Материал: Sb98045

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФИЗИЧЕСКОГО ИЗНОСА

И ФУНКЦИОНАЛЬНОГО УСТАРЕВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Задание: требуется определить коэффициент физического износа и функционального устаревания токарного станка.

Цель работы: изучить понятия и способы вычисления коэффициентов физического износа и функционального устаревания.

Задача: определить коэффициент эксплуатационного износа. Теоретические сведения. Износ – потеря качества (снижение долговеч-

ности) в зависимости от тех или иных условий. Виды износа:

устранимый. Технически устранимый износ, и в том случае, когда это экономически целесообразно;

неустранимый. Технически невозможно чаще из-за конструктивных особенностей системы или по экономическим соображениям (легче – полная замена оборудования).

Износ:

физический. Обусловлен частично потерей работоспособности, иногда полная потеря работы (выход – ремонт);

моральный (устаревание). Функциональное устаревание – потеря стоимости, вызванная появлением новых технологий (или из-за технологического и/или технического прогресса).

Категории функционального устаревания:

1)технологический износ – связан с избытком капитальных затрат;

2)операционный износ – связан с избытком эксплуатационных расходов;

3)экономическое устаревание (внешнее) – появляется из-за внешних по отношению к технической системе (ТС) причин и приводит к недоиспользованию. Примеры: экономические и внешне-отраслевые факторы, сокращения спроса и/или предложения.

Методы определения величины физического износа.

1. Экспертные методы основываются на суждении о фактическом состоянии объекта, исход из внешнего вида, условий эксплуатации и других факторов. При этом важны: эксперты и совместимость их мнений; шкала оценки.

16

А. Метод эффективного возраста. Эффективное время работы (возраст) определяется состоянием и полезностью объекта, может быть величина наработки за время до момента экспертизы. Эффективный возраст определяется в соответствии с выражением

Тэф =Тн Тост,

(4.1)

где Тн – нормативный срок службы (назначенный или предельный),

Тост

остающийся срок службы – предполагаемое количество лет до снятия с эксплуатации – предполагаемая наработка (определяется экспертом).

Коэффициент физического износа определяется как:

 

η

 

=

Тэф

100%.

(4.2)

 

 

физ

 

Тн

 

Б. Метод экспертизы состояния. Важна оценочная шкала. Суммарный

коэффициент износа определяется по следующей формуле:

 

 

η= ηiai ,

(4.3)

где ai – весомость мнения эксперта.

 

 

 

2. Экономико-статистические методы.

А. Метод потери прибыльности. Допущение: увеличение физического износа пропорционально снижению чистой прибыли от эксплуатации ТС, как показано в выражении:

η=

П0 П1

100%,

(4.4)

 

 

П0

 

где П0 – прибыль от эксплуатации абсолютно нового оборудования; П1

прибыль от эксплуатации оборудования на момент оценки состояния. 3. Экспериментально-аналитические методы.

Методы данной группы требуют проведения испытаний и наличие различной документации.

А. Метод изменения потребительских свойств отражает зависимость потребительских свойств от физического износа. В результате физического износа потребительские свойства (например, параметры, характеристики, производительность, точность, ремонтопригодность и другие показатели качества) снижаются на некоторую величину.

Изменение i-го потребительского свойства представлено в следующем выражении:

17

ПС =

ПСномi ПСфактi

.

(4.5)

 

i

ПСномi

 

 

 

 

В соответствии с 4.5 коэффициент физического износа определяется

следующим выражением:

 

 

 

ηфиз =

N

 

∑ ∆ПСi αi ,

(4.6)

 

 

n =1

 

где N – количество рассматриваемых свойств; αi – весомость i-го потребительского свойства (αi =1).

Б. Метод поэлементного расчета. Износ отдельных элементов определяется следующим выражением:

η

 

N

η

s ,

(4.7)

физ

=

 

i=1

физi

i

 

где si – коэффициент, связанный со стоимостью (si =1), – отношение себестоимости i-го узла к себестоимости объекта в целом (см. 4.8), а ηфизi опре-

деляется, например, по методу эффективного возраста (4.1):

s =

Ci

,

(4.8)

 

i

C

 

 

 

где Ci – себестоимость i-го узла; С – себестоимость объекта в целом.

В. Прямой метод определения износа. Применяется, когда известна стоимость нового оборудования (Цнов) и затраты, необходимые для доведения

объекта до состояния нового (Знов):

 

 

 

 

η

=

Знов

.

(4.9)

 

физ

 

Цнов

 

Коэффициент торможения цены (коэффициент Чилтона n). Характе-

ризует недоиспользование оборудования, когда его полезность меньше, чем могла бы быть. В результате недоиспользования стоимость оборудование снижается. Данный коэффициент показывает величину недоиспользования из-за устаревания.

В зависимости от реальной P (по результатам экспериментов) и расчетной производительности оборудования p (в соответствии с документацией) определяют коэффициент функционального устаревания:

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

n

 

 

 

ηф.устар

 

 

 

1

 

 

 

 

(4.10)

 

=

 

 

 

 

100%.

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент экономического устаревания определяется как:

 

 

 

 

 

 

 

 

N

реал

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η

эк.устар

=

 

1

 

 

 

 

 

 

100%,

(4.11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Nном – номинальная производительность;

Nреал – реальная производи-

тельность.

Эксплуатационный износ определяется комплексным методом на основе коэффициентов физического, функционального и экономического устаревания:

 

 

ηэксп = α1 ηфиз + α2 ηфункц + α3 ηэк.устар.

(4.12)

 

Выполнение работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Объект расчета – токарно-винтовые станки.

 

 

 

 

Исходные данные представлены в табл. 4.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Еi

Xi доп ,

Xiфакт ,

αi

 

εi

Yi доп,

Yiфакт ,

 

αi

мкм

 

мкм

 

мкм

мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

Е1

10

11

 

0,35

 

ε1

30

31

 

0,15

Е2

10

10

 

0,2

 

ε2

8

10

 

0,2

Е3

30

29

 

0,2

 

ε3

10

9

 

0,15

Е4

9

8

 

0,1

 

ε4

12

11

 

0,2

Е5

10

9

 

0,1

 

ε5

20

20

 

0,15

Е6

18

17

 

0,05

 

ε6

16

15

 

0,15

 

Обозначения, приведенные в табл. 4.1:

 

 

 

 

 

Еi – точностные характеристики:

 

 

 

 

 

 

o

Е1 – отклонение от круглости;

 

 

 

 

o

E2 – постоянство диаметра;

 

 

 

 

 

o

E3 – плоскость торцевой поверхности детали;

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E5

– точность нарезания шага резьбы;

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

19

εi – показатели геометрии станка.

o ε1 – прямолинейность продольного перемещения; o ε2 – радиальное биение;

o ε3 – торцевое биение; o ε4 – осевое биение; o ε5 – параллельность;

o ε6 – перпендикулярность;

Xi доп – максимально допустимые значения лежат в интервале

0;Xi доп , все значения, что вне интервала – говорит о наличии факта износа.

Xi факт – фактическое значение показателя.

Коэффициент Чилтона n = 0,7

P = Nреал =50 шт./ смен.

Nном = 66шт./ смен.

α1 = 0,55;α2 = 0,35;α3 = 0,10.

Полужирным шрифтом в табл. 4.1 выделены фактические значения, характеризующие ситуации износа.

Соответственно ПСi по (4.5) благоразумно рассматривать только для

них, что и представлено в табл. 4.2. Так как для других значений не наблюдается ситуации износа, их исключаем из рассмотрения (обнуляем).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПСХ

i

=

Xi факт Xi доп

 

ПСХi αi

ПСY

=

Yi факт Yi доп

 

ПСYi bi

 

Xi доп

Yi доп

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

0,100

 

 

 

0,035

 

 

0,033

 

 

 

0,005

 

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

0,250

 

 

 

0,050

 

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

 

0,000

 

 

0,000

 

 

 

0,000

ηфиз = (∑∆ПС

Хi

α

)100%

3,5 %

ηфиз =

(

ПС

α

)100%

 

5,5 %

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

Yi

i

 

 

Общий коэффициент физического устаревания берем как среднее коэффициентов физического устаревания по группам:

20