Материал: 1892

2. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ, ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН

НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ИХ АГРЕГАТОВ, СИСТЕМ И УЗЛОВ

2.1.Условия эксплуатации машин в зимнее время, в том числе

вклиматических районах Крайнего Севера

Одним из основных направлений повышения эксплуатационной производительности машины при заданном уровне ее конструктивной (технической) производительности является увеличение коэффициента использования машины по времени КВ:

где tсм – время работы машины в течение смены; tТ – продолжительность простоев машины на технологическое обслуживание; tТО – продолжительность простоев машины на периодическое техническое обслуживание; tрем – продолжительность простоев машины на все виды ремонтов; tорг – продолжительность простоев машины по организационным причинам и метеоусловиям.

Коэффициент КВ можно повысить за счет:

–сокращения времени подготовки машины к использованию в сменное время, особенно в зимних условиях эксплуатации;

–сокращения времени на ежесменное обслуживание, которое выполняется в сменное время работы машины;

–назначения рациональных нагрузочных и скоростных режимов работы машины;

–выбора рациональных схем использования машины при выполнении работ;

–четкой организации работ, что значительно сокращает потери времени по организационным причинам;

–качественного и своевременного проведения технического обслуживания и ремонтов машины в условиях стационарной базы и на местах производства строительных работ, применения рациональных методов диагностики в ходе выполнения работ обслуживания;

–создания необходимых условий труда машинистам (операторам) машин, специалистам-ремонтникам, повышения трудовой дисциплины персонала.

19

В рекомендациях МДС 12-13.2003 дана методика расчета годовой эксплуатационной производительности (выработки) машин с учетом следующих основных показателей [9]:

–коэффициента использования машины по времени в году;

–коэффициента использования внутрисменного времени;

–показателя использования машины по производительности в году. Перечисленные показатели позволяют выполнять оценку

эффективности использования машин по времени и производительности. При расчетах режимов работы машин перерывы в их использовании учитывают простои по метеорологическим условиям для различных температурных зон (I-VI) и затраты времени на их перебазировку. В отношении коэффициента использования внутрисменного времени КВ рекомендовано определять его на основании данных систематических наблюдений о внутрисменных потерях рабочего времени на эксплуатирующем машины предприятии (местные условия эксплуатации машин). В случаях, если эти данные отсутствуют, предложено использовать значения КВ, приведенные в СП 12-134-2001.

Дополнительными показателями оценки эффективности использования машин могут служить данные МДС 12-13.2003 анализа режимов работы, полученные путем сравнения фактических затрат времени на перебазировку машин, техническое обслуживание и ремонт машин, потерь рабочего времени в связи с неблагоприятными метеорологическими условиями и непредвиденными причинами с затратами времени, предусмотренными в режимах работы.

Следует отметить важное обстоятельство, что перерывы в использовании машин, особенно в зимних условиях эксплуатации, должны учитывать потери времени на подготовку их к использованию: разогрев силовой установки машины, пуск и последующий прогрев двигателя, разогрев рабочей жидкости в гидравлическом приводе рабочего оборудования машины. При этом в зимних условиях эксплуатации потери времени на подготовку машины к использованию могут составить от одного до двух часов сменного времени работы при температуре окружающего воздуха минус 40 оС и ниже [6].

С учетом климатических условий эксплуатации на территории Российской Федерации (РФ) СДКМ должны быть приспособлены к использованию по прямому назначению в широком диапазоне температур окружающего воздуха. ГОСТ 15150 является основным нормативнотехническим документом, устанавливающим исполнение, категорию, условия «эксплуатации, хранения и транспортирования…….» технических изделий в зависимости от воздействия климатических факторов внешней среды. По этому стандарту критерием районирования территории страны

20

является температура окружающего воздуха. При этом выделено два основных макроклиматических района [8]:

–макроклиматический район с умеренным климатом – У, где средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха может составить до минус 45 °С;

–макроклиматический район с холодным климатом – ХЛ, где средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха может составить ниже минус 45 °С.

Соответственно макроклиматическим районам на территории РФ для технических изделий, в том числе СДКМ, установлены следующие климатические исполнения:

–для макроклиматического района с умеренным климатом – исполнение У;

–для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом

–УХЛ и холодным климатом – исполнение ХЛ.

Причем, если основным назначением изделия (машины) является эксплуатация в районе с холодным климатом и экономически нецелесообразно их использование вне пределов этого района, вместо УХЛ рекомендуется ХЛ [9].

Кроме хладостойкости основных составных частей, технические характеристики машины в «северном исполнении» должны сочетать противоречивые параметры, такие как:

–минимальная эксплуатационная масса и конструктивная прочность ее составных частей;

–энергоэффективность силового агрегата и минимальные динамические нагрузки на агрегаты трансмиссии, а также агрегаты и узлы привода рабочего оборудования;

–малая стоимость и достаточно высокие показатели надежности (показатели безотказности и долговечности машины).

Кроме того, к машинам предъявляются повышенные экологические требования. Так, например, тундра территорий Крайнего Севера не «выдерживает» воздействия гусеничного хода машин. Соответственно конструктивное исполнение машины должно предусматривать возможность использования уширенных гусениц гусеничного движителя

ееходовой части.

Важно отметить то обстоятельство, что в Российской Федерации, где больше половины территории страны – это территории «Севера», до настоящего времени предприятия-изготовители не обеспечивают рынок машин в их «северном исполнении».

Под термином «северное исполнение» следует подразумевать соответствие машины требованиям стандарта или ее эксплуатационную

21

пригодность к использованию по назначению при низких отрицательных температурах окружающего воздуха до минус 60 ºС.

Машины, которые в настоящее время выпускают отечественные предприятия, следует относить к категории У (исполнение для умеренного климата), в лучшем случае УХЛ (исполнение для умеренно - холодного климатического района) с предельным значением отрицательных температур окружающего воздуха по условиям эксплуатации минус 40 ºС.

Неблагоприятные климатические факторы оказывают существенное влияние на работоспособность и показатели надежности не только машин отечественных предприятий – изготовителей, но также и зарубежных фирм. Опыт эксплуатации экскаваторов и других СДКМ фирмы Caterpillar в условиях Крайнего Севера свидетельствует о массовом выходе из строя гидроагрегатов в зимних условиях эксплуатации машин при низких отрицательных температурах окружающего воздуха. Так, например, из содержания технических отчетов ООО «Восточная Техника» при эксплуатации экскаваторов в 2006 г. при экстремально низких температурах минус 45 ºС возникла серия однотипных поломок (разрушение крышки бортового редуктора) по причине деформации и потери свойств уплотнительного сальника гидравлического мотора хода и перетекания рабочей жидкости в полость бортового редуктора. Место работы машин – Якутия/Саха, п. Витим [10].

Территория суши Российской Федерации разделена на два макроклиматических и 8 основных климатических районов (рис. 2.1). Холодный макроклиматический район включает в себя два климатических района с очень холодным (I1) и холодным климатом (I2). Умеренный макроклиматический район включает основные климатические районы: умеренный холодный (II4), умеренный (II5), умеренный влажный (II6), умеренный теплый (II7), умеренный теплый влажный (II8), умеренный теплый с мягкой зимой (II9).

Перечень и основные критерии климатических районов территории Российской Федерации представлены в прил. 9. Как видно из прил. 9, основным критерием климатического района по условиям эксплуатации машины является средняя в течение самого холодного в зимнем периоде и средняя в течение самого жаркого в летнем периоде месяцев температура окружающего воздуха. Для зимнего периода эксплуатации машины это средняя температура в январе. Для летнего периода эксплуатации машины это средняя температура в июле с учетом средней относительной влажности воздуха. Для условий эксплуатации машины в зимнем периоде учитывается также число дней в году с минимальными температурами воздуха ниже минус 45 °С.

Зимний период эксплуатации в различных климатических районах может составлять 6 – 8 месяцев от общей продолжительности

22

эксплуатации машины в течение календарного года. При этом в зимних условиях вследствие значительных простоев машины, повышенного расхода топлива себестоимость строительных работ увеличивается в отдельных случаях в 1,5 – 2 раза, а сменные нормы могут выполняться только на 25 – 50%. Расход

23