Анализ современных методов технического обслуживания металлургического оборудования

Повышение герметизации подшипниковых узлов рабочих валков клети... Дудоров Е.А., Жиркин Ю.В., Паршин П.Р.

Заключение

1. При использовании систем смазывания «масло-воздух» с целью герметизации подшипникового узла эффективным является применение в них делителей потока масловоздушной смеси.

2. Один из потоков масловоздушной смеси направляется в полость между манжетами, избыточное давление которого меньше избыточного давления в зоне подшипника качения.

3. Обеспечивается смазывание манжет, что приводит к увеличению срока их службы и экономии.

4. Герметизируется межманжетная область, препятствующая попаданию СОЖ.

5. В зоне манжет имеется возможность удалить СОЖ через дренажные отверстия, тем самым герметизируется область ПК.

Список литературы

1. Уплотнения и уппотнитепьная техника: справочник / ЛА. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Оваццер и др.; под общ. ред А.И. Голубе-

ва, Л А. Кондакова. М.: Машиностроение, 1986. 464 с.

2. Главный каталог фирмы SKF.

3. Главный каталог фирмы MERKEL.

4. Мироненков Е.И., Жиркин Ю.В., Дудоров Е.А. // Материалы 63-й науч.-техн. конференции. Магнитогорск, МГТУ, 2005.

5. Дудоров Е.А., Жиркин Ю.В. Модернизация подшипникового узла с целью продления его ресурса // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. № 4. С. 94-96.

List of literature

1. Tightening and tightening technical equipment: Reference book / Kon-dakov L.A, Golubev A.I, Ovander V.B. etc. under the common edition of GoUbev F.I and Kondakov L.A M.: Machnebuitlrg, 1986, 464 p.

2. Main Catalogue SKF.

3. Main Catalogue MERKEL.

4. Mironenkov E.I, Zhirkin Y.V., Duodorov E.A // Collected Volume of 63th Scientific-Technical conference materials. Magnitogorsk: MGTU, 2005.

5. Duodorov E.A, Zhirkin Y.V. Moderrnizing of bearing units in order to prolong its working life // Vestnik MGTU named after G.I. Nosov. 2007. № 4. P. 94-96.

УДК 621.771

Кадошников В. П, Куликов С. В., Куликова Е.В., КадошниковаПД., Аксёнова МВ.

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Одной из важнейших проблем создания нового и модернизации уже имеющегося оборудования металлургической промышленности является обеспечение его эффективной и безотказной работы. Главная задача металлургического оборудования - выпуск определенного объема продукции, т. е. выполнение определённого количества работы. Для поддержания оборудования в работоспособном состоянии предприятиями используются методы обслуживания, которые условно можно разделить на три группы:

1. Обслуживание оборудования после выхода его из строя.

В этом случае производственный процесс продолжается до выхода механизма или его элемента, узла из строя. В основном это касается дешёвого оборудования, когда его замена занимает меньше времени и денежных затрат нежели его ремонт. Металлургическое оборудование представляет собой многодвигательную сложную техническую систему, состоящую из множества весомых и дорогостоящих механизмов. Поэтому ведение обслуживания оборудования на металлургическом производстве по такому принципу вызывает не только значительные денежные, но и временные затраты.

2. Обслуживание оборудования по регламенту.

Для поддержания оборудования в работоспособном состоянии предприятиями разрабатываются графики ремонтов, основанные на двух системах:

- планово-предупредительные ремонты (ППР);

- текущее обслуживание и ремонты (ТОиР).

В настоящее время предприятия пытаются совместить обе системы проведения ремонтов путём разработки структуры ремонтного цикла по системе

ППР на год с примерной разбивкой затрат по месяцам. В течение года проведение ремонтов происходит по системе ТОиР, исходя из фактического состояния оборудования в пределах выделенных лимитов каждого цеха на определённый агрегат. При этом снижение потерь от аварийных простоев оборудования предприятие пытается достичь путём увеличенного запаса необходимых деталей и узлов.

Однако до 50% (P/PM Technology magazine, 98) из числа всех технических ремонтов по регламенту проводятся без их фактической необходимости. Таким образом, во многих случаях обслуживание и ремонт по регламенту не снижает частоту выхода агрегата из строя. Кроме того, если обслуживание предусматривает разборку и замену деталей, надёжность работы машин и оборудования зачастую может быть снижена ввиду последующей неправильной сборки. Ихледования показали (P/PM Technology magazine, Apr 98), что до 70% дефектов вызваны техническим обслуживаниям агрегатов.

Эффективность технического обслуживания машин по регламенту может быть повышена, если периодичность ремонтных работ будет определяться методами статистического анализа данных. Относительно повышения работоспособности оборудования и механизмов можно выделить два статистических подхода к составлению регламента: анализ надёжности и анализ качества.

Анализ надёжности [5] базируется на среднестатистических показателях времени между отказами, времени до отказа, срока службы, времени простоя, времени восстановления и т.д. Таким образом, основной задачей исследования по данному принципу является вычисле-

ние «времени жизни» детали, узла, механизма В рамках ТОиР результаты статистического анализа надёжности дают возможность заранее обеспечить необходимыми запаснымичастямипроизводительнуюсштему. Длятого чтобы любая работа по оцениванию безотказности была значимой, требуется её документальная фиксация, т.е. существует необходимость создания справочника по надёжности компонентов наследуемой технической сиг-темы. Подобные справочники существуют за рубежом (US MIL HNDBOOK 217, США - электроника; HRD, Великобритания - электроника, телекоммуникация; OREDA - данные по надёжности в морских условиях и т.д.), однако не существует источников данных о надёжности элементов производительных систем металлургической промышленности, а большинство из существующих относительно других отраслей производства содержат лишь общие данные, которые не позволяют сделать прогнозных расчетов. Очевидно, что наибольший эффект от исследования надёжности будет достигнут путём соз-дания на каждом предприятии собственного справочника

оборудования, информация в котором должна заполняться на основе подробной схемы устройства оборудования, технологической документации, паспортов оборудования [1]. На наш взглдц, уровень иерархии справочника оборудования должен включать следующие уровни:

- цех;

- группа основных средств;

- агрегат;

- машина;

- механизм;

- узлы отдельных единиц оборудования;

- детали узлов, отдельные единицы оборудования (запчасти).

Далее справочник оборудования необходимо дополнить информацией о средней периодичности ремонтов отдельных узлов и деталей, интенсивности отказов, установленных для определённых видов отказов, продолжительности и трудоёмкости работ. Детализация агрегатов, машин и оборудования до уровня узлов и деталей позволит обосновать плановую потребность в

Контрольный листок регистрации данных об отказахоборудования стана-2500 г.п. ЛПЦ-4

Оборудование Год наблюдения

2006 2007 2008

Участок Наименование число отказов % от общего числа отказоЕ число отказов % от общего числа отказов число отказов % от общего числа отказов

Подпечной рольганг Рольганг печей № 1-6 1 1,2 4 5,5

Чистовая группа Линейки передчисговым окалиноломатепем 4 6,8

Меж клеть евое оборудование Проводковые столы перед клетями № 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 5 6,9

Линейки передклетями № 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 7 8,2 7 11,7

Редуктора проводковых столов перед клетями № 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 3 3,5 1 1,7

Ролик зачерновым окалиноломателем 4 5,5

Клеть № 6 Стойки промвала шестеренной клети № 8 3 5,1

Клеть № 9 Шестеренная клеть № 9 2 3,4

Центральный рольганг Борт овины рольганга 2 2,4 2 2,7

Межроликовые плиты рольганга

Ролики рольганга 9 10,6 2 3,4 10 13,7

Моталка № 4 Барабан 850 1 1,2

Моталка № 5 Кассеты в сборе 1 1,4

Моталка № 7 Барабан 850 1 1,4

Конвейер № 2 ремонт 2 3,4

Цепи конвейера 10 11,7 1 1,4

Застревание на моталках 5 5,8 7 11,7 10 13,7

Застревание на клетях 1 1,2 2 3,4 1 1,4

Не перестроились линейки 1 1,2

Застревание на центральном рольганге 1 1,2 1 1,7 6 8,2

осмотр вал<ов чистовой группы 7 8,2 3 5,1

осмотр моталок 1 1,2 2 2,7

настройка моталок 2 2,4 1 1,7 6 8,2

осмотр вал<ов черновой группы 1 1,2

чистка моталок 11 13

поломка ролика под толщиномером 3 3,5 1 1,7

калибровка клетей 2 2,4 1 1,7

перевалка клетей 10 11,7 5 8,5

реверсивная клеть 2 2,4 6 10,2 6 8,2

уширительная клеть 2 3,4 3 4,1

не работали краны на загрузке 5 5,8 1 1,7 8 11

вывод из работы клети 6 10,2 3 4,1

ИТОГО 85 100 59 100 73 100

Анализ современныхметодов ... обслуживания... Кадошников В. И, Куликов С. В., Куликова Е.В., Кадошникова И.Д.

запасных частях, оптимизировать систему нормирования запасов и материально-технического обеспечения производственных заказов при выполнении работ по ремонтам ОПФ. Привязка к отдельным единицам оборудования в справочнике видов и объёмов ремонтных работ повысит точность бюджетирования, управленческого учёта и анализа затрат на ремонт.

Однако в существующих жёстких условиях рыночной экономики, фирмы-производители всё больше внимания уделяют понятию качества. С точки зрения анализа качества [8] можно подойти не только к выпус -каемой продукции, как это принято в современных ис-следованиях и литературе, но и к самому производственному процессу, используя существующие в данном направлении методы. Основываясь на графико-вероят-ностных методах [8] и контрольных картах, анализ качества позволяет быстро визуализировать статистические данные, выполнить хотя бы на вербальном уровне (визуальном) причинно-следственный анализ, выделить главные причины простоев оборудования и выбрать критерии для принятия решений по управлению качеством производственного процесса.

На первоначальном этапе любого статистического анализа необходимо собрать и классифицировать данные. Таким образом, составляют некоторое количество экспертных оценок относительно процесса эксплуатации технологической системы, на основании которых и определяется качество рабочего процесса. Измеряемые или определяемые экспертным методом показатели качества должны быть записаныв контрольныйжурнал илизане-сены в базу данных компьютерного учёта наблюдаемого процесса, что значительно ускорит обработку получаемой информации и принятие компетентного решения по улучшению качества. На уровне цеха процесс сбора статистических данных удобно начать с заполнения контрольного листка. Контрольный листок - бланк для первичного сбора информации, они могут быть использованы для определения ввдов, интенсивности отказов поэлементно. Форма бланка должна быть предельно простой, удобной для визуального анализа данных. В таблице приведён Контрольный листок регистрации данных

Рис. 1. Диаграмма Исикавы, отражающая процесс работы стана-2500 г.п

ЛПЦ-4 ОАО «ММК»

об отказах стана-2500 г.п. ЛПЦ-4 ОАО «ММК». Данный список отказов характерен для определенного периода наблюдения и, возможно, что со временем потребуется корректировать контрольный листок, отражая в нём новые виды отказов оборудования. Таким образом, контрольные листки качества - весьма удобный инструмент для первичного анализа качества данных, особенно когда выборка с одержит большое число наблюдений.

С помощью анализа качества можно произвести не только качественный, но и причинно-следственный анализ [8]. Метод причинно-следственного анализа на основе диаграммы Исикавы позволяет уяснить связь между входными признаками процесса и результативными. На схеме Исикавы можно подробно пронаблюдать влияние тех или иных факторов на производственный процесс. Пример такой схемы показан на рис. 1.

Для того чтобы знать, на какой узел, механизм сложной многодвигательной системы нужно обратить внимание в первую очередь при проведении технического обслуживания и ремонтов, что является главным источником возникновения аварийных ситуаций, имеет смысл составить диаграмму Парето [8]. Причинно-следственный анализ по данному принципу можно проанализировать в двух направлениях: относительно того, на ремонт каких узлов технической системы затрачивается больше всего времени, и относительно количества выхода из строя механизмов агрегата. На диаграмме Парето результаты анализа упорядочены от самой главной причины к менее важной.

Таким образом, если регламент ремонтных работ базируется на статистических данных и подходах, то согласно регламентирующим документам период между обслуживаниями обычно составляет время, в течение которого не менее 98% оборудования работает безотказно [6].

3. Обслуживание по диагностическим показателям [6].

Данный вид обслуживания механизмов и элементов технических систем предполагает либо периодический контроль (в отсутствии дефектов), либо контроль, зависящий от результатов диагноза и прогнозов технического состояния. Проведение ремонтов при таком подходе производится только тогда, когда возникает необходимость в связи с наступлением высокой вероятности отказа оборудования, тем самым не нарушается работа всей технической системы из-за вмешательства человека. Необходимость контроля в зависимости от технического состояния в первую очередь связана с требованием максимального использования рабочего ресурса и в то же время сведения к минимуму аварийных ситуаций.

В настоящее время существует несколько методов контроля состояния технического оборудования, выбор того или иного зависит от типа диагностируемого оборудования (рис. 2).

Каждый из методов предполагает использование специальных устройств и программного обеспечения. Но основное механическое и электромеханическое оборудование наиболее эффективно диагностируется по вибрации, так как:

- колебательные силы возникают непосредственно в месте появления дефекта;

- вибрация содержит максимальный объём диагностической информации;

- диагностировать можно на месте без разборки и остановки оборудования.

При правильном анализе полученной информации необходимость анализа смазки, контроля температуры отпадает, их заменяет анализ вибрации.

С развитием компьютерных технологий стали развиваться средства автоматической сборки и обработки образов, которые рассматриваются вибродиагностикой. Подав -ляющее число программных продуктов, обработки информации о вибрации, ориентировано на совместное использование со специальным прибором. Наиболее известные фирмы-производители оборудования и программных продуктов для реализации вибрационной диагностики:

• группа «Ресурс»: Ресурс-Вибро, Ресурс-Подшипник, Ресурс-Подшип-ник-2 и др.;

• ООО ПВФ «Вибро-Центр»: Аврора, Аврора-2000, Атлант, Паллада+, Ариадна, Аргус;

• ЗАО «Промсервис»: ДИЭС, ВИЭС, AnaLight, СЕМАФОР, САДКО и др.;

• инженерная фирма «Инкотес»: АР-МИД, Web-АРМИД, АНАЛИЗ, ЭКСПЕРТидр.;

• НТЦ «Диагностика»: Спектр, Диагностика, Паспорт, Графика;

• ИГЦ «Оргтехдиагностика»: Вибро-ник, Виброанализ-2.5, Программный тренажер по вибродиагностике;

• АО «ВиброАкустические Системы и Технологии»: DREAM for Windows, VAST-BAL;

• ООО НПП « Мера»: ПП ПОС, WinPOS;

• ОАО «ДИАМЕХ-2000»: ДИАМАНТ 2;

• ООО «Компания ОКТАВА+» : ОКТАВА 2.2;

• ЗАО «Технические Системы и Технологии» : VibroMedia;

• ЗАО ПО «КонТест»: КонСпект;

• PREDICT/DLI: ExpertALERT for Voyager;

• Комаров В.В.: PVT.

В зависимости от типа оборудования

изменяется и набор контролируемых величин. Так, для исследования подшипников скольжения металлургических объектов помимо контроля вибрации подшипниковых узлов в обязательном порядке должен про-

водиться контроль относительной вибрации и осевого сдвига. В области вибрационной диагностики фирмой «ДИАМЕХ 2000» был разработан универсальный комплекс «Алмаз-7010», позволяющий отслеживать как вибрационные, так и тепломеханические параметры: частоту вращения, линейные перемещения, тепловые абсолютные и относ тельные расширения, угловые перемещения и температуру. На рис. 3 и 4 показаны структуры системы «Алмаз-7010» и измерительного канала данного комплекса.

Использование современных технологий диагностики технического состояния оборудования по вибрации,

Рис. 2. Методы диагностики

ifсит? р сил »г о - жм* риг ел trt су ^ м одупм

Рис. 3. Структурасистемы «Алмаз-7010»

¿Гом№ дат ер спуж бы ремонте

Анализ современныхметодов ... обслуживания... Кадошников В. И., Куликов С. В., Куликова Е.В., Кадошникова И.Д.

кроме основной своей задачи - определение технического состояния оборудования и выявление дефектов, позволяет выполнить ряд следующих функций:

- прогнозирование состояния ис-следуемых объектов на заданный срок;

- определение даты следующей диагностики;

- подготовка информации о регламентных работах, сроках и объёмах проведения;

- отслеживание развития отдельных дефектов;

- указание проблем ных узлов механизма на кинематической или мнемосхеме;

- ввод и определение диагностических признаков и т.д.

Подход обслуживания по техническому состоянию даёт не только экономический эффект благодаря значительному сокращению аварийных простоев и рациональному использованию ресурса запас ных час -тей, но и сокращает общее время ремонтных операций, значительно повышая их эффективность.

Однако при переходе предприятий с системы обслуживания оборудования по регламенту на обслуживание по диагностическим признакам могут возникнуть трудности, связанные с дороговизной оборудования и нехваткой высококвалифицированных специалистов требуемого профиля, способных правильно трактовать полученные в ходе диагностики данные.

Таким образом, относительно металлургических машин можно сказать, что они имеют значительный срок службы, относятся к высоконагруженным, физически быстро стареющим объектам, которые за срок службы подвергаются многочисленным текущим и нескольким капитальным ремонтам, в результате чего их технические характеристики ухудшаются. Поэтому для ряда металлургических машин и их составных частей не существует достаточно эффективных и обоснованных стратегий выполнения ремонтных мероприятий. Наиболее эффективный подход к решению данный проблемы основывается на использовании статистических методов анализа данных о пред -шествующей работе стана, с использованием диагностики, позволяющей учесть фактическое состояние оборудования, изменчивость эксплуатационных условий и состояние всех элементов технической системы.

Список литературы

1. Оптимизация планирования ремонтов в условиях металлургического предприятия / Куликов C.B., Кадошников В.И., Баскакова Н.Т.// Материалы 66-й науч.-техн. конференции: сб. докл. Т. 2. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. С. 158-163.

2. Моделирование надёжности агрегатов прокатного производства как сложных технических систем / Кадошников В.И., Куликов C.B., Шесгопалов Е.В., Куликова Е.В. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. № 4. С. 96-98.

Рис. 4. Структура измерительного канала комплекса «Алмаз-7010»: ПЛП - преобразователь линейных перемещений; БСН - блок согласования-нормализации; ЦАП - цифроанапоговый преобразователь; ФНЧ - фильтр низких частот; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; ПОС - процессор обработки сигналов

3. Диагностика и прогноз технического состояния оборудования целлюлозно-бумажной промышленности в рыночных условиях / Ю.А. Азовцев, Н.А. Баркова, В.А. Доронин // Бумага, картон, целлюлоза. 1999, май.

4. Авакумов С.И., Сидоров А.В. Разработка экспертных систем распознавания технического состояния оборудования // Инженер. Студенческий научно-технический журнал. Донецк: ДонНТУ, 2004. № 5. С. 156-162.

5. Смит Д.Дж.. Безотказность, ремонтопригодность и риск. Практические методы для инженеров, включая вопросы оптимизации надёжности и систем, связанных с безопасностью / пер. с англ. ХвилевицкогоЛ.О. М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. 432 с.

6. Баркова НА. Введение в виброакусгическую диагностику роторных машин и оборудования: учеб. пособие. СПб.: Изд. центр СПбМГУ, 2002. 156 с.

7. Вибрационная диагностика. Ежеквартальный научно-технический журнал о вибродиагносгике и балансировке. 2006. № 2(4). 42 с.

8. Девятченко Л.Д.. Контрольные карты. Введение в анализ качества: учеб. пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2006. 127 с.

List of literature

1. Optimizing of maintenance planning in the condition of metallurgical production / Kulikov S.V., Kadoshnikov V.I., Baskakova N.T. // The 66th scientific Conference collected volume 2 Reports. Magnitogorsk: The Supreme professional association «MSTU named after G.I. Nosov», 2008. P. 158-163.

2. Modelling of reliability rolling units production as complex technical systems / Kadoshnikov V.I, Kulikov S.V, Shestopalov E.V., Kulik-ova E.V.// Vestnik ofMGTU after G.I. Nosov. 2007. № 4. P. 96-98.

3. Diagnosis and Forecasting of technical condition in Cellulose and paper industry in market / Azovtsev J.A., Barkova N.A., Doro-nin V.A. // Paper, cartoon, cellulose. 1999, May.

4. Avakumov S.I., Sidorov A.V. Treating Expert Systems in identifying of equipment technical condition // Engineer. Student scientific technical journal. Donetsk: Don NTU, 2004. № 5. P. 156-162.

5. Smith. J. Infaillibility, maintainability and hazard. Practical manual for engineers, methods of optimization in reliability and safety systems / translated from English by Chvilevitsky L.O. M.: Group IDT», 2007. 432 p.

6. Barkova N.A., Introduction to vibroacustic diagnosis of rotor units and equipment: school book. St-Petersburg: P.H. Centre S-Pb MTU, 2002. 156 p.

7. Vibration Diagnosis. Quarter Sc-Tech. Journal of vibrodiagnsis and balancing. 2006. № 2(4). 42 p.

8. Deviatchenko L.D. Control Cards. Introduction to analysis of quality: school book. Magnitogorsk: MGTU, 2006. 127 p.