За последние 20 лет значительно трансформировались требования владельцев к потребительским качествам дорожно-строительных машин [1]. По результатам экспертной оценки (опрос 2010 г.), к статистически значимым потребительским качествам ДСМ (дорожно-строительных машин) относятся (рис. 1):
- надежность;
- суммарные эксплуатационные расходы;
- возможность обучения операторов и технического персонала;
- наличие запасных частей на складах поставщика и быстрота их доставки;
- наличие инструкций по эксплуатации и техническому обслуживанию на русском языке;
- расход топлива;
- доступность при проведении сервисного обслуживания;
- наличие каталогов запасных частей на русском языке;
- начальная цена техники.
|
|
|
|
|
|
Рис. 1. Изменение рейтинга основных потребительских качеств дорожно-строительной техники за период с 1993 по 2010 г.
Таким образом, главным потребительским качеством машин владельцы техники считают «Надежность».
Что понимают под надежностью производственники, представители сервисных и ремонтных организаций, менеджеры по продажам, представители эксплуатационных организаций и владельцы ДСМ?
В теории и практике за последние десятилетия сложилось более широкое понятие надежности: НАДЕЖНОСТЬ (англ. reliability) - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и транспортирования. Надежность - комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.
Почему именно это потребительское качество, начиная с 2002 года, неуклонно занимает первое место в рейтинге?
Известно, что абсолютно надежных машин не бывает: у техники каждого производителя есть свои преимущества и недостатки. Любая, самая хорошая техника имеет показатели надежности, которые обеспечиваются только при условии своевременного выполнения заданных объемов технического обслуживания и ремонта, а также - регулярной замены запасных частей.
Основные условия обеспечения надежности состоят в строгом выполнении правила, называемого триадой надежности: надежность закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и реализуется (расходуется) в процессе эксплуатации.
На стадии проектирования ДСМ главным условием повышения их надежности является максимально полный учет особенностей и условий эксплуатации. Именно поэтому в технику, спроектированную для арктического климата, закладываются совершенно другие проектные решения, чем в технику, спроектированную для пустынь.
Недаром мировые лидеры машиностроения имеют в составе своих испытательных лабораторий и полигонов климатические станции для испытания техники в широком диапазоне климатических условий (температуры, влажности и других показателей). Поэтому конструкции кранов-трубоукладчиков и других грузоподъемных машин, их узлов и деталей, спроектированных для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом (исполнение УХЛ) и холодным климатом (исполнение ХЛ), должны выдерживать эксплуатационные нагрузки с учетом возможности хрупких разрушений под воздействием низких температур. «Мороз и железо рвет, и на лету птицу бьет», говорит русская пословица. Поэтому сертификаты на металлы основных (расчетных) элементов металлоконструкций грузоподъемных машин должны входить в комплект их сопроводительной технической документации. Cказанное выше в равной степени относится не только к отечественным, но и к импортным машинам. Электропроводка должна осуществляться преимущественно медными проводами с морозостойкой изоляцией, желательно в броневой защите. Для уплотнений, манжет, прокладок следует использовать морозостойкие резины и прокладочные материалы. Специальные требования предъявляются к лакокрасочным и смазочным материалам.
Но на вторичном рынке России все еще можно встретить горе-компании, закупающие ремфонд в ОАЭ и после ремонта продающие трубоукладчики организациям, эксплуатирующим их в районах Крайнего Севера [2]. О какой надежности техники может идти речь?
Владельцы поломавшихся в гарантийный срок ДСМ задают один и тот же вопрос: какая из имеющихся на российском рынке ДСМ надежнее? Какую технику купить, чтобы реже ломалась!
А можно ли создать дорожно-строительные машины с надежностью военной или космической техники? (Хотя последние примеры и военной, и космической техники совсем не показательны.)
Но ответить можно положительно! Вопрос лишь в том, сколько такая техника будет стоить, кто сможет такую надежную технику купить и эффективно эксплуатировать?
Часто еще можно услышать: «Вот, дескать, на моем предыдущем месте работы были бульдозеры (читай трубоукладчики, экскаваторы и др.), так они прослужили 20 и более лет».
Объективности ради следует сказать, что действительно при выходе на советский рынок лидеры мирового машиностроения поставляли машины, которые служили до 30 и более лет. Ярким примером могут служить бульдозеры и трубоукладчики Komatsu и Caterpillar. Но владельцы техники не от хорошей жизни эксплуатировали эти машины, а только из-за недостатка финансовых средств на покупку новой техники, безысходности и бедности. В те годы и рейтинг основных потребительских качеств выглядел своеобразно (рис. 1). Недостаток средств приводил к росту в активе предприятий доли техники с большими сроками службы (рис. 2), просроченными межремонтными периодами, необходимости проведения межремонтного техобслуживания собственными силами и, как следствие, снижению среднегодовой наработки ДСМ (рис. 3) и увеличивал затраты на эксплуатацию (суммарные эксплуатационные расходы) (рис. 4).
|
|
|
|
Рис. 2. Возраст основной строительной техники на предприятиях нефтегазовой отрасли (в середине 90-х годов прошлого столетия). |
Рис. 3. Изменение среднегодовой наработки ДСМ в течение срока эксплуатации. |
В настоящее время по результатам экспертных оценок суммарные эксплуатационные расходы находятся на втором месте, и выбор машин лишь по одному показателю надежности - сроку службы, является экономически недопустимым, т.к. затраты на эксплуатацию ДСМ с большими сроками службы существенно возрастают (рис. 4) [3].
Отказы современных ДСМ являются, как правило, следствием ошибок, допускаемых как при проектировании и изготовлении, так и на стадии эксплуатации.
На стадии производства техники задача состоит в том, чтобы не только сохранить заложенный при проектировании уровень надежности за счет строгого соблюдения требований нормативной и технической документации, но и повысить его за счет появления новых технологий производства.
Понятно, что владельцев ДСМ в первую очередь интересует надежность на стадии эксплуатации.
Рис. 4. Соотношение затрат на эксплуатацию бульдозеров Komatsu D-355A с различным сроком службы.
Как известно, эксплуатация включает в себя в общем случае следующие стадии:
- использование по назначению;
- транспортирование;
- хранение;
- техническое обслуживание;
- ремонт.
Часть эксплуатации, включающая транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт изделия носит название «технической эксплуатации».
На стадии эксплуатации основное внимание уделяется реализации всех заложенных на первых двух этапах основ надежности.
В процессе эксплуатации под действием нагрузок и окружающей среды постепенно [4]:
- искажаются формы рабочих поверхностей деталей;
- увеличиваются зазоры в подвижных и нарушаются натяги в неподвижных соединениях;
- теряется упругость и другие свойства деталей;
- нарушается взаимное расположение деталей, вследствие чего ухудшаются условия зацепления шестерен, возникают дополнительные нагрузки и вибрации;
- образуются нагар и накипь, ухудшающие отвод тепла от теплонагруженных деталей, и т.п.
Все это приводит к постепенному выходу из строя отдельных деталей и узлов, которые формируют перечень характерных неисправностей (рис. 5).
Рис. 5. Перечень характерных неисправностей бульдозеров и трубоукладчиков Komatsu.
На стадии эксплуатации надежность определяется, главным образом, условиями эксплуатации, которые включают:
- режимы использования;
- качество топлива, масел, смазок и охлаждающих жидкостей;
- наличие и качество запасных частей и способов их хранения;
- квалификацию обслуживающего персонала (как операторов-машинистов, так и механиков-ремонтников);
- степень совершенства технической и нормативной документации;
- эргономические факторы;
- качество и полноту контроля технического состояния машин в процессе эксплуатации.
При правильной эксплуатации можно добиться резкого увеличения межремонтных интервалов работы машин, снижения эксплуатационных расходов и затрат на ремонт.
К числу эксплуатационных факторов, значительным образом влияющих на надежность и долговечность ДСМ, относятся следующие [5].
- Соблюдение требований по вводу машины в эксплуатацию. Машину можно вводить в нормальную эксплуатацию только после достаточно продолжительной обкатки на рекомендуемых режимах. Правильно проведенная приработка и обкатка увеличивает срок работы трудящихся пар на 10-15% и сокращает число помолок деталей в начальный период эксплуатации.
- Качество подготовки машин к сезонным изменениям условий эксплуатации, особенно подготовки машин к зимним условиям работы.
- Квалификация машиниста и соблюдение рекомендованных режимов работы машины. Эффективность эксплуатации машины повышается при работе на максимальных режимах, допускаемых конструкцией машины; при этом необходимо принимать меры по предупреждению преждевременного износа деталей.
- Динамические нагрузки, возникающие при несоблюдении условий и режимов работы, разрегулировки системы управления, изношенности в сочленениях рабочих органов и узлов машины могут достигать таких величин, при которых ускоренным образом будет происходить старение и изнашивание машины.
- Условия транспортирования машин и качество монтажных работ, сборка узлов и деталей машины с нарушением их взаимного положения и соосности могут привести к интенсивному износу или поломкам.
- Качественное выполнение технических обслуживаний, текущих и капитальных ремонтов способствует увеличению сроков службы машин.
Надежность агрегатов, сборочных единиц и деталей во многом определяет работоспособность и эффективность использования ДСМ.
Для настоящего времени характерно увеличение доли машин импортного производства. Это обусловлено требованиями рынка, поскольку заказчик становится все более требовательным к качеству выполнения работ, их стоимости и срокам. При этом отечественные производители ДСМ далеко не всегда могут предложить потенциальному покупателю высокую надежность по конкурентоспособной цене.
На каждой из этих стадий на надежность техники влияют свои специфические факторы и используются свои методы ее повышения. Поэтому и само понятие надежности изменяется от стадии проектирования к стадии эксплуатации.
Но ВСЕГДА малейшее невнимание к вопросам надежности на каждой из этих стадий оборачивается для владельцев техники снижением эффективности ее применения.
Рецензенты
- Репин С.В., д.т.н., доцент, профессор кафедры транспортно-технологических машин Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета, г. Санкт-Петербург.
- Волков С.А., д.т.н., профессор кафедры транспортно-технологических машин Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета, г. Санкт-Петербург.