Глава 12. Организация проектирования и изготовления пожарной техники 3 страница

Кроме безотказности, оценивается ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность.

Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов путем проведения ремонтов или технического обслуживания. Оценивается она средним временем восстановления работоспособности изделия

, (13.6)

где: m – количество восстанавливаемых изделий; t_i – продолжительность восстановления.

Сохраняемость. Свойство изделия сохранять работоспособное состояние в течение и после хранения. Оценивается по Т₀ и Т_в.

Долговечность. Это свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе ТО и Р. Для ее оценки устанавливается срок службы в годах и g % ресурс до капитального ремонта. Например, при g + 80 не менее 90% всех изделий должны быть работоспособными до капитального ремонта.

Комплексные показатели надежности. Сопоставляя Т₀ и Т_в, трудно однозначно оценивать надежность, поэтому введены комплексные показатели:

- коэффициент готовности ,

- коэффициент технического использования

, (13.7)

где: t_сум – суммарная наработка всех объектов; t_рем = суммарное время простоев в ремонте; t_обс – суммарное время обслуживания; К_ог – коэффициент оперативной готовности

К_ог = К_г· Р(t). (13.8)

Ставится требование, чтобы в течение средней продолжительности тушения пожара, принятой 2 часам, не было отказов. Это оценивается коэффициентом оперативной готовности

К_ог = К_г · Р(t) ≥ 0,96, (13.9)

т.е. не менее 96% всех ПА при тушении пожаров не должны иметь отказов.

Управление надежностью. Надежность объектов закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и поддерживается в эксплуатации (рис.13.14).

При проектировании пожарной техники обеспечение требуемого уровня надежности обеспечивается: рациональной схемой устройств или механизмов, использованием стандартных деталей. Кроме того, предусматривается ограничение режимов использования, введение в конструкцию ограничительных устройств и т.д.

В обсуждении эскизных и рабочих проектов принимают участие специалисты ПО. Они проверяют выполнение требований технических условий в проектах.

В производстве ПА контроль осуществляет военная приемка из представителей ГУ ГПС. Под их руководством производятся заводские испытания выпускаемых машин.

Приемосдаточным, периодическим испытаниям и испытаниям установочной серии подвергается продукция, выпускаемая серийно.

Оценка надежности и ее поддержание осуществляется в эксплуатации. На основании обобщения надежности, проводимой исследователями разрабатывается комплекс мероприятий, перечисленных в правой части рис.13.14. Разработка этих мероприятий – основа управления надежностью.

Оценка качества изделий. Качество продукции – это совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Для оценки качества ПТ приняты три уровня: нулевой, первый и второй. Поэтому оцениваются комплексные показатели, групповые g и единичные.

Единичные показатели оценивают следующим образом

или , (13.10)

где: i – число принятых к оценке показателей; F_i и F_iu - значения оцениваемого (i) и базового (iu) показателя.

Для всех показателей q_i устанавливают (экспертным путем) их значимость (весомость m_i, см. табл.13.2). При этом сумма всех ∑m_i = 1.

Если часть q_i > 1, а часть q_i < 1, то используют другие показатели.

Главный показатель качества отражает основное назначение изделия. Для автоцистерн это может быть их вместимость, для двигателей внутреннего сгорания – мощность и т.д.

Интегральный показатель качества применяется при установлении суммарного полезного эффекта от эксплуатации изделия и затрат на его изготовление. Его определяют по формуле

, (13.11)

где: П_∑ - суммарный полезный годовой эффект, руб/м³; З_с – суммарные капитальные затраты на изготовлении продукции, руб.; З_э – суммарные годовые эксплуатационные затраты, руб.; φ(f) – поправочный коэффциент (табл.13.2).

 

 

Таблица 13.2

Показатели	Коэффициенты весомости	Примечание
Назначения Масса Колесная формула Компоновочная схема Число мест боевого расчета   Удельная мощность Максимальная скорость Габаритная длина и высота		0,20		0,012 0,039 0,010	Классифика-ционные показатели
Надежности Коэффициент оперативной готовности   Средний ресурс до капитального ремонта   Средний срок до списания		0,18		0,072     0,057     0,051
Эргономические Уровень освещенности в кабине   Усилия, прикладываемые к органам управления лафетными стволами		0,16		0,012     0,012
Эстетические		0,13	1-3	0,04-0,05
Технологичности		0,14	1-5	0,001-0,063
Унификации и стандартизации		0,12	1-3	0,036-0,042
Патентно-правовые		0,07	1-2	0,034-0,036

 

Таблица 13.3

Срок службы, год	φ(f)
	1,000 0,539 0,262 0,174 0,149

 

Средневзвешенный арифметический показатель качества. Для пожарных автомобилей принято семь «К» обобщенных групповых показателей с коэффициентами весомости М_j: назначения, надежности, эргономические, эстетические, технологичности, унификации и стандартизации и патентно-правовые. Показатели весомости определяются экспертами, они должны удовлетворять условию S M_j = 1, а также ∑m_i = M_j, где l – число показателей в каждой группе j (см.табл.13.2).

Для оценки качества выбирается лучший образец в качестве базового. Для всех j показателей определяют относительные показатели

или ,

где: j = 1…7 – число принятых в оценке показателей; F_j – значение j -го показателя оцениваемого изделия; F_ju - значение j -го базового показателя.

Комплексный показатель качества определяют

 

Р = ∑ M_j Q_j , (13.12)

где: К – число групповых показателей в рассматриваемом случае К = 7.

Оценку качества производят для обоснования требований к новой пожарной технике.

 

 

13.3. Система технического обслуживания и ремонта пожарных автомобилей

 

Пожарные автомобили, выполняя боевые задачи, расходуют огнетушащие вещества, горюче-смазочные материалы. Кроме того, необходимо производить замену мокрых пожарных рукавов сухими. Для восстановления технической готовности ПА необходимо пополнять запасы огнетушащих веществ и горюче-смазочных материалов.

С увеличением пробега ПА ухудшается работа их систем, изнашиваются рабочие поверхности деталей. Для предотвращения отказов в работе систем и механизмов необходимо периодически восстанавливать их работоспособность.

Комплекс работ по поддержанию технической готовности ПА и работоспособности их систем и механизмов называется техническим обслуживанием (ТО).

В эксплуатации ПА может расходоваться их ресурс. Отдельные механизмы по различным причинам могут выходить из строя, появляются неисправности.

Комплекс работ по восстановлению исправности или работоспособности механизмов или систем и восстановлению их ресурса называется ремонтом (Р).

Для технического обслуживания и ремонта ПА необходимы определенное оборудование, документация на их проведение и исполнители, т.е. нужны определенные силы и средства. Совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания и ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества механизмов и систем составляют систему технического обслуживания и ремонта (ТО и Р).

В ГПС, как и во всей стране, принята планово-предупредительная система ТО и Р. Ее сущность состоит в том, что планируется периодичность ТО и Р и объем их работ. Однако ТО проводится в обязательном порядке, а ремонт по потребности.

Для реализации системы ТО и Р необходимо знать периодичность Т_км проведения работ по ТО и ремонту и трудоемкость t_чел.-ч их выполнения.

Трудоемкость выполняемых работ по обслуживанию механизмов и систем определяют методом хронометрирования. Она обычно задается в человеко-часах (t, чел.-ч). Для обслуживания ПА в целом определяется срок (в сутках), в течение которого оно должно быть произведено.

Периодичность проведения технических обслуживаний обозначают буквой Т с индексом, указывающим на вид ТО и Р. Например: Т_ТО-1 – периодичность проведения технического обслуживания ТО-1, Т_КР – капитального ремонта и т.д.

Аналогично обозначается и трудоемкость t технических воздействий.

Периодичность Т проведения технического обслуживания регламентируется величинами пробега ПА в км, или в часах работы агрегата. Она может определяться различными методами.

Трудности определения периодичности технического обслуживания обусловлены разнообразием выполняемых работ. Обычно ТО включает несколько видов работ: смазочные, крепежные, регулировочные. Кроме того, каждый механизм и система имеют свою оптимальную периодичность обслуживания.

Периодичность ТО может определяться по, так называемым, стержневым операциям. В соответствии с этим методом периодичность ТО приурочивается к оптимальной периодичности наиболее важных (стержневых) операций. Такими операциями могут быть операции, обусловливающие безопасность движения, операции, характеризующиеся большой трудоемкостью работ, требующих специального оборудования и др. Периодичность проведения таких операций принимается за основу и к ним группируют операции ТО других механизмов.

Используется также технико-экономический метод (рис.13.15). Удельная стоимость обслуживания С р/км тем меньше, чем больше пробег Т_км (кривая 1). Однако при этом возрастает удельная стоимость ремонта (кривая 2). Периодичность обслуживания определяется по минимальному значению суммы С_то и С_р (кривая 3).

Особенности системы ТО и Р в ГПС. Она обеспечивает и поддерживает техническую готовность ПА. Все работы по ТО можно разделить на регламентные и плановые (схема на рис.13.16). К регламентным работам относятся: ежедневное ТО (ЕТО), обслуживание на пожаре ТО_п, после пожара ТО_пп, обслуживание после первого пробега 1000 км и через 10 дней (аккумуляторные батареи). К плановым относятся технические обслуживания ТО-1, ТО-2 и сезонное обслуживание ТО_с. При этом обслуживание, обозначенное А, проводят в пожарных частях, а Б – в подразделениях технической службы.

Трудоемкость t_чел.-ч и величина периодичности обслуживания Т_км определяют собою режимы ТО.

ЕТО – производится при смене караула водителем пожарными под руководством начальника караула. Обслуживание включает проверку заправки всех систем, наличие ПТВ и его исправность, проверяется работа двигателя на холостом ходу, система всасывания пожарного насоса. Для различных ПА работа двигателя на холостом ходу находится в пределах 3…10 мин.

Распределение обязанностей водителя (В) и пожарных (П) показаны на рис.13.17.

Трудоемкость обслуживания составляет от 70 до 75 чел.-мин.

ТО_п – на пожаре не нормируется. Оно включает контроль работы двигателя и насоса. По окончании тушения пожара промывают водой водопенные коммуникации и ПН водой, если пожар тушили пеной, заполняют цистерну водой. Периодически подают смазку в сальниковый стакан насоса. При следовании в часть проверяют работу приводов управления, тормозов.

ТО_пп –после тушения пожара по возвращении в пожарную часть. После тушения пожара должна быть восстановлена боевая готовность ПА. Емкости машин заполняются ГСМ и ОВ, заменяются пожарные рукава, выполняются все работы ЕТО.

Трудоемкость работ установлена экспериментально и составляет в среднем 110 чел.-мин. При полном составе боевого расчета равном 6 чел. продолжительность обслуживания не боле 20…25 мин. Ответственность за выполнение работ возложена на начальника караула.

ТО-1 проводится в пожарных частях. При его проведении выполняются все работы ЕТО и дополнительные работы, регламентированные для каждого типа ПА в «Наставлении по технической службе в ГПС МВД России».

ТО-1 проводится после общего пробега ПА, равного 1500 км (для специальных ПА после 1000 км), но не реже одного раза в месяц.

Общий Т_об пробег ПА определяют суммой

Т_об = Т_сп + 50t, (3.13)

где: Т_сп - пробег ПА по спидометру, км; t - работа пожарного насоса, час.

Примерное распределение выполняемых работ боевыми расчетами показано на рис.13.18.

Для проведения ТО-1 ПА выводят из боевого расчета на 1-2 дня.

При ТО-1 может выявиться необходимость ремонта агрегатов. Такой текущий ремонт называют сопутствующим. Он проводится методом замены неисправного агрегата новым. Его объем не должен превышать 20% объема ТО-1.

Техническое обслуживание ПА производят в зоне обслуживания V гаража пожарной части (рис.13.19). Она включает пост мойки I, пост ТО II, мастерскую поста III, кладовую при мастерской IV. На посту в мастерской находится комплект приборов и средств для диагностических работ. Кроме того, имеется комплект различного оборудования и пособий, номенклатура которого и размещение показано на рис.13.19.

ТО-2 проводится после общего пробега ПА, равного 7000 км (для специальных ПА – 5000 км), но не реже одного раза в год. Постановка ПА на ТО-2 планируется. Обслуживание производится специалистами технических подразделений с участием водителей ПА. Трудоемкость обслуживания АЦ находится в пределах 55…75 чел.-ч. При этом на обслуживание шасси приходится 10-15% общей трудоемкости.

Для проведения ТО-2 пожарный автомобиль выводится из боевого расчета. Время пребывания ПА на обслуживании не должно превышать трех дней. Для ПА, находящихся в эксплуатации более 10 лет увеличивается время простоя до 5 суток.

ПА, прошедший ТО-2, получает руководитель и старший водитель подразделения по акту сдачи.

Пожарный автомобиль, прошедший ТО, должен отвечать всем требованиям технической документации.

Сезонное ТО_с. Нормативы трудоемкости ТО_с составляют от трудоемкости ТО-2:

для очень холодного климатического района – 50%;

для холодного климатического района – 30%;

для прочих климатических районов – 20%.

Ремонт ПА. Для ПА установлены основные агрегаты, базовые и основные детали в них. Например, основной агрегат – двигатель и сцепление. Базовой деталью для него является блок цилиндров, головка блока цилиндров, коленчатый вал и т.д., основные детали (см. Наставление по технической службе ГПС). Изложенная классификация важна для уяснения вида ремонтов.

В ГПС ремонт ПА подразделяется на следующие виды:

для автомобилей: текущий, средний, капитальный;

для агрегатов: текущий, капитальный.

Ремонты производят в пожарных частях и подразделениях технической службы (рис.13.20).

Текущий ремонт (ТР) выполняется для обеспечения работоспособности механизмов или замены отдельных агрегатов, в том числе, одного основного. Кроме того, выполняются крепежные, сварочные, слесарно-механические и другие работы.

Трудоемкость ТР находится в пределах от 15 чел.-ч/1000 км (ГАЗ-66 и др.) до 20,5 чел.-ч/1000 км (КамАЗ). Это в 2,5…3 раза больше планируемой трудоемкости на ТР базового шасси.

ТР может быть сопутствующим, выполняемым при проведении ТО-2, следовательно, его трудоемкость планируется. Кроме этого, он может проводиться по потребности, выявленной при эксплуатации или при контрольных осмотрах. ТР должен обеспечить безотказную работу отремонтированных изделий до очередного ТО-2.

Средний ремонт (СР) пожарного автомобиля предусматривается, если требуется капитальный ремонт двигателя. Возможна также замена нескольких агрегатов (в том числе, двух-четырех основных).

Пробег ПА до капитального ремонта двигателя находится в пределах 70000 (ГАЗ-66) до 130000 км (КамАЗ 43102, Урал-43202).

Трудоемкость работ при СР находится в пределах от 315 чел.-час (ГАЗ-66 и др.) до 450 чел.-ч (Урал-43202, КамАЗ). При этом до 50% трудоемкости требуется на ремонт шасси.

Время простоя ПА в среднем ремонте не должно превышать 30 календарных дней.

Капитальный ремонт (КР) пожарного автомобиля заключается в его полной разборке, замене или капитальном ремонте большинства агрегатов, систем, приборов.

Капитальному ремонту подвергается ПА, если их кузов, кабина, пожарный насос и не менее двух основных агрегатов базового шасси требуют капитального ремонта. Этот ремонт необходим также, если его техническое состояние неудовлетворительное по результатам диагностирования.

ПА, сдаваемые в КР должны быть в состоянии, позволяющем их передвижение своим ходом.

Агрегаты подвергаются КР в случае, если базовая и основные детали требуют ремонта, а также, если работоспособность агрегата не может быть восстановлена или восстановление экономически нецелесообразно при ТР.

Основным методом ремонта является агрегатный метод. По этому методу неисправный агрегат заменяется новым или отремонтированным.

Периодичность пробега ПА до капитального ремонта изменяется в пределах от 80000 км общего пробега (ГАЗ-66) до 170000 км общего пробега (ЗИЛ, КамАЗ). Трудоемкость КР находится в пределах от 520 чел.-ч (ГАЗ-66 и др.) до 800 чел.-ч (Урал 43202, КамАЗ, ЗИЛ-130). Это почти в два раза больше трудоемкости КР базового шасси.

Время простоя ПА в КР не должно превышать 60 календарных дней.

Отремонтированный ПА подвергается диагностированию или испытанию: автомобиль пробегом 2…5 км, а агрегат – работой, продолжительностью 0,5 часа.

Перед установкой на боевое дежурство ПА должен пройти обкатку. После среднего ремонта пробегом 150 км, а после КР – 400 км. В обоих случаях работа специального агрегата должна составлять 2 часа.

Ресурс АЦ, прошедшей капитальный ремонт, должен составлять не менее 50% от ресурса новой, а значение нормативной массы АЦ не должно превышать нормативный параметр более, чем на 1%.

 

13.4. Влияние природно-климатических условий на эксплуатацию ПА

 

Природно-климатические условия характеризуются состоянием дорог и рельефом местности., а также климатом в районах дислокации ПА.

Природные условия – дорожные условия и рельеф местности определяют режимы движения ПА. Дорожные условия характеризуются технической категорией дорог. Вид и качество дорожных покрытий неодинаковы в городах с различной численностью населения, в пригородных зонах и за их пределами. Важным является и рельеф местности, т.е. высота над уровнем моря. Сочетание дорожных условий и рельефа местности характеризуют категорию условий эксплуатации ПА.

В нашей стране различают пять таких категорий. Их классификация дана в табл.13.4.

Таблица 13.4

Категории условий эксплуата-ции	Условия движения
за пределами пригородной зоны (более 50 км от границы города)	в малых городах (до 100 тыс.жителей и в пригородной зоне)	в больших городах (более 100 тыс. жителей)
I II     III   IV     V	Д1 – Р1, Р2, Р3 Д1– Р4 Д1– Р1, Р2, Р3, Р4 Д1– Р1, Р2, Р3 Д1– Р5 Д1– Р5 Д1– Р4, Р5 Д1– Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д1– Р1, Р2, Р3, Р4, Р5	– Д1– Р1, Р2, Р3, Р4 Д1– Р1   Д1– Р5 Д1– Р2, Р3, Р4, Р5 Д1– Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д1– Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д1– Р1, Р2, Р3, Р4, Р5	– –     Д1–Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д1– Р1, Р2, Р3, Р4 Д1– Р1, Р2, Р3 Д1– Р1 Д1– Р5 Д1– Р4, Р5 Д1– Р2, Р3, Р4 Д1–Р1, Р2, Р3, Р4, Р5
Д6 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5

Дорожные покрытия:

 

Д₁ – цементобетон, асфальтобетон, брусчатка, мозаика;

Д₂ –битумоминеральные смеси (щебень или гравий, обработанные битумом);

Д₃ – щебень (гравий) без обработки, дегтебетон;

Д₄ –булыжник, колотый камень, грунт и малопрочный камень, обработанные вяжущими материалами, зимники;

Д₅ – грунт, укрепленный или улучшенный местными материалами; лежневое и бревенчатое покрытия;

Д₆ – естественные грунтовые дороги, временные внутрикарьерные и отвальные дороги, подъездные пути, не имеющие твердого покрытия.

 

Тип рельефа местности (определяется высотой над уровнем моря):

Р₁ – равнинный (до 200 м);

Р₂ – слабохолмистый (свыше 200 до 300 м);

Р₃ – холмистый (свыше 300 до 1000 м);

Р₄ – гористый (свыше 1000 до 2000 м);

Р₅ – горный (свыше 2000 м).

 

Состояние дорожного покрытия характеризуется сцеплением «j» колеса с дорогой и сопротивлением f его качению.

Сила тяги на колесах , как известно, может быть реализована при условии

j Gg ≥ P_к ≥ f Gg, (13.14)

при движении по горизонтальной дороге.

Величина j изменяется в широких пределах от 0,8 для асфальтобетонных дорог в сухом состоянии до 0,1, когда эта дорога обледенелая. При движении по асфальтовой дороге f = 0,015, а по песчаному грунту f = 0,3.

Следовательно, для реализации скоростных возможностей ПА необходимо тщательно обосновывать маршруты их следования по вызову, специально обучать водителей.

Категория условий эксплуатации оказывает большое влияние на режимы работы механизмов и систем ПА. Эти условия сказываются на интенсивности изнашивания рабочих поверхностей деталей, надежности их работы. В более тяжелых дорожных условиях потребуется уменьшение периодичности обслуживания, уменьшится пробег ПА до капитального ремонта и т.д.

Все нормативы по эксплуатации установлены для ПА, эксплуатируемых в третьей категории условий эксплуатации и умеренном климате в районе дислокации ПЧ.

Поэтому на практике корректируют периодичность проведения ТО-2, пробега до капитального ремонта, трудоемкость ТР. Значения коэффициентов корректировки К₁ приведены в табл.13.5.

Таблица 13.5

Кате-гория усло-вий эксплуатации	i	Нормативы
периодичность технического обслуживания	удельная трудоемкость текущего ремонта	пробег до капитального ремонта	расход запасных частей
I II III 1V V		1,0 0,9 0,8 0,7 0,6	1,0 1,1 1,2 1,4 1,5	1,0 0,9 0,8 | 0,7 0,7 | 0,6 0,6 | 0,5	1,00 1,10 1,25 | 1,4 1,40 | 1,65 1,65 | 2,0

 

Примечание: В колонках пробег до капитального ремонта и расход запасных частей в правой части даны коэффициенты К для двигателей.

Рассмотрим процедуру корректировки на примере Т_ТО-2. Для этого обозначим для первой категории условий эксплуатации К₁, а для третьей – К₃ и периодичность Т₃. Соответственно для других категорий условий эксплуатации К_i и Т_i. Тогда можно записать

 

, (13.15)

где: i – 1 – ТО-2; 2 – КР; 3 – СР.

Аналогично осуществляется корректировка всех параметров ТО и Р, указанных в табл.13.5. Необходимо только полученные результаты округлять до сотен километров или целых единиц для запасных частей.

Климатические условия. Климат – многолетний режим погоды, свойственный данной местности. Вся территория страны разделена на 6 климатических районов от очень холодного до умеренного климата, как показано в табл.13.6.

 

 

Таблица 13.6

 

Субъекты Российской Федерации	Климатические районы	К
Республика Саха (Якутия), Магаданская область	Очень холодный	1,3
Республика Алтай, Республика Бурятия, Республика Карелия, Республика Коми, Республика Тува. Края: Алтайский, Красноярский, Приморский, Хабаровский; Области: Амурская, Архангельская, Иркутская, Камчатская, Кемеровская, Мурманская, Новосибирская, Омская, Сахалинская, Томская, Тюменская, Читинская, Еврейская автономная область.	Холодный	1,2
Республика Башкортостан, Удмуртская Республика Области: Пермская, Свердловская, Челябинская.	Умеренно холодный	1,1
Республика Дагестан, Республика Северная Осетия, Кабардино-Балкарская Республика, Чеченская Республика, Ингушская Республика. Края: Краснодарский, Ставропольский. Области: Калининградская, Ростовская	Умеренно теплый, умеренно теплый влажный	0,9
Прибрежные районы морей: Черного, Каспийского, Азовского, Балтийского, Белого, Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского, Беренгова, Охотского, Японского (с шириной прибрежной полосы до 5 км)	Районы с высокой агрессивностью окружающей среды	1,1
Остальные районы России	Умеренный