газоэрозионное изнашивание). Эрозионное изнашивание поверхности возможно также в результате воздействия разрядов электрического тока (электроэрозионное изнашивание). При высоких скоростях движения детали относительно жидкости может возникать кавитациопное изнашивание, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности, что создает местное повышение давления или температуры. При невысокой прочности материала и высоких контактных напряжениях может наблюдаться усталостное изнашивание детали, происходящее в результате усталостного разрушения ее поверхностного слоя, что характерно для зубчатых передач и подшипников качения. Для некоторых деталей машин (например, шестерен зубчатых передач и подшипников скольжения) при неудовлетворительном смазывании и больших удельных давлениях характерно изнашивание при заедании, происходящее в результате схватывания, глубинного вырывания материала и воздействия возникших при этом неровностей на сопряженные поверхности. При малых колебательных относительных перемещениях соприкасающихся тел (например, элементов карданных шарниров) происходит так называемое изнашивание при фреттинге. Коррозионно-механическое изнашивание деталей в результате химического взаимодействия их материала с кислородом или окисляющей окружающей средой при длительном трении сопряженных поверхностей называют окислительным изнашиванием, а при малых колебательных относительных перемещениях — изнашиванием при