При функционировании производственных механизмов происходят процессы, относящиеся к постепенному снижению их рабочих свойств и изменению характеристик узлов и деталей. Дело в том, что спустя некоторый период времени они могут привести к серьезной поломке или полной остановке оборудования. Во избежание негативных последствий экономического характера, предприятия, как правило, организуют процесс грамотного управления износом и видами износа в отдельности, а также своевременно обновляют свои основные фонды.
Понятие износа
Сегодня под износом (старением) принято понимать постепенное снижение эксплуатационных свойств узлов, изделий и производственных механизмов в результате изменения их размеров, форм или физико-химических особенностей. Следует отметить, что износ и виды износа, существующие на сегодняшний день, появляются и накапливаются в процессе эксплуатации. Существует целый ряд факторов, которые определяют скорость старения оборудования. Так, негативным образом, как правило, сказываются следующие моменты:
- Трение. Температурный режим (экстремальный — в особенности). Периодические, импульсные или статические нагрузки механического воздействия и так далее.
Следует отметить, что практически все виды износа оборудования можно замедлить. Для этого целесообразно полагаться на следующие факторы:
- Конструктивные решения. Соблюдение правил эксплуатации. Использование качественных и современных смазочных материалов. Своевременные планово-предупредительные ремонты, техническое обслуживание.
Вследствие всех видов износа основных фондов, снижения эксплуатационных качеств уменьшается и потребительская стоимость оборудования или производственных механизмов. Важно дополнить, что степень и скорость изнашивания определяются посредством условий трения, нагрузок, характеристик материалов. Помимо этого, немаловажную роль играют конструктивные особенности оборудования.
Виды износа
Классификация износа на сегодняшний день отличается достаточной обширностью. Так, для полного понимая целесообразно изначально рассмотреть информацию кратко, после чего углубиться в детали. Категория старения подразделяется на фактический износ, который сопровождается изменением характеристик объекта; функциональный износ, который вызывается вследствие развития новых технологий; внешний износ, обусловленный воздействием факторов внешнего типа. Первые два вида износа основных фондов классифицируются на устранимые и неустранимые. Кроме того, первая группа подразделяется в соответствии с причинами, вызвавшими старение оборудования, на износ первого рода (накапливается в результате эксплуатации в нормальных темпах) и износ второго рода (накапливается по причине аварий, стихийных бедствий и других факторов негативного характера). Если судить относительно времени протекания, то в этой же группе принято выделять непрерывный (технико-экономические показатели снижаются постепенно) и аварийный (мгновенный по времени осуществления, например, в результате пробоя кабеля или аварии на производстве) износ.
Вторая группа, то есть такой вид износа основных средств, как функциональный, классифицируется на моральный (основной причиной в данном случае выступает изменение характеристик изделий, аналогичных данному, а также удешевление их производства) и технологический (ключевой причиной служит изменение цикла, в который по традиции входит данный объект, в технологическом плане) износ. В свою очередь, моральное старение, исходя из затратных статей, изменения в структуре которых привели к износу, подразделяется на старение, обусловленное избыточными затратами капитала; устаревание по причине предельно больших затрат в эксплуатации; старение, обусловленное низким уровнем эргономичности и экологии.
Важно отметить, что внешний износ бывает только неустранимым. Итак, далее перейдем к разбору определенных видов износа оборудования, которым следует уделить пристальное внимание.
По характеру внешних воздействий
В зависимости от особенностей внешних воздействий на материалы оборудования принято выделять следующие разновидности старения:
- Абразивный вид износа объектов. Речь идет о повреждении поверхности механизмов или изделий мелкими частицами материалов иного оборудования. Особенно характерна данная разновидность в условиях повышенной запыленности производственных механизмов. Например, при работе в горах, на стройке, при производстве материалов или выполнении сельскохозяйственных операций. Кавитационный, который вызывается взрывным схлопыванием пузырьков с газом в жидкой среде. Адгезионный вид физического износа. Окислительное старение. Происходит оно, как правило, в результате химических реакций. Тепловой износ. Вид износа усталостный. Обычно он возникает при изменении структуры материала.
Типы износа и амортизация
Мы разобрались, какие виды износа известны в настоящее время. Стоит отметить, что классификация разновидностей старения в соответствии с вызывающими его физическими явлениями в микромире в любом случае дополняется систематизацией, связанной с макроскопическими последствиями для экономической жизни. Так, в финансовой аналитике и бухгалтерском учете понятие износа, которое отражает физический аспект явлений, тесным образом связано с экономическим термином амортизации оборудования. Под амортизацией следует понимать как снижение себестоимости производственных механизмов по мере их старения, так и отнесение части данного снижения на стоимость выпускаемого продукта. Основной целью здесь выступает аккумулирование средств на специальных амортизационных счетах для закупки нового оборудования производственного значения или частичного усовершенствования старого.
Физический износ
Виды износа в зависимости от причин и последствий подразделяются на экономический, функциональный и физический. В случае последнего речь идет о непосредственной утрате проектных характеристик и свойств единицы оборудования в процессе ее эксплуатации. Стоит отметить, что такая утрата может быть частичной или полной. В первом случае производственные механизмы подлежат восстановлению, ремонту, который возвращает первоначальные особенности изделий. При полном износе в оценке оборудования оно подлежит списанию. Помимо степенной классификации, физический износ имеет родовую:
- Первый род: производственные механизмы изнашиваются в процессе планового применения с соблюдением всех нормативов и правил, которые установлены изготовителем. Второй род: изменение характеристик оборудования по причине неправильной эксплуатации либо воздействия факторов непреодолимой силы. Аварийный износ: скрытое изменение особенностей объекта приводит к аварийному выходу его из строя, который случается внезапно. В связи с чем может произойти катастрофа на предприятии, к примеру.
Необходимо дополнить, что перечисленные виды применимы не только к оборудованию в целом, но и к отдельным его составляющим (узлам, деталям).
Функциональный износ
Важно знать, что функциональное старение служит отражением процесса морального износа основных фондов. Речь идет о появлении на рынке однотипного, однако более экономичного, производительного и безопасного в использовании оборудования. Производственный станок в физическом плане может быть вполне исправным. Он выпускает продукцию, тем не менее использование новых технологий или современных моделей, которые периодически появляются на рынке, делает применение устаревших объектов невыгодным в экономическом ключе. Необходимо иметь в виду, что функциональный износ имеет свою классификацию:
- Частичное старение: станок является невыгодным для законченного производственного цикла, однако вполне пригодным для реализации ограниченного числа операций. Полное старение: любое применение станка приводит к причинению убытков. В таком случае единица оборудования подлежит демонтажу и списанию.
Известна также классификация в соответствии с вызвавшими функциональный износ факторами:
- Моральный износ (сегодня выделяют три вида морального износа в зависимости от вызвавших его причин, рассмотренных в предыдущих главах) предполагает доступность идентичных, однако более совершенных, современных в технологическом плане моделей. Технологический износ подразумевает разработку принципиально других технологий для выпуска аналогичного продукта. Важно дополнить, что данная разновидность износа так или иначе приводит к необходимости изменения всей технологической цепочки при условии полного или частичного обновления состава основных средств.
Стоит отметить, что по причине возникновения новой технологии состав оборудования, как правило, сокращается, а трудоемкость падает.
Экономический износ
Помимо временных, физических и природных факторов, на сохранение изначальных свойств оборудования опосредованным образом влияют следующие факторы экономического характера:
- Падение спроса на выпускаемую товарную продукцию. Процессы инфляции. Цены на трудовые ресурсы, сырье и комплектующие оборудования, используемого в производственных целях, растут, однако пропорционального роста цен на конечный продукт не происходит. Ценовое давление со стороны конкурентов. Колебания цен на сырьевом рынке, не связанные с инфляцией. Рост стоимости услуг кредитного характера, которые используются для операционной работы или в целях обновления основных фондов. Ограничения со стороны законодательства, относящиеся к применению оборудования, которое не отвечает стандартам в плане охраны окружающей среды.
Причины износа
Следует понимать, что виды и причины износа деталей связаны между собой. Далее рассмотрим основные причины, а также способы определения износа оборудования, производственных механизмов и изделий. Необходимо заметить, что для выявления причин и степени старения на каждом предприятии формируется и работает комиссия по фондам основных средств. Сегодня износ производственных механизмов определяется одной из следующих методик:
- Посредством наблюдения, в которое входит визуальный осмотр, а также комплекс испытаний и измерений. По периоду эксплуатации. Стоит учитывать, что он рассчитывается как отношение срока использования по факту к нормативному. Значение данного отношения и является величиной износа в процентах. Через укрупненную оценку состояния производственного объекта, которая осуществляется с помощью специальных шкал и метрик. Посредством прямого измерения в денежном варианте. В данном случае сопоставляется стоимость новой аналогичной единицы ОС и расходы на ремонт, связанный с восстановлением старой. С помощью доходности дальнейшего применения. Речь идет об оценке снижения дохода, учитывая при этом актуальные издержки, связанные с восстановлением характеристик, по сравнению с доходом в теории.
Необходимо дополнить, что окончательный выбор, относящийся к определенной методике, делает комиссия по средствам основного фонда. При этом она руководствуется нормативной документацией, а также доступностью исходных сведений.
Способы учета износа оборудования
Далее целесообразно перейти к заключительному аспекту столь широкой темы, как износ производственных механизмов, оборудования, изделий и отдельных их составляющих. Амортизационные отчисления, которые призваны стать компенсацией процессов старения оборудования, в настоящее время можно также определить посредством целого ряда методик:
- Пропорциональный или линейный расчет. Метод уменьшаемого остатка. Расчет, произведенный в соответствии со сроком производственного использования. Расчет, осуществленный согласно объему выпущенного продукта.
Важно знать, что выбор конкретной методики реализуется при формировании или глубокой реорганизации структуры. Он обязательным образом закрепляется в учетной политике предприятия. Эксплуатация производственных механизмов, оборудования и разносортных изделий в соответствии с общепринятыми правилами и нормативными документами, а также достаточные и своевременные отчисления в амортизационные фонды, так или иначе, позволяют организациям сохранить экономическую и технологическую эффективность на конкурентоспособном уровне. В итоге структуры могут непрерывно приносить радость своим потребителям качественной товарной продукцией по разумным ценам.
Заключение
Итак, мы рассмотрели достаточно широкую в плане классификации категорию издержек, ее содержание и основные особенности. Помимо этого, разобрали причины износа и способы его оценки, а также учета. Как оказалось, учетных методик достаточно много, и все они принципиальным образом отличаются, имеют свои преимущества и недостатки. В заключение стоит добавить, что сегодня на территории Российской Федерации развитие реальной области экономики становится одной из самых важных задач. Тем не менее решать ее приходится в непростое время. Износ промышленного оборудования сегодня достигает 78 %, а заемные средства обходятся крайне дорого. Именно поэтому соответствующие государственные структуры усиленно работают над выработкой ресурсов, которые способны помочь восстановлению и дальнейшей модернизации промышленной отрасли в стране.
В процессе эксплуатации авиационной техники самой распространенной причиной возникновения дефектов старения является износ, т.е. изменение размеров, формы и состояния поверхности деталей под действием различного рода нагрузок, сил трения и влияния окружающей среды.
В зависимости от абсолютного значения величины износа различают нормальный (естественный
), износ при котором повреждения, возникшие на деталях, не нарушают нормальной работы механизма. Зазоры в сочленениях при этом не выходят за допустимые пределы. Износ, при котором зазоры превышают допустимые пределы, появляются ударные нагрузки, называют дефектным.
Наличие дефектного износа ухудшает работу соединения, вызывает нагрев деталей, заедания, задиры. Дефектный износ интенсивно прогрессирует и может привести к поломке деталей и, как следствие, отказу механизма.
На рис. 1.1 представлен процесс изменения зазоров в соединении. При разработке соединения определяется минимальный зазор И м, необходимый для компенсации температурных расширений и размещения смазки. Также устанавливается предельно допустимый зазор И 3 , при котором износ остается нормальным. Весь процесс износа можно разделить на три периода. Отрезок И м — 1
отражает процесс приработки поверхностей деталей, когда сглаживаются микронеровности. Этот период характеризуется достаточно интенсивным износом, особенно в самом начале процесса. По мере приработки износ стабилизируется, и наступает период нормального, установившегося износа, в течение которого зазор увеличивается медленно, с постоянной скоростью (отрезок 1-2).
Период дефектного износа наступает, когда зазор достигнет предельного значения и начнет его превышать. Скорость износа при этом будет все быстрее возрастать.
Рис. 1.1.
График зависимости величины износа И от времени работы V.
I
— приработка; II
— установившийся износ; III
— дефектный износ; И м — 1
— период приработки; 1-2
— период установившегося износа; 2-3
— период дефектного износа до разрушения; И м — монтажный зазор; И 3 — предельно допустимый зазор; И п — зазор после приработки; а — угол наклона кривой, характеризующий
интенсивность износа
Для каждого механизма очень важно уловить момент перехода естественного износа в дефектный и прекратить эксплуатацию для замены или ремонта износившейся детали.
Различают три вида естественного износа: механический, коррозионный и усталостный.
Механический износ
возникает в результате действия сил трения и ударных нагрузок в сопряженных деталях, имеющих взаимное перемещение. Выделяют следующие разновидности механического износа: абразивный, схватывание 1-го рода (атермическое), тепловой износ (схватывание 2-го рода), осповидный и окислительный.
Абразивный
— самый распространенный вид износа, возникает от воздействия мелких твердых частиц, попадающих в зазоры между деталями со смазкой или другим путем. Эти частицы, подобно режущему инструменту, образуют на поверхности деталей риски и царапины, что ухудшает состояние поверхности и усугубляет износ. Разновидностью абразивного износа является газо-бразивный, при котором рабочие поверхности и передние кромки лопаток компрессора и лопасти воздушных винтов повреждаются частицами песка и пыли, попадающими вместе с воздухом.
Износ схватывания Нго рода
возникает в малоподвижных сильно нагруженных соединениях. Скорость взаимного перемещения в таких соединениях не более 1 м/с, а удельное давление превышает предел текучести материала. При больших удельных давлениях происходит выдавливание масляной пленки из зазора между деталями, и в зонах непосредственного контакта начинают действовать силы молекулярного притяжения, под действием которых происходит схватывание поверхностных слоев деталей при относительно низкой температуре (отсюда второе название износа — атермическое схватывание). При этом с детали, имеющей меньшую поверхностную прочность, материал срывается сопряженной деталью и переносится на нее. В результате на деталях возникают выступы и раковины, поверхности становятся шероховатыми, что усиливает износ и в дальнейшем вызывает разрушение. Атермическое схватывание может происходить в относительно неподвижных соединениях, например в замках крепления лопаток компрессора газотурбинного двигателя.
Тепловой износ
возникает при больших скоростях скольжения поверхностей деталей и повышенных удельных давлениях. При таких условиях происходит интенсивный рост температуры в поверхностных слоях материала детали вплоть до температуры плавления, что вызывает их разупрочнение, размазывание и унос частиц металла с поверхности трения. В результате возникает тепловое сваривание с заклиниванием деталей. Тепловому износу подвержены поршни и цилиндры поршневых двигателей, оси сателлитов в редукторах турбовинтовых двигателей.
Осповидный износ
возникает в узлах, работающих при трении качения (поверхности зубчатых колес, тела качения в подшипниках), поверхность контакта у которых мала и подвержена высоким контактным напряжениям. При трении качения всегда присутствует явление проскальзывания, поскольку тела качения в узлах трения имеют различный радиус, что и приводит к формированию многократных повторных микродеформаций в сжатом объеме и возникновению остаточных напряжений. Проскальзывание может усугубляться неточностью изготовления пар трения и перекосами в зацеплениях. Такого рода изнашивание имеет усталостный характер и со временем приводит к возникновению трещин, развивающихся вглубь детали под небольшим углом к поверхности в направлении качения. Затем трещина вновь выходит на поверхность, образуя оспинки и раковины. При этом происходит отделение частиц материала детали (питтинг) размером 0,2-0,3 мм.
Окислительный износ
возникает на деталях, работающих при трении скольжения и качения, в среде, насыщенной кислородом, и представляет собой процесс образования и разрушения на поверхностях трения тончайших пленок окислов. Этот вид износа характерен для узлов, работающих при сухом контакте или граничной смазке. В таких условиях поверхностная окисная пленка становится очень хрупкой, растрескивается и отслаивается, образуя абразивный материал, усиливающий износ.
Коррозионный (химический) износ
— результат химического и электрохимического взаимодействия металлических деталей с окружающей средой. В зависимости от условий возникновения коррозии различают атмосферную, контактную, газовую коррозию, коррозию от воздействия агрессивных веществ и биологическую.
Атмосферная коррозия
возникает при взаимодействии незащищенных деталей с атмосферной влагой. Процесс окисления в этом случае химический, а чаще более интенсивный электрохимический, так как атмосферная влага с растворенными в ней солями различных металлов и газами представляет собой электролит. Атмосферная коррозия более интенсивно развивается на загрязненных деталях и в атмосфере, сильно загрязненной промышленными отходами. От атмосферной коррозии страдают в первую очередь контровочные и крепежные детали, нижняя часть поверхности крыла и фюзеляжа, детали шасси и подпольная часть воздушного судна.
Различают контактную коррозию
в сырых и сухих стыках деталей. При попадании влаги (электролита) в зазор между деталями из разнородных материалов возникает гальванический процесс, при котором разрушается деталь с более высоким электрическим потенциалом. Чем больше разность потенциалов деталей, тем интенсивней протекает процесс. На воздушных судах таким видом коррозии поражаются дюралюминиевые и магниевые детали, соединенные стальными болтами или соприкасающиеся со стальными деталями.
Коррозия, возникающая в сухих стыках деталей, совершающих элементарные перемещения относительно друг друга (вибрации), получила название фреттинг-коррозии.
Она встречается в болтовых и заклепочных соединениях, в шлицевых соединениях, в стыках элементов конструкции, в узлах, собранных с прессовой посадкой. Природа возникновения фреттинг-коррозии достаточно сложна. Основной причиной разрушения поверхности материала в этих условиях являются усталостные и коррозионные процессы. Кроме того, возникают благоприятные условия для электрохимических процессов, которые также участвуют в разрушении контактирующих деталей. При этом на контактирующей поверхности обнаруживаются следы усталостного, абразивного и окислительного износа. Фреттинг-коррозия снижает усталостную долговечность материала в 1,5-2,5 раза, которая возрастает на порядок в условиях действия циклических нагрузок.
Газовая коррозия
возникает на деталях под действием отработавших газов, образующихся в процессе сгорания топлива, в состав которых входят различные агрессивные химические соединения. Особо агрессивными из них являются соединения молибдена и серы, которые вызывают язвенную коррозию жаропрочных сплавов, проникающую на большую глубину. Для тонкостенных деталей, таких как выхлопные трубы, реактивные сопла, жаровые трубы, сопловые и рабочие лопатки турбин, это является опасным явлением, приводящим к их разрушению.
Коррозия от воздействия агрессивных веществ
на воздушных судах может наблюдаться в зонах размещения бортовых аккумуляторных батарей, буфета-кухни, санузлов. Например, интенсивную коррозию вызывают растворы солей и кислот. Для дюралюминиевых сплавов особенно опасны щелочные растворы.
Биологическая коррозия —
результат деятельности микроорганизмов, способных ускорять электрохимическую коррозию алюминиевых сплавов. Такой вид коррозионных повреждений наблюдается в первую очередь на воздушных судах с большими сроками службы, в зонах с ограниченным доступом при техническом обслуживании в процессе эксплуатации.
Усталостный износ
возникает на деталях, работающих в условиях знакопеременных и вибрационных нагрузок в зонах концентрации напряжений. Такими зонами являются отверстия, пазы, галтели, переходы, резьбовые поверхности, шлицы, а также места расположения механических повреждений и коррозии. В точках материала, где внутренние напряжения складываются с напряжениями от повторных внешних нагрузок, возникает нарушение связей между кристаллами, и появляются микротрещины, которые постепенно увеличиваются и ослабляют сечение. Трещины возникают, как правило, на поверхности детали независимо от того, было ли связано нагружение с поверхностными напряжениями. В дальнейшем сечение настолько ослабляется, что не может выдержать нормальных нагрузок, и происходит разрушение. Усталостному износу подвержены все детали, которые работают в зонах вибрации и при трении качения, например детали воздушных судов и авиадвигателей.
Весомая доля затрат предприятия — издержки, связанные с использованием машин, оборудования, производственных помещений. Их использование имеет характерную особенность: в отличие от материальных ресурсов, они не расходуются за один производственный цикл. Капитальные ресурсы служат годами и подвергаются износу.
Износ оборудования — это потеря его стоимости и производительности. Износ может возникать вследствие многих причин: старение оборудования, потеря его конкурентоспособности и т.д. На сегодняшний день борьба с износом и продление срока службы оборудования — весьма актуальная задача.
Износ в экономическом смысле означает потерю стоимости оборудования в процессе его эксплуатации. При этом различают два вида износа: физический и моральный. Физический износ возникает вследствие старения оборудования и потери его работоспособности, а моральный — из-за потери конкурентоспособности.
Физический износ — это утрата основными фондами их первоначальной потребительской стоимости, ввиду чего они приходят в негодность и требуют замены новыми средствами. Это нормальный эксплуатационный износ. Он является результатом прошлых периодов функционирования, воздействия окружающей среды и простоев. В результате физического износа ухудшаются технические характеристики объекта, увеличивается вероятность возникновения поломок и аварий, уменьшается остаточный срок службы объекта в целом или некоторых его узлов и деталей. Это приводит к увеличению брака, риску возникновения серьезных аварий, неспособности машин и оборудования удовлетворять требованиям правильного функционирования. Также увеличиваются издержки при производстве продукции (материалы, энергия), расходы на техобслуживание и ремонт.
Физический вид износа делится на подвиды:
1. По причине, вызвавшей износ, различают износ первого и второго рода. Износ первого рода накапливается в результате эксплуатации. Износ второго рода возникает из-за аварий, стихийных бедствий, нарушений норм эксплуатации и т.д.
2. По времени протекания износ делят на непрерывный и аварийный. Непрерывный — это постепенное снижение технико-экономических показателей объектов. Аварийный — износ, быстро протекающий по времени.
3. По степени и характеру распространения износ бывает глобальный и локальный. Глобальный — износ, равномерно распространяющийся на весь объект. Локальный — износ, поражающий отдельные детали и узлы объекта.
4. По глубине протекания различают частичный и полный износы. Частичный — износ, допускающий ремонт и восстановление объекта. Полный предполагает замену данного объекта другим.
5. По возможности восстановления утраченных потребительских свойств износ бывает устранимый и неустранимый.
6. По форме проявления различают технический и конструктивный износы. Конструктивный — это износ, проявляющийся в ухудшении защитных свойств внешних покрытий и нарастании усталости основных деталей и узлов оборудования, повышающих вероятность возникновения аварийных ситуаций. Технический износ — это износ, выражающийся в снижении фактических значений технико-экономических параметров по сравнению с нормативными или паспортными значениями.
Уменьшение ценности капитальных благ может быть связано не только с потерей ими потребительских качеств. В подобных случаях говорят о моральном износе.
Под моральным износом понимается уменьшение стоимости оборудования и иных основных фондов до окончания срока службы вследствие снижения затрат на их воспроизводство, по мере того как новые виды основных фондов начинают производиться дешевле, имеют более высокую производительность и технически более совершенны. Поэтому применение морально устаревших машин и оборудования становится экономически невыгодным в результате их низкой производительности и высокой стоимости.
Время наступления морального износа и его степень обусловлены влиянием множества факторов. Прежде всего, это особенности и масштабы производства. Машины и оборудование, применение которых становится невыгодным в одних условиях производства, могут с успехом применяться в других. В этом случае можно говорить о частичном моральном износе оборудования. Потери от частичного морального износа могут быть устранены в результате модернизации и реконструкции оборудования, а также использования его для выполнения работ, где оно остается экономически эффективным.
Потери от полного морального износа устраняются только заменой устаревших машин и оборудования новыми, более совершенными и экономически выгодными. Иногда совершенствование действующего оборудования и машин является более эффективным, чем его замена. Поэтому более рациональный путь снижения морального износа — модернизация машин и оборудования.
Выделяют две формы морального износа.
Моральный износ первого рода обусловлен ростом эффективности производства капитальных благ. Его вызывает появление аналогичных, но более дешёвых средств труда.
Моральный износ второго рода — износ основных фондов вследствие создания нового более производительного и совершенного оборудования.
Для оценки степени физического износа применяют следующие методы оценки:
Экспертный метод, основанный на обследовании фактического технического состояния объекта;
Метод анализа срока службы, базирующийся на сравнении фактического и нормативного сроков эксплуатации оборудования.
Лекция №3. Износ деталей оборудования. Виды износа.
Износ –
постепенная поверхностная разрушение материала с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей.
Бывает износ:
Нормальный;
— аварийный.
В зависимости от причин износ делится на 3 категории:
1. химический;
2. физический;
3. тепловой
Нормальный износ –
изменение размеров, происходящее в короткий срок из-за неправильного монтажа, эксплуатации и технического обслуживания.
Химический износ –
заключается в образовании на поверхности деталей тончайших слоев окиси с последующим отшелушиванием этих слоев. Происходящие разрушения сопровождаются появлением ржавчины, разъедания метала.
Физический износ –
причиной может быть:
Значительные нагрузки;
Поверхностное трение;
Абразивное и механическое воздействие.
И при этом на деталях появляется:
Микротрещины;
Трещины;
Поверхность метала становится шероховатая.
Физический износ бывает:
Осповидный;
— усталостный;
— абразивный;
Тепловой износ –
характеризуется возникновением и последующим разрушением молекулярных связей внутри металла. Возникает из-за повышенной или пониженной температуры.
Причины, влияющие на износ:
1. Качество материала деталей.
Как правило для большинства деталей износоустойчивость тем выше, чем тверже их поверхность, но не всегда степень твердости прямо пропорциональна износоустойчивости
Материалы, обладающие только большой твердостью имеют высокую износоустойчивость. Однако при этом возрастает вероятность появления рисок и отрывов частиц материала. Поэтому такие детали должны обладать высокой вязкостью, которая препятствуют отрыву частиц. Если две детали из однородных материалов испытывают трение, то следовательно с повышением коэффициента трения они быстро изнашиваются, следовательно более дорогие и трудно заменяемые детали нужно изготовлять из более твердого, качественного и дорогого материала, а более дешевые простые детали изготавливать из материала с низким коэффициентом трения.
2. Качество обработки поверхности детали.
Установлено три периода износа детали:
Начальный период приработки – характеризуется быстрым увеличением зазора подвижных соединений;
— период установившегося износа – наблюдается медленное, постепенное изнашивание;
Период быстрого, нарастающего износа – вызываемый значительным повышением зазоров и изменением геометрических форм деталей.
Для повышения срока службы деталей необходимо:
Сократить максимально первый период, путем очень точной и чистой обработки деталей;
Повысить максимально второй период;
Предотвратить третий период.
3. Смазка.
Слой смазки, вводимой между трущимися деталями попадая, заполняет все шероховатости и неровности и уменьшает трение и износ во много раз.
4. Скорость движения деталей и удельное давление.
На основании опытных данных установлено, что при нормальных удельных нагрузках и скоростях движения от 0,05 до 0,7 разрыва масляного слоя не происходит и деталь работает долго. Если повысить нагрузку, то износ детали возрастет многократно.
5. Нарушение жесткости в неподвижных деталях.
6. Нарушение посадок.
7. Нарушение взаиморасположения деталей в сопряжениях.
Износом
Изнашивание
Линейный износ —
Скорость изнашивания —
Различают
Допустимым износом
Предельный износ
Характеристика адгезионного и абразивного износа
Абразивный
износ возникает при попадании между трущимися поверхностями твердых абразивных частиц: песка, продуктов износа, окислов различных материалов. Для этого вида характера высокая скорость изнашивания сопряженных поверхностей деталей, наличие на них рисок, неровностей, которые возникают при взаимном перемещении деталей, в результате чего микроскопические выступы вступают в контакт между собой и препятствуют движению. Адгезионный
износ происходит в результате действия высоких локальных давлений, сваривания между собой шероховатостей поверхностей, последующей пластической деформации, возникающей при их относительном перемещении, разрушения локальных сцеплений шероховатостей, удаления или переноса металла. При абразивном износе частицы удаляются с поверхности в результате режущего или царапающего действия неровностей более твердой из контактирующих поверхностей или твердых частиц, задержавшихся между поверхностями. Когда одновременно возникают условия как для адгезионного, так и для абразивного износа и коррозии, эти процессы взаимодействуют между собой и происходит коррозионный износ.
Коррозионный износ и поверхностная усталость
Механическое изнашивание, усиливаемое явлением коррозии, называют коррозионно-механическим изнашиванием. При сочетании коррозионных воздействий различного характера с разными видами механического воздействия могут получиться и разные виды коррозионно-механического изнашивания. Коррозионное разрушение деталей проявляется в виде оксидных пленок, пятен и раковин.
Окислительное изнашивание. При окислительном изнашивании кислород воздуха, вступая во взаимодействие с металлом, образует на нем окисную плёнку, сильно влияющую на процессы трения и изнашивания.. Фреттинг — коррозионное
изнашивание возникает у соприкасающихся тел при малых колебательных их перемещениях. Этот вид изнашивания имеет место на поверхности шеек под подшипники поворотных цапф, в болтовых соединениях рам, кузовов и других деталях, работающих в коррозионных средахУсталость материала деталей
— это процесс постепенного накопления повреждений под действием повторных знакопеременных напряжений в металле, приводящий к снижению долговечности, образованию трещин и разрушению деталей. Явление усталости материала возникает в таких деталях, как подшипники качения, рессоры, пружины и др.
Основные признаки предельного износа
Предельным износом
детали называется такой износ, при котором дальнейшая нормальная работа данного сопряжения невозможна, так как может произойти авария. Основными признаками наступления предельного износа деталей являются стуки, затруднения запуска, перегрев двигателя, увеличенный расход топлива и масла, дымление из картера и снижение мощности. Технический критерий позволяет определять предельный износ деталей на основании наступления резкого форсированного изнашивания, резкого повышения интенсивности изнашивания и возникновения внезапных отказов.
Понятие о допустимом и предельном износах
Предельным износом
детали называется такой износ, при котором дальнейшая нормальная работа данного сопряжения невозможна, так как может произойти авария.Допустимым износом
детали называется такой износ, при котором данное сопряжение может нормально работать еще целый межремонтный срок.
Точность изделия. Конструкторские и производственные погрешности
Точность изделия
– это степень соответствия изготовляемых изделий (деталей, узлов, машин,приборов) заранее установленным параметрам, задаваемым чертежом, техническими условиями,стандартами. Погрешность измерения
— оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения. Погрешность результата измерения — это число, указывающее возможные границы неопределенности полученного значения измеряемой величины. Поскольку выяснить с абсолютной точностью истинное значение любой величины невозможно, то невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного.
Все производственные погрешности являются
причиной погрешности технологического оснащения, оборудования, отклонения параметров используемых материалов и др. Погрешности разделяются на систематические и случайные. Систематические
обусловлены неоднородностью сырья от партии к партии, погрешностью оборудования или оснащения, методическими погрешностями (метод сборки, метод регулировки, выбор средств измерения, неточность изготовления оснастки и инструмента), деформаций и износом оборудования, квазистатическими изменениями, температурными и другими воздействиями. Случайные
погрешности обусловлены неоднородностью свойств материала в пределах партии, изменением свойств ЭРЭ, колебаниями технологических режимов, в т.ч. из-за динамических температурных воздействий, ошибками рабочего персонала.
Подготовка вагонов к ремонту
Вагоны, подлежащие ремонту, исключают из рабочего парка и направляют к месту ремонта. Подготовка вагонов к
ремонту состоит из очистки, обмывки их, а также определения характера и объема ремонтных работ.
По прибытии на вагоноремонтный завод вагоны принимают от заказчика работники бюро (отдела) по определению объема ремонта. В вагонном депо вагоны принимаются с базы отстоя, выделенным для этой цели бригадиром под руководством мастера депо. При приемке вагонов на заводе проверяют наличие, комплектность и техническое состояние его составных частей. На основании внешнего осмотра составляют приемо-сдаточный акт, в котором фиксируют недостающие, нетиповые и изношенные сверх допустимых норм детали и отмечают аварийные повреждения. Более тщательный осмотр всех сборочных единиц вагона, определение объема предстоящих работ, в том числе и дополнительных, не предусмотренных руководствами по ремонту, производят в процессе разборки и ремонта вагона. При этом составляют специализированные по сборочным единицам, комплектам вагонного оборудования и отдельным работам (электро- и газосварочные, окрасочные) ведомости ремонта. На выявленные дополнительные работы и на работы по модернизации вагонов составляется акт, который согласовывается с заказчиком.
Многостадийная очистка вагона важный элемент производственной культуры каждого вагоноремонтного предприятия. Она обеспечивает на производственных участках вагоноремонтных предприятий нормальные условия труда на уровне современных санитарно — гигиенических требований и создает положительный психофизиологический настрой. Без надлежащей очистки нельзя качественно осмотреть детали выявить повреждения или определить степень износа, установить возможность восстановления деталей или необходимость их замены. Очистка поверхности
— это удаление вредных или нежелательных наслоений (загрязнений), различных по своей природе и свойствам. Устраняя коррозионные наслоения, она предотвращает дальнейшее развитие коррозии и создает условия для качественного восстановления защитных покрытий. Предохраняет лакокрасочные покрытия от преждевременного старения. Воссоздает эстетические и гигиенические качества поверхности.После очистки вагон подается на разборку.
Объем разборочных работ зависит от вида ремонта вагона и устанавливается руководствами по ремонту и техническими условиями, указаниями и инструкциями. Ответственные части вагона, особенно те, от которых зависит безопасность движения поездов, демонтируют обязательно Их разбирают, тщательно осматривают и ремонтируют как при капитальном, так и при деповском ремонте. К таким частям относятся: тележки, колесные пары, буксовые комплексы, тормозные приборы., гасители колебании, автосцепное устройство, некоторое электрооборудование. Последовательность разборки и возможность параллельного ведения разборочных операций устанавливаются технологическим процессом. Отдельные сборочные единицы и детали допускается демонтировать на ремонтных позициях вагоносборочного производственного участка.Неразрушающий контроль заготовок
, деталей и конструкций при изготовлении и эксплуатации машин и сооружений имеет большое значение для определения их качественного состояния и позволяет, кроме обнаружения различных дефектов, устанавливать структуру металла, толщину защитных покрытий и т. д. Неразрушающий контроль объектов с целью выявления дефектов называется дефектоскопией. Приборы для выявления дефектов (трещин, расслоений и т. д.) в материалах и изделиях методами неразрушающего контроля называются дефектоскопами.
Ремонт кузовов полувагонов
Сохранности кузовов полувагонов в эксплуатации являются интенсивное ведение погрузочно-разгрузочных работ с применением механизмов, конструктивно не соответствующих условиям их взаимодействия с подвижным составом, нарушения технологии грузовой работы, а также отклонения в эксплуатационной работе.
Капитальный ремонт кузовов
полувагонов на ВРЗ производится на поточно-механизированных линиях за три этапа: на первом этапе производится предварительная разборка и обмывка вагона, на втором этапе правка и удаление негодных элементов и третья стадия — вагоносборочные работы. Весь основной объем правильных работ производится с помощью передвижных ремонтных машин.
Правку местных прогибов швеллера верхней
обвязки свыше 10 мм производят со снятием усиления верхней обвязки.рещины или изломы верхней обвязки
разрешается ремонтировать сваркой с последующим усилением этой зоны двумя наружными угловыми накладками. При замене негодных
частей верхней обвязки допускается не более одного стыка в зоне между смежными стойками. При ремонте стоек допускается оставлять местные вмятины стоек кузова коробчатого сечения глубиной до 30 мм
при отсутствии трещин. Обычно такие вмятины закрывают вставкой с обваркой по периметру.
Появляющиеся на корытообразног
о сечения стойках одного из следующих повреждений — излома, трещины более 50 % сечения, коррозии более 30 % толщины или подреза полок более 20 мм при расположении поврежденного места на расстоянии менее 300 мм от верхней кромки нижней обвязки кузова, разрешается ремонтировать стойку путем вырезки дефектной зоны стойки на высоту не менее 300 мм от нижней обвязки с постановкой и приваркой новой части стойки. Сварной стыковой шов при этом усиливается накладкой толщиной б мм, приваренной по периметру. емонтировать таким методом две рядом стоящие дефектные стойки не разрешается — одна из стоек должна быть заменена новой.
При деформациях стоек суммарное уширение или сужение кузова в средней части полувагона допускается до 30 мм,
а одной стены — до 15 мм.
В сечении угловых стоек уширение или сужение допускается до 10 мм.
Металлическую обшивку
, имеющую местные вмятины более 15 мм, выправляют. В случае наличия трещин в обшивке длиной до 100 мм, их устраняют сваркой без постановки усиливающей накладки. Трещины длиной более 100 мм ремонтируют сваркой с постановкой усиливающей накладки толщиной 4 мм с внутренней стороны кузова с обваркой ее по периметру. Накладка должна перекрывать трещину не менее, чем на 30 мм с каждой стороны.
В одном пролете между стойками разрешается ремонтировать не более двух трещин с расстоянием между ними не менее 1000 мм. При этом допускается ремонт двух трещин одной накладкой, площадь которой не должна превышать 0,3 м 3 .
При образовании пробоины в металлической обшивке кромки
ее выправляют и устанавливают усиливающую накладку с внутренней стороны кузова, с обваркой ее по периметру с наружной стороны сплошным швом, а с внутренней стороны прерывистым сварным швом. Лучевые трещины от пробоины
не допускаются и при ремонте обшивки рваные края пробоины с трещинами необходимо вырезать. В одном пролете между стойками разрешается устранять не более двух пробоин с суммарной площадью до 0,3 м 2 . При коррозионных повреждениях
обшивки более 30 % толщины листа обшивку ремонтируют постановкой накладки толщиной 4 мм. Разрешается также смена части обшивки шириной до 400 мм на всю длину между смежными стойками или по всей длине вагона с расположением стыков на стойках.
Основными причинами недостаточности
сохранности кузовов полувагонов
в эксплуатации являются интенсивное ведение погрузочно-разгрузочных работ с применением механизмов, конструктивно не соответствующих условиям их взаимодействия с подвижным составом, нарушения технологии грузовой работы, а также отклонения в эксплуатационной работе. Чтобы не допустить эти разрушения, регламентируются правила погрузки, согласно которым вес груза, одновременно сбрасываемого из ковша на одну крышку люка, не должен превышать 5 т. Допускается сброс груза до 7 т при условий предварительной подсыпки на крышки люков слоя мелкокускового груза толщиной не менее 300 мм.
Частными неисправностями
крышек разгрузочных люков и торцовых дверей полувагонов являются: выпуклость, прогибы, пробоины и трещины, а также износ их запорных механизмов. Выпуклость и прогиб крышек люков более 25 мм устраняют правкой на прессах. Толщина металла крышки люка в местах наложения сварных швов должна быть не менее 4 мм. При деповском и текущем ремонтах вагонов в крыщках люков разрешается производить без снятия с полувагона заварку дефектов в сварных швах, заварку не более двух трещин длиной до 100 мм. Изношенные детали запорного механизма восстанавливают наплавкой. Для устранения местных зазоров между крышкой люка и плоскостью её прилегания производят правку соответствующего места или приваривают не более двух планок общей длины до 12 мм на горизонтальные полки запорных угольников.
Ремонт котлов цистерн
До подачи в ремонт котлы цистерн должны быть пропарены, промыты. очищены изнутри и снаружи, а также дегазированы и проверены на взрывобезопасность. Подготовка специализированных цистерн к ремонту выполняется предприятиями, их эксплуатирующими, а цистерны для нефтепродуктов-пунктами подготовки к наливу.
При всех видах ремонта котлов четырехосных цистерн
разрешается заварка трещин независимо от места их образования в количестве не более одной на 1 м 2 , а также трещин в сварных соединениях продольных и кольцевых листов. Если трещина уходит под фасонную лапу, то ее заварка производится при срезанной фасонной лапе. Трещины, переходящие с колпака на котел цистерны, ремонтируют заваркой после eё разделки с двух сторон и после паления сварного шва соединения колпака на расстоянии 50 мм в обе стороны от трещины. Пробоины ремонтируют
путем вырезки поврежденного участка и постановки вставки круглой формы диаметром 15 см, а при больших размерах пробоин допускается постановка эллиптической или прямоугольной вставки. Толщина металла вставки должна соответствовать толщине котла в месте ремонта.
Оставшуюся толщину металла котла определяют ультразвуковыми толщиномерами типов КВАРЦ-15 и УТ-93П. Участки, поражённые коррозией на глубину 50% и более от номинальной толщины, а в броневом листе в местах опор — более 30%, удаляют и ремонтируют вваркой части днища или продольного листа.
При небольшой площади пораженного коррозией участка разрешается производить ремонт постановкой двух вставок на обечайках площадью по 1,5 м 2 , а также постановкой вставок общей площадью до м 2 на каждом днище котла. Трещины в котлах восьмиосных
цистерн длиной до 500 мм можно заваривать без постановки усиливающих накладок. Если величина дефектов на обечайках и днищах превышает допускаемые размеры, неисправные элементы заменяют.
В шпангоутах допускается
заварка трещин с постановкой усиливающих накладок толщиной 8-10 мм, перекрывающих трещину не менее чем на 100 мм. Сливные приборы
и предохранительные клапаны разбирают, осматривают и заменяют неисправные детали, а после сборки испытывают на соответствующее давление. При капитальном ремонте цистерн все резиновые прокладки сливных приборов заменяют на новые.
При ремонте стяжных хомутов разрешается
участки пояса, имеющие трещины или пораженные коррозией, ремонтировать вваркой вставок длиной не менее 200 мм, а также приваривать к поясу болт, имеющий прямоугольное сечение в месте приварки. Выявляют и устраняют
все неисправности в опорах котлов, в помостах, лестницах, крышке колпака и других узлах. Сварные швы котла,
стяжные хомуты, винт штанги сливного прибора и крепление фасонной лапы к котлу при плановых видах ремонта подлежат неразрушающему контролю.
Отремонтированные котлы испытывают на герметичность: после деповского ремонта — воздухом под давлением 0,05 МПа (0,5 кгс/см 2) с обмыванием всех мест, где может образоваться течь; после капитального ремонта — водой под давлением 0,2 МПа
(2 кгс/см 2). Падение давления воздуха или течь жидкости не допускается. Испытание проводят в течение 15 мин. Для проверки исправности сливного прибора цистерны в течение 10 мин находятся под давлением с открытой нижней частью (заглушкой) сливного прибора и 5 мин — с частично открытым клапаном при закрытой заглушке. Котлы цистерн после ремонта сваркой подлежат только гидравлическому испытанию.
Из каких материалов:
Надрессорная балка КВЗ-ЦНИИ изготавливается из материала Ст 3сп;
Подпятник Ст 3сп;
Гидравлический гаситель: шток-Ст5, головка штока-Ст5, болт-Ст 3 сп; Шпинтон-Ст 25Л;
Боковая рама-Ст 20ГЛ;
Надрессорная балка 18-100 Ст 20 ГФЛ;
Скользуны из Ст 3;
Фрикционная планка Ст 25Л;
Букса(Ст 15Л,20Л, 25Л): Крепит крышка-Ст 25Л;
Корпус атосцепки(Ст 15Л, 20ГЛ, 20ГФЛ):Предохранитель Ст 5и Ст ПЗФЛ, Подъемник (Ст 15Л, 20Л, 20ГФЛ), валик подъемника(Ст 20ГФЛ, 20ГЛ)
Понятие износа, главные виды износа
Износом
называется процесс постепенного изменения размеров поверхности детали при трении, т.е.разница между первоначальным и конечным состоянием ее поверхности. Изнашивание
— процесс постепенного изменения размеров, тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) его остаточной деформации.Линейный износ —
износ, определяемый по уменьшению размера по нормали к поверхности трения.Скорость изнашивания —
отношение величин износа ко времени, в течение которого он возник. Различают
следующие виды износа в зависимости от условий трения: механический – абразивный, гидроабразивный, газоабразивный, усталостный, эрозионный, кавитационный, молекулярно – механический; коррозионно – механический – окислительный, окислительно – механический.Допустимым износом
называется износ, при котором сопряженные детали или одна из них еще могут нормально проработать до следующего ремонта. Предельный износ
— при котором дальнейшая работа может привести к поломке детали.
Источник: