Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 8
1.1 Показатели назначения и надежности - главные характеристики качества восстановления электродвигателей 8
1.2 Виды работ по поддержанию и восстановлению работоспособности электрооборудования по системе ППРЭсх 16
1.3 Существующие методы оценки качества восстановления электродвигателей по показателям надежности 18
1.4 Существующие методы загрузки электродвигателей и профилактической сушки их обмоток 30
1.5 Цель и задачи исследования 35
2 Теоретические предпосылки исследования 38
2.1 Системный подход к проблеме качества восстановления электродвигателей 38
2.2 Теоретические основы использования режима искусственной нагрузки электродвигателей для их послеремонтных испытаний и сушки обмоток 45
2.3 Требования к надежности восстановления электродвигателей. Уровень качества их восстановления 53
2.4 Теоретические положения по использованию метода моментных наблюдений для оценки надежности электродвигателей в птицеводстве 60
2.5 Выводы 66
3 Методика проведения исследования 68
3.1 Методика и устройство создания искусственной нагрузки электродвигателей малой мощности для их испытаний и сушки обмоток 68
3.2 Условия проведения ускоренных испытаний с использованием моментных наблюдений
3.3 Определение необходимого количества моменто-наблюдений для оценки показателей надежности 73
3.4 Методика сбора информации о состоянии объектов с использованием моменто-наблюдений 76
3.5 Методика оценки параметров надежности путем эксплуатационных наблюдений 79
3.6 Методика проверки соответствия результатов ускоренных испытаний с данными, полученных при проведении эксплуатационных наблюдений 84
3.7 Выводы 86
4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ 87
4.1 Результаты испытаний устройства создания искусственной нагрузки электродвигателей, обеспечивающего качество их восстановления 87
4.2 Объект, план и объем испытания качества восстановления электродвигателей 91
4.3 Результаты ускоренной оценки уровня качества восстановления электродвигателей по показателям надежности 95
4.4 Сопоставление результатов ускоренных испытаний по предлагаемой методики с данными эксплуатационных наблюдений 100
4.5 Выводы 106
5 Экономическая эффективность обеспечения качества восстановления электродвигателей 108
Основные выводы 112
Литература 114
Приложения 125
- Виды работ по поддержанию и восстановлению работоспособности электрооборудования по системе ППРЭсх
- Теоретические основы использования режима искусственной нагрузки электродвигателей для их послеремонтных испытаний и сушки обмоток
- Условия проведения ускоренных испытаний с использованием моментных наблюдений
- Объект, план и объем испытания качества восстановления электродвигателей
Введение к работе
доктор технических наук, профессор Басарыгина Е.М.
Актуальность темы. Одной из наиболее энергоемких отраслей сельского хозяйства, отличающейся высокой концентрацией электрооборудования, в частности электроприводов, является птицеводство. В настоящее время возрастает значение качества функционирования электроприводов, основной частью которых являются асинхронные короткозамкнутые двигатели, как фактора повышения качества продукции птицеводства.
Технология производства и переработки птицеводческой продукции связана с агрессивными условиями окружающей среды, высоким коэффициентом использования, а в последнее время – значительной степенью изношенности парка электродвигателей. В сельском хозяйстве ежегодно выходит из строя до 20% электродвигателей. Ситуация усугубляется дефицитом средств птицеводческих предприятий на обновление парка электродвигателей. В отрасли птицеводства до 80% работающих электродвигателей побывали в капитальном ремонте. Практика показывает, что их качество значительно уступает новым электродвигателям.
Отказы электродвигателей приводят не только к прямому экономическому ущербу, связанному с его восстановлением, но и к технологическому ущербу, обусловленному порчей сельскохозяйственной продукции. Все это свидетельствует об актуальности проблемы повышения качества работы восстановленных электродвигателей. Главными показателями качества восстановления электродвигателей являются показатели назначения и надежности.
В сложившихся условиях повышение качества восстановления электродвигателей может быть достигнуто, во-первых, разработкой технических средств, обеспечивающих оценку и восстановление показателей назначения, во-вторых, разработкой методики ускоренной оценки качества капитально отремонтированных электродвигателей по показателям надежности.
Работа выполнена в соответствии с межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006 - 2010 гг. (Проблема IX. Научное обеспечение повышения машинно-технологического и энергетического потенциала сельского хозяйства России), одобренной Президиумом РАСХН 16.11.06 и Межведомственным координационным советом по формированию и реализации программы 19.10.06.
Цель работы: обеспечение и оценка качества восстановления электродвигателей в птицеводстве путем разработки устройства искусственной нагрузки для послеремонтных испытаний на нагревание и профилактической сушки их обмоток, а также методики ускоренной оценки качества капитально отремонтированных электродвигателей по показателям безотказности и ремонтопригодности.
Задачи исследования
1.Обосновать способы обеспечения и оценки качества восстановления электродвигателей на основе системного подхода к данной проблеме.
2. Теоретически обосновать параметры искусственной загрузки электродвигателей и разработать устройство их послеремонтных испытаний на нагревание и профилактической сушки.
3. Теоретически обосновать возможность ускоренной оценки качества восстановления электродвигателей по показателям безотказности и ремонтопригодности.
4. Разработать методику ускоренных испытаний надежности электродвигателей и на ее основе провести оценку качества их восстановления при эксплуатации в птицеводстве.
5. Произвести оценку сходимости показателей надежности новых и капитально отремонтированных электродвигателей, полученных по разработанной методике, с аналогичными данными, полученными по методу эксплуатационных наблюдений.
Объект исследования. Процессы создания искусственной нагрузки электродвигателей и ускоренной оценки уровня качества восстановления по показателям их надежности.
Предмет исследования. Закономерности, определяющие параметры искусственной нагрузки электродвигателей и связывающие показатели их надежности с количественными значениями состояний в процессе эксплуатации.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:
1 Предложен аналитический аппарат расчета параметров искусственной нагрузки электродвигателей и на его основе методика расчета необходимых значений этих параметров.
2. Впервые разработано устройство искусственной нагрузки электродвигателей для испытания на нагревание и профилактической токовой сушки их обмоток.
3. Разработана методика ускоренной оценки качества капитально отремонтированных электродвигателей по показателям безотказности и ремонтопригодности.
Практическая ценность работы и реализация ее результатов
Создание несложного устройства искусственной нагрузки обеспечивает возможность испытания на нагревание электродвигателей малой мощности при капитальном ремонте и проведения профилактической сушки обмоток в процессе эксплуатации, что ведет к повышению качества восстановленных работ.
Установленные с помощью предлагаемого устройства необходимые значения параметров искусственной нагрузки обеспечивают равенство токов по фазам электродвигателя при вращающемся роторе и равномерность нагрева частей этих электродвигателей.
Разработанная методика ускоренной оценки показателей безотказности и ремонтопригодности позволяет проводить оперативную оценку качества восстановления электродвигателей электроремонтными предприятиями всех уровней, при этом сроки испытаний сокращаются в 10 раз по сравнению с проведением эксплуатационных наблюдений.
Внедрение на электроремонтных предприятиях предложенного метода ускоренных испытаний обеспечивает принятие обоснованных решений по отработке рациональной технологии ремонта и проведение сертификации качества восстановления электродвигателей.
Методика ускоренной оценки качества восстановления электродвигателей внедрена на предприятии по ремонту электродвигателей ООО «Индукция» г.Челябинска, устройство искусственной нагрузки электродвигателей внедрено в ЗАО «Челябинскагропромэнерго».
Материалы теоретических и экспериментальных исследований по теме «Повышение качества восстановления электродвигателей» используются в курсе лекций по дисциплине «Эксплуатация электрооборудования в сельском хозяйстве».
Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на научных конференциях ЧГАУ (г. Челябинск, 1999 – 2008 гг.), на 53-й научно-технической конференции Южно-Уральского государственного университета на секции «Электромеханика и электромеханические системы» (г. Челябинск, 2001 г.), на 19 Международной межвузовской школе-семинаре «Методы и средства технической диагностики» (г. Йошкар-Ола, 2006 г.), на техническом совете ООО «Индукция» (г. Челябинск, 2008 г.), на Всероссийской научно-практической конференции БГАУ (с международным участием) «Интеграция аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути их решения (г.Уфа, 2008 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе два патента РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений; объем диссертации 143 с., в том числе основного текста 124 с., 20 рисунков, 14 таблиц; список литературы состоит из 129 источников.
Виды работ по поддержанию и восстановлению работоспособности электрооборудования по системе ППРЭсх
Цель внедрения системы планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания электрооборудования сельскохозяйственных предприятий (системы ППРЭсх) - поддержать электротехническое оборудование в состоянии полной работоспособности, предупреждать его преждевременный износ и выход из строя за счет комплекса организационно-технических мероприятий, осуществляемых электротехническими службами хозяйств или других сервисных организаций [59, 97, 119].
Система технического обслуживания и ремонта представляет собой совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания и ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему [34]. В соответствии с ГОСТ 18322-78 система ППРЭсх [103] предусматривает проведение следующих видов профилактических, т.е. плановых работ, техническое обслуживание, текущий ремонт и капитальный ремонт. Техническое обслуживание - это комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировании. Системой ППРЭсх предусматривается техническое обслуживание с периодическим контролем. При обслуживании электродвигателей данный контроль проводится в начале каждого технического обслуживания. Объем остальных операций определяется техническим состоянием электродвигателя. Техническое обслуживание проводится на месте установки электродвигателя без нарушения технологического процесса. Текущий ремонт - это вид работы, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности изделия и состоящий в замене и (или) восстановлении отдельных частей. Текущий ремонт может проводится на рабочем месте или пункте технического обслуживания и ремонта электрооборудования. Объем текущего ремонта зависит от технического состояния электродвигателя. Капитальный ремонт - это вид работы выполняемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые. Капитальный ремонт электродвигателей проводится в электроремонтных мастерских хозяйств или в специализированных ремонтных предприятиях. На практике капитальный ремонт электродвигателей проводится не в плановом порядке, а по мере возникновения отказов, устранение которых связано с заменой или восстановлением его базовых элементов [14, 15]. Кроме профилактических видов работ, рекомендуемых ГОСТ 18322-78 система ППРЭсх предусматривает оперативное обслуживание [103]. Оперативное обслуживание должно обеспечить быстрое устранение отказов электрооборудования, а также проведение любых отключений, переключений и изменений электрических схем, вызванных производственной необходимостью. Оперативное обслуживание для электродвигателя означает проведение внепланового текущего ремонта с восстановлением работоспособного состояния /4/. Внеплановый текущий ремонт может быть также вызван необходимостью восстановления работоспособности электродвигателя в виду обнаружения скрытого отказа во время контроля его технического состояния в начале проведения технического обслуживания.
Оптимальная периодичность проведения профилактических работ соответствует минимуму затрат, связанных с издержками на проведение профилактических работ, на капитальный ремонт в случае устранения отказа и технологическим ущербом [15].
Исходя из вышесказанного следует, что при разработке методики ускоренной оценки качества восстановления электродвигателей необходимо учитывать плановые и неплановые виды работ. К плановым относятся техническое обслуживание и плановый текущий ремонт для поддержания работоспособности и для восстановления работоспособности. К неплановым - неплановый текущий ремонт с восстановлением работоспособности и капитальный ремонт.
Системой технического обслуживания и ремонта техники предусмотрен порядок проведения работ по оценке качества отремонтированных изделий, которая может производиться дифференциальным, комплексным и смешанным методами [33, 35]. Дифференциальный метод позволяет производить оценку уровня качества исследуемой продукции путем сопоставления единичных показателей этой продукции с единичными показателями базовой продукции или базовыми показателями [35, 38]. Последние устанавливаются техническими условиями, требованиями или стандартами. Сопоставление фактического значения і-го показателя качества Рц, с базовым значением этого показателя Pj 6 можно найти уровень качества определив отклонение [35] АРІ = РІ,Ф - Рі.б. (1.1) Комплексный метод оценки уровня качества продукции предполагает использование для сравнения один обобщенный показатель, который является функцией единичных показателей. Он может быть главным или выражен интегральным или средним взвешенным показателем.
Смешанный метод оценки уровня качества продукции применяется в случаях обширного количества единичных показателей, что не позволяет сделать обобщающий вывод, и когда обобщенный показатель недостаточно полно учитывает все существующие показатели продукции и поэтому не позволяет сделать определяющее заключение.
На электроремонтных предприятиях могут использоваться все три метода. Поскольку не представляет труда среди единичных показателей в качестве определяющих выбрать главные, то в основном оценка качества восстановления проводится комплексным методом.
В разделе 1.1 была выделена основная группа показателей, характеризующих качество восстановления электродвигателей. Эта группа относится к показателям назначения и надежности. Сбор информации о надежности является наиболее сложным звеном оценки качества восстановления электродвигателей как в отношении материальных, так и трудовых затрат. Затраты на сбор информации о надежности электродвигателей перекрывают затраты на оценку всех остальных показателей их качества [79].
Для оценки показателей надежности объектов электрооборудования, включая электродвигатели, их узлов и деталей, в настоящее время используются эксплуатационные и стендовые испытания [13, 27, 31, 51, 52, 55, 73, 74, 76, 101, 105, 109,117].
Теоретические основы использования режима искусственной нагрузки электродвигателей для их послеремонтных испытаний и сушки обмоток
Ввиду массового применения асинхронных электродвигателей в сельском хозяйстве их испытания после капитального ремонта на нагрев и профилактическая сушка на месте установки или на ремонтно-обслуживающей базе имеет большое практическое значение.
В разделе 1.4 настоящей работе было показано, что существующие способы непосредственной нагрузки электродвигателей и токовые способы сушки связаны с рядом неудобств. Устранение этих неудобств может быть возможно разработкой способов искусственной нагрузки электродвигателей.
Впервые простой способ искусственной нагрузки асинхронных двигателей, применимый для двигателей как с фазным, так и с короткозамкнутым ротором, был предложен в работах [4, 84]. Впоследствие данный способ был назван методом Мамед-заде.
Сущность этого метода заключается в следующем. Электродвигатель пускается в ход по обычной схеме, после чего одна из фаз обмотки статора, соединенной в звезду, замыкается через активное или индуктивное сопротивление (рис. 2.5). Регулируя величину сопротивления, устанавливают необходимый ток нагрузки электродвигателя. Описанный способ искусственной нагрузки асинхрон-, ных двигателей успешно применяется на ряде промышленных предприятий.
Принципиальная электрическая схема режима искусственной нагрузки ZH через активное или индуктивное сопротивление асинхронных двигателей
Существует методика определения токов статора двигателя в режиме искусственной нагрузки и величины загрузочного сопротивления ZH, соответствующего номинальному току двигателя.
Полное сопротивление токам нулевой последовательности Z0 не зависит от скольжения двигателя (Z0 = const) и может быть определено как расчетным, так и опытным путем. При наличии двигателя проще определить Z0 опытным измерением. Сопротивление обратной последовательности обычно принимается равным сопротивлению короткого замыкания Z2 ZK . Сопротивление прямой последовательности Zt может быть определено непосредственно из Т-образной схемы замещения по известным сопротивлениям двигателя и его скольжению.
В режиме искусственной нагрузки даже при токах порядка номинального скольжение двигателя мало (0,4 - 0,6%) и по величине близко к скольжению, соответствующему холостому ходу двигателя при симметричном режиме. Поэтому в режиме искусственной нагрузки с достаточной для практики точностью можно принимать сопротивление токам прямой последовательности равным сопротивлению холостого хода Ъх Zxx .
На основании изложенного следует, что параметры асинхронного двигателя Z], Z2 и Z0 в режиме искусственной нагрузки можно принимать постоянными и не зависящими от нагрузки. Тогда, согласно уравнениям (2.12) - (2.19), все фазные токи и напряжения являются функциями напряжения сети U и нагрузочного сопротивления ZH . Следовательно, изменение тока может быть осуществлено изменением напряжения сети или изменением величины нагрузочного сопротивления. Однако практика показала, что известный способ создания режима искусст- венной нагрузки [4, 84] является неприемлемым для электродвигателей малой мощности. Дело в том, что у таких двигателей ток холостого хода при трехфазном питании относительно велик и обычно превышает половину номинального, а при однофазном питании он увеличивается в 1,73 раза, достигая номинального значения или превышая его. Поэтому замыкание одной фазы статорной обмотки электродвигателя на нейтраль только через активное или индуктивное сопротивление не позволяет достигнуть как равенства токов во всех фазах, так и соответствия их номинальному току электродвигателя в трехфазном режиме.
Для устранения этого недостатка нами предлагается следующий режим искусственной нагрузки машин малой мощности [6, 92, 93, 95]. После запуска электродвигателя отключаемую от сети 380 В фазу статорной обмотки предварительно замыкают на нейтраль через конденсатор Снг. (см. рисунок 2.6). Путем подбора емкости ток холостого хода при однофазном питании снижают до половины паспортного значения в случае соединения статорной обмотки в звезду либо до номинального значения тока холостого хода - при трехфазном питании. В дальнейшем, регулируя сопротивление резистора RHr, подключаемого параллельно конденсатору, устанавливают номинальные токи во всех фазах двигателя. При необходимости несколько корректируют емкость конденсатора.
В режиме искусственной нагрузки при пониженном стандартном напряжении можно реализовать достаточно простой способ токовой сушки обмоток. Электродвигатель запускается на холостом ходу (без нагрузки на валу) по обычной схеме, после чего на два вывода его статорной обмотки, соединенной в звезду, подается фазное напряжение сети 220 В, а третий вывод замыкается на нейтраль электродвигателя через резистор RHr и конденсатор С„г (см. рисунок 2.6).
Определение параметров фазосдвигающего элемента достаточно сложен, так как связан с протеканием в этом режиме токов прямой, обратной и нулевой последовательности. При наличии компьютерных средств расчет и подбор этих параметров можно значительно упростить [95].
Для определения параметров режима искусственной нагрузки нами предлагается использовать математическую систему Mathcad 2000 PRO, которая широко используется в современных математических и физических расчётах и устанавливается в базу данных современных компьютеров. В общем случае векторная диаграмма токов и напряжений при искусственной нагрузке электродвигателей имеет следующий вид (рис. 2.7).
Условия проведения ускоренных испытаний с использованием моментных наблюдений
Для оценки времени затрат живого труда или времени работы механизмов и других объектов могут использоваться статистические методы, включая хроно-метражные (эксплуатационные) наблюдения, фотографии рабочего дня и момент-ные наблюдения [1, 60, 85, 89, 116].
Суть хронометражних (эксплуатациоонных) наблюдений состоит в том, что специально выделенный наблюдатель (хронометражист) в течение определенного периода времени детально фиксирует в заранее разработанном листе затраты рабочего времени исследуемого объекта на выполнение операции. Метод хронометража является достаточно точным, даже в тех случаях, когда единицей учета затрат времени служат минуты и секунды. Однако этот метод требует значительных затрат труда наблюдателей, в виду того, что один хронометражист одновременно не в состоянии фиксировать затраты времени более чем у одного или двух исследуемых объектов (рабочих, механизмов и т.п.).
Значительно меньше затрат труда наблюдателей требует метод проведения фотографий рабочего дня, хотя использование данного метода приводит к снижению точности результатов. При таких наблюдениях в течение рабочей смены фиксируются только перерывы в работе с выделением их причин. При этом один наблюдатель может в течение смены составить несколько фотокарт и контроли ровать работу до 10-12 исследуемых объектов в зависимости от особенностей технологического процесса и расположений этих объектов.
И хронометражист и фотографии рабочего дня не в состоянии на практике охватить всех занятых в смене объектов, вследствие чего они относятся к разряду несплошных наблюдений. В результате данные, полученные в результате этих испытаний, могут содержать ошибки как случайного, так и систематического характера, оценку величины которых произвести довольно сложно.
В настоящее время все более широкое применение находит статистический метод моментных наблюдений, в основе которого лежат положения теории вероятности и математической статистики [1, 106].
Данный метод является выборочным во времени и сплошным по охвату в пространстве наблюдаемых объектов. На практике организация моментного наблюдения требует разработки формуляра, в котором заранее предусмотрены подлежащие фиксированию элементы рабочего времени исследуемого объекта. Определяются допустимые средняя и предельная ошибки выборочных оценок, полученных в результате наблюдений и на основании этого определяется необходимое количество наблюдений для обеспечения заданной точности.
Пользование формулой 3.1 практически невозможно, из-за того, что в литературе отсутствуют данные о величине N. В связи с этим в настоящее время большинство исследователей пользуются следующей формулой по оценке необходимого количества моментных наблюдений [60].
При изучении затрат рабочего времени исследуемых элементов предварительными испытаниями определяется удельный вес рассматриваемого элемента (К) в общем объеме рабочего времени, устанавливается удельный вес остальных элементов (1-К), задается (Р) допустимая относительная ошибка наблюдения (величина предполагаемой систематической ошибки) и коэффициент а, описывающий возможную границу, которая может быть в интервалах: ± За (99,73%) ; ±2сг (95,9%) ; ±1,3а (80%) и ±1сг (68,9%) . Как отмечалось выше для стабильного производства а = 2. Затем используя выражение (3.2) определяется необходимый объем испытаний.
Испытания на надежность относятся к числу важнейших составных частей по обеспечению и повышению качества технических объектов. Эти испытания в зависимости от контролируемых свойств, составляющих надежность, могут состоять из испытаний на безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость [1]. В частности предусмотренные настоящей работой испытания по оценке времени восстановления и наработки на отказ относятся соответственно к испытаниям на ремонтопригодность и безотказность.
Для оценки показателей ремонтопригодности и безотказности с использованием метода моментных наблюдений для каждого электродвигателя исследуемой выборки фиксируют информацию о следующих возможных его состояний в процессе эксплуатации: - состояние применения по назначению; - период планируемого простоя (хранения); - период технического обслуживания; - период проведения текущего ремонта для обеспечения работоспособности; - период проведения текущего ремонта для восстановления работоспособности; - период проведения капитального ремонта. Учет информации о состоянии объектов с использованием метода моментных наблюдений производится экспериментом, в качестве которого может быть инженер-исследователь научно-исследовательской организации или инженер по надежности специализированного предприятия по ремонту электродвигателей.
Первоначально экспертом заполняется журнал о постановке и снятия электродвигателей с наблюдения согласно табл. 3.1. На учет ставится необходимое число электродвигателей для обеспечения выборок новых и капитально-отремонтированных объектов. Для капитально отремонтированных электродвигателей указываются ремонтные предприятия, где они ремонтировались. Журнал хранится в центре обработки информации о надежности электродвигателей.
Период между очередными датами учета информации должна быть больше максимально возможного времени восстановления электродвигателя. Данное время относится к времени капитального ремонта электродвигателя. При заполнении табл. 3.2 необходимо учитывать следующее: 1. Фактическое состояние электродвигателя фиксируется цифрой «1», остальные состояния - «О» (см. колонки) 2. Состояние электродвигателя отмечается только такое, в котором он находится в момент фиксирования его экспертом. 3. Электродвигатели ни разу не бывшие в капитальном ремонте считаются новыми и в колонке 3 ставится «Н», если капитально отремонтированные — «Р» в колонке 4. 4. Если электродвигатель находится в состоянии капитального ремонта в колонке 11 фиксируется время поступления в капитальный ремонт и в колонке 12 момент фиксирования этого состояния. При этом определяется время от начала капитального ремонта до его фиксирования. 5. Новый электродвигатель после капитального ремонта снимается с наблюдения и в разделе примечания отмечается «Снят с наблюдения». С момента окончания капитального ремонта на его рабочее место ставится новый электродвигатель с таким же типоразмером. Полученная информация о состояниях электродвигателей в период их эксплуатации позволяет определить параметры п, п,, п2, п 2, п3, п4, п5 и tKB и по ним произвести оценку показателей ремонтопригодности и безотказности новых и капитально отремонтированных электродвигателей.
Объект, план и объем испытания качества восстановления электродвигателей
Выбранные в качестве объекта исследования электродвигатели должны принадлежать одному типоразмеру и эксплуатироваться в равных условиях эксплуатации, включая временные режимы работы, режимы нагрузки и условия окружающей среды. Взятые на испытания электродвигатели должны эксплуатироваться на производственном объекте, обеспечивающим достаточный объем партии исследуемого типоразмера электродвигателей.
Из всех отраслей сельскохозяйственного производства наибольшей концентрацией электрооборудования, в том числе электродвигателей, отличается птицеводство. Так, в условиях производственного процесса Челябинской птицефабрики эксплуатируются 5523 электродвигателя.
Для выбора конкретного объекта исследования на Челябинской птицефабрике была проведена классификация сведений о количественном распределении отдельных типоразмеров электродвигателей по отраслям птицеводства, технологическим процессам и коэффициенту их использования. Данная классификация приведена в Приложении № 3 настоящей работы.
Анализ проведенной классификации позволил установить, что основным в количественном отношении типоразмером электродвигателей на Челябинской птицефабрике является асинхронный двигатель 4АПА80А6У2.
Было установлено, что 1534 шт. электродвигателей данного типоразмера эксплуатируются в одинаковых условиях и служат для привода осевых вентиляторов типа ВО-Ф-7.1 А [22]. Производительность данных вентиляторов в поме-щении составляет 10500 ± 1000 м . Количественное распределение электродвигателей 4АПА80А6У2 для привода вытяжной вентиляции и их коэффициент использования по производственным помещениям Челябинской птицефабрики представлены в табл. 4.3. План проведения испытаний на надежность восстановления электродвигателей с использованием метода моментных наблюдений включает в себя ряд этапов. Сначала было установлено место установки исследуемых объектов и проведена их маркировка, зафиксированные данные были занесены в табл. 3.1 - Журнал постановки на учет и снятия наблюдения с находящихся в эксплуатации электродвигателей. Далее был составлен маршрут для оценки состояния обследуемых объектов. Порядок выполнения обследования был согласован с руководством цехов. Маршрут был выбран таким образом, чтобы до минимума свести время проведения моментного испытания партии исследуемых электродвигателей. Зафиксированные состояния обследуемых электродвигателей заносились в табл. 3.2 — Журнал учета состояний находящихся в эксплуатации электродвигателей.
Важнейшим этапом планирования проведения моментных наблюдений по оценки надежности восстановления электродвигателей является выбор числа этих наблюдений. Как было отмечено в разделе 3.3 настоящей работы необходимое число моменто-наблюдений следует определять по формуле 3.2. Для реализации выражения 3.2 предварительно устанавливают долю времени нахождения электродвигателей в рассматриваемом состоянии (К) в общем объеме рабочего времени и затем, согласно рекомендации [60, 65, 116], задаются допустимой относительной ошибкой (Р).
На основании предварительных исследований затрат рабочего времени по отдельным состояниям новых и капитально отремонтированных электродвигателей вытяжной вентиляции Челябинской птицефабрики, а также рекомендаций раздела 3.3 настоящей работы, были установлены количественные значения параметров необходимого количества и повторности моментных наблюдений с целью определения безотказности и ремонтопригодности этих электродвигателей (см. табл. 4.5).
Повторность проводимых моментных наблюдений на конкретном производстве равна отношению полученного числа необходимых моментных наблюдений к числу существующих на обследуемом производстве объектов для изучения данной категории затрат рабочего времени. В случае получения дробного числа его необходимо округлить в большую сторону до ближайшего целого числа. Например, повторность испытаний равная 1 была получена для изучения затрат времени на состояние применения по назначению новых электродвигателей путем деления числа М = 359 на число 362 данных электродвигателей на птицефабрике.
В настоящей работе предусмотрен дифференциальный и комплексный методы оценки уровня качества восстановления электродвигателей, эксплуатирующихся в птицеводстве.
Дифференциальный метод нами используется для сравнения единичных показателей безотказности и ремонтопригодности новых и капитально отремонтированных электродвигателей. К показателям безотказности относится средняя наработка на отказ и параметр потока отказов, к показателям ремонтопригодности — среднее время восстановления и интенсивность восстановления.
Комплексный метод, используемый в работе, предусматривает сравнение комплексного показателя надежности новых и капитально отремонтированных электродвигателей. При этом комплексным показателям надежности является коэффициент готовности, который характеризует совместно показатель безотказности (среднюю наработку, на отказ) и показатель ремонтопригодности (среднее время восстановления).
