Metody statystyczne - procesy eksploatacyjne powtarzają się cyklicznie.

Metody techniczne - obliczaniu wskaźników zapasów na podstawie technicznych charakterystyk użytkowanych maszyn i założonej intensywności eksploatacji w planowanym okresie.

Metody techniczno-ekonomiczne - ustala się ekonomiczną wielkość partii dostaw, która powinna być taka, aby dla rzeczywistych wielkości zużycia, możliwości transportowych i magazynowych oraz określonych właściwości materiału, zapewnić minimalny koszt związany z zaopatrzeniem.

założenia metodzie planowania zapasów Wilsona

1) zużycie zakupywanego asortymentu jest stałe i niezmienne w czasie,

2) wielkość jednorazowej dostawy q jest stała w całym rozpatrywanym okresie,

3) koszt jednorazowej dostawy k_z jest stały i niezależny od wielkości partii dostawy q dostarczanego towaru, K_z – koszt dostaw w okresie T,

4) koszt zakupu Q jednostek towaru jest niezależny od częstości dostaw i wynosi C,

5) koszt magazynowania k_m jednostki towaru jest stały, zaś całkowity koszt magazynowania K_m jest proporcjonalny do ilości jednostek towaru w magazynie i do czasu magazynowania,

6) koszt zaopatrzenia, zwany też kosztem zapasu K jest sumą kosztu zakupu C, kosztu dostaw K_z (koszt dostawy + koszt zakupu Q jednostek towaru) i całkowitego kosztu magazynowania K_m,

7) kolejne dostawy towaru następują w jednakowych odstępach czasu τ,

8) średni zapas z w magazynie

metoda ABC planowania zapasów-uwzględnia się dwa kryteria podziału zapasów: udział danego asortymentu w ogólnej ilości i wartości zapasów, częstotliwość dokonywania zamówień. Całość zapasów dzieli się na trzy grupy A, B i C i dla każdej z tych grup prowadzi się odrębny cykl zamówień.

metoda JIT - dostarczanie materiałów i części w ściśle określonych ilościach, dokładnie w czasie kiedy firma ich potrzebuje. System taki można stosować dla dostaw wewnątrz zakładu jak i dla dostaw zewnętrznych. Główne założenia i zarazem zalety tej metody to: brak zapasów, krótkie cykle realizacji zamówienia, mała ilość dostarczanych materiałów i części, wysoka jakość produkcji.

korzystne efekty: redukcja zapasów materiałów i środków o 50 do 70%, wyrobów gotowych o ponad 30%, skrócenie cyklu produkcyjnego o około 40%, synchronizacja zaopatrzenia z produkcją w granicach 4 godzin do 2 dni, wzrost produktywności o 25%, poziomu obsługi klienta.

Przeglądy techniczne mają na celu określenie zakresu najbliższego remontu i ewentualne podjęcie decyzji o konieczności jego natychmiastowego przeprowadzenia. Przeglądy nie powinny eliminować maszyny z użytkowania dłużej niż na jedną zmianę, i o ile to możliwe, przeprowadza się je na trzeciej zmianie.

Remont bieżący polega na wymianie szybko zużywających się części. nie wymaga zwykle poważniejszego demontażu maszyny i przeprowadzany jest na miejscu jej pracy.

Remont średni też prowadzi się zwykle na miejscu pracy maszyny, choć ma on już znacznie szerszy zakres. Jego koszt może sięgać do 30% wartości remontowanego obiektu.

Naprawa główna, czyli remont kapitalny maszyn stacjonarnych wiąże się zwykle ze zdjęciem maszyny z fundamentów i całkowitym jej demontażem. W przypadku obrabiarek jego efektem jest nie tylko wymiana lub regeneracja zużytych części układu strukturalnego obrabiarki, ale również jej modernizacja, oraz wymiana lub naprawa współpracujących z nią układów pomocniczych. Po remoncie kapitalnym dokonuje się odbioru technicznego maszyny, która powinna odpowiadać normom ustalonym dla nowej maszyny. Koszt remontu kapitalnego nie powinien przekroczyć 70% wartości nowej, równoważnej pod względem wydajności i możliwości technologicznych maszyny.

Remonty planowo-zapobiegawcze. Główne zasady i sekwencja czynności konserwacyjno-remontowych dla cyklu remontowego obrabiarek.

Opiera się on na czterech głównych zasadach:

a) przestrzeganie norm prawidłowego użytkowania maszyn i wykonanie w czasie użytkowania niezbędnych czynności konserwacyjnych, b) wykonanie remontów po określonej z góry liczbie godzin pracy i w kolejności wynikającej z przyjętego cyklu remontowego, c) ustalenie i wykonanie rzeczowego zakresu planowanych remontów tak, aby przywracały one maszynie pierwotny resurs pracy, d) ustalenie statystycznych normatywów remontowych, tak pod względem zakresu robót, ich pracochłonności, jak i kosztu - jako wielkości wyjściowych przy ustalaniu planu remontów.

W systemie PZR podstawowe znaczenie planistyczne i organizacyjne ma cykl remontowy, który jest okresem między dwoma remontami kapitalnymi, lub od zainstalowania nowej maszyny do pierwszej jej naprawy głównej. Długość cyklu T_CR oblicza się wychodząc z nominalnej trwałości (t_n), przewidzianej dla danej maszyny. Długość cyklu remontowego T_CR będzie zwykle odmienna od nominalnej trwałości t_n

system remontów inspekcyjno-zapobiegawczych polega na zwiększeniu liczby planowych czynności kontrolno-pomiarowych, konserwacyjnych i regulacyjnych, zwanych inspekcjami zapobiegawczymi. Mogą one nawet być przeprowadzane w rytmie cotygodniowym.

Zalety: redukcja do minimum zaistnienia nieprzewidzianych awarii, remontów przedwczesnych, technicznie nieuzasadnionych.

Wady: duża pracochłonność i konieczność zapewnienia stosownych przestojów inspekcyjnych, zakłócających proces produkcyjny.

System remontów poprzeglądowych-głównie w zakładach przemysłowych o ruchu ciągłym. Zapewnia on ciągłość bezawaryjnego ruchu maszyn oraz odpowiednie przygotowanie organizacyjne i techniczne do wykonania remontu w jak najkrótszym czasie. polega na okresowej weryfikacjno- remontowej kontroli maszyn i wymianie w czasie remontu kompletnych zespołów lub podzespołów. Procedura postępowania: 1. Na podstawie informacji od operatora maszyny, lub pochodzącej z badań diagnostycznych, typuje się maszynę do przeglądu. 2. W czasie przeglądu określa się zakres i rodzaj niezbędnych działań profilaktyczno-remontowych, dokonując jedynie drobnych napraw. 3. Maszynę dalej się użytkuje, przygotowując w tym czasie niezbędne części zamienne i materiały do remontu oraz podejmuje odpowiednie przygotowania organizacyjne dla jego sprawnego przeprowadzenia, ustalając między innymi termin remontu. 4. Remont poprzeglądowy polega na szybkiej wymianie zakwestionowanych w czasie przeglądu kompletnych zespołów. Wymianę tą dokonuje się w miejscu pracy maszyny. Wymieniane mogą też być inne zespoły lub części, niż te które ustalono w trakcie przeglądu, o ile taka konieczność wyniknie w trakcie remontu. 5. Poza maszyną przeprowadza się weryfikację i remont wymienionych części, podzespołów i zespołów, co ma na celu przygotowanie ich jako zapasu do następnych remontów.

system remontów modułowych wymaga przeprowadzenia rozległych badań eksploatacyjnych, pod kątem niezawodności złożonych obiektów technicznych, które tym systemem remontowym mają być objęte. założenie, że o niezawodności decyduje na ogół niezbyt liczna grupa elementów. Podzespół lub zespół zawierający taki element nazwano modułem. opiera się na założeniu że:

- znany jest rozkład prawdopodobieństwa czasu poprawnej pracy istotnych niezawodnościowo elementów, wchodzących w skład danego modułu,

- koszty i straty związane z remontem prewencyjnym są mniejsze od kosztów i strat ponoszonych przy remoncie poawaryjnym,

- czas remontu, polegający na wymianie modułu jest krótszy niż czas samej naprawy, regeneracji, lub regulacji uszkodzonego modułu.

Stosowanie go będzie polegało na:

- wytypowaniu maszyn, które mają nim być objęte,

- zidentyfikowaniu w tych maszynach istotnych niezawodnościowo elementów i statystyczne wyznaczenie ich charakterystyk niezawodnościowych,

- sporządzenie harmonogramu remontów modułowych, przy założonym prawdopodobieństwie poprawności działania modułów,

- kontrolowaniu realizacji remontów i stanu zapasu części (zespołów) zamiennych.

Gdzie wykonuje się remonty kapitalne

- w zakładzie producenta maszyny. Dostarczoną do remontu maszynę rozbiera się na części, które poddawane są selekcji, regeneracji lub złomowaniu. Części odpowiadające normom technicznym oraz te po regeneracji, uzupełnione o nowe części, wcześniej złomowanych elementów, wchodzą na linię montażu i posłużą do budowy nowej maszyny. Pracochłonność i koszty remontu są stosunkowo niskie. Maszyna po wykonaniu remontu musi spełniać warunki jej odbioru technicznego (WOT), takie same jak maszyna nowa.

- w specjalistycznych bazach remontowych specjalistyczne bazy remontowe, zorganizowane pod kątem ściśle określonych typów maszyn. Potrzebne do remontu części zamienne powinny być dostarczone przez producenta remontowanych maszyn i tylko w ostateczności mogą być wytwarzane we własnym zakresie. Remonty połączone są z reguły z modernizacją. Zakłady remontowe bazują na WOT-ach producenta remontowanej maszyny, udzielając takiej samej gwarancji jaka obowiązuje dla nowej maszyny. Zapewniają też one serwis gwarancyjny i pogwarancyjny, a także prowadzą szkolenie personelu użytkownika.

- wykonywane przez wydziały remontowe zakładów przemysłowych. Wydziały takie są nastawione na remonty kapitalne wszystkich typów maszyn i urządzeń, pracujących w danym zakładzie. Remonty wykonuje się w technologii produkcji jednostkowej, a w mniejszych zakładach nawet systemem rzemieślniczym. Efektywność i koszty remontów kapitalnych przy takich uwarunkowaniach w danym zakładzie zależą w dużym stopniu od typizacji maszyn.

Ekonomiczna opłacalność remontu kapitalnego według granicznej wielkości maszyn niezamortyzowanych. 1. K_p ≤ W_n 2. K_p ≤ K_m, K_m ≤ W_n

maksymalna wartość nakładów na remont kapitalny może co najwyżej być równa nie zamortyzowanej części Wp. R = 1 - n/t_n określa się mianem współczynnika ekonomicznej opłacalności remontu nie zamortyzowanych maszyn. Remont kapitalny będzie opłacalny gdy różnica ΔK=K_m-K_p>0

dodatkowe kryteria należy uwzględnić przy obliczaniu opłacalności remontu kapitalnego

połączenie remontu kapitalnego z możliwością modernizacji obiektu, stopień moralnego zużycia maszyny, stopę inflacyjną, wartość likwidacyjną maszyny, wykorzystanie maszyny zgodnie z przeznaczeniem, organizacyjno-techniczny poziom gospodarki konserwacyjno-remontowej.

uproszczona metoda oceny opłacalności remontu kapitalnego polega na rejestracji rocznych kosztów utrzymania Ko obiektu i dodawaniu ich do kosztu nabycia maszyny W_p, co pozwala, w dowolnym czasie od rozpoczęcia użytkowania maszyny, na określenie przeciętnych rocznych kosztów utrzymania K_op. Jeżeli bieżące koszty utrzymania K_o(n) zrównają się z przeciętnym, rocznym kosztem utrzymania K_op(n), to dalsza eksploatacja maszyny staje się nieopłacalna.

Regeneracja przez zamianę par kojarzonych stosowana jest do elementów współpracujących ze sobą w dokładnie skojarzonych parach, o niewielkich roz­miarach, których czynne powierzchnie zużywają się równomiernie. Należą do nich elementy rozdzielaczy w pneumatycznych i hydrauli­cznych układach sterowania, tłoczki pomp wtryskowych, elementy toczne łożysk i par prowadni­cowych itp. U podstaw tej metody leży kojarzenie parami współpracujących ze sobą elementów, dla zapewnienia określonej - zwykle bardzo małej - wartości luzu. Selekcję części dokonuje się w zbiorach elementów tworzących parę.

Regeneracja przez stosowanie wymiarów remontowych polega na odtworzeniu poprzez obróbkę mechaniczną prawidłowych kształtów, tego samego rodzaju pasowania oraz chropowatości powierzchni, przy jednoczesnej zmianie wymiaru nominalnego, ważnej funkcjonalnie pary roboczej. Wymiary remontowe nadaje się nowym częściom zamiennym oraz częściom zdemontowanym podczas remontu zespołu. Zużytą powierzchnię poddaje się obróbce skrawaniem, w wyniku której element otrzymuje nowy wymiar, nazywany wymiarem remontowym.

Regeneracja z zastosowaniem elementów dodatkowych

elementy dodatkowe kompensujące zużycie- tulejki, listwy, nakładki, a także nieregularne fragmenty części. Łączenie za pomocą wtłaczania, połączenia skurczowego, spawania, nitowania i połączenia gwintowego. Tulejowaniem można regenerować czopy, otwory i otwory gwintowane. Grubość tulejki określa się nie tyle z uwagi na wielkość zużycia ile z uwzględnieniem jej wytrzymałości na zgniot pod wpływem sił stosowanych do jej wtłoczenia w otwór lub osadzenia na czopie Dodatkowe elementy połączeniowe stosuje się również w przypadku usuwania skutków pęknięć, odłamań, gdy rodzaj materiału ogranicza stosowanie innych metod regeneracji. Jedną z najstarszych metod likwidacji skutków pęknięć w niespawalnych elementach metalowych jest szycie. Poza tym możliwe jest stosowanie pierścieniowych i kotwico­wych elementów zaciskowych, których efektywność można podwyższyć stosowa­niem różnego typu klejów

Regeneracja z zastosowaniem obróbki plastycznej Zastosować ją można wyłącznie do regeneracji części maszyn wykonanych z plastycznych metali. Polega ona na wywołaniu takiego stanu naprężenia w regenerowanym elemencie, który spowodowałby przekroczenie Re, a tym samym płynięcie materiału w kierunku zużytej powierzchni i przywrócenie jej pierwotnego kształtu, kosztem ubytku tego materiału w strefach mniej istotnych, gdzie ubytek nie przekreśla dalszego wypełnienia funkcji przez daną część. obróbka objętościowa: spęczanie, rozpieranie, roztłaczanie, wyciąganie i zwężanie. Do metod regeneracji poprzez obróbkę plastyczną zalicza się również prostowanie i gięcie. Można je wykonywać na zimno lub na gorąco, statycznie lub dynamicznie. Regenerację tego typu stosuje się najczęściej do przedmiotów cienkościennych Popularna metodą regeneracji polegającej na obróbce plastycznej jest nagniatanie. W procesie nagniatania uzyskuje się zmianę wymiaru, utwardzenie, a także zwiększenie gładkości powierzchni.

Regeneracja przez klejenie i kitowanie oraz nanoszenie warstw na zimno

Materiały kompozytowe wykorzystuje się jako materiały łączące elementy, do uzupełniania ubytków, powłoki w węzłach tarcia oraz powłoki narażone na erozyjno-korozyjne działanie czynników agresywnych. Typowe zastosowania materiałów kompozytowych to:

- naprawa pękniętych korpusów, bloków, pokryw, zbiorników,

- uszczelnienie przecieków w instalacjach wodnych, powietrznych, technologicznych,

- regeneracja zużytych czopów wałów i wybitych gniazd łożyskowych,

- uzupełnianie ubytków oraz uszczelnianie odlewów,

- odbudowa zużytych erozyjnie i korozyjnie elementów maszyn i instalacji (korpusy pomp, zawory, wirniki), regeneracja rowków wpustowych,

- uszczelnianie złączy zbiorników i spoin, osadzanie tulei (panwi),

- regeneracja zużytych połączeń gwintowych, usuwanie wżerów erozyjnych i korozyjnych

Regeneracja metodami klejenia lub nanoszenia warstw na zimno charakteryzują się niezwykłą prostotą z uwagi na to, że przeprowadzić je można w temperaturze otoczenia, w dowolnym warsztacie lub miejscu pracy maszyny. Kitowanie polega na uzupełnianiu lub wypełnianiu ubytków materiałowych za pomocą substancji, mającej właściwość trwałego łączenia się z materiałem regenerowanej części. Stosowane jest do poprawy szczelności skorodowanych połączeń kołnierzowych, wżerów na powierzchniach prowadnicowych lub kraterów będących efektem wad odlewniczych na częściach maszyn. Do metod regeneracji na zimno można zaliczyć także wszelkie metody galwanicznego uzupełniania ubytków, spowodowanych procesami zużycia ściernego. Są to metody kosztowne, wymagające uprzedniego przywrócenia regenerowanej części pożądanego kształtu geometry­cznego, najczęściej na drodze obróbki mechanicznej.

Regeneracja przez spawanie i napawanie-niezwykle rozpowszechnione z uwagi na ich prostotę, wydajność, niskie koszty, dostępność energii elektrycznej i urządzeń. W spawaniu, a zwłaszcza napawaniu, stosuje się specjalne dodatki stopowe, pozwalające na uzyskiwanie napoin o wymaganych właściwościach. Szeroko rozpowszechnione jest napawanie regeneracyjne elektrodami proszkowymi zużywających się szybko części maszyn górniczych i drogowych. Aby zmniejszyć naprężenia termiczne, towarzyszące napawaniu stosuje się napawanie elektrowibracyjne lub napawanie elektroimpulsowe. Do metod regeneracji na gorąco zalicza się również napawanie plazmowe polegające na nakła­daniu powłok regeneracyjnych przy użyciu generatora strumienia plazmy, napylającego stopiony proszek metalowy lub stopiony metal drutu wpro­wadzanego do łuku plazmy, na zużytą powierzchnię części maszynowej.

Metalizacja natryskowa polega na tym, że roztopiony materiał powłokowy w postaci drutu lub proszku pod działaniem strumienia sprężonego powietrza lub gazu obojętnego, zostaje rozpylony w pistolecie metalizacyjnym na drobne cząstki, które w stanie ciekłym lub plastycznym, padając na odpowiednio przygotowaną powierzchnię sczepiają się z nierównościami tej powierzchni podlegając gwałtownemu stygnięciu. Proces natryskiwania cieplnego prowadzi się z użyciem specjalnych pistoletów. Powłoki natryskiwane cieplnie mają szereg cennych zalet: są bardzo twarde i niejednorodne pod względem chemicznym (tlenki), są porowate, co podnosi walory tribologiczne tych powłok, są odporne na obciążenie zmęczeniowe i korozję.

Napawanie elktrowibracyjne Elektroda w postaci drutu zwiniętego na bębnie wysuwana jest za pomocą podajnika. Ślizg wykonuje ruch impulsowy dla uzyskania kontaktu z elektrodą i jest podłączony do dodatniego bieguna źródła prądu, napawany przedmiot zaś do ujemnego. W periodycznie powstającym i zanika­jącym łuku elektrycznym drut stapia się i płynny metal osadza się na napawanym przedmiocie w postaci cienkiej warstwy. Periodyczne zbliżanie i oddalanie elektrody jest wywołane za pomocą wibratora mechanicznego lub elektromagnetycznego. Proces napawania może zachodzić w powietrzu, w atmo­sferze gazu ochronnego, w emulsji wodnej lub pod topnikiem. Proces napawania zachodzi cyklicznie a pojedynczy cykl składa się ze zwarcia elektrody z napawanym przedmiotem, oderwania elektrody, wytworzenia krótkotrwałego łuku oraz przesunięcia elektrody w celu dokonania ponownego zwarcia.

Do zasadniczych zadań diagnostyki technicznej zaliczać się będzie:

- ustalenie, klasyfikowanie i badanie niesprawności obiektów oraz symptomów ich występowania,

-opracowanie metod i aparatury do mierzenia parametrów diagnostycznych,

-ocena stanu technicznego obiektów na podstawie zmierzonych parametrów diagnostycznych i porównanie ich z wyznaczonymi wcześniej wartościami granicznymi,

-ustalenie charakteru i zakresu czynności profilaktycznych, lub resursu poprawnej pracy.

Współzależność procesów mierzenia, diagnozowania i nadzorowania

Monitorowanie- okresowe pozyskiwanie i gromadzenie mniej lub bardziej przetworzonych wyników pomiarowych (tabele, wykresy) Jeżeli na podstawie wyników monitorowania przeprowadzi się stosowną ich analizę, polegającą zazwyczaj na porównaniu zmierzonych wielkości ze znanymi wzorcami i na tej podstawie dokona klasyfikacji stanu badanego obiektu, to mamy już do czynienia z procesem zwanym diagnozowaniem. Jeżeli w wyniku przeprowadzonej diagnozy, stosowne układy logiczne automatycznie podejmują właściwe decyzje, dotyczące zarówno maszyny jak i realizowanego przez nią procesu, to mamy do czynienia z procesem nadzorowania.

Aspekty diagnostyczne w procesie konstruowania maszyn

Projekty współczesnych maszyn powinny również uwzględniać potrzebę prowadzenia okre­sowych diagnozowań, np. w czasie przeglądów i napraw, środkami uniwersalnymi i specjali­stycznymi. Bardzo przydatne dla użytkowników maszyn jest opracowanie na etapie konstruowania odpowiedniej dokumentacji dotyczącej sposobu diagnozowania obiektu w okresie jego eksplo­atacji. Dotyczy to również wzorców i określenia wartości dopuszczalnych i granicznych dla wybranych parametrów diagnostycznych. Przykładem efektów „diagnostycznego myślenia” w procesie projektowania może być współczesny serwis diagnostyczny w branży motoryzacyjnej. W specjalistycznych stacjach diagnostycznych sprzęga się, wbudowane w nowoczesnych silnikach samochodowych, środki diagnozowania z elektroniczną aparaturą, współpracującą z systemem komputerowego przetwarzania wyników z pomiarów diagnostycznych, co wyklucza wszelki subiektywizm w ocenie stanu badanego obiektu.

Diagnostyka kontrolna jakości wykonania Śledzenie rozkładu przypadkowości tych cech będzie domeną diagnostyki kontrolnej, stanowiącej ostatnie ogniwo całego - jak i cząstkowych procesów wytwarzania. Jej wynikiem będzie nie tylko zakwalifikowanie badanego obiektu do klasy zdatny lub niezdatny, ale także oddziaływanie na te elementy procesu wytwarzania, które spowodowały niepożądane odchylenia. Można tą drogą stosunkowo wcześnie eliminować z dalszego montażu wadliwe zespoły i tym samym nie tylko przyczynić się do podniesienia jakości maszyn, ale również do obniżki kosztów ich wytwarzania.

Diagnostyka procesów produkcyjnych Diagnostyka procesowa jest wprost nieodzowna wszędzie tam gdzie pracują urządzenia bez - lub tylko z częściowym nadzorem operatorskim. Przykładem takich maszyn są nowoczesne, elastyczne systemy produkcyjne, składające się z wielu mechanicznych urządzeń i maszyn, sprzężonych ze sobą systemami transportu i sterowania. Diagnostyka ta obejmuje, poza diagnozowaniem poprawności pracy samych obrabiarek i czuwaniem nad przebiegiem realizowanych na nich procesów skrawania, także funkcjonowanie urządzeń peryferyjnych i układów sterowania. Ma to na celu wykluczenie niepożądanych zdarzeń w przebiegu procesu obróbki. Nadzorowanie tego procesu jest tym samym częścią obwodu regulacji, który umożliwia oddziaływanie w trybie on-line na przebieg całego procesu wytwarzania. Możliwe jest dzięki temu zwiększenie dyspozycyjności środków produkcji jak i polepszenie jakości wyrobów.

Diagnostyka eksploatacyjna – celem jest orzekanie o stanie technicznym maszyn i urządzeń poddanych diagnozowaniu. Procesy użytkowania będą powodować wyczerpywanie się resursu sprawności technicznej i zdatności do dalszej eksploatacji nawet najdoskonalszych maszyn. W wyniku stosowania ciągłych lub okresowych badań diagnostycznych eksploatowanych maszyn, użytkownik może: śledzić i kontrolować przebieg procesów degradacyjnych, podejmować określone działania obsługowe mające na celu przywrócenie sprawności urządzeniu jako całości, określonemu zespołowi lub części, zapobiegać nieoczekiwanym awariom przez uprzedzające przerwanie procesu użytkowania maszyny, stosować ekonomiczny system remontów technicznie uzasadnionych, prowadzić racjonalną gospodarkę częściami zamiennymi, zwiększyć bezpieczeństwo i niezawodność użytkowania maszyn.

Parametry strukturalne i wyjściowe

Parametry struktury urządzenia w chwili wprowadzenia go do eksploatacji będą miały określone wartości, które w trakcie pracy ulegną zmianie. Intensywność zmian wartości parametrów strukturalnych, uzależniona jest od jakości projektowanej maszyny, jakości wykonania i użytych materiałów oraz od warunków pracy. W praktyce na ogół nie można wykorzystywać parametrów strukturalnych do bezpośredniej oceny stanu technicznego, ponieważ zwykle nie ma możliwości ich zmierzenia bez demontażu obiektu. Tej podstawowej wady nie posiadają parametry zaliczane do grupy parametrów wyjściowych. Pracujące maszyny i urządzenia realizują określone procesy, które możemy podzielić na robocze i towarzyszące. Procesy te można opisać mierzalnymi wielkościami, które w odróżnieniu od wielkości strukturalnych nazywa się parametrami wyjściowymi

Większość realizowanych przez maszynę procesów jest uzależnionych od technicznego stanu urządzenia. Wraz ze zmianą tego stanu (zmianą parametrów strukturalnych), będą się zmieniać parametry wyjściowe, co umożliwia pośrednią ocenę technicznego stanu urządzenia bez jego demontażu, nierzadko w czasie normalnej pracy.

Parametry diagnostyczne są to mierzalne parametry wyjściowe charakteryzujące procesy zachodzące podczas pracy maszyn, oraz te parametry strukturalne, które można zmierzyć bez demontażu maszyny. Dla ustalenia stanu technicznego maszyny potrzebny jest zwykle więcej niż jeden parametr diagnostyczny. W przypadku parametrów wyjściowych mogą to być takie jak:

- moc efektywna, moment obrotowy, zużycie paliwa w przypadku silników spalinowych, ciśnienie czynnika roboczego w pompach, sprężarkach, układach hydraulicznych,

- temperatura, drgania, hałas, skład spalin itp., a także takie parametry strukturalne jak:

- luzy, bicie promieniowe, nieprostoliniowość i inne.

Parametr wyjściowy lub strukturalny może być uznany za parametr diagnostyczny, jeżeli posiada następujące cechy:

- jednoznaczność, co oznacza, że każdej wartości parametru strukturalnego, odpowiada tylko jedna, określona wartość parametru wyjściowego.

- dostateczna szerokość pola zmian, czyli możliwie duża zmiana parametru wyjściowego, przy niewielkiej zmianie parametru struktury, któremu ten parametr wyjściowy jest przypisany

- łatwość mierzenia.

Klasyfikacja technicznych stanów maszyn i urządzeń Może ona być technicznie: sprawna, niesprawna, zdatna, niezdatna. W praktyce eksploatacyjnej zaliczenie określonych, rzeczywistych stanów do odpowiednich klas może być subiektywne. Wynika to między innymi z różnego przeznaczenia elementów struktury obiektu. Część z nich warunkuje możliwość wykonania zasadniczych funkcji roboczych, a inne spełniają jedynie rolę pomocniczą. Często możliwa będzie praca obiektu nawet wówczas, jeżeli niektóre z jego elementów będą w stanie niesprawności, a nawet niezdatności.

Zasady wykorzystania sygnałów diagnostycznych W przypadku prostych obiektów, sformułowanie diagnozy polega na porównaniu zmierzonej wartości jednego lub kilku parametrów diagnostycznych z ustalonymi wartościami normaty­wnymi. Diagnozowanie eksploatowanych maszyn będzie polegało na porównywaniu zmierzonych wartości parametrów diagnosty­cznych z dopuszczalnymi lub granicznymi wartościami, ustalonymi wcześniej dla dia­gnozowanej maszyny w formie określonych wzorców.

- metodę syntezy informacji, pochodzących ze znacznej liczby czujników i urządzeń doda­tkowych. Metoda ta zmusza do stosowania skomplikowanych układów diagnostycznych. Odfiltrowane sygnały trafiają do urządzenia logicznego, w którym następuje synteza i postawienie diagnozy.

- metodę uogólnionej analizy informacji Polega ona na tym, że sygnały, charakteryzujące parametry struktury, rejestruje się za pomocą jednego przetwornika. Sygnał kierowany jest do analizatora,

pozwalającego wyodrębnić z niego najbardziej charakterystyczne jego składowe. Wynik porównania jest podstawą do postawienia diagnozy.

Wibroakustyczna diagnostyka eksploatacyjna maszyn Najczęściej stosowanymi czujnikami w diagnostyce maszyn są czujniki do pomiaru drgań. Z ich pomocą rozwinęła się i coraz powszechniej dziś jest stosowana wibroakustyczna diagnostyka maszyn. Wadą jest trudność w rozszyfrowaniu informacji niesionej przez sygnał wibroakustyczny. Badając w regularnych odstępach czasu poziom i charakter tych drgań, jesteśmy w stanie przewidzieć wystarczająco wcześnie, rodzaj uszkodzenia maszyny bądź jej elementu i podjąć we właściwym czasie stosowne środki zaradcze.

Czujniki stosowane w diagnostyce wibroakustycznej

Z uwagi na szerokie pasmo drgań generowanych przez maszyny, rozciągające się od zera do kilku, a nawet kilkunastu tysięcy Herzów, stosuje się przy ich mierzeniu czujniki do pomiaru:- przemieszczeń (d),- prędkości (v),- przyspieszenia (a). Różna zasada pracy ww. czujników predysponuje je do stosowania w określonych zakresach częstotliwości, w których ich charakterystyki są najlepiej dopasowane . niskie częstotliwości – pomiar przemieszczeń. Wyższe harmoniczne zwykle nie mie­szczą się w ograniczonym zakresie dynamicznym tych czujników, zawierających w swej strukturze części ruchome. Powszechnie używane w diagnostyce wibroakustycznej są czujniki sejsmiczne do pomiaru prędkości ruchu drgającego oraz czujniki piezoelektryczne do pomiaru przyspie­szeń. Te ostatnie zwane też akcelerometrami stały się w ostatnich latach typem najczęściej stosowanym, z uwagi na takie zalety jak: szeroki zakres częstotliwości i dynamiki co stanowi o ich dużej uniwersalności, małe rozmiary czujników, nie zawierających części ruchomych, niezawodność i niewrażliwość na przemysłowe warunki zastosowań.

Analiza widmowa sygnału wibroakustycznego z analizy widmowej sygnału wibroakustycznego, która umożliwia zlokalizowanie uszkodzenia i śledzenie intensywności jego narastania w czasie eksploatacji maszyny. Weźmy za przykład widmo prędkości drgań powstałe w wyniku analizy sygnału wibroakustycznego zdjętego z jednostopniowego reduktora. Znając strukturę kinematyczną maszyny i jej konstrukcję, można każdemu maksimum prędkości drgań przyporządkować źródło, które daną częstotliwość generuje. Porównując kolejne widma, uzyskiwane w miarę upływu czasu użytkowania reduktora, można śledzić postępujące zużycie określonego zespołu lub węzła.
Aby móc poprawnie orzekać o stanie technicznym maszyny na podstawie widma jej drgań, trzeba znać właściwy poziom odniesienia, zależny od konstrukcji maszyny oraz zadanej funkcji celu. Podstawowe zestawy przyrządów stoso­wanych w diagnostyce wibroakustycznej
W praktyce stosuje się dwa typy aparatury diagnostycznej:

- specjalistyczną, dostosowaną do wymagań określonych przez konstruktora i użytkownika maszyny. Przewidziana jest ona zwykle jako stacjonarna aparatura do ciągłego nadzoru dużych i ważnych maszyn.

-uniwersalną, jako sprzęt przenośny lub mobilny, kompletowany w zależności od potrzeb w zestawach, od kieszonkowych niemal wersji począwszy, po kosztowne konfiguracje z komputerowym wspomaganiem analiz diagnostycznych

Do najprostszych, nieelektronicznych przyrządów do diagnostyki wibroakustycznej zaliczają się stetoskopy, do dziś stosowane w wielu serwisowych warsztatach Bardziej nowoczesnym, szerokopasmowy miernik wartości szczytowych (Peak) i skutecznych (RMS) przyśpieszenia lub prędkości ruchu drgającego

Ekonomiczna efektywność diagnostyki

Wydłużenie okresów międzyremontowych, nawet o 100% i więcej. Wyeliminowanie nieoczekiwanych awarii i strat wynikających ze skutków tych awarii. Zmniejszenie zapasów części zamiennych i kosztów napraw. Skrócenie czasu napraw dzięki

wcześniejszemu rozpoznaniu ich zakresu. Obniżenie składek ubezpieczeniowych.

Lepkość olejów smarowych Podstawowym kryterium właściwego doboru oleju jest niewątpliwie jego lepkość. 18 klas lepkości oznaczanych kodem literowo-cyfrowym od VG2 do VG1500, w którym liczba po symbolu określa lepkość kinematyczną oleju w temperaturze 40°C, wyrażaną w mm²/s (cSt).

Biodegradowalność - zdolność oleju (związków chemicznych) do rozkładu w obecności tlenu na dwutlenek węgla i wodę w wyniku aktywności mikroorganizmów. Środek nietoksyczny nie zawsze jest biodegradowalny, podczas gdy środek toksyczny może być biodegradowalny.

Toksyczność środków smarowych Określa się ją powszechnie w czterostopniowej skali ich szkodliwości dla wody. Europejski system klasyfikacji surowców i finalnych produktów pod kątem ich toksyczności definiuje cztery klasy szkodliwości środków smarowych dla wody, z których klasa:

WGK 0 - środek ogólnie nie zagrażający wodom WGK 1 - słabo zagrażający wodom WGK 2 - zagrażający wodom WGK 3 - mocno zagrażający wodom.

Przypisanie klasy WGK jest podsumowaniem trzech oznaczeń testu toksyczności dla ssaków, ryb i bakterii. Każdy test kończy się określonym wynikiem liczbowym który można by w języku polskim nazwać "liczbą szkodliwości" (LS), co odpowiadałoby niemieckiej nazwie. Wypadkowa liczba szkodliwości jest średnią arytmetyczną wyników trzech niezależnych testów toksyczności, które podaje się w określonych granicach liczbowych.

Rakotwórczość (kancerogenność) i mutagenność Wywołują ją w środkach smarowych między innymi wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), zawarte zwykle w olejach mineralnych, stanowiących 80% stosowanych w świecie produktów smarowych. Udział WWA w mineralnych olejach smarowych wynika ze sposobu rafinacji frakcji ropy naftowej, z której wytwarzane są te oleje.Dla określenia rakotwórczości i mutagenności środków smarowych, przeprowadza się kosztowne i długotrwałe testy, które podzielić można na dwie grupy:

Testy in-vivo prowadzone na żywych ssakach, w dłuższym okresie (nawet do dwóch lat) przebywających w kontakcie z badanym produktem smarowym. Testy te pozwalają określić całość zjawisk hormonalnych i immunologicznych zachodzących w organizmie zwierząt doświadczalnych (najczęściej myszy).

Testy in-vitro przeprowadzane na wyizolowanych kulturach komórek ssaków lub na koloniach bakterii, na poziomie biologiczno-molekularnym.

Dlaczego w smarowaniu nabiera znaczenia stosowania olejów roślinnych i syntetycznych

Oleje pochodzenia organicznego, aktualnie stanowią zaledwie 1% w ogólnym bilansie, zaczynają jednak odgrywać coraz większą rolę i to co najmniej z dwóch zasadniczych powodów:

- bo uzyskiwane są z surowców odnawialnych, zatem nie uszczuplają naturalnych zasobów ziemi,

- są biodegradowalne i w mniejszym stopniu niż inne oleje zanieczyszczają środowisko.

Oleje syntetyczne tworzy liczna, wciąż rozrastająca się, grupa olejów uzyskiwanych na drodze syntezy chemicznej. Wyróżniają się one dobrą charakterystyką lepkościową, stabilnością termooksydacyjną i małą odparowalnością, co umożliwia ich zastosowanie do smarowania węzłów tarcia, w których występują wysokie temperatury. Najbardziej popularne z grupy olejów syntetycznych są - oleje estrowe. Otrzymuje się je między innymi z surowców pochodzenia roślinnego. Na obecnym etapie technologii olejów estrowych istnieje możliwość uzyskiwania dużej różnorodności kompleksowych estrów w szerokiej gamie lepkości. Oleje estrowe nie podlegają hydrolizie, nawet w podwyższonych temperaturach i nie są rozpuszczalne w wodzie. Ta ostatnia cecha ogranicza migrację oleju w gruncie, co tym samym zapobiega skażeniu wód gruntowych. W porównaniu z olejem rzepakowym oleje estrowe mają niższą temperaturę krzepnięcia.

Smary plastyczne- środki smarowe często błędnie nazywane smarami stałymi, gdy tymczasem są to substancje koloidalne, składające się z oleju zagęszczonego mydłami i z licznych na ogół dodatków

uszlachetniających. W nowoczesnej technice smarowniczej, smary plastyczne skutecznie wypierają smarowanie olejowe i to nawet w takich maszynach i przypadkach, w których do niedawna było to nie do pomyślenia. Za przykład może tu posłużyć smarowanie łożysk tocznych wysokoobrotowych wrzecion obrabiarek. Wzrost popularności i znaczenia smarów plastycznych przypisać można również upowsze­chnianiu się idei skąpego smarowania, którą w sposób najprostszy, a zarazem skuteczny można praktycznie zrealizować stosując tzw. smarowanie bezobsługowe smarem plastycznym w czasie montażu określonego węzła tarcia

Smary stałe-tworzą ciała stałe o budowie krystalicznej lub bezpostaciowej. Należą do nich takie substancje jak: grafit, dwusiarczek molibdenu MoS2, dwusiarczek wolframu WS2, azotek boru, proszki metali plastycznych (Ag, Au, Sn, Pb), proszki PTFE i innych tworzyw sztucznych.

Pod względem ekologicznym smary tej grupy można uznać za neutralne, nie zanieczyszczające środowiska. Taka kwalifikacja jest umotywowana spełnieniem przez nie niemal wszystkich kryteriów, jakie powinny cechować środki smarowe, których przedostawanie się do środowiska nie powoduje w nim ujemnych skutków. Mechanizm działania smarów stałych polega między innymi na tym, że "uzbrajają" powierzchnie, wypełniając mikronierówności, a tym samym zwiększają rzeczywistą powierzchni nośną współpracujących elementów.

Proekologiczne techniki smarowania

Stopień skażenia środowiska, wynikający ze stosowania określonej techniki smarowania jest tym większy im więcej środków smarowych przedostanie się wprost lub pośrednio do środowiska w procesie smarowania maszyny. Mało obciążające środowisko, techniki smarowania to takie, w których: smarowanie odbywa się w układzie zamkniętym, stosuje się małe ilości środka smarowego, stosuje się oleje (smary) biodegradowalne, przyjazne środowisku, uzyskuje się maksymalną sprawność smarowanych węzłów (globalny aspekt energetyczny).

skąpe smarowanie - taki szczególny przypadek smarowania, w którym ilość środka smarowego nie wystarcza, w warunkach pracy węzła tarcia, na wytworzenie się w stykach Hertza (łożyska toczne, przekładnie zębate itp.) filmu smarowego o pełnej grubości, wynikającej z teorii EHD-smarowania.

Do techniki skąpego smarowania olejowego w układach otwartych, zalicza się: smarowanie mgłą olejową, smarowanie powietrzno-olejowe, smarowanie natryskowe.

Dziedziny oraz racjonalne zasady stosowania smarów plastycznych Smary plastyczne stosuje się zarówno w budowie maszyn jak i w różnego rodzaju procesach technologicznych. Bezsprzecznie dominującą dziedziną ich zastosowania jest smarowanie łożysk tocznych. Rozróżnia się przy tym dwie techniki: - smarowanie przewidujące dosmarowywanie węzłów tarcia w okresie ich eksploatacji,

- smarowanie bezobsługowe (for life lubrication), nie przewidujące dosmarowywania.

W zasadzie tylko ta ostatnia technika może być uznawana za technikę skąpego smarowania, spełniającą w całej rozciągłości podaną wcześniej definicję. Możliwość i skuteczność smarowania łożysk tocznych smarami plastycznymi jest uwarunkowana:

- konstrukcją samego łożyska,

- wartością parametru ndm, charakteryzującego prędkość ruchu współpracujących powierzchni,

- obciążeniem łożyska,

- właściwościami samego smaru.

Faza rozruchowa to krótkotrwałe okresy pracy przedzielone długimi zwykle okresami stu­dzenia węzła łożyskowego. Jeżeli istnieje możliwość pracy z różnymi prędkościami, to wskazane jest w poszczególnych cyklach fazy rozruchowej stopniowo zwiększać prędkość obrotową. Zaleca się kontrolowanie temperatury węzła w czasie trwania procesu układania się smaru w łożysku. Nie powinna ona przekraczać 80C.

Smarowanie mgłą olejową Taką technikę skąpego smarowania, stosowano w przeszłości przy smarowaniu wysokoobrotowych łożysk tocznych i przekładni zębatych. Zasadniczą wadą tej metody jest brak możliwości ochrony otoczenia przed przedostawaniem się do niego mgły olejowej, negatywnie oddziaływującej tak na człowieka jak i na samą maszynę.

Smarowanie powietrzno-olejowe (p-o)Jest ono stosunkowo młodą techniką, często utożsamianą ze smarowaniem mgłą olejową. Wspólne obu technikom jest jednak tylko to, że mogą funkcjonować jedynie z pomocą sprężonego powietrza. Na tym jednak podobieństwo się kończy, a pozostają istotne różnice. Zasada pracy takiego układu polega na tym, że przepływające w sposób ciągły w przewodach powietrze, "ciągnie" olej podawany okresowo, w niewielkich ilościach, do przewodów rozprowadzających układu. Olej ten wolno, nie mieszając się po drodze z powietrzem, przepływa po wewnętrznych ściankach rurek, w kierunku dyszy wylotowej, gdzie dociera w formie mniej lub bardziej równomiernej mikrostrugi, rozbijanej w dyszy na nielotne mikrokrople, kierowane na smarowane powierzchnie.

Porównanie właściwości technik smarowania p-o i mgłą olejową

Sprężone powietrze, stosowane w obu technikach, powinno być odwodnione i wolne od zanieczyszczeń stałych, mogących mieć negatywny wpływ na trwałość smarowanych węzłów. Do zasadniczych zalet smarowania p-o, pozytywnie odróżniającą tą technikę od smarowania mgłą olejową, należy zaliczyć to, że:

- nie generuje lotnych mikrocząstek oleju i tym samym nie zanieczyszcza środowiska,

- umożliwia 10-krotne zmniejszenie zużycia oleju,

- olej jest dostarczany do punktów smarowania w formie quasi ciągłej mikrostrugi,

- układ jest prosty w konstrukcji oraz w montażu,

- sterowanie i nadzorowanie układu można realizować z dowolnym stopniem automatyzacji, łącznie z możliwością wykorzystania techniki mikroprocesorowej.

Dziedziny zastosowania smarowania p-o zarówno do smarowania węzłów tarcia w maszynach jak i do wspomagania procesów technologicznych. Łożyska toczne. W przypadku tym, obok energo- i materiałooszczędnego smarowania chodziło w szczególności o wytworzenie nadciśnienia w smarowanych węzłach, które miało je chronić przed przedostawaniem się do nich wody technologicznej i zanieczyszczeń.

Rozbudowane układy smarowania p-o Olej i powietrze płynące z jednostki centralnej są rozdzielane w rozdzielaczu głównym R_h na kilka strug, które dalej są ponownie dzielone w kolejnych rozdzielaczach lokalnych. Cechą charakterystyczną tego rozwiązania jest kaskadowy spadek ciśnienia na poszczególnych odcinkach sieci, umożliwiający dzielenie mikrostrugi oleju w rozdzielaczach głównych i lokalnych, o dostosowanej do potrzeb liczbie wyjść.

Opory ruchu łożysk tocznych w funkcji ilości przepływającego przez nie oleju

Jest oczywiste, że ilości oleju zapewniające maksymalną sprawność energetyczną łożysk będą zróżnicowane dla poszczególnych typów łożysk, i to znacznie, o skali rozpiętości od około 1 (łożyska poprzeczne) do 1000 (łożyska wzdłużne).

Wpływ grubości filmu smarowego na straty energetyczne w łożyskach tocznych

Środek smarowy w czasie pracy łożyska tocznego podlega ciągłemu procesowi sprężania i rozprężania, wywołanemu przez przetaczające się względem bieżni elementy toczne. Procesowi temu towarzyszy dyssypacja energii, wyrażająca się zamianą energii mechanicznej na cieplną, traconą wskutek tarcia w cieczy smarowej rozdzielającej współpracujące ze sobą powierzchnie, cieczy „uwięzionej" jak gdyby w stykach elementów tocznych z bieżniami. Nie ulega wątpliwości, że wielkość tych strat zależy od grubości filmu, ponieważ ona determinuje ilość oleju podlegającego ustawicznemu sprężaniu i rozprężaniu w stykach EHD, w których ciśnienia dochodzą do setek, a nawet tysięcy MPa.

Przykłady energetycznych efektów skąpego smarowania

Celowość stosowania smarowania skąpego jest uzasadniona nie tyle oszczędnością środków smarowych, co oszczędnością energii, wynikającą ze zwiększenia sprawności skąpo smarowanych łożysk tocznych, sprzęgieł i przekładni zębatych, w szczególności wysokoobrotowych układów napędowych. W takich zespołach maszynowych jak wrzeciona obrabiarek, zysk energetyczny jest znaczący, co ma również swoje odbicie w polepszeniu stabilności termicznej obrabiarek i podwyższonej dokładności prowadzonej na nich obróbki