Готовность автомобильной техники к использованию и ее составляющие

Предназначение и широта применения автомобильной техники в Вооруженных Силах выдвигают постоянную готовность ее к использованию в ряд важнейших условий обеспечения боевой готовности частей и подразделений, их способности успешно решать боевые задачи. Для этого необходимо, чтобы в частях и подразделениях машины находились всегда в исправном состоянии, сохраняли свои качества при хранении, а время перевода их из режима хранения в режим работы было минимальным. При использовании (на маршах, в бою) машины должны безотказно работать, т.е. быть достаточно надежными, а управлять ими должны всесторонне подготовленные специалисты (водители, механики-водители, экипажи, расчеты), без которых машины не могут эффективно использоваться.

Машина считается готовой к использованию, если она исправна, или, по крайней мере, работоспособна, достаточно надежна, перевод ее с режима хранения (транспортирования) в режим использования обеспечивается в заданное время, для работы на ней имеются подготовленные специалисты (водитель, механик-водитель, экипаж, расчет), способные эффективно использовать машину.

Приведение машин в короткие сроки в режим использования обеспечивается эксплуатационными мероприятиями, подготовка специалистов – в процессе боевой подготовки. В обеспечении исправности (или работоспособности) и надежности машин значительное место занимает ремонт.

Исправной считается машина, находящаяся в состоянии, при котором она соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией.

Неисправное с читается машина - состояние которой, при котором она не соответствует хотя бы одному из требований НТД.

Работоспособной с читается машина, если ее состояние позволяет выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Как видно, понятие «исправность» шире понятия «работоспособность». Работоспособная машина в отличие от исправной может удовлетворять лишь тем требованиям нормативно-технической документации, которые обеспечивают ее нормальную работу при выполнении заданных функций. Например, машина, имеющая незначительные повреждения облицовки, крыльев, кабины, декоративных покрытий и т.п., если они не нарушают нормального ее функционирования, является неисправной, но работоспособной.

Исправная или работоспособная в данный момент времени машина в процессе хранения может потерять некоторые свои качества, а в процессе использования через какой-то отрезок времени – отказать.

Переход машины из исправного (работоспособного) состояния в неработоспособное называют отказом.

Отказы могут быть следствием нарушения установленных правил и (или) норм конструирования – конструкционные отказы, нарушения установленного процесса изготовления или ремонта – производственные отказы, нарушения установленных правил и (или) норм эксплуатации, результатом различных повреждений, естественных процессов изнашивания и старения – эксплуатационные отказы, а также следствием боевых повреждений – отказы по боевым повреждениям.

Отказ может быть внезапным и постепенным. Первый характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров машины (например, внезапная остановка двигателя по различным причинам, стук двигателя в результате обрыва клапана), второй – постепенным изменением параметров машины (например, старение сальников постепенно ведет к отказу – течи масла, пониженное или повышенное в сравнении с нормой давление в шинах способствует ускоренному износу и постепенно ведет к их разрушению).

Отказ машины может быть полным, с нарушением ее работоспособности, и частичным, после возникновения которого машина может быть использована по назначению, но с меньшей эффективностью (например, при отказе стеклоочистителей машину использовать, но в дождь, снег – с остановками и меньшей средней скоростью движения).

Неработоспособной с читается машина если значение хотя бы одного из параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции не соответствует требованиям НТД.

Повреждение событие заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Дефект любое отклонение продукции от установленных требований.

Отказ событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Отказы элементов машины могут быть независимы – не обусловленными повреждениями или отказами других элементов (например, обрыв провода системы зажигания) и зависимыми – обусловленными повреждением или отказом другого элемента машины (например, перегорание осветительных ламп, явившееся результатом нарушения регулировки ограничителя тока, поломка шестерен главной передачи в результате отказа сальников и вытекания масла из картера).

В ряде случаев отказы могут быть не связаны с повреждениями, а быть результатом неправильной сборки, установки (например, неправильное соединение проводов в системе зажигания). После устранения отказа и восстановления исправности или работоспособности отказы могут повторяться. Многократно повторяющийся отказ, обусловленный дефектами конструкции, нарушением процесса изготовления или ремонта деталей, механизмов, агрегатов или машин в целом, называют систематическим отказом. Систематические отказы машин обычно наблюдаются и после наработки 50-60 % ресурса до капитального ремонта, чем объясняется (вместе с другими причинами) необходимость среднего ремонта машин.

Для полного представления о состоянии машины важно знать, насколько она безотказна и долговечна при использовании, как долго она может сохранять свои качества при хранении, как легко обнаруживаются и устраняются отказы при их возникновении. Для характеристики этих свойств машины используется понятие «надежность».

Под надежностью машины понимается ее свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность – свойство комплексное. В общем случае надежность обусловливается безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Важнейшим свойством, которым должны обладать армейские машины, особенно несущие на себе ракетное, зенитно-ракетное и другое вооружение, технические средства управления оружием, войсками и др., является безотказность, под которой понимается свойство машины непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Машины работают с перерывами, поэтому учитывают их суммарную наработку. Она может измеряться в единицах - моточасах или (и) пройденного пути – километрах. В зависимости от целей учета в процессе эксплуатации машин различают «суточную наработку», «месячную наработку», «наработку до первого отказа», «наработку между отказами», «заданную наработку».

Оценка безотказности машин может быть проведена по следующим показателям: вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, параметр потока, наработка на отказ.

Вероятность безотказной работы Р – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ машины не последует, статистически определяется отношением числа машин М_рс2, безотказно проработавших до момента времени t₂, к числу машин М_рс1, работоспособных в момент времени t₁

, (1.1)

Средняя наработка до отказа П_ср – математическое ожидание наработки машины до первого отказа, определяется как среднее арифметическое значение опытных наработок до первого отказа

, (1.2)

где n – число испытуемых машин;

t_i – наработка i -й машины до первого отказа (i = 1, 2, …, n);

Наработка на отказ П_О – отношение наработки машины к математическому ожиданию числа ее отказов в течение этой наработки – статически определяется отношением суммарной наработки машин к суммарному числу отказов в течение данной наработки

, (1.3)

где t_i – наработка i -й машины (i = 1, 2, …, n; n – число испытуемых машин);

γ_i – число отказов i -й машины (i = 1, 2, …, n).

Параметр потока отказов – плотность вероятности возникновения отказа машины, определяемая для рассматриваемого момента времени. Параметр потока отказов устанавливают следующим порядком. Машина в начальный момент времени начинает работу и работает до отказа. При отказе она восстанавливается и вновь работает до отказа и т.д. Время восстановления не учитывается. Моменты отказов формируют поток, называемый потоком отказов. В качестве характеристики потока отказов используется «ведущая функция» - математическое ожидание числа отказов за рассматриваемый отрезок времени.

Параметр потока отказов ω определяется из зависимости

, (1.4)

где Н(t) – математическое ожидание числа отказов за время t.

Важным свойством, особенно интенсивно используемых машин, является долговечность – их свойство сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Под предельным состоянием машины понимается такое ее состояние, при котором дальнейшая ее эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности или неустранимого ухода заданных параметров за установленные пределы, или неустранимого снижения эффективности использования ниже допустимой.

Для оценки долговечности могут быть использованы такие показатели как средний ресурс (средний срок службы) до списания.

Средний ресурс до капитального ремонта П_р^кр статистически определяется по формуле

, (1.5)

где П_рi – ресурс i -й машины (i = 1, 2, …, n; n – число испытуемых машин).

Для автомобильной и гусеничных транспортеров-тягачей, являющихся многокомпонентными изделиями, понятие «ресурс» теряет четкий физический смысл и является неопределенным вследствие неизбежных изменений составных частей машины при устранении отказов методом замены некоторых деталей в процессе эксплуатации. Ко времени поступления машины в капитальный ремонт часть агрегатов, механизмов, устройств, деталей может быть уже заменена или отремонтирована, в то время, как ресурс части деталей, возможно и отдельных механизмов и агрегатов, не израсходован. Поэтому наряду с понятием «ресурс» применяются условно понятия «наработка», «пробег».

Средний ресурс до списания машины представляет собой средний ресурс от начала ее эксплуатации до списания, обусловленного предельным состоянием, при котором восстановление его становится экономически не целесообразным или технически не выполнимым.

С учетом ресурса машин и условий эксплуатации приказами Министра обороны устанавливаются нормы пробега (наработки) машин до капитального ремонта и списания.

Для специальных и других машин, использование которых в значительной степени ограничено, существенное значение имеет сохраняемость – свойство машин непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение хранения или транспортирования и после него.

Сохраняемость Т_с может быть оценена по величине среднего срока сохраняемости, определяемого как среднее арифметическое значений опытных сроков сохраняемости испытываемых машин Т_сi из общего их числа n

(i = 1, 2, …, n) (1.6)

Свойство машины, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения ее отказов, повреждений и устранения их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания, называется ремонтопригодностью.

Ремонтопригодность является весьма важным свойством машины. При достаточно высоких показателях ремонтопригодности в случае возникновения отказа он может быть устранен, а работоспособность машины восстановлена.

Для оценки ремонтопригодности машин используются следующие показатели: вероятность восстановления в заданное время Р_в (t), среднее время восстановления Т_в, средняя трудоемкость восстановления.

Вероятность восстановления исправности или работоспособности машины в заданное время – вероятность того, что возникший отказ будет обнаружен и устранен в заданное время, определяется по формуле

, (1.7)

где f_в(τ) – плотность распределения времени восстановления;

τ – время восстановления, обнаружения и устранения отказа (0 ≤ τ ≤ t);

0… t – интервал заданного времени восстановления.

Среднее время восстановления – среднее время вынужденного нерегламентированного простоя, вызванного отысканием и устранением одного отказа, находится по формуле

(i = 1, 2, …, r) (1.8)

где r – число отказов;

t_i – время отыскивания и устранения i -го отказа.

Средняя трудоемкость восстановления характеризует средние суммарные трудозатраты на ремонты за определенный период эксплуатации. В практике раздельно используют показатели средних трудозатрат на текущий, средний и капитальный ремонты машин.

Следует иметь в виду, что время и продолжительность восстановления определяются не только качеством машин, но и уровнем организации ремонта (квалификацией специалистов, качеством оборудования, технологических процессов).

Надежность, в частности безотказность машин, используемых для обеспечения боевых действий частей и подразделений, будет существенно зависеть от того, насколько они окажутся способными сохранять работоспособность при воздействии на них оружия противника, от того, насколько они будут живучими.

Под живучестью машин принято понимать их способность противостоять поражающим факторам современного оружия и сохранять работоспособность при выполнении частями и подразделениями задач с использованием машин.

Живучесть машин достигается конструктивными и производственными мероприятиями, осуществляемыми при разработке, производстве и ремонте машин.

Основными путями повышения живучести машин являются: применение округленных, обтекаемых форм с гладкими поверхностями; повышение поперечной устойчивости; предупреждение вытекания горючего и жидкостей при опрокидывании; размещение в машине фильтровентиляционной установки и средств индивидуальной защиты водителя и экипажа, приборов радиационного контроля; усиление жесткости дверных и оконных проемов, крыши и дверей кабин и кузовов; применение прочного остекления, огнестойких облицовочных, тентовых, теплоизоляционных и клеевых материалов; установка козырьков и шторок из огнестойких материалов для защиты глаз и лица, резиновых уплотнений на рычаги, тяги и педали; герметизация кабин и кузовов и поддержание в них избыточного давления; применение пулестойких шин.

Значительно лучшей живучестью по сравнению с автомобилями обладают бронированные гусеничные транспортеры-тягачи.

Возможность возникновения неисправностей и отказов машин объективно требует проведения мероприятий по поддержанию и восстановлению исправности (или работоспособности) и надежности машин, обеспечению их готовности к использованию.

Под понятием «обеспечение готовности машин к использованию» понимается комплекс организационно-технических и научно-методических мероприятий, направленных на достижение, поддержание и восстановление их исправности (или работоспособности), надежности, сокращение сроков приведения в режим использования (работы), а также эффективное использование машин.

Структура системы обеспечения готовности машин к использованию и место ремонта в этой системе показаны на рисунке 1.1.

Как видно, поддержанием исправности, работоспособности и надежности машин, сокращением до минимума сроков приведения их в режим использования занимается служба эксплуатации, основной задачей которой должно быть точное соблюдение режимов использования, технического обслуживания, транспортирования и хранения, установленных нормативно-технической документацией.

Рис. 1.4 – Система обеспечения готовности автомобильной техники к применению по назначению

Сокращение сроков приведения машин в режим использования достигается созданием необходимой производственной базы для технического обслуживания и хранения машин, оптимальной расстановкой и высокой практической выучкой водителей, экипажей, расчетов, подразделений.

Устранение отказов, восстановление исправности или работоспособности и надежности машин, а, следовательно, их готовности к использованию осуществляется в процессе ремонта.

Возникновение неисправностей и отказов, нарушение исправности, работоспособности и надежности машин обуславливается рядом факторов, требующих учета при организации эксплуатации и ремонта.