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山东茂隆新材料 2020-11-16 1503
道路施工机械设备,由于设计水平,制造质量,使用环境以及使用单位的维修技术和管理水平不同,同一型号的设备,其使用寿命的长短有很大的差别。笔者从事工程机械维修管理工作几十年,根据自己多年的工作经验和感受,从工程机械的研究、设计制造、安装和使用、保养和维修全过程,谈一谈合理延长机械使用寿命应采取的必要措施和提高管理水平,以保证工程机械正常使用寿命,发挥其应有的效益。
1设计方面的优劣对工程机械寿命的影响
1.1为保证应有的使用寿命,应该采取的优化设计
优秀的设计是延长机械使用寿命的首要环节。日本、美国等发达的工业化国家提出“设计立业”的思路,采取多方论证设计的优劣,选择最佳优化设计方案,这样,使得他们的产品经久耐用,高效低耗,从而占领全球主要施工机械销售市场。我国的大型施工项目中的主要土石方工程用机械设备主
沥青木丝板主要用于道路、基建等伸缩缝,沉降缝等工程的建设,安放在构件中能长时间使用不腐败,基建因环境温度变化变形时不被自己的应力所破坏的作用,现国内很多基建往往是因为伸缩缝中材料使用不当,导致基建工程出现被自己的应力涨开,或材料弹性不够,收缩时随着尘土等杂质的进入后等再膨胀时涨开裂缝,在安装后能阻止水流通过收缩缝进入构件内部,冲刷基建基础层,导致基建受力不平衡出现裂缝、塌陷等现象。
要是采用以上发达国家进口产品,这些设备外观新颖、操作舒适、性能先进、经久耐用。他们根据人体工程学设计的座椅、操纵台、环保型的低噪声发动机,超前的流线型机身和驾驶舒适感,具有良好的机械性能和人性化设计,深受机驾人员的欢迎。例如:美国卡特彼勒公司、日本小松公司生产的液压挖掘机等深受使用者的欢迎。根据日本小松、神户制钢等厂商的产品设计资料分析,为保证机械设计使用寿命,其方法主要是推行可行性设计和维修方便设计。而美国卡特彼勒公司运用负荷分析方法,准确地分析了挖掘机、推土机在施工中受力部件的应力,提出了延长机件寿命的设计(长寿设计),其思路是:第一,降低面压(机件表面的接触应力),例如用螺旋齿轮代替渐开线齿轮,使齿轮重迭系数大增;第二,分散负荷,推土机采用三角布置履带行走系代替传统的平行布置履带行走系,将驱动轮从常规的触地式移至三角形顶部,与地面脱离接触,使驱动轮承受的冲击负荷、作业负荷、泥土带进履带传动副阻力大幅度减小;第三,减磨设计,如采用湿式离合器、湿式制动器等,以减少磨擦损失,提高机械传动效率和能量利用率。由于他们成功的优化设计,使其产品投放市场以后具有很强的竞争力和较高的市场占有率。1.2维修保养方面的设计考虑
日立建机认为,如果机械维修性好,易于维修,能够采用“低成本的快速修理”,可使机件经常处于良好的技术状态。这样设计的施工机械,在工作过程中,一旦出现了故障,由于可以低成本快速修理,无需更换新部件总成,这实际上就延长了机械的使用寿命、提高了机械完好率、降低了机械的使用成本。因此,要在传统优化设计的基础上应着重考虑以下几方面因素,方便维修。
一是拆装简单化,使维修工作空间方便和人性化。例如采用OPS管接头,分离式链轨节、翻转式驾驶室和发动机罩,间隙可调的铰接结构等;二是部件组合化,将零部件设计成便于拆装的组件,例如CATD9L推土机,由于采用了部件组合化设计,比CATD9H推土机的部件拆装时间减少;三是加注润滑油集中化,如日本小松公司生产的推土机,将变速器,变矩器等部件的加油口(含油过滤器)、测压点集中布置在一处,驾驶员站在地面就可以同时向上述部件加油和检查油平面,免去了爬上爬下的劳累,有利于确保润滑按期进行和防止检查部位遗漏;四是密封加注液压油,完全避免了施工环境的风沙和其他杂质等有害分子进入液压油内,例如:美国生产的BARTMIL160沥青路面铣刨机,设计了密封加注液压油的装置,保证了注入液压系统油的清洁;五是检查电子监控化,运用电子传感技术,对油量、油温、轴温、水温、振动及负荷进行监控,防故障于未然;六是延长润滑周期,如采用双过滤器使油不易老化,对轻负荷、活动不频繁的杆系铰接部位采用含油轴承,实现理想润滑;采用密封润滑等来减少油的老化,泄漏,既延长了润滑周期,减少了维修作业量,又可确保机件处于良好的润滑状态;七是易损件通用化,对常用的易损件,尽量采用通用件,以减少备件储备,方便备件采购;八是随机工具完备,因为施工机械作业现场的特殊性,需要设计比较周全的随机工具,便于驾驶员进行日常维护和一般故障的排除;九是尽可能考虑运动副的耐久性,减少经常维修保养项目。
1.3采用新材料
采用新材料制造的施工机械,可以有效地延长机械的使用寿命。近年来,材料科学技术发展日新月夜,突飞猛进。大量高强度,抗磨损,抗振动和抗冲击的新材料、纳米技术材料、先进的电子元件技术不断出现,设计机器时应根据机械性能与工况选用相适应的新材料,从材料性能质量上保证其使用寿命。这样,才能从源头上控制机械零件的各项性能,减少经常维修项目,使维修操作更简单、方便,为延长机械的使用寿命打下坚实的基础,例如:福建泉州路面机械厂生产的40t沥青混凝土拌和机成品料提升限位电器阀,由于采用了先进的进口元件,使其故障率大大降低(使用四年以来降为零)。
2制造生产方面
为了保证机械设备的质量,使之经久耐用,生产厂家要建立强有力的质量保证体系,提高质量意识,加强生产过程检测(这也是设计者理想的产品),不合格的零部件一定不能装配主机。外协作件同样要建立严格的质量验收体系。否则,主机和主要总成件虽然质量较好,但是,协作厂家生产的部分配件质量达不到设计要求,致使整机经常出现故障。例如:1998年云南开远公路管理总段引进的“BARTMIL160”路面铣刨机,由于后转向液压油缸质量不过关,连续两次更换,直到外商派人到现场修理更换配件,才把故障排除,这样,既增加了维修工作量,又影响了生产厂家的信誉。所以,总装厂应严格按规范验收外协作零部件,不合格的外协作件不许装配主机。此外,对于机械设计不成熟,性能不稳定的产品不要投放市场,否则,有损企业的市场形象。
3使用与维修保养方面
施工机械的使用寿命长、短,用户的管理、使用是非常重要的一环,要做好以下四方面的工作。
3.1坚持实行“二定三包”制度
定人、定机,包使用、包保管、包保养),机械操作人员要做到“三懂”(懂构造、懂原理、懂性能),“四会”(会使用、会保养、会检查、会排除一般故障)。正确使用机械,严格执行安全技术操作规程,对机械设备实行目标成本管理,将操作者的经济效益与机械使用费(如燃油料费、维修费、保养费、材料费、工具费等)挂钩,变机械驾驶员被动日常维护保养设备为主动日常维护保养。
3.2减少环境气候给机械造成的无形磨损
即减少环境因素对机械使用寿命的影响。由于施工机械大部分是露天作业,作业地点经常变动,所以其性能受到作业场地的温度、环境、气候等因素的影响很大。长期固定作业的机械,一定要有停机房(棚),或者采取上遮盖,下用木料支垫的维护措施,减少日晒雨淋、锈蚀造成的无形磨损。不少施工单位由于忽视了环境因素对使用机械的影响(环境温度过低,还会给机械造成灾难性后果)。未采取相应的保护性或适应性措施,致使机械使用性能降低,使用寿命缩短,甚至酿成事故。
3.3机械实行定期保养是延长寿命的关键
《交通部筑养路机械保修规程》对机械的保养都有明确规定,但是,不少施工单位一到工期紧、任务重时,往往忽视保养工作,认为机械正常运行,没有故障,无需停下来保养。这就埋下了日后造成机械事故的隐患。因为保养能消除机械隐患,若不及时保养,往往会使机械设备出现大的故障,甚至发生人员伤忘事故。这样既增加维修费用,又耽误施工工期。
3.4采用先进的机械检测等辅助维修手段
机械维修工作是延长机械使用寿命的重要环节,采用合理的维修方法可以有效地延长工程机械的使用寿命。根据有关资料统计,采用先进的状态监测手段,可以减少25%~50%维修费,故障发生率减少75%,并可延长机械使用寿命。
3.5低成本快速修理法
机械行业提出的“低成本快速修理法”也是延长机械使用寿命的有效方法。实施此法,除了机械设计时采用维修性设计,提高机械的维修性外,在维修实践上还可采用下列方法:一是零件换位,施工机械上的许多零件,如推土机,挖掘机的履带销,柴油机缸套等,在运行中往往承受单向负荷,从而造成不均衡的磨损,如果适时地更换受到不均衡负荷零件的位置,使它们的磨损均衡,则可延长其使用寿命。二是采用先进的刷镀与胶粘修复技术,也可以快速低成本地修复失效零件。
随着维修技术的进步,可延长机械零件使用寿命的先进修复工艺大量出现,如耐磨堆焊,喷涂金刚石电镀层,磁性电镀,激光电镀等。施工单位因条件所限,不能一一使用,但可与地方生产企业合作,合理利用先建的修复工艺,以延长机械使用寿命,降低机械使用成本。
4合理处理好机械使用寿命与技术进步的关系
上面论述的都是延长机械物理寿命的方法,实际上,机械的寿命还有经济寿命和技术寿命之分。经济寿命是从经济的角度和机械最合理的使用期限,具体的说就是指能使机械的年平均使用成本(由机械购置费的折旧费和机械的年运行费用两部分组成)最低的年数。技术寿命是从技术折旧角度看机械最合理的使用期限,具体地是指从机械开始使用到因技术落后而被淘汰所持续的时间,它与技术进步的速度有关,与机械的运转时间有关。
因此,机械的使用寿命并不是越长越好,笔者是强调合理延长机械使用寿命。从技术进步,能源消耗,环境保护方面考虑,不科学的、无限延长机械的使用寿命,反而会造成施工单位经济效益下降,阻碍科学技术进步。因此,适时地更新换代机械也是必要的,它可以促进技术革新,加速经济增长和社会进步,降低能源消耗,达到提高施工单位经济效益和社会效益之目的。由此可见,合理延长机械使用寿命与适时更新换代机械二者的目的是一致的,都是为了提高施工单位经济效益和社会效益的目的。
参考文献
1.《机械设计手册》化学工业出版社
2.《公路筑养路机械手册》中国公路学会筑路机械学会主编,人民交通出版社
3.《机械工程师手册》机械工业出版社
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