Показатели и критерии оценки технического состояния ГШО

В соответствии с ГОСТ 27.002-83 надежностью называется свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя при этом свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Надежность изделия обеспечивается его безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долговечностью узлов и деталей.

Отказом называют событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия, а безотказностью - свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Сохраняемость - свойство изделия сохранять установленные технической документацией эксплуатационные показатели в течение и после срока его хранения и транспортирования.

Ремонтопригодность - свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

Неисправность - состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному из требований, предусмотренных технической документацией.

Показателями надежности горно-шахтного оборудования служат наработка на отказ, среднее время восстановления, ресурс и др.

Наработку на отказ определяют как среднее значение наработки ремонтируемого изделия между отказами, а среднее время восстановления - среднее время вынужденного нерегламентированного простоя, вызванного отысканием и устранением одного отказа.

Ресурсом называют установленную технической документацией наработку изделия до предельного состояния. При этом различают «ресурс до первого капитального ремонта», «межремонтный ресурс», «средний ресурс» и др.

В угольной промышленности для поддержания горно-шахтного оборудования в работоспособном состоянии разработана система технического обслуживания и ремонта этого оборудования.

Техническое обслуживание включает комплекс работ, необходимых для поддержания исправности или только работоспособности изделия при подготовке и использовании его по назначению, при хранении и транспортировании.

Под ремонтом подразумевается совокупность работ, направленных на поддержание и восстановление исправности или работоспособности изделия.

Система технического обслуживания и ремонта содержит комплекс взаимосвязанных положений и норм, определяющих организацию и порядок проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту изделий с целью обеспечения показателей качества, установленных в нормативной документации.

Различают следующие виды ремонтов горно-шахтного оборудования: плановый, предусмотренный в нормативной документации и осуществляемый в плановом порядке; неплановый, выполнение которого оговорено в нормативной документации, но осуществляемый в неплановом порядке в результате отказов, аварий; текущий, осуществляемый в процессе эксплуатации для обеспечения работоспособности изделия и предусматривающий замену и восстановление отдельных узлов и деталей изделия и их регулировку; капитальный, осуществляемый с целью восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его узлов, в том числе основных, и их регулировку.

Анализ сложившейся системы ППР оборудования шахт, а также рассмотрение нормативных документов отрасли и литературных источников по вопросам организации ремонта (1, 2, 3, 4) позволяют выделить группу показателей, характеризующих систему ТОР ГШО, и на этой основе построить единую классификационную систему. Тот или иной набор показателей, в виде последовательной цепи признаков составит соответствующую систему ТОР.

В настоящее время цель ТОР практически количественно не определена ни по какому виду ГШО, в том числе и транспортному оборудованию.

По существу, построение ТОР ГШО базируется на интуитивно принятой цели - «чтобы не было аварий» или «чтобы аварийность была минимальной» при обслуживании оборудования технологического назначения (конвейеры, крепи, комбайны и др.) и «чтобы исключить опасное событие» (взрыв, вспышка метана, травмирование людей, пожар и др.) при обслуживании систем и оборудования, обеспечивающих безопасность горных работ (защитная аппаратура конвейерных линий, электрооборудование, канатный подъем и др.).

Качественный критерий цели, хотя он и в принципе верен, без его количественной оценки не позволяет строить систему ТОР так, чтобы обеспечить заданный расчетный эффект. Суть в том, что ни в настоящем, ни в будущем не представляется возможным добиться за счет ТОР условия - «чтобы не было аварий».

Можно минимизировать их число (его надо задать!), но полностью исключить отказы нельзя ни при какой системе ТОР.

Выделяют три группы критериев цели ТОР, которые можно использовать при ППР ГШО.

Первая группа - надежностные показатели, которые могут быть выбраны проектировщиками согласно ГОСТ [5] и в последующем предъявлены эксплуатационникам в целях их обеспечения системой ТОР. В соответствии с [5] номенклатура включает более двух десятков показателей надежности. Приведем три из них, а именно:

Р(1)-вероятность безотказной работы, количественное значение которой может служить целью ТОР, и устанавливаться с учетом требований технологического процесса или затрат на его обеспечение.

Кr - коэффициент готовности, характеризующий уровень безотказности и восстанавливаемости оборудования.

Значение Кr определяется по формуле:

Кr =Т/(Т+Тв), (1)

Где Т –наработка на отказ, а Тв – время восстановления.

Кти – коэффициент технического использования, зависящий не только от уровня надежности изделия, но и от организации ТОР.

Значение Кти определяется по формуле:

Кти = t сумм /(tсум + tрем + tобсл), (2)

где tсум – суммарная наработка оборудования в течение заданного интервала времени;

tрем, tобсл – соответственно суммарные простои на неплановое и плановое техническое обслуживание.

Надежностные показатели используются тогда, когда основной задачей ТОР является обеспечение заданного уровня надежности по соответствующему показателю, без строгого учета экономических факторов.

Использование в качестве критерия цели различных показателей надежности (их число можно расширить, например, за счет w(t) – параметра отказов или Тсл – срока службы и др.) обусловлено тем, что каждый из них характеризует различные стороны надежности оборудования, зависящие от условий эксплуатации, ущерба от отказа и др.

Так показатель Р(t) используется тогда, когда опасен сам факт отказа оборудования, независимо от длительности его устранения (например, продольный порыв ленты магистрального конвейера).

Кr – рекомендуется использовать тогда, когда ущерб производства зависит как от отказа, так и от длительности его устранения.

Кти – рекомендуется использовать тогда, когда и устранение отказов (неплановые ремонты) и плановые ремонты приносят значительный экономический ущерб.

Вторая группа – экономические критерии, а именно Суд – удельные эксплуатационные затраты. Это наиболее обобщающий критерий. Он рекомендован комитетом стандартов для оптимизации системы ППР.

Суд характеризует затраты, связанные как с выполнением плановых работ по ТОР, так и устранение отказов.

С ростом затрат на ППР из-за увеличения частоты и объема работ снижаются затраты на неплановые ремонты, поскольку уменьшается число отказов.

Q3 (t) – требуемый уровень добычи за заданный интервал времени. Увеличение частоты и объема ППР обеспечивает поддержание (или даже рост) заданного уровня добычи. Следовательно, объем добычи может служить критерием при планировании работ по ТОР.

Третья группа – безопасностные критерии, например, Рб (t) – минимизирующие вероятность возникновения опасного события. При использовании этого критерия целью ТОР является поддержание (или рост) уровня безопасной эксплуатации оборудования, поэтому для достижения этой цели, независимо от затрат, планируется частота и объем ТОР.

Для высокого уровня безопасности ведения горных работ требует точного соблюдения сроков плановых работ по ТОР.

Оптимизация периодичности ТОР обеспечит заданный наивысший уровень критерия цели ТОР, однако определение величины Тпл сопряжено со значительными вычислительными сложностями и должно базироваться на точном статистическом материале, характеризующем надежность ГШО и процесс его обслуживания, и на объективном контроле за техническим состоянием оборудования.