П
— вироблення машини за перший рік або першу тисячу годин її роботи;К
— капітальні вкладення на придбання маши- ни, які дорівнюють її розрахунково-інвентарній вар- тості, грн.;Е
Н — нормативний коефіцієнт ефективності;b
a ,
— відношення середньої величини при-росту витрат відповідно на ремонти та енергію й мате- ріали за кожен подальший рік або подальшу тисячу годин роботи до величини витрат на ремонт (
Р
) абоенергоресурси (
Е
) за перший рік або першу тисячу годин роботи;g
— відношення середньої величини зниження вироблення даної машини за кожен подальший період до величини вироблення (П
) за перший рік або пер- шу тисячу годин роботи.Значення
a , b , g
можливо набути шляхом об- робки методом кореляції великої кількості звітних да- них за машинами різного віку. Потім, прирівнявши похідну (Пз .у .
) по (Т
), з одержаного виразу мож- ливо визначити економічно доцільний термін експлу- атації машини з урахуванням фізичного зносу (Тэ .ф .
):) 2 ( .
. ф = - D ´ g + D
2´ g
2+ D ´ + g
Тэ
(2)де
g b+ + + + ´ ´
´ +
= ´
)
(Р Е Б К ЕН
Е a P
D A . (3)
Термін служби з урахуванням морального зно- су визначають зіставленням приведених питомих вит- рат на певну машину і середніх приведених питомих витрат на весь парк аналогічних за призначенням і ти- пом машин, виражених у функціональній залежності від (
t
). Оптимальний термін служби машини з ура- хуванням морального зносу визначають за допомо- гою рівняння (4):' '
СР M
H
K K
K ´ =
(4)де
K
H — відношення приведених питомих вит- рат, що одержуються за машиною в початковий пері- од її серійного випуску, до середніх питомих витрат за існуючим парком будівельних машин аналогічного призначення;'
K
M — відношення приведених питомих витрат,,що забезпечуються машиною на початку певного року, до таких же витрат на початку попереднього року;
'
KСР — відношення приведених питомих серед- ньогалузевих витрат на початку певного року, до та- ких же витрат на початку попереднього року. Визна- чається на основі аналізу за ряд років складу парку машин і його економічних показників в динаміці роз- рахункового періоду визначити ступінь щорічного зни- ження приведених питомих витрат, розрахованих як середньозважених за класом певних машин.
У момент часу, коли приведені питомі витрати на цю машину стануть рівними середнім приведеним пи- томим витратам у групі аналогічних машин у складі парку машин, починається моральний знос. Економі- чно доцільний термін експлуатації з урахуванням мо- рального зносу визначають з рівняння (5):
M СР
H
М
K K
t K
' lg ' lg
lg
= -
. (5)Графічний метод визначення оптимального тер- міну служби машин і механізмів з урахуванням мо- рального зносу полягає в тому, що точка перетину кривих, що характеризують зміну в часі середніх при- ведених питомих витрат і приведених питомих витрат за машиною, дає числове значення (
t
M ).Для визначення економічно доцільних термінів служби машин по мінімуму сумарної величини капі- тальних вкладень необхідно:
— визначити на перспективний період (10 — 20 років) за роками потребу в нових машинах на вико- нання планових додаткових обсягів робіт і заміну ма- шин, що підлягають списанню, виходячи з наявного парку машин певного типа й темпів приросту обсягів робіт, що виконуються ними;
— визначити кількість машин, які повинні пройти через перший, капітальні і подальші ремонти, а також розмір витрат на організацію цих ремонтів, виходячи із загальної кількості машин, що знаходяться в експлуа- тації, (за роками) і тривалості міжремонтного циклу;
— визначити за роками потребу в матеріалах для проведення ремонтів різних видів при різних термінах служби техніки й відповідно витрати, пов’язані з цим;
— підсумовувати витрати на матеріали, органі- зацію виробництва запасних частин, ремонтних підприємств при різних термінах служби й визначити, при якому терміні служби, що може бути виражений числом міжремонтних циклів, ці сумарні витрати бу- дуть мінімальними.
Управління термінами служби машин в опера- ційному менеджменті проводиться також з метою от- римання заданих показників функціонування парку
техніки з урахуванням умов експлуатації і системи забезпечення його працездатності. Показники можуть бути пов’язані з надійністю (інтенсивність відмов, ко- ефіцієнт готовності), а також техніко-економічними (обсяг випущеної продукції, витрати, прибуток, рен- табельність).
У наслідок фізичного матеріального зносу вузлів і деталей машини перестають задовольняти вимогам, що надаються до певного агрегату.
Фізичний знос виникає і при експлуатації устат- кування (знос першого роду), і просто з часом (знос другого роду).
Основною причиною фізичного зносу багатьох видів техніки є механічний знос її деталей, обумовле- ний силами тертя. Механічний знос залежить не тільки від конструкції і якості виконання машин, але і від їх технічного обслуговування. Для деталей машин, що працюють в умовах знакозмінного навантаження, важ- ливе значення мають явища втоми, які можуть приво- дити до поломок.
Мірою фізичного зносу будь-якої деталі машини під впливом тертя може служити величина зношено- го шару (у мкм) робочої поверхні цієї деталі. Тому при вивченні закономірностей фізичного зносу окре- мої деталі досліджують залежність цієї величини від тривалості експлуатації при зміні різних чинників (ма- теріалу деталі, зазору в з’єднанні, якості обробки по- верхонь, роду мастила і т. п.).
Численні дослідження показали, що для фізич- ного зносу окремих деталей (вузлів) машин під впли- вом тертя характерні три послідовні стадії:
а) інтенсивний знос в період приробки;
б) повільніше наростання зносу в період нормаль- ної роботи;
в) прогресуюче наростання зносу після того, як він досягне певної величини.
Значно менше вивчені закономірності фізичного зносу деталей, руйнування яких відбувається не під впли- вом тертя, а з різних інших причин, наприклад, унаслі- док втоми. Ще менше вивчені закономірності фізичного зносу машин в цілому. Це завдання є складнішим.
Знос машини призводить до появи несправнос- тей вузлів і механізмів, до зниження потужності й про- дуктивності машини, витрати експлуатаційних матер- іалів. Настає момент, коли подальша експлуатація ма- шини стає економічно недоцільною. При достатньо великому фізичному зносі машина або взагалі пере- стає працювати, або з’являється небезпека аварії.
Несправності машин можуть бути видимими, та- кими, що відчуваються.
Очевидні несправності звичайно виявляються на око навіть без пуску машини. До несправностей, що відчуваються, належать вібрація машини й надмірне
нагрівання окремих частин. Чутні несправності (шум) виявляються прослуховуванням машини за допомо- гою спеціального стетоскопа. Причинами виникнення шуму можуть бути порушення в з’єднаннях деталей машин, знос підшипників, попадання чужорідного тіла, порушення режиму мастила.
Різні експлуатаційні якості машин можливо відновлювати шляхом своєчасно і правильно прове- дених ремонтів та технічного обслуговування. Вив- чення законів зміни експлуатаційних параметрів тех- ніки залежно від тривалості її роботи має важливе зна- чення для визначення оптимальних термінів служби деталей і вузлів та встановлення термінів ремонту ма- шин, приладів і апаратів.
До найважливіших характеристик машин, при- ладів і апаратів належить їх надійність.
Надійність характеризує безперервність і три- валість роботи машини без ремонту. Надійною вва- жається конструкція, що забезпечує безперебійну ро- боту машини протягом визначеного, досить тривало- го терміну її експлуатації. Вірогідність виходу такої техніки з ладу протягом цього періоду часу дуже мала.
Таке загальне визначення надійності потребує конкре- тизації стосовно різних умов роботи техніки. B одних випадках під надійністю машини розуміють стабільність її параметрів і мінімальне погіршення експлуатаційних характеристик за певний період часу, в інших випад- ках — відсутність раптових виходів з ладу при нор- мальній роботі за певний період часу. Необхідно знай- ти такі показники надійності машини, які відображали б частоту раптових виходів її з ладу і ступінь погіршення характеристик роботи машини в часі [1].
Одним з основних показників надійності є дов- говічність, під якою розуміють термін служби маши- ни до граничного фізичного зносу. Довговічність ма- шини потрібно відрізняти від терміну служби машини до чергового ремонту (поточного або капітального).
Довговічність слід відрізняти також і від повно- го терміну служби машини. Повний термін служби машини — це число років, протягом яких вона була в експлуатації. Він визначається не тільки фізичним зно- сом частин машини, але й темпами технічного про- гресу. Водночас повний термін служби машини по- в’язаний з її довговічністю: чим вища довговічність машини, тим більший повний термін ії служби (за інших рівних умов).
Повний термін служби машини пов’язаний та- кож з її експлуатаційною надійністю. Остання безпо- середньо не визначає повного терміну служби, а обу- мовлює тільки термін служби до чергового ремонту, оскільки пов’язана з продуктивністю і з іншими най- важливішими техніко-економічними показниками ма- шини. Чим вища експлуатаційна надійність, тим вища
якість конструкції, тим менше витрати на ремонт, тим краще всі економічні показники машини і, отже, тим довше вона служитиме.
Разом з надійністю машини або агрегату існує термін надійності окремих деталей і вузлів. Надійність деталей визначається тривалістю міжремонтного терм- іну їх служби: чим вищий гарантійний міжремонтний термін служби деталей, тим вища їх надійність і, як пра- вило, тим вища довговічність машини в цілому.
Але не слід ототожнювати довговічність машини і термін служби її окремих деталей і вузлів.
Підвищення надійності і термінів служби машин до ремонту є важливим джерелом економії засобів в результаті зменшення витрат на ремонт, скорочення втрат, пов’язаних з простоями устаткування в ремонті, а також економії матеріалів унаслідок зменшення вит- рати запасних частин.
Важливим засобом підвищення надійності маши- ни є поліпшення технологічності її ремонту.
Конструкція кожної машини повинна допускати можливість швидкого і якісного ремонту в процесі експлуатації. Велике значення для підвищення техно- логічності ремонту машини має забезпечення макси- мально зручного доступу до окремих деталей, вузлів і агрегатів для їх огляду і заміни, а також легкість за- міни (зняття, установки і кріплення) агрегатів і вузлів.
Значення показників змінюються мірою старіння техніки. Так, напрацювання машин і коефіцієнт готов- ності (
КГ
) зменшуються, а експлуатаційні витрати (Z
) зростають з інтенсивністю 1,5...4 % у рік. Ці зміни досить добре (з адекватністю 0,88...0,92) описуються експоненціальною залежністю з параметром048 , 0 ...
0012 ,
=0
b (параметр старіння по напрацюван-
ню
b t
і за витратамиb z
) (6):)