FIABILITATEA ȘI MENTENANȚA PRODUSELOR

Transcript

1 FIABILITATEA ȘI MENTENANȚA PRODUSELOR CUPRINS PARTEAI I. PROBLEME GENERALE PRIVIND CALITATEA ŞI FIABILITATEA Calitatea produselor Noţiunea de fiabilitate Clasificarea defecţiunilor... II. ELEMENTE DE STATISTICĂ MATEMATICĂ UTILIZATE ÎN FIABILITATE..... Elemente şi probabilităţi..... Variabile aleatoare Indicatorii statistici ai repartiţiilor discrete şi continue Legi de repartiţie utilizate în studiul fiabilităţii Reprezentări grafice tipice a datelor statistice... 4 III. ÎNCERCAREA FIABILITĂȚII... 7 IV. TESTE DE CONCORDANȚĂ Testul Kolmogorov-Smirnov Testul hi-pătrat Verificarea caracterului Weibullion Metode grafice pentru validarea modelelor V. ESTIMAREA PARAMETRILOR DE FIABILITATE Consideraţii generale Sistem informaţional de date privind comportarea în exploatare a elementelor şi sistemelor Expresii fundamentale ale fiabilităţii Construcţia funcţiilor empirice de fiabilitate Estimarea parametrului funcţiei exponenţiale de repartiţie Estimarea parametrilor funcţiei de repartiţie Weibull PARTEAII I. NOŢIUNI GENERALE II. UZAREA PIESELOR Generalităţi privind uzarea Uzarea de aderenţă Uzarea de abraziune Uzarea de oboseală Uzarea de impact Uzarea de coroziune III. SISTEME DE ÎNTREŢINERE ŞI REPARAŢII Generalităţi privind activitatea de reparaţii Sistemul de întreţinere corectivă Sistemul de întreţinere funcţională curentă Sistemul de întreţinere funcţională periodică de tip preventiv-planificat Sistemul de revizii tehnice şi reparaţii preventiv-planificate Sistemul de întreţinere şi reparaţii de tip paleativ... 85

2 IV. NORMATIVE DE REPARAŢII Determinarea elementelor ciclului de reparaţii Stabilirea modului de planificare, realizare şi urmărire a procesului de mentenanţă a unor utilaje şi mijloace de transport Asigurarea cerinţelor de calitate a construcţiilor printr-o mentenanţă eficientă a maşinilor şi utilajelor de construcţii BIBLIOGRAFIE... 05

3 PARTEA I CAPITOLUL I PROBLEME GENERALE PRIVIND CALITATEA ŞI FIABILITATEA.. Calitatea produselor Având în vedere caracterul dinamic al calităţii produselor, conceptul de calitate a evoluat în ultimul timp, putând vorbi astăzi de un concept modern, conform căruia: calitatea este rezultatul unui proces amplu şi complex care începe cu cercetarea ştiinţifică a nevoilor sociale şi continuă cu asigurarea realizării parametrilor de calitate şi se încheie cu cercetarea ştiinţifică a comportării produsului la beneficiar (vezi fig...). Fig... Spirele calităţii Pentru definirea produselor, este necesară prin urmare, luarea în considerare a unui număr mare şi variat de factori şi condiţii de natură tehnică, economică şi socială. În literatura de specialitate se cunosc foarte multe definiţii ale calităţii (peste o sută). Una din definiţiile mai complete a calităţii a calităţii produselor dat în tratatul de economie are următorului anunţ: Calitatea produsului (serviciului) exprimă gradul de utilitate socială a acestuia, măsura în care, prin ansamblul caracteristicilor sale tehnico-funţionale, psihosenzoriale şi al parametrilor economici, satisface nevoia pentru care a fost creat şi corespunde restricţiilor impuse de interesele generale ale societăţii privind eficienţa social-economică, conservarea calităţii mediului natural şi social. Aşadar, după cum rezultă de mai sus, calitatea unui produs reprezintă o caracteristică a valorii lui de întrebuinţare. Între cele două moţiuni există o strânsă legătură, ambele referindu-se la proprietăţile produselor, la utilitatea lor. Astfel, în timp ce valoarea de întrebuinţare exprimă totalitatea proprietăţilor unui produs de a satisface anumite necesităţi, proprietăţi recunoscute în mod social, calitatea produselor exprimă măsura sau gradul în care produsul, mai precis valoarea de întrebuinţare, satisfac trebuinţa socială. În literatura de specialitate şi în practică, se foloseşte şi noţiunea de calitate a producţiei, care are o sferă mai largă, reflectând nivelul la care se desfăşoară ansamblul de activităţi care condiţionează desfăşurarea producţiei: proiectarea, organizarea fluxurilor tehnologice la nivelul acestora, structura sortimentală a fabricaţiei, metodele de organizare a producţiei şi a muncii, starea ordinii şi a disciplinei, care-şi pun pecetea asupra desfăşurării producţiei şi a calităţii produselor. 3

4 Aşadar putem trage concluzia că calitatea produselor reprezintă expresia finală a calităţii producţiei, a întregului proces de fabricaţie, concretizând nivelul tehnic, performanţele constructive şi economice, estetice, etc. ale fiecărei produs. Planificarea, asigurarea şi îmbunătăţirea calităţii sunt strâns condiţionate de exprimarea sa în termeni cantitativ. Calitatea are însă un conţinut complex, al cărui suport îl reprezintă o gamă largă de caracteristici ale produselor, diferite atât ca natură şi importanţă cât şi din punct de vedere al posibilităţilor de apreciere cantitativă obiectivă. În raport cu natura şi efectul pe care îl au în procesul de utilizare, caracteristicile calitative se pot grupa conform criteriilor prezentate în figura.. În viziunea convenţională, coordonata unică a calităţii o reprezintă funcţionalitatea, capacitatea unui produs de a îndeplinii funcţiunea pentru care a fost conceput. În construcţia de maşini, utilaje şi echipamente miniere, această funcţionalitate exprimă, de regulă, acele elemente ale calităţii care corespund cerinţelor standardelor, documentaţiei tehnice sau ale altor documente normative (exemplu: putere, viteză, debit, etc.). Acceptarea numai a acestei coordonate este însă astăzi insuficientă, de aceea, în continuare, vom defini şi alte coordonate de măsură a calităţii. Un prim aspecte care necesită să fie luat în considerare pentru definirea calităţii este dimensiunea economică a calităţii. Ne referim aici la două relaţii interdependente: funcţionalitatea cost şi funcţionalitate-cheltuieli de exploatare. Prima relaţie are în vedere fabricarea produselor cu cheltuieli minime iar cea de-a doua relaţie cheltuieli minime de exploatare, întreţinere şi reparaţii. O problemă de importanţă deosebită în evaluarea calităţii este menţinerea în timp a acesteia. Un utilaj minier de bună calitate trebuie să fie sigur în funcţionare, săşi păstreze în timp performanţele iniţiale. În acest sens rolul principal revine coordonatei disponibilitate care la rândul ei este legată de fiabilitate şi mentenabilitate. În definirea calităţii unui produs trebuie să fie luate în considerare, nu în ultimul rând, şi problemele psiho-sociale. Ne referim la estetică şi ergonomie (în ultimul timp se vorbeşte despre caracterul prietenos al unui produs), relaţia dintre maşină şi mediul natural înconjurător (gradul de poluare sonică, gaze nocive, vibraţii, etc.) precum şi asigurarea protecţiei muncii. Fig.. Criterii de apreciere a calităţii produselor Desigur, multiplele coordonate care definesc calitatea unui produs sunt într-o continuă transformare, impuse de mereu alte cerinţe ale pieţii interne şi externe. Un factor important în asigurarea calităţii îl reprezintă controlul calităţii. De la bun început trebuie să specificăm că prin control nu se creează calitate: chiar în 4

5 ipoteza că se elimină prin verificări succesive toate produsele defecte, aceasta nu ar conduce la crearea unei calităţi superioare. Aşadar, calitatea nu se poate realiza doar prin control ci numai prin conceperea şi proiectarea ei, fabricaţie şi exploatare. Precizarea funcţiunilor care revin fiecărei etape în construirea calităţii, a relaţiilor dintre ele, schimbul de informaţii despre calitatea şi prelucrarea lor, constituie ceea ce tinde să devină astăzi o noţiune de bază a conducerii în industrie: sistemul de asigurarea calităţii. Sistemul de asigurare a calităţii mai multe subsisteme care se împart în cele trei etape: concepţie, execuţie şi exploatare şi au ca obiectiv construirea, atestarea şi îmbunătăţirea calităţii. Nu trebuie pierdut din vedere că obţinerea calităţii costă, dar lipsa calităţii costă şi mai mult. În caz extrem, lipsa calităţii poate conduce la imposibilitatea desfacerii produselor. Pentru diferite produse, în figura.3 se poate observa care este legătura dintre nivelul calităţii şi costuri. Se poate constata că produsele convenţionale, care prin utilizare nu generează decât defecţiuni minere sau moderate şi pierderi materiale mici, au optimul economic spre o calitate mai redusă decât a celor de mare responsabilitate. Fig..3. Legătura dintre nivelul calităţii şi costuri costul asigurării calităţii; valoarea pierderilor prin rebuturi, remanieri, vânzări scăzute etc; 3 costul total al calităţii; A zona produselor convenţionale de uz curent (optim economic); B zona produselor convenţionale de mare responsabilitate (industrie, marină, aviaţie); C zona produselor de uz nuclear şi (sau) importanţă strategică de nivel naţional sau supranaţional. Similar cu costul total al calităţii în fabricaţie, în care este interesat producătorul, există un cost total al asigurării serviciului, în care este interesat beneficiarul. Legătura între aceste costuri şi calitate este arătată în figura.4. Se poate constata din figura.4, existenţa unei zone A optimă din punct de vedre al nivelului de calitate, precum care cheltuielile totale la beneficiar sunt minime. 5

6 Fig..4. Relaţia dintre cheltuieli (costuri) şi calitate (la beneficiari) Definiţii şi noţiuni de bază privind calitatea Calitatea concepţiei se defineşte prin materialele prescrise, soluţie tehnică, performanţe ergonomice, design, specificaţii tehnice şi toleranţe care determină caracteristicile prevăzute. Calitatea de conformanţă - reprezintă măsura în care execuţia satisface prevederile documentaţiei tehnice fiind determinată de procesul tehnologic, de utilaje şi de pregătire tehnică a fabricaţiei de activitatea de urmărire reglare şi control tehnic de calitate, de manoperă, etc. Verificarea calităţii reprezintă totalitatea acţiunilor efectuate în scopul realizării conformaţiei unui produs, serviciu sau proces faţă de specificaţiile acestuia. Activităţile de verificare a calităţii au, cu precădere un scop de constatare. Este deosebit de important ca informaţiile obţinute prin verificarea calităţii să fie prelucrate (statistic) şi să fie folosite în scopul asigurării calităţii (adică, a prevenirii apariţiei neconformanţelor). Controlul calităţii - este definit de totalitatea acţiunilor destinate dobândirii aptitudinii de folosire. Din punct de vedere economic, s-a dovedit că este mai rentabil ca informaţiile rezultate din activitatea de control să fie folosite la perfecţionarea tehnologiei de fabricaţie şi nu în amplificarea controlului. Controlul tehnic total al calităţii este definit de totalitatea acţiunilor destinate dobândirii aptitudinii de folosire. Din punct de vedere economic, s-a dovedit că este mai rentabil ca informaţiile rezultate din activitatea de control să fie folosite la perfecţionarea tehnologiei de fabricaţie şi nu în amplificarea controlului. Controlul tehnic total al calităţii reprezintă integrarea acţiunilor de ridicarea a nivelului tehnic şi calitativ, de menţinere a calităţii şi de corecţie îmbunătăţirea a calităţii în diferite compartimente ale unei unităţi, astfel încât să permită concepţia, producţia, desfacerea şi service-ul la cel mai economic nivel în vederea obţinerii disciplinei satisfaceri a beneficiarului. CTTC = asigurarea calităţii + verificarea calităţii Costurile calităţii sunt determinate de totalitatea cheltuielilor efectuate în vederea obţinerii şi / sau menţinerii calităţii produsului în trei categorii: de prevenire a defectelor, de identificarea defectelor şi costul defectelor. Gestiunea costurilor calităţii reprezintă totalitatea acţiunilor de orientare (dirijare) a calităţii în toate etapele de realizare a produsului, de la concepţie până la exploatare, prin prisma costurilor calităţii. Principiul de bază în gestiunea calităţii este: costul acţiunilor de îmbunătăţirea să fie inferior costului defectelor înlăturate (excepţie fac produsele de maximă 6

7 securitate). Scăderea costurilor calităţii constituie o resursă importantă pentru reducerea cheltuielilor de producţie costurile la 000 lei producţie marfă. Analiza valorii este o metodă de analiză şi creştere a eficienţei producţiei industriale, având ca obiective reducerea costului de producţie şi îmbunătăţirea calităţii. Fiabilitatea reprezintă probabilitatea ca un produs sau sistem să funcţioneze corespunzător o anumită perioadă de timp în condiţii prestabilite. Mentenabilitatea este probabilitatea ca un produs să poată fi întreţinut şi reparat într-un timp dat şi în condiţii dinainte precizate. Mentenabilitatea este determinată de concepţia constructivă şi de calitate de conformanţă rezultată din execuţie. Eficacitatea controlului calităţii reprezintă măsura în care acesta elimină componentele defectuoase. În cazul controlului 00 % eficacitatea se determină cu relaţia A B EC (%) = 00 A unde A, reprezintă procentul de rebut lot necontrolat, iar B este procentul de rebut lot controlat. Indicatori sintetici şi nivelului tehnic şi calitativ reprezintă expresia cantitativă a comparaţiei mai multor caracteristici de calitate, cumulate, dintre un produs de comparat, şi un produs de referinţă. Sunt numere adimensionale, valoarea lor fiind, sau = cu. Control de recepţie la intrarea în întreprindere a materialelor şi furniturilor are drept scop luarea deciziei de acceptare sau respingere a introducerii în fluxul de fabricaţie a loturilor aprovizionate. Recepţia finală (ieşiri), reprezintă operaţiile de verificare efectuate asupra produselor, înainte de livrarea acestora. Autocontrolul, reprezintă starea de organizare a lucrului în care o persoană are întreaga stăpânire şi răspundere asupra rezultatelor prevăzute să le obţină, sau altfel spus fiecare persoană este propriul său controlor de calitate. Controlul statistic al calităţii reprezintă controlul bazat pe principiile şi metodele statisticii matematice. Metodele statistice de control sa aplică cu deosebită eficacitate la: controlul de recepţie a materiilor primite, materialelor, componentelor sau produselor aprovizionate introduse în procesul de fabricaţie: controlul desfăşurării procesului de fabricaţie, în vederea prevenirii apariţiei de rebuturi: controlul produselor finite. Controlul statistic se realizează pe baza standardelor în vigoare. Control 00 % - este forma de control care se caracterizează prin verificarea integrală, bucată cu bucată, a producţiei realizate. Se aplică în cazurile: piesa de importanţă vitală şi cost foarte ridicat; proces de producţie instabil statistic. Tehnologie de control reprezintă colecţia de metode şi mijloace, folosită pentru asigurarea calităţii unui reper sau produs. Metoda demeritelor este un procedeu de evaluare a calităţii ţinând seama de natura şi numărul defectelor găsite. Analiza Pareto este o metodă de orientare a investigaţiilor prin separarea elementelor cu pondere mare, întotdeauna puţine, de cele cu pondere mică, dar multe. Diagrama Ishikawa (cauză-efect) - este o metodă de reprezentare grafică a cauzelor erorilor, pe grupe şi subgrupe derivate. Arborele greşelilor reprezintă un procedeu prin care se desemnează metoda de analiză a factorilor (materiale, specificaţii, toleranţe) care asigură nivelul calitativ al funcţiilor pe care le îndeplineşte un produs. 7

8 .. Noţiunea de fiabilitate Făcând o analiză retrospectivă a performanţelor tehnice ale maşinilor, utilajelor instalaţiilor care erau în număr şi diversitate redusă, se poate admite că acestea erau relativ coborâte, cu excepţia duratelor de serviciu foarte mari: explicaţia ar consta în faptul că aprecierile acelor realizări erau formulate în funcţie de o viaţă de om (şi nici nu erau alte considerente de apreciere).progresul tehnologic considerabil începând din a doua jumătatea secolului 0 este strâns legat de realizarea unor utilaje, maşini, instalaţii, tot mai complexe, în componenţa căreia intră multe elemente, având fiecare o durată de serviciu relativ satisfăcătoare. Sarcina fundamentală şi raţiunea dea asigura o funcţionalitate optimă unei maşini constă în necesitatea şi obligaţia de a realiza o calitate corespunzătoare serviciilor pentru care au fost achiziţionate mijloacele de muncă respective. Deşi s-au realizat îmbunătăţiri considerabile, în sensul sporirii duratei de funcţionare a componentelor de bază, acestea nu au determinat, însă o creştere echivalentă a duratei de serviciu a sistemelor în care sunt folosite încât s-a ajuns la situaţia că sistemele respective au o durată de viaţă mai mică decât a componentelor lor de bază. Aceasta situaţie izvorâtă din practica industrială, a impus o analiză în timp a modului de viaţă a sistemelor şi părţilor componente pentru a asigura un potenţial ridicat de funcţionalitate în timp, cunoscută sub noţiunea de fiabilitate. Noţiunea de fiabilitate reprezintă un complex de preocupări, activităţi, scopuri şi face parte integrală, aşa cum s-a arătat, din parametri calitativi ai unui produs. Dacă prin calitatea produselor înţelegem gradul sau nivelul prin care acestea corespund necesităţilor de consum, atunci fiabilitatea înseamnă pe lângă acestea, folosirea produselor la parametri proiectaţi, exploatarea lor sigură şi continuă în condiţii bine determinate, pe o durată de timp dată. Cele mai uzuale exprimări de definire a noţiunii de fiabilitate pot fi considerate următoarele: - fiabilitatea exprimă gradul, nivelul de încredere, de siguranţă în exploatare a pieselor şi produsului finit complex; - fiabilitatea este proprietatea ca un utilaj, aparat, maşină sau piesă să funcţioneze corect într-un timp dat, în condiţii de utilizare precis, respectiv probabilitatea ca acestea să nu aibă defecţiuni în perioada aceea de timp; - fiabilitatea reprezintă ansamblul calităţilor unui sistem tehnic care determină capacitatea acestuia de a fi utilizat un timp cât mai îndelungat, în scopul pentru care a fost construit; - fiabilitatea este o mărime a probabilităţii de funcţionare a unui sistem tehnic în conformitate cu normele prescrise; - conform recomandării Comisiei Electrotehnice Internaţionale (C.E.I.), fiabilitatea este o caracteristică a unui dispozitiv exprimată prin probabilitatea cu care el îndeplineşte o funcţie necesară, în condiţii date, pe o durată de timp dată. - conform STAS 874/-77 fiabilitatea reprezintă aptitudinea unui dispozitiv (reper, ansamblu, echipament, subsistem sau sistem) de a-şi îndeplini funcţia specifică, în condiţii date şi de-a lungul unei durate date. Teoria fiabilităţii poate fi considerată astăzi, o ramură a ştiinţei care se ocupă cu studiul măsurilor generale ce trebuie luate în considerare la proiectarea, încercarea, fabricarea, recepţia şi exploatarea sistemelor tehnice, pentru a sigura eficienţa maximă a utilizării lor. 8

9 Pentru a cunoaşte probabilitatea pe care o are un utilaj de a funcţiona fără defecţiuni în condiţiile de utilizare determinate, în multe cazuri subansamblelor care îl alcătuiesc. În legătură cu aceasta, analizele efectuate de instalaţii specializate cu privire la corelaţia dintre precizia, calitatea pieselor şi a produsului finit, au condus la concluzia că nu trebuie admise nici un fel de abateri faţă de prescripţiile tehnice de calitate, întrucât orice abatere privind calitatea pieselor (dimensională sau de material) se amplifică substanţial la nivelul produsului finit. Concretizând experienţele dobândite în alte ţări şi la ICTCM Bucureşti pe baza analizei statistice matematice, s-a obţinut legătura între fiabilitatea produs fiabilitate repere componente (pentru 000 buc. piese importante din punct de vedere funcţional), ilustrată în figura.5. Fig..5. Legătura fiabilitate produs-fiabilitate elemente componente Se observă că la o fiabilitate a elementelor componente de 99,9 %, fiabilitatea produsului este 39,8 %. Având în vedere creşterea ritmului de dezvoltare a ştiinţei şi tehnicii, a gradului de complexitate a maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor miniere, fiabilitatea va avea ca obiective: - studiul defecţiunilor (al cauzelor, al proceselor de apariţie şi de dezvoltare şi a metodelor de combatere a lor); - analiza fizică a defecţiunilor; - aprecierea cantitativă şi calitativă a comportării în timp a produselor ţinând seama de influenţa pe care o exercită asupra acestora factorii interni şi externi; - determinarea modelelor matematice şi metodelor de calcul şi de prognoză a fiabilităţii pe baza încercărilor şi urmăririi în exploatare a produselor. - stabilirea căilor şi metodelor pentru asigurarea, menţinerea şi creşterea fiabilităţii în proiectare, fabricarea şi exploatarea produselor; - stabilirea metodelor de selectare şi prelucrare a datelor privind fiabilitatea produselor. Conceptul de fiabilitate poate fi definit sub două aspecte: calitativ şi cantitativ. Calitativ, fiabilitatea reprezintă capacitatea unui sistem de a funcţiona fără defecţiuni, în decursul unui anumit interval de timp, în condiţii date. Cei mai importanţi indici calitativi sunt: - capacitatea de funcţionare, reprezintă proprietatea produsului de a corespunde tuturor cerinţelor impuse de documentaţiile tehnice; - capacitatea de bună funcţionare, înseamnă că se asigură o funcţionare normală şi în plus comoditate şi estetică; 9

10 - disponibilitate, reprezintă capacitatea unui produs de a fi în stare de funcţiune la un moment dat; - durata de viaţă, constituie proprietatea produsului de a-şi păstra capacitatea de funcţionare, cu pauzele necesare pentru activităţi de mentenanţă; - rezervarea (redundanţa), constituie adăugarea de elemente suplimentare faţă de cele minim necesare pentru a sigura funcţionalitatea normală; - capacitatea de reparare, este proprietatea de a putea depista şi înlătura defecţiunile; - restabilirea, capacitatea de a se reda în întregime capacitatea de funcţionare după efectuarea reparaţiilor; - defectul sau deranjamentul, înseamnă evenimentul care generează pierderea capacităţii de bună stare. Cantitativ fiabilitatea reprezintă caracteristica unui produs definită prin posibilitatea ca un produs să-şi îndeplinească funcţia specificată, într-un interval de timp dat şi în condiţii date. Prin urmare, pentru exprimarea cantitativă a fiabilităţii se foloseşte elemente de teoria probabilităţii şi statistică matematică, întrucât mecanismul de defecte nu se supune unor legi determinate. Valoarea numerică a unui parametru de fiabilitate pentru un element, dispozitiv se numeşte indice de fiabilitate. Ţinând seama de caracteristicile de fiabilitate, parametrii cantitativi pot fi clasificaţi în mai multe grupe: - parametrii funcţionali fără defecţiuni care înseamnă:probabilitatea funcţionării fără defecţiuni, probabilitatea ieşirii din funcţiune, timpul de funcţionare fără defecţiuni, timpul de funcţionare între defecţiuni, intensitatea (sau rata) defecţiunilor; - parametrii restabilirii: probabilitatea restabilirii, timpul de restabilire intensitatea (rata) restabilirii, coeficient de disponibilitate; - parametrii servirii tehnice: probabilitatea servirii tehnice, timpul de servire, coeficientul servirii tehnice; - parametrii de exploatare: durata de serviciu, durata funcţionării, resursa tehnică, coeficienţi de utilizare, costul exploatării etc. Obiectele cărora li se urmăreşte fiabilitatea sunt în general sistemul şi elementul. Prin sistem se înţelege ansamblul de obiecte care funcţionează în comun în scopul realizării în mod independent a unei anumite funcţiuni practice (exemplu: combina minieră, transportor cu raclete sau cu bandă, ventilator, etc.). Elementul reprezintă o anumită parte din sistem, capabilă să îndeplinească o anumită funcţie în cadrul sistemului (exemplu: motor cu acţionare, reductor, cuţite de combină ect.), În principiu, sistemul poate fi împărţit în orice număr de elemente necesare pentru analiza fiabilităţii. Elementele unui sistem complex pot să se împartă la rândul lor în elemente de al doilea rang, în raport cu care elementele din primul rang sunt sisteme. În cazul în care nu apare necesitatea împărţirii în elemente componente, se vor utiliza uneori termenii de produs sau dispozitiv, care pot fi atribuiţi oricărei construcţii finite, destinată pentru rezolvarea unei anumite probleme practice. În general, elementele se pot împărţii în două mari categorii: - elemente electrice (motoare electrice, rezistenţe, condensatoare,relee, etc); - elemente mecanice, în care se includ de regulă şi cele hidraulice şi pneumatice şi care se împart la rândul lor în două grupe: - elemente cinematice (roţi dinţate, lagăre, arbori, etc) - elemente de fixare (suporţi, şuruburi, pene, etc.). 0

11 Sistemele şi elementele componente se pot afla într-una din cele două stări: în stare de funcţionare sau stare defectă (de nefuncţionare),.3. Clasificarea defecţiunilor Defectarea sau ieşirea din funcţiune reprezintă încetarea aptitudinii unui sistem (element) de a-şi îndeplini funcţia specificată. Defecţiunile elementelor şi sistemelor se pot clasifica după diferite criterii.. După dependenţa dintre defecţiuni se pot deosebi defecţiuni primare, adică apărute din orice motiv în afară de acţiunea unei alte defecţiuni şi defecţiuni secundare, apărute ca rezultat al unei alte defecţiuni.. După uşurinţa de detectare a defecţiunilor ele pot fi evidente sau ascunse. 3. După viteza de apariţie distingem defecţiuni bruşte, care provoacă modificarea bruscă (practic instantanee, a caracteristicilor elementelor) şi defecţiuni progresive (treptate) care apar ca urmare a deprecierii lente, treptate a stării sistemelor (elementelor) datorită fenomenelor de uzare. 4. După nivelul de defectare avem: defectare parţială, ce rezultă din deviaţiile uneia sau mai multor caracteristici, dar care nu provoacă dispariţia totală a funcţiei specificate a elementului, defectare totală, când avem încetarea totală a funcţiei specificate a elementului: defectare intermitentă, are loc pe o durată limitată după care elementul îşi revine fără nici o acţiune corectivă asupra lui. 5. În raport cu efectele provocate se disting patru clase de defectări: critice în cazul în care poate provoca rănire de persoane sau pierderi de materiale importante; majore care reduc în mod simţitor timpul de utilizare a elementului; minore, care nu este susceptibilă să reducă aptitudinea unui element mai complex, din care face parte sau este în legătură, de a-şi îndeplini funcţia specificată. 6. După perioada de apariţie distingem: perioada defectărilor timpurii (precoce) care corespund cu perioada de la începutul vieţii, de-a lungul căreia rata de defectare descreşte: perioada defectărilor de rată constantă (de maturitate), în care rata căderilor este sensibil constantă: perioada defectărilor târzii (de bătrâneţe uzură) în care rata căderilor creşte rapid şi exploatarea în continuare a sistemului, fără înlocuirea elementelor, devine neraţională. În figura.6 este reprezentată una din caracteristicile λ tipice. Menţionăm că nu întotdeauna caracteristica λ are aspectul din fig..6, ci poate fi diferită, deoarece părţile componente au durată de viaţă diferite. Fig..6. Curba tipică a ratei căderilor λ

12 CAPITOLUL II ELEMENTE DE STATISTICĂ MATEMATICĂ UTILIZATE ÎN FIABILITATE.. Elemente şi probabilităţi Studiul fiabilităţii elementelor şi sistemelor este de neconceput fără utilizarea limbajului teoriei probabilităţilor, pentru că însăşi fiabilitatea este definită ca o probabilitate a funcţionării fără defecţiuni pe o perioadă de timp dată în condiţii impuse, de aceea în cele ce urmează se vor expune câteva noţiuni din această disciplină matematică. Pentru studiul fenomenelor, teoria probabilităţii operează cu unele noţiuni specifice, cum ar fi:. Eveniment : reprezintă producerea sau neproducerea unui fenomen într-un experiment oarecare (exemplu: starea de funcţionare sau nu, la un moment oarecare, a unui dispozitiv, piesă etc, este un eveniment). Evenimentele pot fi: a) eveniment sigur: un eveniment care se produce în mod obligatoriu la efectuarea experimentului; b) eveniment imposibil: un eveniment care nu se produce în mod obligatoriu la efectuarea unui experiment; c) eveniment întâmplător un eveniment care poate să se producă sau nu la efectuarea unui anumit experiment. Fiecare eveniment întâmplător este rezultatul acţiunii mai multor factori şi de aceea nu poate fi anticipat într-o singură probă. Dacă însă considerăm evenimente întâmplătoare care pot fi observate de mai multe ori în condiţii de acelaşi fel, atunci acestea se supun unor reguli precizate de statistica matematică; d) eveniment incompatibil: două sau mai multe evenimente sunt incompatibile dacă producerea uneia dintre ele exclude producerea celorlalte într-o aceeaşi încercare.. Probabilitatea unui element P(A) este măsura numerică a posibilităţii de realizare a evenimentului şi se exprimă ca fiind raportul dintre numărul n de apariţie a evenimentului şi numărul total N al încercărilor (observaţiilor efectuate). P(A) = n/n (..) Din această definiţie rezultă că probabilitatea evenimentului sigur este (n=n), probabilitatea evenimentului imposibil este 0 (n=0), iar probabilitatea unui eveniment întâmplător este cuprinsă între 0 şi (0 n N). Rezultă că probabilitatea oricărui eveniment A satisface dubla inegalitate: 0 P(A) (.) 3. Câmp de evenimente reprezintă totalitatea rezultatelor obţinute ca urmare a unor experimentări. 4. Câmp de probabilitate reprezintă probabilitatea fiecărui eveniment inclus într-un câmp de evenimente... Variabile aleatoare În domeniul producţiei materiale majoritatea caracteristicilor de calitate şi fiabilitate ale produselor sunt variabile care pot lua diferite valori, ca urmare a mulţimilor de factori întâmplători. Aceste mărimi sunt denumite variabile aleatoare (sau întâmplătoare) şi cu ajutorul lor se pot descrie diferite evenimente în cazul studierii unui fenomen. De exemplu, în teoria fiabilităţii dintre variabilele aleatoare frecvent întâlnite putem menţiona: numărul de defecţiuni care apar într-o anumită

13 perioadă de funcţionare; numărul produselor defecte dintr-un lor examinat: timpul de funcţionare; numărul produselor defecte dintr-un lot examinat; timpul de funcţionare fără defecţiuni: timpul de restabilire; timpul de oprire forţată; nivelul parametrilor tehnici ai dispozitivelor, etc. După mulţimile pe care sunt definite, variabile aleatoare poate fi : - discrete adică o variabilă care poate avea numai valori izolate (x, x,, x n ) cu alte cuvinte definită pe o mulţime cel mult numerabilă (numărul de piese defecte dintr-un lot, turaţia obţinută la un reductor etc.); - continuă variabila aleatoare care umple cu un număr infinit de valori posibile un interval finit sau infinit sau altfel spus, variabila definită pe mulţimea continuă (durabilitatea unei scule miniere, durabilitatea unei piese recondiţionate, tec.). a. Variabila aleatoare discrete. Repartiţia unei variabile aleatoare discrete reprezintă enumerarea tuturor valorilor posibile şi a probabilităţii fiecărei valori. Astfel, dacă pentru variabila aleatoare x, valorile posibile sunt x, x,, x n, iar în urma experimentului probabilitatea apariţiei fiecărei valori este p, p, p n, repartiţia se prezintă sub forma: x x : i i =,,...,n p (.3.) i Pentru o anumită valoare posibilă a lui x, probabilitatea apariţiei acestei valori este: p ( x = x) = f ( x) = px (.4) unde: x reprezintă argumentul variabilei aleatoare, iar f (x) este funcţia de probabilitate, aceasta din urmă îndeplinind condiţia: 0 f ( x) (.5) În cazul unui experiment, totalitatea valorilor posibile pe care le poate lua variabila x, formează un sistem complet de evenimente incompatibile, prin urmare: n p i = (.6.) i= Pentru determinarea probabilităţii evenimentelor x x, se notează: F ( x) = P( x x) = P( x ) = p i (.7.) x i x unde:f (x) reprezintă funcţia de repartiţie a variabilei aleatoare x, având semnificaţia de probabilitate cumulată. Reprezentarea grafică a funcţiei de probabilitate şi a funcţiei de repartiţie este dată în figura.. Fig... Graficul funcției de probabilitate (a) și a funcției de repartiție (b) în cazul variabilelor aleatoare discrete 3

14 b. Variabila aleatoare continuă. Fie variabila aleatoare continuă: ( ) [ ] x x ( ) x a,b (.8) ρ x în care ρ( x) este numită densitatea de probabilitate şi are reprezentarea grafică dată în figura..a. Funcţia de repartiţie a variabilei aleatoare continue în intervalul [ a, x] este de forma: x ( x) P( x x) = ρ( x) F = a dx (.9.) şi este reprezentată în figura..b. Fig... Graficul densității de probabilitate (a) și a funcției de repartiție (b) în cazul variabilelor aleatoare continue Funcţia de repartiţie a unei variabile aleatoare, discrete sau continue, poate fi exprimată prin formula unică: x F ( x) = df( x) (.0) în care pentru variabila continuă avem: x df( x) = ρ( x)dx sau F ( x) = ρ( x) dx (.) iar pentru variabila discretă x xi df ( x) = f ( ) sau ( x) = f ( ) i= x i x i F (..) i=.3. Indicatorii statistici ai repartiţiilor discrete şi continue Variabilele aleatoare sunt caracterizate complet prin funcţiile lor de repartiţie. Cunoaşterea indicatorilor statistici ai repartiţiilor discrete şi continue permite studiul repartiţiei statistice a variabilei urmărite x, oferind date privind tendinţa centrală de grupare, (valoarea medie, mediana, modul) împrăştierea sau concentraţia (amplitudine, dispersie, abatere standard, etc) şi forma graficelor de distribuţie (simetrie şi asimetrie, boltire). Principalii indicatori statistici sunt: a. Valoarea medie (aparenţa matematică) simbolizată cu μ sau M(x) este un indice al centrării unei repartiţii. Pentru o variabilă aleatoare x este dată de relaţiile: - pentru variabile de tip discret: µ = M [ x n ] = x i p i (.3.) f = - pentru variabile de tip continuu: x i 4

15 b [ x] = xρ( x) µ = M a dx (.4.) Sau în cazul când valorile lui x se consideră drept domeniu de variaţie toată axa reală, valoarea medie devine: + µ = M [ x] = xρ( x) dx (.4 ) b. Mediană (M e ) este acea valoare a unei serii statistice, cu termeni în ordine crescătoare şi care împarte seria în două grupe egale ca număr de valori, respectiv în raport cu care variabilele au aceeaşi probabilitate de a fi inferioară sau superioară: P( x Me ) = P( x Me ) = F( x) = (.5.) Pe graficul funcţiei de repartiţie f(x), mediana este egală cu abscisa punctului care împarte aria delimitată de curba f(x) şi axa absciselor, respectiv în două părţi egale (fig..3). Fig..3. Reprezentarea medianei (M e ) pe graficul funcției de repartiție f(x) c. Modul (M 0 ) este valoarea cea mai probabilă (dominantă), respectiv valoarea cu frecvenţa cea mai mare a unei variabile aleatoare pentru repartiţiile unimodale, iar în cazul repartiţiilor eterogene seria statistică prezintă mai multe module pentru repartiţia polimodală (fig..4.). Fig..4. Reprezentarea modului pentru repartiția unimodală (a) și polimodală (b) d. Amplitudine (W), sau extindere, interval de variaţie reprezintă diferenţa dintre valoarea cea mai mare (x max ) şi cea mai mică (x min ) dintr-o serie statistică: W = x max x min (.6.) e. Dispersie (D(x), este indicatorul principal al împrăştierii şi este egală cu media aritmetică a pătratelor abaterilor sale faţă de media M(x), având ca relaţii de calcul: - pentru variabile discrete: 5

16 n D [ x] = M[ x M( x) ] = ( xi µ ) pi (.7.) i= - pentru variabile continue: + D[ x] = ( x µ ) f ( x) dx (.8.) Acest indicator ne arată, de exemplu gradul precizie:: cu cât dispersia este mai mică cu atât precizia este mai mare şi invers. f. Abatere standard (s; δ ) reprezintă rădăcina pătrată din dispersie, adică: s = δ = D x (.9) [ ] Iar expresiile pentru variabilele discrete şi continue, rezultă din înlocuirea lui [ x] D cu relaţia.7, respectiv.8. g. Momentul de ordinul r, reprezintă un indicator statistic care apreciază forma funcţiei de repartiţie (asimetrie, boltirea). Momentul de ordinul r în raport cu o valoare x 0 reprezintă media aritmeti0că a puterilor r a abaterilor valorilor unei serii staţionare x, x,x n faţă de x 0, respectiv n ( x x ) r M = f (.0.) r i 0 i i= unde:f i, reprezintă frecvenţa relativă (f i n i /n, în care n i sunt frecvenţele absolute ale valorilor x i, iar n numărul total al valorilor), r ordinul momentului; x 0 valoarea de referinţă. Pentru x 0 = x (media seriei) şi r, momentul central de ordinul este tocmai dispersia (relaţia.7.), iar pentru x 0 =0 şi r =, momentul este media aritmetic. h. Coeficientul de asimetrie (A), reprezintă un indicator al gradului de simetrie al curbei frecvenţelor faţă de media aritmetic. A = ( x M0 )/ S (..) Dacă x M0 atunci A 0 şi asimetria este de stânga (pozitivă): dacă x M0 atunci A 0 asimetria este de dreapta (negativă). i. Coeficientul de boltire (β), reprezintă un indicator al gradului de înclinare a pantei curbei funcţiei de repartiţie unimodală în vecinătatea modulului..4. Legi de repartiţie utilizate în studiul fiabilităţii În general, o anumită caracteristică cercetată ia valori întâmplătoare cuprinse între două valori limită, fiecare valoare având o frecvenţă proprie. Repartizarea acestor valori, respectiv a frecvenţelor corespunzătoare între cele două valori limită, într-un anumit interval, se poate reprezenta printr-o lege de repartiţie ce exprimă dependenţa dintre valorile caracteristicii cercetate şi probabilitatea aferentă. În cazul variabilelor aleatoare discrete, principalele legi de repartiţie sunt: binomală (sau Bernoulli), multinomială, hipergeometrică şi Poison. Repartiţiile continue au o deosebită importanţă, atât prin faptul că sunt folosite direct în cercetarea unor caracteristici cu valori continue ale colectivităţilor cât şi prin aceea că aproximează suficient d.p.v. practică multe din repartiţiile discrete. Dintre legile de repartiţie continue cu aplicabilitatea mai mare în fiabilitate menţionăm: exponenţială, Weibull, normală, lognormală, Raleygh şi Gamma. În continuare se vor prezenta principalele legi de repartiţie cu aplicaţii în domeniul utilajelor, instalaţiilor şi echipamentelor miniere. Stabilirea funcţiei de repartiţie reprezintă una din problemele importante ale teoriei fiabilităţii. În prezent nu toate elementele componente ale maşinilor, 6

17 instalaţiilor şi echipamentelor au stabilită legea de repartiţie teoretică a timpului de funcţionare fără defecţiuni..4.. Repartiţie binomială Este utilizată la studiul repartiţiei erorilor de măsurare, la analiza comportării aparatelor şi dispozitivelor, pentru care experimentele îndeplinesc condiţiile: - fiecare încercare să formeze un sistem complet de evenimente incompatibile A şi non A, cu alte cuvinte să existe numai două rezultate posibile; - probabilitatea de apariţie a unui eveniment, la fiecare încercare să fie constantă şi egală cu p, caz în care probabilitatea evenimentului contrar (non A) este q = -p. Numărul de apariţie evenimentului A este o variabilă aleatoare di scretă, cu valori certe 0,,, n. Acestor puncte li se atribuie în mod corespunzător posibilităţile: k k n k Pn ( k) = P( Ak ) = Cnp q unde n C k n = (..) k( n k) Se observă că P n (k) este termenul de ordinul k din dezvoltarea binomială (p+q) n, de unde şi denumirea de repartiţie binominală. Funcţia de repartiţie binomială are forma: F ( x) unde [ ] 0 [ x] k n k q n k q = c n p = k = 0 n k n k k q c p n k = 0 x este partea întreagă a lui x. Principalii indicatori statistici ai variabilei aleatoare sunt: x = npq Media M[ x ] = np; dispersia D[ ].4.. Repartiţia Poisson Este o repartiţie de tip discret şi se mai numeşte legea evenimentelor rare datorită faptului că:probabilitatea de apariţie a evenimentului care se examinează este mică, ca de exemplu: producerea accidentelor, defecţiunilor maşinilor şi instalaţiilor, apariţia unor produse necorespunzătoare calitativ într-un lot de produse de calitate superioară etc. Repartiţia Poisson de parametru λ este determinată de probabilităţile: k λ λ P( kλ) = e (.4.) k unde k=0,,.şi λ 0 este un parametru dat. Funcţia de repartiţie a variabilei x care urmează o lege Poisson este: [ x] [ x] ( λ) = ( λ) = λ k λ F x P k e (.5.) k = 0 k = 0 k Principalii indicatori statistici ai variabilei aleatoare sunt: x = λ ; dispersia D [ x] = λ. Media M [ ] 7

18 .4.3. Repartiţia exponenţială Din punct de vedere istoric, este primul model de repartiţie utilizat intensiv în teoria şi practica fiabilităţii. Densitatea de probabilitate are expresia: pentru x 0 (.6.) ( ) 0 f xλ = λe λx pentru 0 x unde: λ 0 Funcţia de repartiţie (probabilitatea căderii produsului) este: F x 0 ( x; λ) = f ( x; λ) 0 dx = e λx x 0 x 0 (.7.) Probabilitatea ca echipamentul să supravieţuiască, adică funcţia de fiabilitate R(x: λ ) este dată de: e λx R( x; λ ) = F( x; λ) = e (.8.) întrucât, λx f ( x; λ) λe λ = rezultă, λ = λx R( x; λ) e λ-constant Reprezentările grafice ale densităţii de probabilitate f ( x;λ), a funcţiei de repartiţie F ( x;λ), a fiabilităţii R ( x;λ) şi a ratei căderilor λ ( x) sunt redate în figura.5. Fig..5. Graficul f(x;λ), F(x;λ), R(x;λ) și λ(x) pentru repartiție exponențială Principalii indicatori statistici ai variabilei aleatoare sunt: - media [ ] = M X 0 XF( X; λ) DX = λ - dispersia [ ] = λ λ x D x 0 x e dx = λ OBSERVAŢII:. Valabilitatea repartiţiei exponenţiale începe odată cu sfârşitul perioadei de uzură.. Rata defectărilor λ fiind constantă, şansele de supravieţuire a obiectului considerat sunt aceleaşi în toate intervalele de timp, egale între ele, situate în perioada vieţii utile, dacă obiectul respectiv a supravieţuit până la începutul unui astfel de interval. 8

19 .4.4. Repartiţia Weibull În multe situaţii defecţiunile care nu pot caracteriza după nici o lege de repartiţie enumerate întrucât ele reprezintă rezultatul unor repartiţii de amestec, corespunzătoare faptului că unele elemente se pot găsi în uzură iar altele nu şi-au început încă viaţa utilă. Repartiţia Weibull reprezintă un domeniu vast de aplicare în teoria fiabilităţii întrucât asigură o mai bună concordanţă cu datele experimentale. Acest domeniu cuprinde procese de îmbătrânire, de uzură fizică, de natură aleatoare etc. Alte avantaje ale acestei repartiţii pot fi: - reprezintă o formă analitică relativ simplă; - are un corespondent în fizica desfăşurării fenomenelor şi proceselor reale; - poate descrie, prin elasticitatea dobândită de experienţa a trei parametrii, fenomene şi procese de o complexitate ridicat; - permite elaborarea de metode cu grad ridicat de operativitatea, ce lărgeşte considerabil aria de utilizare. Faţă de repartiţia exponenţială, prezintă următoarele avantaje: - rata defectărilor nu este necesară să fie constantă ei depinzând în timp,fapt ce concordă într-o măsură mai mare cu desfăşurarea unei largi categorii de fenomene: - prin cei doi parametrii suplimentari ce-i conţine, repartiţia Weibull capătă un plus de fiabilitate în descrierea unor procese de complexitate ridicată. Comparativ cu repartiţia normală (cap...5.) principalul avantaj constă în posibilitatea caracterizării fenomenelor şi proceselor repartizate asimetric, situaţii ce reprezintă o frecvenţă ridicată în economie şi tehnică,. O calitate în plus a repartiţiei Weibull se află în faptul că aceasta înglobează repartiţiile exponenţiale, Rayleigh şi normal sub forma unor cazuri particulare. Există numeroase forme de prezentare a repartiţiei Weibull, echivalente în ultima instanţă. Putem reţine trei din cele mai importante variante: biparametrică, normată şi triparametrică. Efectuând transformări relativ simple, se poate trece de la o formă la alta şi utilizate pe cea care răspunde în mai mare măsură cerinţelor concrete. a. Repartiţia Weibull biparametrică Densitatea de probabilitate este dată de relaţia: β ( x; β λ β, x λ) = βλ x e x > 0, β > 0,siλ. > f (.9.) unde: 0 Reprezentarea grafică a densităţii de probabilitate este dată în figura..6. Fig..6. Graficul densității de probabilitate pentru diferite valori ale parametrului de formă β 9

20 Funcţia de repartiţie (probabilitatea de cădere) are expresia: X 0 f ( x; β, λ) = F( x; β, λ) dx = β e λx dacă x < 0 (.30.) dacă x 0 Probabilitatea funcţionării fără căderi până la un moment x (funcţie de fiabilitatea) va fi : ( x; β, λ) = F( x; β, λ) λx β = e R (.3.) Rata căderilor rezultă din: f ( ) ( x; β, λ) β λ x = = β λ x R( x; β, λ) (.3.) Forma curbei ratei căderilor, în funcţie de diferite valori ale lui β, este ilustrată în figura.7. Când β >, rata creşte monoton, pentru β = rezultă cazul repartiţiei exponenţiale, iar când β < rata scade monoton. Fig..7. Dependența ratei căderilor de parametrul de formă β În cazul în care se urmăreşte fiabilitatea unor elemente care în prima perioadă de viaţă prezintă defecţiuni ascunse, dar apoi un timp relativ mare nu suferă de îmbătrânire probabilitatea căderii la început este foarte ridicată, după care se stabilizează în jurul unui nivel relativ constant, funcţia de fiabilitate se aproximează bine în acest caz cu modelul Weibull de parametru β <. În situaţia în care elementele urmărite se caracterizează prin absenţa defectelor ascunse, însă se manifestă cu pregnanţă fenomenul de îmbătrânire pe măsura trecerii timpului, iar λ creşte monoton, funcţia de fiabilitate se aproximează printr-o repartiţie Weibull cu β >. b. Repartiţia Weibull forma normată În anumite cazuri practice este avantajoasă o altă exprimare a repartiţiei Weibull normând valorile printr-o constantă θ ce reprezintă parametrul de scară reală. Dacă se introduce notaţia: λ =, de unde θ = (.33.) β β θ λ Expresia funcţiei densitate de probabilitate în forma: 0

21 β x β x β x f = θ ; β e (.34.) θ θ θ Funcţia de repartiţie are expresia: β x x x 0 x F ; β = f = ; β dx e dacă x 0 θ θ θ dacă x > 0 iar funcţia de probabilitate va fi: x β x x R ; F ; = e θ (.35.) β = β θ θ Graficul funcţiei de probabilitate este dată în figura.8. Fig..8. Dependența funcției de fiabilitate de parametrul de formă β c.repartiţia Weibull triparametric Acest model de repartiţie constituie o variantă completă fiind utilizat trei θ şi parametrul de parametrii: parametrul de formă ( β ), parametrul de scară ( ) localizare ( δ ). Funcţia densităţii de probabilitate are forma: β β x δ x δ f ( x; θ, βλ) = e (.37.) θ θ θ unde: x > δ,0 > 0, < δ < +, β > 0 Funcţia de repartiţie a funcţiei densităţii de probabilitate este: β x δ F ( x : θ, δ) = e θ (.38.) iar funcţia de fiabilitate: β x δ R ( x : θ, β, δ) = e θ (.39.) Pentru β = şi ţinând seama de relaţia.33, iar iniţializarea se efectuează la momentul zero ( δ = 0), atunci (.39.) iar forma: λx R( x; λ ) = e Expresia modelului exponenţial (relaţia.8.).

22 Principalii indicatori statistici sunt daţi în tabelul.. Tabelul. Modelul Weibull Media:M[x] Dispersia: D[x] biparametric Γ/β+/λ /β [ Γ(/β+)- Γ (/β+)]/ λ /β normat θ Γ(/β+) θ [Γ(/β+)-Γ (/β+)] triparametric θγ(/β+ θ [Γ(/β+)-Γ(/β+) ] OBSERVAŢIE:Γ(x) este integrala Euler de tip gamma care se determină din tabele statistice Repartiţia normală Repartiţia normală (Gauss) are o largă aplicabilitate în cercetarea experimentală a proceselor influenţate de un număr mare de factori întâmplători. Atât teoria cât şi practice au stabilit, utilizarea repartiţiei normale, pentru perioada finală sau de uzură a unor categorii de produse ale construcţiei de maşini. Densitatea de probabilitate are forma: ( x M) f ( x) = e σ (.40.) σ π unde M este media şi σ - abaterea (σ ). Funcţia de repartiţie, care reprezintă probabilitatea căderii produsului până la momentul x este dată de relaţia: ( x M) x ( ) = π F x e dx (.4.) σ π iar funcţia de fiabilitate va fi: ( x) ( x M ) π R = e σ π dx (.4.) Rata căderilor se va calcula cu relaţia: f ( ) ( x) λ x = R( x) În figura.9. sunt prezentate curbele densităţii de probabilitate f(x), a fiabilităţii R(x) şi a ratei căderilor λ(x). Se observă că curba densităţii de probabilitate are forma de clopot., simetrică (teoretică) la axa absciselor în punctele - 3λ şi +3λ. x Fig..9. Densitatea de probabilitate (a), fiabilitatea (b), și rata căderilor (c) pentru repartiția normală

23 În cazul repartiţiei normale indicatorii variabilei aleatoare sunt: - media [ ] = M x xf ( x) dx = ( x m) f ( x) dx + m f ( x) dx = 0 + m = m - dispersia D [ x] = π.4.6. Repartiţia lognormală Repartiţia lognormală (legea lui Galton) modelează matematic repartiţia unor defecte specifice repartiţiilor unor utilaje. Densitatea de probabilitate are expresia: ( ln x a) f ( x) = e σ (.43.) xσ π unde a ln x / n reprezintă media, iar σ este abaterea standard. = n i Principalii indicatori statistici ai variabilei aleatoare sunt: a - media M[ x] = e + σ / a +σ e σ = e - dispersia D [ x].4.7 Repartiţia Rayleigh Este un caz particular al repartiţiei Weibull pentru β= şi caracterizează procesele de uzare Repartiţia Gamma Densitatea de probabilitate are forma: n x t f ( x;n, θ) = e θ (.44.) θτ( n) θ x 0, θ>0 unde n, reprezintă numărul de căderi. Funcţia de repartiţie sau probabilitatea căderilor va fi: x n x F( x;n, θ ) = x e dx τ( n) x 0 iar fiabilitatea: n x R( x;n, θ ) = x x e dx (.45.) τ( n) x 0 Indicatorii statistici ai variabilei sunt: - media M [ x] = nθ - dispersia [ ] D x = nθ 3

24 .5. Reprezentări grafice tipice a datelor statistice Datele statistice tabelate pot fi reprezentate grafic utilizând diferite figuri geometrice.. Reprezentarea în coordonate roctangulare, este reprezentarea în raport şi proporţional cu două axe (ordonată şi abscisă). Pentru aceste reprezentări, în cele mai multe cazuri se folosesc scările aritmetice (proporţionalitate între numerele x i şi y i şi lungimile absciselor şi ordonatelor) şi scările logaritmice (proporţionalitate între logaritmii numerelor x i şi y i. Reţeaua probabilistică, reprezintă o hârtie specială gradată pe care se reprezintă perechile de puncte în vederea estimării unor parametrii sau pentru validarea unei legi de repartiţie. 3. Reprezentarea în coordonate polare, este reprezentarea în coordonata raportate la o axă x şi un pol 0 situat pe axa x. 4. Diagrama în batoane (bare), reprezintă aceea diagramă în care fiecărei valori a variabilei, înscrisă în abscisă, i se apreciază o ordonată ( baton ) de lungime corespunzătoare cu frecvenţa valorii (fig..0.) Fig..0. Reprezentarea prin segmente verticale 5. Diagrama cumulativă, este folosită pentru o repartiţie discretă (fig..). Fig... Reprezentarea cumulativă 6. Diagrama prin coloane, este reprezentarea unei serii sau repartiţii simple prin dreptunghiuri având bazele egale şi înălţimi proporţionale cu frecvenţele. Dreptunghiurile succesive pot fi alăturate sau separate (printr-un interval constant, fi...) 4

25 Fig... Reprezentarea prin coloane 7. Diagrama circulară (în sectoare), reprezintă o diagramă în care repartiţia se reprezintă sub forma unui cerc divizat în sectoare având unghiurile la centru proporţionale cu frecvenţele (fig..3.). Fig..3. Reprezentarea circulară 8. Diagramă prin suprafeţe, este o reprezentare de obicei, prin pătrate sau cecuri având suprafeţele proporţionale cu valorile reprezentate (fig..4.). Fig..4. Reprezentarea prin suprafețe 9. Cronodiagrama, este reprezentarea grafică a unei serii cronologice bazată pe sistemul coordonatelor rectangulare (fig..5.). Fig..5. Reprezentarea unei serii cronologice 5

26 0. Histograma, reprezintă graficul repartiţiei pe clasa de valori format dintr-o succesiune de dreptunghiuri alăturate având suprafeţele proporţionale cu frecvenţele în clase, denumită şi histograma frecvenţelor cumulate (fig..6.). Fig..6. Histograma frecvențelor cumulate. Diagrama Pareto (fig..7.), reprezintă ordonarea frecvenţelor căderilor (sau a altor indicatori, ca de exemplu frecvenţele duratelor de remediere sau frecvenţei costurilor de remediere). Fig..7. Diagrama Pareto 6

27 CAPITOLUL III ÎNCERCAREA FIABILITĂȚII Studiile de fiabilitate bazate pe informaţiile culese din exploatarea reală pe lângă avantajele de necontestat, care fac de neînlocuit acest procedeu, prezintă o serie de dezavantaje legate de neuniformitatea condiţiilor de funcţionare, conştiinciozitate şi costul urmăriri produselor. De aceea pentru anumite produse va trebui, ca paralel cu urmărirea fiabilităţii în exploatare reală să se facă şi încercări experimentale în condiţii de laborator. Încercările de laborator pot fi: - determinative în cazul determinării fiabilităţii sau a parametrilor legilor de repartiţie; - de control pentru verificarea încadrării fiabilităţii unui lot experimental în limitele permise. Pentru estimarea fiabilităţii în condiţii de laborator se pot folosi următoarele patru tipuri de încercări: - încercări efectuate până la epuizarea eşantionului; - încercări efectuate până la defectarea unui anumit număr de produse dinainte stabilit (r<n), denumite,cenzurate sau critice; - încercări efectuate până la scurgerea unei durate prestabilite de timp T, denumite trunchiate sau limitate; - încercări accelerate. Aceste tipuri de încercări pot fi combinate în funcţie de rezultatul urmărit. Astfel, putem exemplifica planul mixt, în care observaţia se face pe o perioadă T, însă dacă se produc Γ defecte observaţia se întrerupe. Încercările trunchiate şi cenzurate pot efectuate: cu înlocuirea elementelor căzute (C) şi fără înlocuirea componentelor căzute (F). În continuarea, vom prezenta succind principalele tipuri de planuri de încercări. a). Încercări cu eşantion epuizat (N, F, N). Experimentările se desfăşoară până la căderea tuturor elementelor eşantionului, fiind caracterizate printr-o durată mare. Reprezentând grafic, duratele fiecărui produs printr-o dreaptă proporţională cu durata de funcţionare t i, se obţine diagrama din fig.3.3. Timpul cumulat de încercări va fi: n T [ N, F, N] = t i (3..) i= Fig.3.. Diagramele căderilor la încercările (N, F, N) 7

28 b. Încercări cenzurate. Aşa cum s-a arătat, încercările cenzurate presupun oprirea încercărilor când se ajunge la un număr de defecte r,dinainte stabilit (r<n). Încercările pot fi fără înlocuire sau cu înlocuire. În cadrul încercărilor cenzurate fără înlocuire (N, F, r), numărul elementelor observate se micşorează permanent cu câte o unitate, în urma fiecărei căderi (fig.3..a), iar timpul total de funcţionare va fi: r T ( N,F, r) = ti + ( N r) t r (3..) i= unde: - t i, reprezintă suma timpilor de funcţionare a elementelor căzute; - (N-r)t r este suma timpilor de funcţionare a elementelor rămase în funcţionare; - t r este timpul de funcţionare a ultimului element căzut. În cazul încercărilor cenzurate cu înlocuire (N, C, r) (fig.3..b), timpul total de funcţionare se determină din: T[ N,C, r] = N t r (3.3.) La cele două variante ale metodei de încercare cenzurată variabilele aleatoare sunt t r şi T (N şi r fiind constante date). Fig.3.. Diagramele căderilor pentru încercări cenzurate a-fără înlocuire; b-cu înlocuire c. Încercări trunchiate. Încercările se opresc după o durată T, dinainte stabilit, indiferent de numărul defectărilor. Astfel, acest procedeu înlătură dezavantajul metodei cenzurate la care uneori durează foarte mult până la cea de-a r-a defecţiune. Încercările trunchiate, de asemenea, pot fi fără înlocuire (N, C, T). În figura 3.3. sunt prezentate schemele generale ale unei încercări trunchiate fără înlocuire (a), respectiv cu înlocuire (b). 8

29 Fig.3.3. Diagramele căderilor pentru încercări trunchiate În cazul încercărilor trunchiate fără înlocuirea elementelor căzute timpul total de funcţionare va fi. T n ( N F, T ) = t + ( N R), T (3.4.) i= i Dacă încercările se efectuează după procedura cu înlocuire, timpul total de funcţionare este egal cu: T[ N,C,T] = N T (3.5.) d. Încercările accelerate. Încercările de laborator se pot efectua în condiţii normale sau în condiţii de suprasolicitare, care poartă denumirea de încercări accelerate. O astfel de încercare permite obţinerea, într-un interval de timp mai mic decât cel de garanţie, a unor date privind fiabilitatea unui produs, respectiv, a unor relaţii funcţionale între rata căderilor λ, timp şi solicitarea aplicată. Ca parametru de solicitare se pot folosi: - creşterea factorilor de mediu ambiant: în cazul utilajelor miniere, având în vedere locuire de utilizare, se poate considera: temperatura, umiditatea şi mediul corosiv, particule abrazive; - creşterea intensităţii de exploatare (fără mărirea sarcinilor), prin scurtarea ciclului de funcţionare, respectiv mărirea frecvenţei comenzilor, concomitent cu reducerea timpului dintre comenzi; - creşterea regimului de funcţionare, prin mărirea forţei de tăiere a sarcinilor, a vitezelor de tăiere, avans sau transport posibile de aplicat la susţineri miniere, combine, transportoare etc. Eficacitatea metodelor de încercare accelerată se determină pe baza unui indicator, numit, factor de accelerare K acc, având expresia: n n K acc = t N i / tacc i (3.6.) n i= n i= unde: t Ni reprezintă timpii de funcţionare în regim normal; t acc - timpii de funcţionare în regim accelerate. Încercările accelerate se realizează în condiţiile cunoaşterii echivalenţei dintre acestea şi încercările normale. Dintre metodele de realizare a încercărilor accelerate se pot menţionate: metoda solicitării constante (în trepte, în timp) şi metoda solicitărilor cumulate în trepte (în timp constant), în ambele metode repartiţia defecţiunilor cumulate este practic normală. 9

30 Solicitările constante în trepte de timp constau în împărţirea lotului experimental de ansambluri sau subansambluri în mai multe volume de selecţii, care sunt supuse separat la diferite nivele de solicitare. În cazul solicitărilor în trepte de timp constant, acelaşi volum de selecţie este supus în mod treptat la mai multe trepte de solicitare, de durată şi amplitudini egale. În funcţie de scopul urmărit prin efectuarea lor, încercările accelerate pot fi: determinative sau de conformitate, de rodaj sau de prototip. Încercările accelerate determinative se desfăşoară la un nivel de solicitare superior celui prevăzut în perioada de exploatare, însă inferior limitelor maxime prescrise în normele interne şi au o durată cuprinsă între 500 şi 000 de ore. Pentru încercările accelerate în etapa de rodaj, solicitările aplicate sunt mai mari decât în cazul precedent, fără a depăşi limitele care conduc la distrugerea produsului sau a unor subansambluri componente ale acestuia şi au durată de ore. Încercările accelerate cele mai dure, aşa cum este şi normal, se vor efectua pe produs în etapa de prototip. Aceste încercări se desfăşoară la un nivel ridicat al solicitărilor, astfel încât într-un timp scurt să se poată determina cât mai multe defecţiuni care ar putea apărea datorită proiectării. Durata încercărilor accelerate pe prototip nu poate fi apreciată, ea depinzând strict de nivelul solicitărilor care, în acest caz sunt de o mare diversitate. Pentru a determina durata medie de funcţionare, în condiţiile de încercare accelerată se parcurg următoarele etape: - se alege un eşantion de produse (ansambluri, subansambluri sau repere componente) care va fi supusă cercetării de fiabilitate; - se precizează parametrul de solicitare (sau parametrii) şi criteriul de defectare; - se stabileşte criteriul solicitării limită (de exemplu schimbarea legii de repartiţie a defectelor); pentru aceasta se stabilesc diferite trepte de solicitare şi duratele de menţinere la treapta respectivă; - pentru fiecare situaţie, se trasează diagramele care stabilesc dependenţa între procentul de defecţiuni şi variaţia parametrului care constituie criteriul de defectare (în cazul mai multor parametrii se va proceda la alegerea pe rând a variabilei, ceilalţi menţinându-se constanţi); - se construiesc diagramele pentru diferite valori ale variabilei timp; - se stabileşte solicitarea limită, aceea treaptă de solicitare care produce schimbarea legii de repartiţie a defecţiunilor; - se construieşte diagrama solicitare limită timp, din care, prin exploatare grafică, se poate determina pentru solicitarea normală durata de viaţă. 30

31 CAPITOLUL IV TESTE DE CONCORDANȚĂ Criteriul fundamental în adoptarea legii de repartiţie este corespondenţa dintre legea teoretică şi rezultatele obţinute pe cale experimental. Folosirea unei repartiţii experimentale, întocmite pe baza unei selecţii, de volum limitat, nu oferă garanţie suficientă în ceea ce priveşte valabilitatea concordanţei dintre forma repartiţiei empirice (experimentale) şi teoretice. Aşa de exemplu, de foarte multe ori, histograma poate să nu conducă la alegerea repartiţiei teoretice adecvate. Procedeul de verificare este bazat pe teoria generală a verificării ipotezelor statistice. Conform acestei teorii, se formulează ipoteza nulă H0 privind natura legii de repartiţie a timpului de funcţionare, cu ipoteza alternativă H, care exclude valabilitatea timpului de lege propus. Decizia între ipoteza formulate se face pe baza rezultatelor experimentale obţinute prin urmărirea unui eşantion din sistemele care urmează să fie caracterizate, adică prin efectuarea unui test statistic de concordanţă. Această decizie este afectată în principiu de cele două riscuri de eroare: - riscul de ordinul I, α : probabilitatea de respingere a ipotezei nule când aceasta este adevărată şi - riscul de ordinul II, β : probabilitatea acceptării ipotezei nule, când aceasta este falsă. Criteriul de decizie trebuie astfel constituit încât riscurile α şi β să nu depăşească anumite valori impuse iniţial. În continuare, se vor prezenta câteva teste de verificarea a concordanţei între repartiţia empirică obţinută în experiment şi repartiţia teoretică aleasă drept model. Constatăm existenţa a două categorii de teste: generale şi speciale, cele generale având un câmp mai larg de aplicabilitate pe când cele speciale sunt construite pentru anumite repartiţii particulare. De asemenea, testele de concordanţă pot fi analitice sau grafice. 4.. Testul Kolmogorov-Smirnov Este un test general şi poate fi considerat unui din cele mai răspândite teste. Acest test a fost propus de Kolmogorov în 935 şi dezvoltat de Smirnov în 939, actualmente existând numeroase adaptări şi perfecţionări care au fost aduse pe,parcursul anilor. Verificarea concordanţei dintre repartiţia empirică şi cea teoretică, presupune efectuarea următoarelor etape:. Se calculează valorile funcţiei empirice F n (x i ) şi ale celei teoretice F(x i ), în punctele x i, i=,,, n.. Se alege distanţa maximă între funcţia de repartiţie empirică şi cea teoretic. d = max Fn ( xi ) F( xi ) (4..) i n 3. Se calculează λ = d n 4. Se determină p( λ ), adică probabilitatea de concordanţă între funcţia empirică şi cea teoretică (V. anexa B..). Dacă p( λ )>0,05 atunci concordanţa este satisfăcătoare. 3

32 Aplicaţie Să se efectueze testul de concordanţă pentru repartiţia exponenţială. λx F( x; λ) = e, x 0, λ 0 În tabelul 4.. sunt date calculele necesare: un număr de 0 valori au fost grupate în intervale de lungime neegală. Vom avea: n 80 λ = = = 0,707 n x 4 i i Se observă că d = max F ( x ) F( x ) = 0, , 39 n n i i = deci: λ = d n n = 0,39 80 =, 44 pentru care p ( λ ) = 0, 09 Întrucât 0,09>0,05, concordanţa cu o repartiţie exponenţială este aproximativ satisfăcătoare. Tabelul 4.. Nr. crt. Limitele intervalului Media intervalului Frecvenţa absolută Frecvenţa relativă n i x i 3 Funcţia de repartiţie F n (x i ) F(x i ) X inf -x sup x i f(x i ). 0-0,5 0,5 4 0,3000 6,00 0,3000 0,609. 0,5-,0 0,75 7 0,5,75 0,55 0,409 3.,0-,5,5 9 0,5,5 0,650 0, ,5-,0,75 8 0,000 4,00 0,750 0,707 5.,0-3,0,5 4 0,750 35,00 0,9000 0, ,0-5,0 4,0 6 0,075 4,00 0,9750 0, ,0-6,0 5,5 0,05,00,0000 0,9789 n i f ( x ) = Testul hi-pătrat =,00 n x = 4, 0 Testul χ poate fi utilizat pentru a verifica concordanţa datelor observate cu aproape orice repartiţie teoretică, spre deosebire de testul Kolmogorov, poate fi aplicat în practică pentru date grupate. Să presupunem că trebuie verificată ipoteza nulă potrivit căreia rezultatele obţinute din observaţii formează o selecţie de n valori posibile ale unei variabile aleatoare x, având funcţia de repartiţie F(x). Împărţind spaţiul valorilor posibile în domenii elementare disjuncte S,S, S k astfel încât probabilitatea căderii rezultatului x i în S i să fie p i vom avea satisfăcută următoarea condiţie probabilistică: k k 3 x ( n ) χ i npi P α, ν = α x e dx (4..) k k τ 0 i= npi unde:k reprezintă numărul intervalelor de grupare a datelor experimentale în care, probabilitatea din care, probabilitatea α este arbitrar mică. Se accepta ipoteza nulă dacă pentru mărimile n,n, n k şi p i avem satisfăcută inegalitatea respectivă: k ( ni npi ) χ C = χ α, υ (4.3.) i= i npi în care n i reprezintă frecvenţa absolută a intervalului i: n- volumul eşantionului; p i probabilitatea teoretică a intervalului i; i i i

33 ν- numărul gradelor de libertate (ν=k-l-) unde l este numărul parametrilor estimaţi. Valorile funcţiei χ α,ν pot fi extrase din anexa B, în raport cu α şi ν. Pentru aplicarea testului trebuie să avem în vedere ca volumul eşantionului să fie suficient de mare astfel încât produsul np i să fie mai mare decât 5. Aplicaţie: În cazul unei instalaţii miniere, momentele când se produc defectări sunt ordonate după mărime, în ore, astfel: 5,8;9,0;,5;7;0;4;5;9;33;36;37;40;4;43;45;46;49;54;58;6;68,70;73;8;86; 9;98;0;08;9;5;30;36;4;48;55;6,73,78,85;93;0,5;39,48; 75. Să se verifice dacă momentele de detectare aparţin unei repartiţii exponenţiale. Funcţia de repartiţie are expresia: λx F( x) = e În tabelul 4.. sunt date calculele necesare,având în valoare ca n 5 λ = = = 0,0089 t i 4680 Tabelul 4.. Nr. Limitele Media Frecvenţa F(x i ) F(x i- ) P i np i interval intevalului x i căderilor ,96 0 0,96 0, ,480 0,96 0,84 4, ,664 0,480 0,84 9, ,78 0, , ,909 0,78 0,7 6,47 n i = 5 Statistica χ C este: n k i npi 5 9,99 3 4,48 7 9,38 6 6,0 0 6,47 = χ C = npi 9,99 4,48 9,38 6,0 6,47 i,5 + 0,5+ 0,603 +,96 = 5,9 Deoarece: χ C = 5,9 χ 0,05;3 = 7,8 Se acceptă ipoteza că repartiţia duratei de viaţă este repartiţia exponenţială. Valoarea lui χ 0,05; 3 este dată în tabele. În afară de testul Kolmogorov-Smirnov şi hi-pătrat, pentru verificarea exponenţialătîţii se mai poate folosi unele teste analitice speciale,ca de exemplu: testul Finkelstein-Schafer, testul Fisher, etc. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = 4.3. Verificarea caracterului Weibullion Există în prezent mai multe criterii analitice de testare a concordanţei dintre datele experimentale şi repartiţia teoretică Weibull. Astfel, se pot aminti: testul Kolmogorov-Smirnov, testul hi-pătrat, ambele cu adaptări specifice, etc. În continuare se va prezenta un test elaborat de Mann, Schafer şi Singpurwalls. În cazul testării repartiţiei Weibull biparametrice 33

34 ( x; β, λ) λx β = e F vom parcurge următoarele etape:. Se consideră datele experimentale t,t, tn şi valorile xi=ln t i,, unde i=,,,n.se defineşte statistica x x l i i i = + (4.4.) M( Zi+ ) M( Zi ) x δ unde Z i = i, δ = ln e, ς = / β ς 3. Se construieşte statistica testului r r S = li / li (4.5.) i= ( r / + ) i= Acceptarea modelului Weibull are loc cu riscul respectiv, dacă S calculat S tabelat (4.6.) unde valorile critice şi celelalte constante sunt date în tabele. Aplicaţie: S-au supus încercărilor un număr de generatoare pornire pentru motoare Diesel, încercări oprite după căderea a r=6 dintre ele. Natura produsului, fizica procesului de defectare, comportarea unor produse miniere conduc la ipoteza unei repartiţii Weibull. Duratele până la căderi au fost: t =983; t =45; t 3 =4870; t 4 =893; t 5 =685; t 6 =6755. Calculăm statistica (4.5.), unde li este stabilit prin (4.4.). 5 li S = 4 = 5 li ,969 = 0,4 5,343 4 În tabelul 4.3. sunt date calculele necesare. i x i=ln t i X i= =x i M(Z i+ )-M(Z i ) = l Tabelul 4.3. xi xi i = + M Zi+ M Zi ( ) ( ). 7,5937 0,0785, ,075. 7, ,8996 0,54779, , , ,385338, , , ,307, ,4488 0,787 0,63737,055 9,7645 li = 5,343 S calculat are o valoarea inferioară echivalentului tabelar, indiferent de nivelul de încredere, deci nu există temei pentru a respinge ipoteza asupra comportamentului Weibull al duratelor de funcţionare Metode grafice pentru validarea modelelor 34

35 Metodele grafice au constituit şi sunt încă un instrument extrem de util de lucru pentru practicienii din toate domeniile. Avantajele utilizări metodelor grafice constau din: Simplitate, rapiditate, precizie relativ bună, gama diversificată de probleme ce pot fi rezolvate, oferă soluţii chiar şi în situaţia unui volum mic de date (caz frecvent întâlnit în practică). Printre metodele grafice putem evidenţia aşa numitele reţele probabilistice întrucât ele permit ca prin considerarea factorului aleator inerent al datelor experimentale să se poată face rapid şi simplu o inferenţă privind modelul statistic cel mai adecvat şi să permită în acelaşi timp o estimare parametrilor modelului şi eliminarea în unele situaţii a unor valori care se abat mult faţă de restul valorilor din eşantion. Sunt elaborate reţele probabilistice pentru repartiţiile: exponenţială, Weibull, normală, lognormală etc. Reţeaua probabilistică reprezintă de fapt o hârtie gradată în mod special (de obicei simplu sau dublu logaritmic), astfel încât, bazându-se pe liniarizarea funcţiei de repartiţie a unei anumite legi statistice, să permită prin situarea anumitor cantităţi pe graficul respectiv recunoaşterea repartiţiei în cauză. Dacă punctele care apar pe un anume grafic de acest tip se dispun relativ pe o dreaptă, atunci se poate trage concluzia că eşantionul respectiv a provenit din populaţia considerată ca model şi pentru care s-a utilizat reţeaua probabilistică adecvată. În continuare, vom prezenta una dintre metodele grafice de validare a modelelor şi anume: reţeaua Barlow-Campo. Această metodă permite: - identificarea modelului dintre variantele: exponenţială, Weibull, gama lognormal şi normal trunchiat: - utilizarea în cazul încercărilor cenzurate sau trunchiate, precum şi în cazul existentei datelor de observaţie incomplete. Indicatorul de bază în cadrul metodei Barlow-Campo îl reprezintă statistica timpului total de testare TTTS (total time on test statistic). Având valorile timpilor de funcţionare până la cădere a elementelor unui eşantion t n t n t nr t nn, timpul total până la cea de-a r-a cădere se scrie sub forma: ( n, r) t n + ( n r) t i n r T = τ (4.7.) i= Se defineşte aşa numita transformată a timpului total de testare: F H n ( r / n) = / nt( n,r) = 0n ( r / n) [ Fn ( u) ] du (4.8.) unde:f n (u) este funcţia de repartiţie experimentală, iar Fn este inversa ei. O cunoscută proprietate din statistica matematică (tema lui Glivenko) ne permite să scriem: lim F ( r / n ) [ F( u) ] du F ( t) [ F ( u ) n = 0 ]du (4.9.) 0 n + r / n uniform pe segmentul [ 0,], pentru t [ 0,] Se defineşte deci: F ( ) ( t H ) F t = [ ( ) ] [ ] 0 F u du, t 0, (4.0.) 35

36 care se numeşte transformata timpului total de testare asociată funcţiei de repartiţie F. Această transformată determinată în final funcţia de repartiţie, iar dacă media variabilei x cu funcţia de repartiţie F este m atunci: F HF ( ) = 0 t[ F( u) ] du = n (4..) Se introduce acum aşa numita transformată normată a timpului total de testare, şi anume: HF ( t) / HF ( i) (4..) care este de fapt o funcţie continuă crescătoare pe [0,] şi care ia valoarea 0 pentru t=0 şi i pentru t=. Considerând funcţia de repartiţie exponenţială de medie 0, dată de formula: x F( x; θ) = e 0, x 0, θ 0 Putem calcula imediat transformata timpului total al acestei funcţii de repartiţie. x F ( ) ( ) = ( ) θ F t H F t 0 t e dx = 0 θdf( x; θ) (4.3.) De unde deducem că transformata normată a timpului total al funcţiei de repartiţia exponenţială este: H ( t ) HF ( ) F = = t (4.4.) Pentru orice t [ 0,]. Concluzia este că transformata normată a timpului total ai funcţiei de repartiţie exponenţială are ca reprezentare grafică bisectoarea pătratului construit cu segmentul [0,]. O proprietate importantă a trasnformatei timpului total de testare care nu permite să clasificăm funcţia de repartiţie după rata defectărilor este aceea că panta la graficul transfomatei în punctul t=f(x) este inversul ratei defectărilor în punctul considerat. ( t) t F ( ) [ ( ) ( ) ( x) H t F x t F x dt F = = = = = (4.5.) t f F ] f ( x) λ( x) unde f(x) este densitatea de probabilitate a funcţiei de repartiţie Pentru alte repartiţia decât cea exponenţială, poziţia curbelor ce descriu valorile parametrilor în tranformata normată a timpului de testare se judecă în raport cu prima bisectoare a pătratului. Astfel, se poate arăta că: - dacă funcţia de repartiţie F are o rată a căderilor crescătoare, atunci transformata normată a timpului său total HF ( t) este o funcţie concavă pentru t [ 0,] ; - dacă funcţia de repartiţie F are o rată a căderilor descrescătoare, atunci transformata normată a timpului său total HF ( t) este funcţia convexă pentru t [ 0,]. Pentru repartiţia Weibull, scrisă sub forma: ( ) ( λx x; λ, β = e ) β F, x λ, β 0 dacă β > atunci curbele sunt concave şi deasupra bisectoarei, iar dacă β <, atunci curbele sunt convexe (dedesubtul bisectoarei). Aplicaţia : S-au supus încercărilor de fiabilitate un număr de 40 de piese de natură electrică la o durată de 500 ore. Rezultatele încercărilor, sub forma duratelor 36

37 până la cădere sunt 70;90;00;5;34;98;5;340;390;460;470;496, în total r= elemente căzute. Se cere să se verifice ipoteza cu privire la natura exponenţială a procesului căderilor. Se vor parcurge următoarele etape, dezvoltarea calculelor fiind dată în tabelul ordonarea valorilor timpilor de funcţionare până la cădere (coloana ); - calcularea rapoartelor i/r (coloana ); - stabilirea timpului total de funcţionare până la momentul i al elementelor căzute, prin cumularea valorilor x ni din coloana (rezultatele în coloana 4); - calculul timpului total de testare, scop în care utilizăm (4.7.) (rezultate în coloana 5); - stabilirea rapoartelor T(x nri) /T(x nr ) (rezultatele în coloana 6): - reprezentarea pe reţeaua Barlow-Campo a perechilor de puncte [i/r, T(x ni )/T(x nr )]. Tabelul 4.4. i K ni i/r n=i x ni T(x ni ) T(x ni )/T(x nr ) 0 ] , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,000 Se poate aprecia pe baza alinierii punctelor de-a lungul bisectoarei reţelei că modelul căderilor este exponenţial (fig.4..). Fig.4.. Reprezentarea pe reţeaua Barlow-Campo 37

38 Aplicaţia : S-au supus încercărilor de fiabilitate un număr de 6 piese, după înregistrarea a 0 căderi,k încercarea s-a oprit. Timpii înregistraţi până la apariţia primelor 0 căderi (r=0) sunt: 8;;3;4;0;;4;6;8;30. Să se verifice ipoteza cu privire la natura Weibulliană a procesului căderilor. Calculele necesare sunt sistematizate în tabelul 4.5. Tabelul 4.5. i K ni i/r n=i x ni T(x ni ) T(x ni )/T(x nr ) , ,7 0, , , , , , , ,67 6 0, , , , , , , , , ,000 Se poate constata din reprezentarea grafică din figura 4. că majoritatea punctelor se aliniază de valoarea β=,5. Fig.4.. Reprezentarea pe reţeaua Barlow-Campo 38

39 CAPITOLUL V ESTIMAREA PARAMETRILOR DE FIABILITATE 5.. Consideraţii generale Estimarea parametrilor de fiabilitate se poate efectua în două feluri: în condiţii de laborator sau prin prelucrarea datelor rezultate din urmărirea comportării în exploatare. Aplicarea uneia sau a alteia dintre cele două procedee depinde de o serie de factori, ca de exemplu: caracteristicile tehnico-funcţionale ale produsului, cost, durată de testare etc. Pentru o serie de elemente componente ale unor maşini, utilaje sau instalaţii miniere, ca de exemplu: elemente hidraulice de comandă, distribuţie şi etanşare, întreruptoare, aparatură de comutaţie electrică etc, se poate aplica cu succes metoda testării fiabilităţii în condiţii de laborator. În general, pentru calculul fiabilităţii maşinilor, utilajelor instalaţiilor miniere se va folosi metoda bazată pe prelucrarea datelor culese în urmărirea comportării acestora. Această metodă necesită cheltuieli minime, legate numai de culegerea şi prelucrarea informaţiilor, în schimb necesită o durată mai mare de urmărire în comportare sau să se observe un număr mare de elemente de acelaşi tip pe o perioadă de timp mai scurtă. În plus, condiţiile de funcţionare a utilajelor miniere sunt foarte dificile şi diferenţiate, ceea ce îngreunează mult obţinerea unor rezultate satisfăcătoare privind fiabilitatea acestora. Estimarea fiabilităţii comportării parcurgerea, în general, a următoarelor etape:. Stabilirea, pe baza datelor experimentale, a seriilor statistice ale variabilelor aleatoare şi construirea histogramelor acestora.. Se fac ipoteze asupra legităţii teoretice ale variabilelor aleatoare (timp de funcţionare până la prima cădere sau între două căderi succesive etc.). 3. Se verifică ipotezele statistice şi se stabilesc legile de repartiţie ale variabilelor aleatoare, precum şi indicatorii lor statistici. 4. Se stabilesc valorile numerice ale indicatorilor de fiabilitate. 5.. Sistem informaţional de date privind comportarea în exploatare a elementelor şi sistemelor Succesul oricărei analize de fiabilitate depinde într-o foarte mare măsură de corectitudinea informaţiilor privind comportarea sistemelor sau a elementelor componente ale acestora. Studiul fiabilităţii maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor miniere (MUIM) este îngreunat de caracterul limitat şi nesistematizat al informaţiei statistice referitoare la defectarea lor. În general, sursele de informaţii privind fiabilitatea în funcţionare a sistemelor tehnice se pot obţine pe trei căi: a) - încercări în condiţii de laborator; b) - urmărirea comportării în exploatare; c) - modelarea procesului de funcţionare pe calculatoare. În cele ce urmează, vom trata sistemul de date ce se culeg din urmărirea comportării produselor în exploatare. Cunoaşterea modului de comportare în exploatare, a fiabilităţii este un obiectiv important al conducerii şi organizării producţiei şi muncii. 39

40 Înregistrarea datelor referitoare la defecţiunile apărute în timpul exploatării maşinilor, utilajelor, utilajelor sau instalaţiilor miniere se poate realiza în mai multe moduri. Cea mai recomandată formă considerăm că este folosirea fişelor de evidenţă a defecţiunilor, cunoscute şi sub denumirea fişă urmărire produs, un model, de astfel de fişă, propus pentru MUIM este prezentat în figura 5.. Fig.5.. Fișa de urmărire a comportării în exploatare a produsului Din punct de vedere al conţinutului informaţiilor, fişa cuprinde două feluri de date: - date generale; - date privind informaţiile ce se culeg pe baza urmăririi. Datele generale cuprinde; - denumirea întreprinderii miniere sau a sectorului; - denumirea produsului (sistem, subsistem, elemente componente); - anul de fabricaţie a produsului; - locul de utilizare (abataje, galerie, etc.); - simbolul produsului (număr inventar, sau alte simboluri folosite în cadrul unităţii); - data punerii în funcţiune a produsului. Date ce privesc informaţiile privind defecţiunile cuprind: - data apariţiei defecţiunii (coloana ); se va menţiona luna, ziua şi ora defecţiunii; - număr ore de funcţionare până la apariţie defecţiunii (coloana ) se înscrie numărul orelor de funcţionare sau alt parametru (km, nr. cicluri, etc.)până la apariţia defecţiunii; - cauza defectului (coloana 3); se înscrie dacă defectul se datorează uzurii normale, rupere, gripare etc, aceasta putând fi constatat imediat după înregistrarea defecţiunii, dacă aceasta este vizibilă, sau în urma demontării parţiale sau totale a produsului, menţinându-se denumirea elementului (sau a elementelor) defecte; - condiţiile în care a apărut defecţiunea (coloana 4); se menţionează factorii care au condus la apariţia defecţiunii: suprasolicitării, manevrări greşite, lipsă lubrifiant etc; - mod de remediere a defecţiunii (coloana 5(, se înscrie cum s-a remediat defecţiunea (înlocuirea cu piese noi sau recondiţionate, operaţii de reglare etc); - durata remedierii (coloana 6), se înscrie numărul de minute, ore cât a durat repartiţia efectiv; 40

41 - durata de staţionare (coloana 7); se marchează numărul de ore, minute cât produsul a staţionat, de la apariţia defecţiunii până la punerea din nou în funcţiune; - costul remedierii (coloana 8); se are în vedere costul manoperei şi a materialelor; - observaţii (coloana 9) se vor menţiona revizia tehnică sau categoria de repartiţii (curentă, capitală) sau recomandări pentru îmbunătăţirea exploatării în vederea evitării apariţiei unor defecţiuni similare; - semnătura (coloana 9), conţine semnătura celui care a completat fişa. În ceea ce priveşte volumul eşantionului, cu cât aceasta este mai mare cu atât mai mult rezultatele prelucrării statistice se apropie de realitate. Aceasta este de fapt şi motivul pentru care un eşantion cu un număr de elemente n 0 se consideră nesemnificativ pentru analiza fiabilităţii produselor complexe. În situaţia în care nu există destul de multe exemplare din utilajul respectiv, se adună date pentru o perioadă suficient de lungă care să permită generalizări statistice. Se pot întâlni cazuri în care unele elemente ale selecţiei sunt ieşite cu totul din comun, au o comportare cu totul deosebită, faţă de celelalte elemente. În astfel de cazuri se recomandă ne luarea în considerare a elementelor respective Expresii fundamentale ale fiabilităţii Considerând că la momentul t=0 există N 0 produse în stare de funcţionare, atunci în momentul t, situat în intervalul [t, t +Δt] există în stare de funcţionare numai N produse. Deci: pe durata Δt se consideră ΔN=N 0 -N produse defecte. Proporţia de produse în stare de funcţionare, la momentul t, respectiv fiabilitatea R(t) este dat de raportul; N R t = (5..) ( ) N 0 Ţinând seama de relaţia între funcţia de fiabilitate şi funcţia defectărilor (de fiabilitate) şi anume F (t) =-R (t) rezultă: N N ( ) 0 N F t = = (5..) N0 N0 Densitatea de probabilitate a defectărilor este dată de expresia: df dr f ( t) = = (5.3.) dt dt Ţinând seama de relaţia (3..) rezultă: df ( N N) / N [ N ( N N) ]/ N ( ) N f t = = = dt t N0 (5.4.) t care exprimă densitatea de probabilitate pe anumite intervale utilizând creşterile finite. Rata defectărilor (căderilor) λ (t), unul din indicatorii cei mai importanţi ai fiabilităţii se determină cu relaţia: f ( ) ( t) N N0 N λ t = = = (5.5.) R( t) N0 t N N t Pentru un interval de timp Δt foarte mic, rata defectărilor devine: lim λ ( t) = t 0 Probabilitatea faptului că produsul care a funcţionat în timpul (0,t) se va defecta în intervalul (t,t + Δt) Δt 4

42 Din relaţia (3.3) şi (3.5.) rezultă: f ( ) ( t) dr( t / dt) λ t = = (5.6.) R( t) R( t) Prin rezolvarea ecuaţiei (3.6.), punându-se condiţia R(0)=, adică ca produsul să fie în bună stare la începutul perioadei de exploatare examinate, se obţine funcţia de fiabilitate sub forma: t R ( t) = exp[ 0 λ( t) dt] (5.7.) Denumită şi funcţia de supravieţuire sau funcţia siguranţei în funcţionare. În aplicaţiile practice, adesea este necesar să se cunoască fiabilitatea în intervalul de timp (t 0, t ) în loc de (0, t ). În acest caz, relaţia (3.7) se va scrie astfel: ( ) = ( ) ( ) t 0 t R t 0 λ exp t dt λ t dt (5.8.) t 0 sau R ( t ) = ( ) ( ) t R t0 exp λ t dt (5.9.) t0 Având în vedere regula de înmulţire a probabilităţilor rezultă: R( t0 ) = R( t0 ) R( t / t0 ) (5.0.) în care: R ( t ) = ( ) t / t0 exp λ t dt (5..) t0 unde: R (t) este fiabilitatea în intervalul (0,t ); R (t0) fiabilitatea în intervalul (0, t 0 ); R(t /t 0 ) fiabilitatea în intervalul (t 0,t ), în ipoteza că în momentul t 0 produsul a fost în bună stare. Media timpului de bună funcţionare (MTBF) se exprimă prin relaţia: MTBF = M[ t] = 0 tf ( t) dt (5..) sau dr M [ t] = 0 t dt dt dr Notând - dt = du ; u = -R; v = t; dv=dt şi integrând prin părţi, dt rezultă: M[ t] = Rt R( t)dt Rezultă deci: MTBF = M[ t] = 0 R( t) dt (5.3.) 5.4. Construcţia funcţiilor empirice de fiabilitate Construirea graficelor funcţiilor empirice f(t); λ(t); F(t) şi R(t) se face pe baza datelor obţinute din încercările de laborator sau din urmărirea comportării elementelor sau sistemelor în exploatare normală. Parametrii de fiabilitate se determină cu relaţiile: N - densitatea de probabilitate: f ( t) = N t 0 4

43 - rata căderilor: λ ( t) = N N ti t - funcţia de repartiţie: F( t) - fiabilitatea: ( t) R = N ti N0 N = ti N0 N0 unde: N 0 reprezintă volumul eşantionului: ΔN=N ti- -N ti N ti numărul de piese în funcţiune la momentul ti Δt durata intervalului. Aplicaţie: Să se construiască funcţiile empirice f(t), λ(t), F(t) Şi R(t), cunoscând timpii de funcţionare neîntreruptă (în care) a unui lot de 5 manşon picon CA-4; 6; 33; 4; 45; 50; 5; 58; 63; 65; 68; 7; 74; 76; 8; 86; 9; 98; 0; 06; 08; ; 8; 8; 36; 58. Considerând că fiecare perioadă de timp de funcţionare neîntreruptă este independentă, astfel încât comportarea corespunzător celor 5 de perioade este echivalentă cu comportarea a 5 de manşoane până la prima cădere. În tabelul 5.. s- au determinat funcţiile căutate şi elementele necesare calculului acestora. S-a utilizat metode împărţirii timpului de observaţii în 7 subintervale de amplitudine 5 ore, rezultat din relaţia lui Sturges: t max t min t = (5.4.) + 3,3 lg N0 Nr.c rt. Tabelul 5. Δt Γ i N ti N t- f(t) λ(t) F(t) R(t) ,006 0,0066 0,04 0, ,0064 0,008 0,0 0, ,0 0,053 0,48 0, ,008 0,05 0,68 0, ,008 0,0666 0,88 0, ,003 0,08 0,96 0, ,006 0 Pe baza datelor din tabelul 5. se construiesc funcțiile empirice f(t), λ(t), F(t) și R(t) (fig.5..). 43

44 Fig.5.. Graficele funcţiilor R(t), F(f), f(t) şi λ(t) 5.5. Estimarea parametrului funcţiei exponenţiale de repartiţie Parametrul repartiţiei exponenţiale τ sau µ, după cum caracterizează o perioadă de funcţionare sau de reparare neîntreruptă se poate estima prin mai multe metode. Astfel, putem exemplifica: metoda liniarizării, metoda verosimilităţii maxime şi a intervalelor de încredere şi metoda bazată pe planul de încercări Metoda liniarizării Metoda liniarizării constă în transpunerea funcţiei empirice de repartiţie F(t) într-un sistem de axe de coordonate în care exponenţiala este o dreaptă. Prin folosirea metodei grafice sau a metodei celor mai mici pătrate a parametrilor dreptei se stabileşte parametrul necunoscut. λt F( t) = e (5.5) În sistemul de coordonate [ t, F( t) ], în sistemul { t, ln[ F( t) ]} ea reprezintă o dreaptă. Dacă ipoteza exponenţialităţii este adevărată,k mulţimea punctelor t i, F( ti ) al soluţiei statistice trebuie4 să aparţină unei drepte. Logaritmând (5.5), rezultă: t ln [ F( t) ] = λt (5.6) Introducând simbolizarea: ln [ F( t) ] = γ (5.7) şi notaţiileλ = a rezultă: γ = at (5.8) Aplicând principiul de bază a metodei celor mai mici pătrate n S = ( γi ati ) = min (5.9) i= Şi calculând derivata parţială, obţinem 44

45 n S = ( γi ati ) ti a i= Egalizând cu zero rezultă: n i ti a = i= (5.0) n ti i= Ţinând seama de (5.5) şi (5.6), obţine, expresia parametrului λˆ al repartiţiei: n i= = n [ F( t )] t ln i i ˆλ (5.) i= t i Metoda bazată pe planul de încercări Estimarea parametrului λ al legii exponențiale pe baza planului de încercări: Tipul încercării Timpul sumă T Σ Relația pentru λ ᶺ r [N, F, N] n = r t i T Σ [N, F, r] r i= t i + (N r) t r i= r T Σ [N, C, r] N t r r [N, F, T] r t i + (N r) T i= [N, C, T] N T r T Σ 5.6. Estimarea parametrilor funcţiei de repartiţie Weibull Estimarea parametrilor în cazul modelului Weibull se poate efectua prin mai multe procedee în funcţie de provenienţa informaţiilor care urmează să fie prelucrate şi metoda folosită pentru determinarea acestor parametrii. Astfel, în cele ce urmează vom prezenta trei metode distincte de estimare a parametrilor repartiţiei Weibull şi anume: - pe baza planurilor de încercări; - utilizând metodele analitice; - metoda grafică folosind reţelele probabilistice Estimarea parametrilor pe baza planurilor de încercări Vom exemplifica pentru modelul Weibull biparametric, la care parametrii sunt rata căderilor λ şi coeficientul de forma β. Determinarea lui λ şi β se face T Σ r T Σ 45

46 diferenţiat după planul de încercare folosit cenzurat sau trunchiat cu sau fără înlocuirea elementelor căzute. Pentru cele cinci cazuri prezentate în cap. III, relaţiile de calcul pentru parametrii λˆ şiβˆ sunt prezentate în tabelul 5.. Tabelul 5.. Tipul planului de încercări (N,F,N) (N,F,T) (N,C,T) (N,F,r) (N,C,r) Expresiile lui λˆ şi βˆ N βˆ λˆ = N / t i i= N N N N ˆ β ˆ β + lnti ti N ti lnti = 0 ˆ β i= i= i= ι βˆ λˆ βˆ = ι / t i + ( N ι) Γ i= ι ι ι βˆ ι + ( ι ) β Γ β + ( ι ) Γ βˆ + ln ti ti N T ˆ ti ln t N ln Γ βˆ i= i= i= ι βˆ βˆ n λˆ = ι / N t i + Γ ti i= i= ˆ ι ι ι β ˆ ln t t t ˆ t ln t t ln t ˆ i i ι i i + i Γ i i i Γ ι β β ι β ι + + Γ β = = i i = = = i i = ι βˆ λˆ βˆ = r / ti + ( N ι) t ι i= ι ι ι ˆ ˆ ˆ ˆ ln ti β ι ti + N ι β t β + ι k t ln t i i ι = β i= i= = ι βˆ λˆ = ι / N t i i= ι ι + ln t βˆ i ( ) 0 ι βˆ ι βˆ ti ι ti ln ti = i= i= i 0 = Estimarea parametrilor folosind metodele analitice ( ) 0 Nr. relaţie Pentru determinarea parametrilor modelului Weibull se poate folosi metodele analitice în statistica matematic. Printre metodele analitice menţionăm:. Metoda de estimare a celor mai mici pătrate. Metoda de estimare a momentelor, întâlnindu-se variantele: a). estimarea punctuală a parametrului θ când sunt cunoscute valorile parametrului β şi δ; b). estimarea punctuală a parametrilor β şi θ, când se cunoaşte valoarea lui δ: 46

47 3. Metoda de estimare a verosimilităţii maxime, cu variantele: a). estimarea parametrilor în cazul modelului triparametric; b). estimarea parametrilor în cazul modelului biparametric; c). estimarea parametrilor δ şi θ prin procedeul interactiv de aproximare a soluţiilor; d). estimarea parametrilor pe baza eşantioanelor cenzurate; e). estimarea parametrilor θ şi β când se cunoaşte valoarea lui δ: 4. Metoda de estimare pe baza statisticilor de ordine. 5. Metoda simplificatoare de estimare. 6. metoda de estimare utilizând cenzurarea progresivă. În continuare vom prezenta metodele de estimare folosind metodele celor mai mici pătrate, a momentelor şi verosimilităţii maxime Metoda celor mai mici pătrate Admiţând modelul Weibull biparametric de forma: β R ( x; β; λ) = exp( λx ) (5.3.) Pentru liniarizare, se va efectua o dublă logaritmare, rezultând, ln ln / R( x; β, λ) = ln λ + β (5.33.) Notând: ln ln / R( x;β,λ) = γ şi ln λ = a şi β = a vom avea: γ i = a + a ln x Punând condiţia: n S = ( γi a a ln x) = min i= (5.34.) Unde, x i reprezintă valorile variabilei obţinute din observaţii şi calculând derivatele parţiale obţinem: n = ( γi a a ln x) a i= (5.35.) n S = ( γi a a ln x) ln xi a i= Egalizând cu zero avem: n n na + a ln xi = γi i= i= (5.35.) n n n a ln xi + a ( ln xi ) = γi ln xi i= i= i= (5.36.) De unde rezultă a şi a, respectiv: n n n n xi i ln ln xi i i i i i γ ln x i a = = = = n n ln xi ( ln xi ) i= (5.37.) 47

48 n n n ln x n γi i γ i ln x i= = i= i= a β n n n ln xi ln xi i= i= (5.38.) Cunoscând valoarea lui a, rezultă λ ˆ = 0 â (5.39.) Se poate calcula şi parametrul de scară reală din ecuaţia θ = (5.40.) βˆ λˆ Cunoscând parametrii βˆ, λˆ şi θ se poate calcula funcţia de fiabilitate, folosind una din modelele prezentate în cap Metoda momentelor Pentru estimarea parametrilor se porneşte de la calculul momentului contract de ordinul i al repartiţie Weibull. i ( x; θ, β, ϑ) dx = θ Γ( i / β ) m i = 0 xf + (5.4.) Pentru i=, obţinem media repartiţiei Weibull m = M[ x] = θγ( / β + ) (5.4.) Unde k β =Γ(/β+) este dată sub forma tabelară. Pentru i=, obţinem momentul de ordinul doi m = M [ x ] = θ Γ( / β + ) (5.43.) Dispersia va fi D x = m m = θ Γ / β + θ Γ / β (5.44.) ( ) ( ) ( ) + τ x = θ Γ / β + Γ / β + Iar abaterea standard ( ) ( ) ( ) = Cβθ în care: Cβ ( / β + ) k (5.45.) Γ β (5.46.) (valorile lui C β sunt date în tabele). Făcând raportul dintre C β şi k β obţinem de fapt indicatorul, coeficient de variaţia C σ ( ) ( x) CV x = β = (5.47.) kβ m( x) Estimarea parametrilor modelului se poate efectua şi pe baza coeficientului se asimetrie parcurgând următoarea succesiune de operaţii: a). se calculează pe baza datelor de observaţie x şi σ ( x) : b). se calculează un estimator al coeficientului de asimetrie 48

49 β = n ( xi x) ( n )( n ) i σ( x) 3 n 3 = (5.48.) c). din Anexa B.5, coloana 5,prin interpolare, se identifică valoarea cea mai apropiată de estimatorul β,k β şi C β. d) estimarea parametrilor θ şi δ se va efectua utilizând alte procedee de estimare prezentate. 49

50 PARTEA II CAPITOLUL I NOŢIUNI GENERALE Practica exploatării sistemelor industriale a condus la acumularea de observaţii asupra modului in care este indicat să fie utilizate echipamentele in scopul lungirii duratei de viaţă, a reducerii pierderilor de producţie datorate opririlor accidentale, a reducerii costurilor de întreţinere, a creşterii siguranţei în exploatare; aceste cerinţe sunt o constantă ce însoţeşte dezvoltarea industrială şi exploatarea sistemelor complexe care integrează în fluxuri de producţie funcţionarea unui număr impresionant de utilaje şi echipamente. Mentenanţa (întreţinerea): este formată din totalitatea acţiunilor necesare menţinerii sau readucerii unui utilaj sau a unui sistem în condiţiile calitative specificate. Mentenanţa se notează M ( t ) şi are expresia : ( t) M ( t) e γ = (.) unde γ ( t) este funcţia de repartiţie a acţiunilor de mentenanţă. Mentenabilltatea: este o caracteristică a muncii de concepţie şi de punere în funcţiune (instalare) a unui utilaj sau un sistem oarecare şi se exprimă prin probabilitatea cu care să poată fi menţinut sau readus în stare de bună funcţionare întro anumită perioadă de timp, în cazul când întreţinerea (mentenanţa) acestuia se efectuează conform prescripţiilor şi metodelor indicate de furnizor. Mentanabilitatea este un parametru care, împreună cu fiabilitatea şi performanţele tehnice, afectează costul global aşa cum rezultă din fig... Misiune + riscuri Performanţe cerute Disponibilitate Eficacitate Costuri Diverse solicitări Studierea compromisurilor necesare şi stabilirea performanţelor şi costurilor Alte performanţe Fiabilitate Mentanabilitate Preţul produsului Politica de mentenaţă Costul mentenaţei Indisponibilitate Cost global Fig... Relaţia dintre mentanabilitate, fiabilitate, performanţe tehnice şi costuri 50

51 Disponibilitatea (fiabilitatea funcţională) este măsura gradului în care un utilaj poate fi utilizat şi este în bună stare de funcţionare oricând este solicitat întâmplător, în timp şi spaţiu. Pentru sisteme complexe se foloseşte uzual formula disponibilităţii efective : D MIM = (.) MIM + MTO unde cu MIM s-a notat media timpului de îndeplinire a misiunii şi cu MTO s-a notat media timpilor de oprire. Fiabilitatea (intrinsecă sau potenţială): este probabilitatea cu care un utilaj sau un sistem oarecare va efectua funcţia prevăzută de-a lungul unui interval de timp dat fiind utilizat în condiţiile specificate; se exprimă în ore, kilometri, ani, cicluri. Fiabilitatea se notează cu R( t ) şi are expresia : ( t) R( t) e ϕ = (.3) unde ( ) t ϕ este funcţia de repartiţie a defectelor. Pentru asigurarea succesului activităţilor economice industriale a fost necesară adoptarea unor strategii de întreţinere a echipamentelor, stabilite în funcţie de caracteristicile proceselor de producţie şi de condiţiile concrete de desfăşurare a acestora. Strategiile de mentenanţă ale echipamentelor şi utilajelor industriale în funcţie de tipul de intervenţie aplicat, sunt următoarele: a. Mententinţa agresivă. Este cea mai riscantă şi mai costisitoare opţiune. Este totuşi acceptată în cazul echipamentelor cu foc continuu (în general la vehicule şi în cazul motoarelor navale). b. Mentenaţa planificată-preventivă. Conform acestei strategii toate utilajele sunt supuse unor reparaţii planificate la intervale mari de timp. Această strategie înregistrează totuşi insuccese; dezavantajele majore ale acestei strategii sunt: - posibilitatea apariţiei unui eveniment major înaintea termenului scadent pentru revizie sau reparaţie, ceea ce ar conduce la: imobilizarea pentru reparaţie, la costuri mari ale intervenţiei, la accidente umane; - posibilitatea imobilizării in vederea intervenţiei planificate a unui utilaj a cărei stare tehnică nu reclamă intervenţia, ceea ce conduce la costuri de reparaţie nejustificate, la necesitatea existenţei in fluxul tehnologic a unor utilaje de rezervă deci investiţii nejustificate; - posibilitatea, constatată în multe situaţii, funcţionării în condiţii tehnice mai proaste, după reparaţie decât înainte de executarea acesteia, explicată prin calitatea reparaţiei sau prin existenţa perioadei de rodaj; Dezavantajele tehnice ale acestui sistem de reparaţie atrag dezavantaje economice importante materializate prin costuri ridicate. Costurile ridicate se explică prin necesitatea unei cantităţi mai mari de piese de schimb şi materiale decât cea reclamată de starea tehnică reală a echipamentului şi manopera supradimensionată în raport cu necesitatea, c. Mentenanţă predictivă Este un program de întreţinere bazat pe predicţia tendinţei de funcţionare a echipamentului. Acest sistem presupune măsurarea periodică sau continuă, în timpul funcţionării, a unor parametrii tehnici care pot cuantifica starea fizică la un anumit moment a unui echipament. Aceste măsurători pot furniza datele necesare întocmirii istoricului funcţionării utilajului şi oferă posibilitatea aproximării tendinţei de 5

52 comportare a acestuia într-un interval de timp în viitor (tehnicile de măsurare diferă în funcţie de natura echipamentului şi de caracteristica principală a funcţionării sale). d. Mentenanţă proactivă Reprezintă de fapt o îmbunătăţire a mentenanţei predictive şi constă în monitorizarea continuă sau periodică a celor mai importanţi parametrii măsurabili şi adoptarea măsurilor tehnice necesare pentru încadrarea valorilor acestor parametri in limitele impuse. Pentru alegerea sistemului optim de mentenanţă, trebuiesc analizate următoarele aspecte: - Caracterizarea activităţii de bază a unităţii; - Numărul şi importanţa funcţionării echipamentelor; - Intercondiţionarea funcţionării echipamentelor; - Existenţa sistemelor sau circuitelor redundante; - Existenţa unor condiţii speciale de muncă, care limitează posibilitatea de intervenţie asupra utilajului în timpul funcţionării şi impune luarea unor măsuri suplimentare de protecţie a personalului din activitatea de mentenanţă; - Existenţa echipamentelor, utilajelor de rezervă şi rapiditatea înlocuirii celor defecte; - Componenţa numerică şi calitativă a personalului implicat în activitatea de mentenanţă; - Bugetul de cheltuieli alocat activităţii de mentenanţă; - Dotarea cu SDV-uri necesare activităţii de mentenanţă; - Dotarea cu unităţi de calcul fixe şi mobile; - Capacitatea echipei manageriale de a înţelege şi acţiona pentru adoptarea unor soluţii tehnico-economice moderne de eficienţă sporită; - Gradul de îmbătrânire al utilajelor. Tendinţa mondială este de abandonare a primelor două tipuri de întreţinere în favoarea ultimelor două, sau, în funcţie de condiţiile concrete, adoptarea unei strategii mixte, utilizând de exemplu, pentru echipamentele cu importanţă deosebită, strategia predictivă de întreţinere, iar pentru celelalte cu rol secundar în fluxul productiv, strategia de întreţinere bazată pe intervenţii planificate. 5

53 .. Generalităţi privind uzarea CAPITOLUL II UZAREA PIESELOR Procesul de frecare are drept urmare pierderea de energie (căldură) şi uzarea (desprinderea de material şi modificarea stării iniţiale a suprafeţelor de contact). Numeroşi cercetători admit că uzarea este un proces intim, cu evoluţie la nivelul ariei reale de contact, deci a contactului şi deformaţiei dintre microasperităţi. Teoriile şi ipotezele ce s-au enunţat se referă de fapt la anumite tipuri mai conturate de uzare. Modul diferit de acceptare a unora sau altora dintre ipotezele privitoare la evoluţia fenomenului complex de frecare-uzare-ungere a influenţat clasificarea tipurilor de uzare observate în practica industrială privind aspectul şi gradul de deteriorare al suprafeţelor. In general este acceptată clasificarea propusă de F.T. Barwell privitoare la următoarele patru tipuri fundamentale de uzare, care pot apărea atât la frecarea uscată cat şi în prezenţa lubrifianţilor: uzarea de aderenţă, de abraziune, de oboseală şi de coroziune (în practica aceste tipuri sunt întâlnite separat numai în cazuri speciale). Toate procesele de uzare depind de fenomenele termofizice, mecanice si chimice; referitor la evoluţia uzării se pot enunţa următoarele două concluzii: - uzura creşte în mod obişnuit cu lungimea de frecare sau cu durata acestui proces, creştere care în general nu se prezintă sub forma liniară; - uzura, în general descreşte cu creşterea durităţii suprafeţelor în frecare dar pot fi citate şi multe excepţii în acest sens Uzura cm Durata [ s] Fig... Evoluţia uzării în funcţie de durata de funcţionare Pentru a adânci aceste concluzii au fost realizate experimente cu o cupla de frecare simplă (ştift cilindric fix/inel de rotaţie) nelubrifiată. In urma utilizării a peste 00 de combinaţii de diferite materiale, concluziile au fost următoarele: - la începutul unui experiment, şi pe o anumită durată, viteza uzării variază; în această perioadă condiţiile de suprafaţa se modifică, dar ele pot să se şi stabilizeze (fig..). - dacă condiţiile se stabilizează, uzura creşte liniar cu timpul şi este independentă de aria suprafeţelor în frecare; 53

54 Totodată, au fost sesizate două moduri distincte de uzare (fig..): - uzarea blânda la care suprafeţele rămân relativ netede şi sunt protejate de straturi de oxizi ce se produc in timpul frecării. - uzarea severă la care contactul este metalic (fără strat intermediar de oxid) iar suprafeţele sunt aşchiate puternic şi particulele (în principal metalice) ale uzurii depăşesc ca mărime o fracţiune de milimetru; uzura severă, ca volum, se apreciază a fi de 0000 ori mai mare ca uzura blândă. 3 cm cm Intensitatea Uz ării / 0 uz.blândă uz.severă Sarcina [ N ] Fig... Intensitatea uzării funcţie de sarcină.. Uzarea de aderenţă Acest tip de uzare se produce prin sudarea şi ruperea punţilor de sudură între microzonele de contact şi se caracterizează printr-un coeficient de frecare ridicat şi o valoare de asemenea mare a intensităţii uzării. Teoria punţilor de sudură (a microjoncţiunilor) care fundamentează acest mod de uzare este cea mai cunoscută dintre ipotezele şi teoriile moderne ale frecării-uzării (forţa de frecare se datorează forfecării microsudurilor suprafeţelor metalice în frecare; se pare însă că în cele mai multe cazuri temperaturile ce rezultă din frecare sunt moderate, şi nu ar permite o sudare metalurgică). Gripajul O consecinţă a uzării de aderenţă este adesea griparea, care după cum s-a arătat, apare la sarcini mari, în lipsa lubrifiantului sau la străpungerea peliculei în urma unor temperaturi locale ridicate (de exemplu în perioada de rodaj). Sub acţiunea sarcinii, suprafeţele se apropie la o distanţă de interacţiune atomică. Adeziunile, microjoncţiunile puternice ce se creează, nu mai pot fi forfecate şi deplasarea relativă încetează, cupla de frecare fiind astfel blocată. Energia necesară interacţiunii poate fi de natură mecanică, termică, termomecanică sau termo-atomică. Gripajul poate avea două forme diferite: - griparea la temperaturi joase, este caracteristică unor viteze reduse de deplasare când apar deformaţii plastice ale stratului superficial al suprafeţei de 54

55 frecare. Această formă se caracterizează prin valori mari ale coeficienţilor de frecare şi fenomenul are o evoluţie rapidă; - griparea la temperaturi înalte (griparea termică) este caracteristică unor viteze mari şi apare ca urmare a energiei termice acumulate în zona de contact; coeficientul de frecare este mai mic iar viteza uzării mai redusă. Apariţia gripajului poate fi înlesnită de un rodaj necorespunzător, jocuri prea mici între suprafeţe sau de suprafeţe superfinisate, lipsite de posibilitatea creării micropungilor de ulei, calitatea necorespunzătoare a lubrifiantului, depăşirea unor parametri funcţionali (sarcină, viteză etc.), prezenţa unei perechi de materiale antagoniste etc. D p a b Deforma ţie plastică c 0 T Fig..3. Funcţia: deformaţie plastică - temperatura In general în faza de rodaj, griparea poate apare, la o anumită încărcare sau viteză, ca urmare a energiei termice şi mecanice din zona de contact, dată fiind şi mărimea redusă a ariei reale de contact si a regimului termic tranzitoriu. In prezenţa unor temperaturi ridicate, suprafeţele de frecare pot interacţiona ca urmare a afinităţilor chimice a celor două materiale (antagoniste). Schematic, legătura între cele două forme principale de gripare se ilustrează prin curba abc din figura.3 (mărimea deformaţiei plastice-temperatură). La deformaţii plastice mari (zona a-b) griparea apare fără modificări importante de temperatură; în absenţa deformaţiilor plastice, griparea apare totuşi ca urmare a unei valori ridicate a temperaturii (temperatura critică)..3. Uzarea de abraziune Uzarea de abraziune este provocată de prezenţa particulelor dure între suprafeţele de contact, sau de asperităţile mai dure ale uneia dintre suprafeţele de contact; uzura respectivă este uşor de recunoscut prin urmele de microaşchiere disperse sau orientate; ea accelerează uzarea prin coroziune. Particulele dure pot proveni prin forfecarea prealabilă a unor joncţiuni (uzarea de aderenţă), desprinderi de porţiuni din stratul de suprafaţă mai dur (uzarea de oboseală sau tratamentul defectuos), prin desprinderea şi evacuarea materialului unor ciupituri (pitting) etc. precum şi prin produsele metalice ale uzării de coroziune, cavitaţie etc. Spre exemplu, la un compresor din industria chimică produsele uzurii de natură corozivă pot distruge prin abraziune etanşarea. Mulţi autori apreciază că teoria abraziunii este relativ simplă dar aplicarea ei nu este totdeauna sigură deoarece uzarea de abraziune este la rândul ei un fenomen 55

56 complex: condiţia necesară apariţiei uzurii abrazive este diferenţa de duritate; ea poate fi totuşi produsă pe o suprafaţă de duritate mai mare în urma frecării cu o suprafaţă mai moale, dacă intervine transferul de metal. De exemplu, la cupla de frecare Bz/OL, transferul de Bz şi apoi ruperea suprafeţei respective durificate, poate uza prin abraziune suprafaţa de oţel..4. Uzarea de oboseală Acest tip de uzare se produce în urma unor solicitări ciclice a suprafeţelor în contact, urmate de deformaţii plastice în reţeaua atomică a stratului superficial, de fisuri, ciupituri sau exfoliere. Pittingul Pittingul este o formă a uzurii de oboseală a suprafeţelor unor cuple de frecare cu contacte punctiforme sau liniare (de exemplu căile de rulare a lagărelor de rostogolire sau flancurile roţilor dinţate), îndeosebi în cazul unor durităţi HB<350; se recunoaşte sub forma caracteristică de gropiţe, ciupituri (diferite de cele de aderenţă provocate prin smulgeri). In general se admite că distrugerea suprafeţei de frecare prin oboseală este produsă de starea de tensiune variabilă a unor contacte punctiforme sau liniare de rostogolire. alunecare sau asociate. Totuşi, împreună cu gropiţele (ciupiturile) de oboseală pot fi produse, în unele cazuri şi smulgeri prin adeziuni locale. Astfel, uzarea de pitting este însoţită de uzarea de aderenţă precum şi de uzarea de abraziune produsă de precedentele. Principalele cauze care conduc la deteriorarea flancurilor active ale dinţilor sunt: ciupirea flancurilor active şi exfolierea. Ciupirea flancurilor active ale dinţilor, este o formă de deteriorare prin oboseală de contact a stratului superficial al dintelui. Ciupirea este principala cauză de deteriorare a angrenajelor executate din oţeluri cu duritate redusă şi care funcţionează bine unse, în carcase închise. In zona de contact dintre dinţi apar atât tensiuni normale cât şi tensiuni tangenţiale,variabile după un ciclu pulsator. Încărcarea dinţilor produce totodată şi o deformare a stratului superficial de pe flancurile dinţilor în contact. In timp, după un număr de solicitări ale flancului dintelui, materialul oboseşte, fapt ce determină apariţia, pe suprafeţele flancurilor active, a unor microfisuri de oboseală Microfisurile iniţiale (fig..4. c) apar in sensul forţelor de frecare (fig..4, a şi b), în dreptul cilindrului de rostogolire. Uleiul, care aderă la flancurile dinţilor, va fi presat în fisurile apărute (fig..4, b şi d) pe flancurile active şi va crea o suprapresiune care va duce la desprinderea de mici bucăţi de material (fig..4, e). În acest fel, pe flancurile active ale dinţilor apar ciupituri, care înrăutăţesc condiţiile de angrenare. Ciupiturile, de formă şi dimensiuni diferite (fig..5), se dezvoltă mai întâi spre piciorul dintelui şi apoi spre capul acestuia, rezistenţa dintelui la apariţia de ciupituri fiind proporţională cu raza de curbură a flancului dintelui. Dacă în urma rodajului ciupiturile sunt de mărime mică, în număr relativ redus şi fără să se dezvolte în continuare, se poate afirma că angrenajul nu va fi deteriorat ca urmare a apariţiei ciupiturilor (fig..5, a). Dacă după rodaj ciupiturile progresează ca număr şi mărime, atunci apariţia de ciupituri va constitui principala formă de deteriorare a angrenajului (fig..5, b). 56

57 a. b. Locul de rupere Metal desprins Fisură iniţială Fisură avansată Ulei Ciupitură c d e Fig..4. Fazele pittingului Uzarea prin exfoliere Exfolierea explică uzura metalelor la viteze mici: această teorie se bazează pe faptul că în uleiul de ungere a flancurilor unor angrenaje au fost găsite particule de uzură sub formă de solzi (de 35 μm lungime, 0 μm lăţime şi 0-5 μm grosime). Se presupune următorul raţionament: în condiţiile deformării plastice şi a forţei tangenţiale de frecare, în cazul unui contact de alunecare, se deformează stratul de sub urma de uzură, generându-se dislocări şi goluri (fig..5). Când sunt prezente particule dure (incluziuni şi particule mari) se formează goluri. Dacă deformarea continuă, golurile se unesc, fie prin creştere, fie prin acţiunea de forfecare a materialului din jurul particulelor dure (rezultă o fisură paralelă cu suprafaţa de frecare). Când fisura ajunge la o lungime critică, materialul dintre fisură şi suprafaţă, se foarfecă rezultând o particulă de uzură ca un solz (lungimea critică a fisurii este dependentă de material) B fisuri particule dure Fig..5 Mecanismul uzării prin exfoliere 57

58 Uzarea de cavitaţie Este definită ca fiind un proces de distrugere a suprafeţei şi de deplasare de material sub formă de mici particule produsă de un mediu lichid sau gazos fără prezenţa celei de a doua suprafeţe de frecare, ca în cazurile obişnuite. Se mai denumeşte şi eroziune de cavitaţie sau coroziune de cavitaţie şi se produce de regulă, pe suprafeţele paletelor, rotoarelor de pompă, cilindrilor motoarelor Diesel etc., care sunt în contact cu fluide, la viteze mari. In general, uzarea prin cavitaţie se explică astfel: la mişcări bruşte sau la schimbări de viteză dintre un lichid şi metal, presiunile locale devin reduse, temperatura lichidului depăşeşte punctul de fierbere şi se formează mici pungi de vapori şi gaze (bule de cavitaţie). Când presiunea revine la normal (sau creşte) se produce spargerea bulelor cu forte mari de impact pe microzonele suprafeţei metalice, oboseala stratului şi ciupituri de cavitaţie (este o acţiune pur mecanică dar este posibil să fie conjugată şi cu un proces de coroziune). O alta teorie plauzibilă : distrugerea mecanica a straturilor de suprafaţă sub acţiunea spargerilor bruşte a cavităţilor în contact sau aproape de suprafaţa metalică..5. Uzarea de impact La unele tipuri de maşini şi instalaţii, ca de exemplu: concasorul cu ciocane articulate, moara cu bile etc. folosite în industria chimică, moara cu ciocane folosită la măcinarea cerealelor, instalaţia de foraj cu scule armate cu aliaje dure, utilajele de perforat etc., datorită unor loviri, locale, repetate se produce un tip specific de uzare mecanică, denumit uzarea de impact. Uzarea de impact se poate produce şi la funcţionarea unor organe de maşini: came, roţi dinţate, etc. atunci când, împreună cu alunecarea sau rostogolirea (de exemplu pe flancurile roţilor dinţate) are loc şi un impact compus; fără componente tangenţiale fenomenul este denumit impact normal. Uzarea de impact poate fi clasificată în doua categorii: uzare prin percuţie şi uzare prin eroziune. În general uzarea de impact conţine mecanismele de bază ale uzării: aderenţă, abraziune, oboseală de suprafaţă, uzare chimică şi termică. Se admite un proces de oboseală a suprafeţei, combinat cu acţiunea unor eforturi unitare de forfecare, în zona de contact, fenomen similar cu cel al uzării de oboseală la alunecare, deşi, in ceea ce priveşte energia de uzare, există diferenţe esenţiale. In primul caz, de altfel, sub acţiunea corpului de impact, corpul mai moale îşi schimbă curbura prin deformare plastică iar aria de contact creşte continuu prin deformarea asperităţilor. In general, s-a constatat, că impactul repetat asupra suprafeţei metalice, chiar atunci când este efectuat în condiţii moderate, poate produce uzarea sub forma unor particule mici (sub un micron)..6. Uzarea de coroziune Constituie deteriorarea suprafeţei de frecare şi deci pierderea de material, (de greutate), datorită acţiunii simultane sau succesive a factorilor chimici agresivi, din componenţa mediului respectiv şi a solicitărilor mecanice. Mecanismul uzării de coroziune presupune corelarea a două efecte de coroziune: coroziunea chimică şi coroziunea mecano-chimică. 58

59 Cupla de frecare fiind supusă simultan unor solicitări mecanice dar şi de natură chimică explicarea fenomenului complex al uzării, se complică: uzarea se produce de fapt prin înlăturarea produşilor de coroziune (uzura),care au luat naştere pe suprafaţa de frecare, atât în perioada de repaus (coroziune chimică) cât şi în timpul funcţionării (coroziune mecano-chimică). Rezultă că procesul uzării chimice se desfăşoară în două faze: - formarea produşilor de reacţie pe cale chimică şi mecano-chimică; - îndepărtarea acestor produşi de pe suprafaţa de frecare pe cale tribomecanică. Acţiunea chimică a mediului ambiant al cuplei de frecare este o acţiune continua deşi instalaţia sau maşina respectivă poate funcţiona numai in anumite perioade. Coroziunea chimica poate evolua diferit în funcţie de material şi de parametrii fizico-chimici respectivi. Evoluţia parabolică a uzurii (fig..6 a) indică formarea unor straturi aderente cu caracter de protecţie; prin solicitări mecanice este influenţată direct deteriorarea acestor straturi (filme) de suprafaţă, accelerând coroziunea şi uzura. Evoluţia liniară (fig..6 b) se referă la suprafeţele metalelor la care stratul de reacţie, nu oferă substratului respectiv protecţia necesară, în condiţii de repaus. Din cauza lipsei de aderenţă, a solubilităţii unor produşi de reacţie etc., viteza procesului de coroziune se menţine constantă. In timpul funcţionarii, solicitările mecanice influenţează direct şi indirect corodarea suprafeţei de frecare, prin modificări structurale, prin eforturi unitare de compresiune şi de forfecare, prin degradarea lubrifiantului etc. Uzura Uzura Timp a Fig..6 Evoluţia uzării de coroziune Timp b Ruginirea este o formă a coroziunii electrochimice a fierului şi se datorează acţiunii combinate a oxigenului şi apei; procesul de ruginire are o reprezentare liniară (fig..6 b), spre deosebire de oxidare care (poate apărea în aer la temperatura normală) are o reprezentare parabolica (fig..6 a). Coroziunea în mediu lubrifiant este îndeosebi de natură electrochimică. Efectele corozive puternice apar îndeosebi în cazul prezenţei în lubrifianţi a unor mici cantităţi de apă, care în contact cu suprafaţa cuplei de frecare formează microcelule electrolitice. (corozivitatea lubrifianţilor se poate datora şi sulfului provenit din uleiul de bază ). 59

60 CAPITOLUL III SISTEME DE ÎNTREŢINERE ŞI REPARAŢII 3.. Generalităţi privind activitatea de reparaţii Sistemele de întreţinere şi reparaţii au la bază organizarea logică a lucrărilor în funcţie de resurse, utilizarea mijloacelor de prelucrare automată a datelor; reducerea costurilor de întreţinere, reparaţii, stocaj, eliminarea opririlor accidentale prin prevenirea unor deteriorări, dereglări, uzuri permanente etc. Sistemele adoptate trebuie să angreneze muncitorii ce deservesc aceste utilaje la realizarea unor operaţii de întreţinere şi reparaţii a maşinilor pe care lucrează, aceasta pentru ca ei să aprecieze munca de întreţinere, să cunoască - din punct de vedere tehnic şi funcţional utilajul pe care lucrează, pentru a-l exploata la parametrii admişi şi să acorde o atenţie mare lucrărilor zilnice de întreţinere şi urmărire a comportării în exploatare. Totodată este necesar ca muncitorii din atelierele de întreţinere să nu fie separaţi de cei din producţie, ci ei să formeze un tot unitar, ajutându-se unii pe alţii, pentru realizarea de operaţii şi lucrări de verificare, reglaje, revizii tehnice, reparaţii curente, realizare de piese de schimb,recondiţionare şi refolosire a pieselor uzate. În ceea ce priveşte muncitorii ce efectuează reparaţiile capitale, aceştia trebuie organizaţi de aşa natură încât să utilizeze metode rapide de intervenţii, să efectueze reparaţii de bună calitate, să modernizeze utilajele existente. Categorii de intervenţii a) Revizia tehnică (R t ) înţelegându-se prin aceasta operaţiile ce se execută de regulă înaintea unei reparaţii planificate (curente sau capitale), în scopul determinării stării tehnice a maşinii, utilajului sau instalaţiei pentru a asigura în continuare funcţionarea normală a acestuia. Pe lângă determinarea stării tehnice a maşinii, utilajului sau instalaţiei, în cadrul reviziei tehnice se pot executa şi unele operaţii de reglare şi consolidare a unor piese sau subansambluri, precum şi unele reparaţii mărunte asigurându-se funcţionarea normală a utilajelor până la prima reparaţie planificată. În funcţie de starea tehnică în care se află utilajul, în cadrul reviziei tehnice se stabileşte dacă maşina, utilajul sau instalaţia (MUI) trebuie să intre în reparaţie, după realizarea orelor de funcţionare prevăzute în norme, pentru reparaţia respectivă, sau mai poate fi prelungit acest termen cu un anumit număr de ore, care se precizează în fişa de constatare. În cazul în care, cu ocazia reviziei tehnice a MUI, se constată o defecţiune care ar putea provoca avarierea acesteia, se execută reparaţia curentă, luându-se în considerare, în continuare, aceasta pentru planificarea lucrărilor de reparaţii ulterioare. b) Reparaţia curentă (RC) înţelegându-se prin aceasta intervenţiile care se execută între punerea în funcţiune şi prima reparaţie capitală sau între două reparaţii capitale consecutive (perioadă denumită ciclu de reparaţie capitală) ori de câte ori este nevoie, în funcţie de starea tehnică a utilajelor, instalaţiilor etc. în scopul repunerii în stare de funcţionare, în condiţii economice, a acestora, prin repararea, recondiţionarea sau înlocuirea unor piese componente sau a unor subansamble uzate. Principalele operaţii care pot fi executate în cadrul reparaţiei curente sunt: - demontarea parţială a pieselor şi subansamblelor cu uzură, repararea, recondiţionarea, ajustarea sau înlocuirea acestora; - înlăturarea jocurilor care depăşesc limitele admisibile şi strângerea tuturor îmbinărilor; 60

61 - curăţirea şi gresarea utilajelor, verificarea funcţionalităţii tuturor subansamblelor din lanţul cinematic al maşinii, utilajului şi instalaţiei; - repararea dispozitivelor de protecţie şi securitate a muncii; - recondiţionarea stratului de protecţie prin vopsirea suprafeţelor şi părţilor expuse acţiunii mediului atmosferic sau diferiţilor agenţi chimici etc.; În funcţie de mărimea intervalului de timp de funcţionare între două reparaţii, de importanţa lucrărilor ce se execută şi de valoarea pieselor şi subansamblelor reparate, recondiţionare sau înlocuite, reparaţiile curente prevăzute în normativ se împart în: a reparaţii curente de gradul I (RC) numite înainte reparaţii curente ; b reparaţii curente de gradul II (RC) numite în vechiul normativ reparaţii medii. Reparaţiile curente de gradul II (RC) au o complexitate mai mare decât RC, necesitând un volum de muncă mai mare şi din această cauză şi cheltuielile legate de această reparaţie sunt mai mari. c) Reparaţia capitală (RK), înţelegându-se prin aceasta intervenţia care se execută în mod planificat după expirarea ciclului de funcţionare prevăzut în normativ în scopul menţinerii caracteristicilor tehnico-economice iniţiale şi preîntâmpinării ieşirii utilajelor din funcţiune înainte de termen. În cadrul RK se pot executa următoarele lucrări: - demontare parţială sau totală a maşinii; - recondiţionarea sau înlocuirea parţială sau totală a pieselor uzate, respectiv a unuia sau mai multor agregate sau subansamble componente ale utilajului care nu mai pot funcţiona în condiţii de siguranţă şi precizie; - remontarea utilajului; - vopsirea suprafeţelor exterioare; - probele şi rodajul mecanic (când este cazul) etc. Cu ocazia reparaţiei capitale se pot aduce utilajului, maşinii sau instalaţiei o serie de modernizări cu condiţia ca valoarea totală a RK, inclusiv cheltuieli pentru modernizări şi îmbunătăţiri, să nu depăşească limita maximă prevăzută în normativ pentru efectuarea reparaţiei capitale a utilajului respectiv. 3.. Sistemul de întreţinere corectivă Întreţinerea corectivă se defineşte ca fiind ansamblul de măsuri ce se iau de către furnizorii şi beneficiarii de maşini, utilaje şi instalaţii, pentru a se asigura: - îmbunătăţirea constructivă, prin reproiectarea unor piese şi subansamble ce nu corespund exigentelor practice (se uzează repede, au un consum mare de piese de schimb, au acţionare incomodă, zgomot mare, vibraţii puternice etc.); - îmbunătăţiri funcţionale, adică utilajul proiectat - din anumite considerente - funcţionează sub parametrii proiectaţi (prindere grea a pieselor, avansuri sau curse limitate, randament mic). De obicei această situaţie se remediază prin proiectarea unor accesorii auxiliare, sau a unor S.DV.-uri cu funcţii multiple; - înlăturarea unor deficienţe ce ţin de fiabilitatea şi mentenanţa utilajului sau a instalaţiei. Aceste deficienţe ies în evidenţă de obicei în perioada de garanţie, dar şi cu ocazia întreţinerii şi reviziilor periodice la beneficiar. In urma studierii acestor elemente se aduc îmbunătăţirile constructive necesare, urmărindu-se: reducerea timpului de stagnare, în perioada de garanţie, cât şi după, eliminarea defecţiunilor repetate, reducerea timpului de demontare şi montare; 6

62 reducerea consumului de materii prime sau piese de schimb; eliminarea uzurilor premature; reducerea cheltuielilor de întreţinere şi exploatare. Prin astfel de acţiuni corective se modifică starea generală a utilajului, obţinându-se performante superioare. Întreţinerea corectivă se aplică pe toată durata prevăzută de constructorul utilajului şi mai ales în perioada de punere în funcţiune, apoi, periodic, pe baza rezultatelor obţinute privind funcţionarea şi întreţinerea utilajului respectiv. Aceasta este posibilă numai printr-o colaborare între furnizori şi beneficiari, prin echipele de service Sistemul de întreţinere funcţională curentă Întreţinerea funcţională curentă a maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor, la parametrii tehnici si tehnologici proiectaţi reprezintă o componenta a funcţiei de producţie cu rol important in creşterea eficienţei economice şi o componentă a sistemului teoretic de menţinere în stare de funcţionare a dotării, cu cheltuieli minime si productivitate maximă. Sistemul întreţinerii funcţionale curente are la bază mai multe operații. Pentru realizarea acestor operaţii trebuie să se ia anumite măsuri de natură tehnică, organizatorică şi economică, şi anume: - fiecare muncitor deservent să fie instruit, de către personalul de specialitate de la întreţinere şi reparaţii, asupra modului de realizare a operaţiilor specifice; - fiecare maşină-unealtă, utilaj sau instalaţie trebuie să posede instrucţiuni de realizare a operaţiilor întreţinerii curente, programe şi scheme de ungere, specificându-se: când se execută, cum, cu ce şi de cine; - muncitorii deservenţi, care execută aceste operaţii trebuie să posede materialele şi inventarul necesar realizării operaţiilor specifice sistemului; - operaţiile de curăţire şi ungere trebuie să fie normate, în cazul când se execută de către muncitorii deservenţi, în funcţie de complexitatea utilajelor şi instalaţiilor din dotare, de caracteristicile fondurilor productive, de regimul de lucru; - fiecare muncitor deservent va urmări zilnic comportarea în exploatare a utilajelor deservite şi va anunţa baza de întreţinere din secţie sau atelierul respectiv, (sau chiar secţia de reparaţii mecano-energetică) în cazul când apar detecţiuni şi nu se pot remedia prin reglaj, strângeri, limitări de curse etc.; - fiecare maşină-unealtă, utilaj sau instalaţie, ce se află în dotarea întreprinderilor, combinatelor etc., trebuie să fie zilnic controlată asupra realizării concrete a întreţinerii curente; - fiecare maşină-unealtă, utilaj sau instalaţie trebuie să posede bugetul său lunar de cheltuieli pentru întreţinerea funcţională curentă şi la finele fiecărei luni, bazele de întreţinere din secţii sau mecanicul sef, analizează încadrarea sau depăşirea bugetului, luând măsuri de corecţie Sistemul de întreţinere funcţională periodică de tip preventivplanificat Sistemul de întreţinere funcţională periodică de tip preventiv-planificat se interpune, în anumite situaţii, pentru anumite agregate şi instalaţii, între sistemul întreţinerii funcţionale curente şi cel de revizii tehnice şi reparaţii. Este nevoie de acest sistem intermediar întrucât anumite utilaje sau agregate integrate în flux trebuie verificate periodic (de exemplu, după trei schimburi de lucru), revizuite parţial 6

63 anumite mecanisme (după câteva zile de funcţionare) sau revizuite general (după o săptămână de lucru), de exemplu: liniile agregat, liniile de formare, liniile de turnare, liniile de dezbatere etc. Sistemul se bazează pe prevenirea defecţiunilor cu o anumită probabilitate, care permite cunoaşterea, înainte de apariţia avariilor a pieselor care trebuie înlocuite, creându-se astfel posibilitatea dimensionării - conform calculelor economice - a stocurilor de piese de schimb, a înlocuirii acestora (când se impune acest lucru) dar înainte de apariţia defecţiunilor sau producerea avariilor. Sistemul de întreţinere funcţională de tip preventiv-planificat deplasează intervenţiile înainte de defectarea fondurilor fixe. Accentul în acest sistem se pune pe prevenirea nu pe înlăturarea defecţiunilor. Obiectivele sistemului de întreţinere funcţională de tip preventiv-planificat Obiectivele principale ale sistemului de întreţinere funcţională de tip preventiv-planificat sunt cele redate în tabelul 3.. Obiectivele sistemului funcţional de tip preventiv-planificat Evitarea îmbătrânirii fondurilor fixe productive şi prelungirea duratei de viaţă a lor. Menţinerea randamentului fondurilor fixe productive la parametrii daţi de constructor. 63 Tabelul 3. Îndeplinirea obiectivelor se fac prin: - Verificări periodice şi introducerea restricţiilor funcţionale. - Revizii parţiale şi generale cu înlocuirea pieselor uzate. - Lubrifierea la timp, de calitate şi conform cerinţelor. - Funcţionarea corectă şi permanentă a tuturor aparatelor, indicatoarelor, limita-toarelor etc. - Stabilirea efectivă a perioadei de RK în funcţie de starea tehnică a fondurilor fixe productive şi de pregătirea anticipată ce i s-a făcut. - Mecanizarea lucrărilor de prindere şi slăbire a pieselor, de transport a acestora, de manevrare a lor etc. - Automatizarea unor operaţii, a indicării unor parametrii de control, de semnalizare şi oprire. Eliminarea opririlor accidentale. - Reglări, verificări, revizii, înlocuiri de piese uzate, aparate, indicatoare şi limitatoare blocate. Reducerea costurilor de reparaţii ale fondurilor fixe productive din dotare. - Recondiţionarea, repararea şi refolosirea pieselor uzate. - Efectuarea de operaţii şi lucrări limită, dar la timp. - Introducerea sistemului preventiv de lucru prin detecţie, deducţie, înlocuiri de piese înaintea avariilor. - Întreţinerea în stare de funcţionare a tuturor mecanismelor, reducându-se numărul pieselor ce se înlocuiesc cu

64 Continuitate în funcţionare a fondurilor fixe productive. ocazia reparaţiilor. - Prin pregătiri anticipate şi intervenţii rapide. - Responsabilitate unică, directă şi materială. - Legarea de producţie a electromecanicului şi lăcătuşuluimecanic (făcând parte din aceeaşi echipă). Creşterea calităţii producţiei. - Păstrarea parametrilor de lucru prin reglaj, verificare, înlocuiri aparate defecte. - Instruirea personalului deservent. Mărirea siguranţei în funcţionare a fondurilor fixe productive. Crearea de stocuri limită de piese de schimb, evitându-se stocurile cu mişcare lentă sau fără mişcare Crearea unor sectoare puternice de recondiţionări de piese şi rentabilizarea acestora după recondiţionare. Diminuarea consumului de energie, carburanţi şi lubrifianţi. Utilizarea echilibrată a forţei de muncă din bazele de întreţinere. - Prin reglarea în parametri a tuturor mecanismelor. - Reglarea acţionărilor, automatelor, limi-tatoarelor. - Prin autodotări de AMC-uri specifice. - Prin cunoaşterea pieselor pe grupe de maşini care au uzură rapidă, medie şi lentă. - Prin realizarea pieselor de schimb conform graficului de uzură. - Prin trierea pieselor uzate. - Alegerea tehnologiei de recondiţionare. - Recondiţionarea propriu-zisă. - Introducerea în magazii ca piese bune. - Prin stabilirea consumurilor per maşină. - Gospodărirea judicioasă a acestora. - Înlăturarea oricăror forme de risipă sau consum suplimentar. - Prin nominalizarea sarcinilor concrete de rezolvat. - Prin creşterea răspunderii datorită individualizării muncii. - Prin aplicarea formelor stimulative de retribuire. - Prin integrarea fiecărei persoane în formaţii de lucru direct productive. Sistemul de întreţinere funcţională periodică are operaţii specifice distincte, prezentate şi anume:. Verificarea periodică a fondurilor fixe (Vp) Este destinată depistării la timp: a posibilităţilor de apariţie a unei avarii accidentale, a descoperirii anticipate a unor gripări, dereglări, jocuri mari, slăbiri de piese, deplasări de cote spre limitele inferioare sau superioare etc. 64

65 Operaţia de verificare constă în a privi, a simţi, a asculta sau a măsura fondul fix supus controlului. Se axează pe detectarea defectelor şi nu pe ceea ce funcţionează bine. Verificarea are ca bază indicaţiile din cartea maşinii şi se face apelând la aparate de măsură şi control de specialitate. În cazul semnalării unor abateri, se iau măsuri de remediere, fie imediat - dacă abaterea influenţează calitatea produsului sau conduce la uzarea rapidă a unor piese sau subansamble - fie se consemnează în registru, se iau măsuri de pregătire a pieselor de schimb şi se efectuează cu ocazia reviziilor tehnice sau a reparaţiei fondului fix în cauză. Operaţia de verificare se efectuează de muncitorii bazelor de întreţinere din secţiile productive care răspund din punct de vedere tehnic de acestea, sau dacă activitatea este organizată centralizat, de muncitorii sectorului mecano-energetic ce au atribuţii în acest sens. De aceea ei trebuie să cunoască bine maşinile, utilajele şi instalaţiile, modul de funcţionare, reglare şi acţionare pentru a executa verificarea sub toate aspectele posibile prin efectuarea de încercări la mersul în gol şi în sarcină pentru a-şi da seama de buna funcţionare a mecanismelor, precum şi de precizia geometrică, gradul de finisare etc. Organizarea operaţiei de verificare periodică se face de obicei fără oprirea utilajelor sau instalaţiilor de producţie sau cu oprirea minimă ce nu depăşeşte o oră. Se execută conform indicaţiilor interne şi în funcţie de complexitatea fondului fix în cauză. Operaţia se realizează de muncitorii desemnaţi în acest sens, din baza de întreţinere a secţiei sau de la sectorul mecanic şef central. Dacă la verificare se constată că anumite piese sunt uzate sau nu mai prezintă garanţie din punct de vedere tehnic şi trebuie schimbate, atunci electromecanicul sau lăcătuşul mecanic se interesează la magazia de piese de schimb (M.P.S.) a secţiei pentru a constata dacă există, iar dacă nu este în stoc se întocmeşte foaie de transfer pentru a se aduce de la depozitul central de piese de rezervă (D.C.P.R.) al întreprinderii, la magazia secţiei; schimbarea piesei se face fie în acest interval de verificare, fie cu ocazia reviziilor parţiale sau generale. Verificarea periodică se face fie pe grupe de maşini, fie pe linii tehnologice. De exemplu, dacă un electromecanic sau lăcătuş-mecanic are în primire şi răspunde de buna funcţionare a 0, 0 sau 30 de maşini-unelte universale, el poate face verificarea într-o zi la sau 3 utilaje. Dacă gradul de complexitate al maşinilor-unelte este mai mic sau din aceeaşi grupă, atunci el poate răspunde de buna funcţionare a 40, 50 sau 60 de asemenea utilaje. Acestea se vor verifica de aşa natură încât să permită şi efectuarea în echipă a reviziilor parţiale şi generale sau a reparaţiilor RC şi RC, la utilajele planificate în această perioadă. Pentru creşterea răspunderii faţă de munca prestată este de dorit ca electromecanicii sau lăcătuşii-mecanici să fie incluşi în formaţii de lucru direct productive din secţii sau ateliere. Orice staţionare din producţie a fondurilor fixe din numărul de utilaje de care răspunde electromecanicul sau lăcătuşul-mecanic trebuie să atragă după sine penalizări la retribuţie. In fig. 3.. se prezintă schema logică propusă pentru organizarea operaţiei de verificări periodice a utilajelor şi instalaţiilor iar în tabelul 3.. se prezintă elementele de verificare şi ce se urmăreşte. 65

66 Cartea tehnică a utilajului Instrucţiuni tehnice Fişa istorică a defecţiunilor Elemente de intrare Fişa de ungere a utilajului Restricţii de funcţionare Cine execută verificarea? Ce se execută? Când se execută? Elaborare instrucţiuni de verificare şi examinare n Instrucţiuni de 3 verificare zilinică şi periodică Unde se înscriu informaţiile culese? Se scot în evidenţă preventiv deficienţele Dotare cu accesorii şi aparataj de verificare Se elimină deficienţele înainte de avarii Se iau măsuri de aprovizionare cu piese de schimb Da Se repetă instrucţiunile de verificare? Nu Uzură permanentă Opriri accidentale Pierderi de producţie Se dimensionează corect stocurile Banca de date (calculator) Calitate inferioară Da Se iau măsuri pentru îmbunătăţirea activităţii de verificare? Informaţii referitoare la comportarea în exploatare şi starea de uzură Informare conducerea secţiilor şi a întreprinderii privind deficienţele de exploatare Instrucţiuni Docum. de inform. Documente de raportare periodică Nu Fig. 3.. Schema logică de organizare a lucrărilor şi operaţiilor de verificare a utilajelor şi instalaţiilor din dotare 66

67 Verificarea fondurilor fixe din dotare Elementele supuse verificării - Dispozitive de comandă, manetele şielementele de acţionare şi limitare a mişcării. - Dispozitivele de fixare a pieselor şi de reglare. - Dispozitivele de oprire şi de frânare a mişcării. - Mecanismele şi sistemele de ungere. - Dispozitivele de protecţie a muncii şi garantarea siguranţei în funcţionare - Organele de alunecare (ghidaje) şi suprafeţele de lucru. Ce se urmăreşte prin verificare Funcţionarea normală a acestora. Înlăturarea eforturilor fizice. Evitarea blocărilor. Starea tehnică a acestora. Asigurarea siguranţei în funcţionare. Modul cum acţionează dispozitivele. Modul de lucru, de limitare etc. Starea tehnică a acestora. Evitarea opririlor accidentale datorită lipsei de ungere. Starea tehnică a acestor dispozitive. Înlăturarea accidentelor de muncă. Tabelul 3. Modul de funcţionare şi starea tehnică a lor. Înlăturarea cauzelor care conduc la blocări - Angrenajele şi reductoarele. Constatarea stării tehnice. Evitarea opririlor prin blocări. Înlăturarea vibraţiilor. Înlăturarea zgomotelor anormale. - Verificarea stării tehnice a elementelor de rostogolire (rulmenţi) şi de alunecare (lagăre). - Arborii canelaţi, ambreiajele şi pârghiile (furcile) de acţionare. Funcţionarea normală a lor. Înlăturarea zgomotelor anormale. Înlocuirea lor când uzura este prea mare sau prezintă pericol de gripare. Apariţia unor uzuri premature, gripări, vibraţii, zgomote. - Suporţi şi elementele de sprijin. Amplitudinea vibraţiilor. Starea tehnică a lor. - Echipamentul hidraulic şi pneumatic al utilajului. - Echipamentul electric, electronic şi de automatizare. Constatarea stării tehnice. Înlăturarea cauzelor care conduc la pierderi de ulei sau de aer. Evitarea opririlor accidentale. Înlocuirea conductorilor deterioraşi, a blocurilor electrice uzate, a contactoarelor - Sistemele de distribuţie. Starea tehnică a sistemelor, conducte, pompe distribuitoare. Înlăturarea şi prevenirea avariilor. - Modul de funcţionare al filtrelor. Evitarea înfundării sau deteriorării. Starea tehnică a acestora. 67

68 - Garnituri, simeringuri, alte elemente. - Fixarea pe postament a maşinilorunelte şi utilajelor, a celorlalte subansam-ble sau ansamble şi starea tehnică a îmbinărilor. - Alte mecanisme specifice utilajelor din dotare. Pierderile de lubrifianţi să fie cât mai mici. Evitarea opririlor accidentale. Înlăturarea vibraţiilor în funcţionare. Strângerea îmbinărilor slăbite sau repararea celor deteriorate. Starea tehnică a acestora. Reglarea în parametri. Înlocuirea pieselor uzate. Înlocuirea pieselor scoase din circuit electric datorită arderii lor.. Revizia parţială (Rp) Revizia parţială comportă o examinare a funcţionării pieselor, subansamblelor şi ansamblelor de bază care condiţionează bunul mers al maşinilor-agregat, liniilor automate sau instalaţiilor, gradul de exactitate, precizie şi siguranţă în funcţionare. Prin revizia parţială se înlătură zgomotele anormale, deficienţele în sistemul de ungere, se înlocuiesc rulmenţii uzaţi, curelele deteriorate, piese ce nu mai prezintă garanţia funcţionării, conductele fisurate sau deteriorate, ambreiajele uzate, dispozitivele de comandă şi de fixare, de reglare, de prelucrare etc., ce sunt uzate; se înlătură defectele din sistemele electrice, electronice, hidraulice, pneumatice (după caz). Lucrarea se efectuează pe subansamble şi ansamble (demontări, spălări, reglări, înlocuiri de piese uzate, recondiţionări etc.). Se înlocuiesc unele componente prin cele de rezervă (electromotoare, pompe, capete de lucru, contactoare etc.), astfel că timpul de staţionare să fie minim, între -3 ore. Revizia parţială se planifică la intervale bine determinate şi numai liniile sau maşinile agregat, (de exemplu: din 3 în 3 zile câte ore, sau din în zile câte oră). Lucrarea se caracterizează prin: - se execută numai la organele şi subansamblele care sunt uzate, degradate; - nu se efectuează nici o operaţie suplimentară; - se efectuează în pauzele tehnologice, de masă, în schimburile neprogramate, astfel că producţia nu este afectată; - pretinde o pregătire anticipată cu piese de schimb şi chiar ansamble complete; - scurtează timpul de intervenţie ulterior; - creşte calitatea lucrărilor întrucât operaţiile sunt executate de muncitorii bazei de întreţinere care sunt interesaţi ca utilajele să funcţioneze cât mai mult, pentru a realiza sarcinile fizice ale planului de producţie şi intervenţiile să coste cât mai puţin. Organizarea reviziei parţiale se face conform schemei logice din fig. 3.. Operaţia se execută de lăcătuşii-mecanici sau de către electromecanicii bazei de întreţinere. Aceşti muncitori sunt coordonaţi de mecanicul şef al întreprinderii si fac parte dintr-o formaţie de lucru direct productivă. 3. Revizia generală (Rg) Revizia generală urmăreşte verificarea în detaliu a ansamblelor funcţionale, siguranţa în exploatare şi precizia acestora şi se execută asupra fiecărui fond productiv conform programării, în funcţie de complexitatea acestuia. Durata poate fi cuprinsă între 3-8 ore, cu frecvenţă bine determinată, de exemplu: revizia generală 68

69 săptămânală, sau revizia generală lunară, anuală, (cazul remonturilor, când durata este mult mai mare, 5-30 zile, întrucât cuprinde întreaga întreprindere). Prin revizia generală se urmăreşte a se verifica întreaga maşină, utilaj sau instalaţie pentru a se scoate în evidenţă toate deficienţele; se efectuează operaţii de remediere,de înlocuire a tuturor pieselor ce sunt uzate şi nu se pot recondiţiona;se repara piesele cu uzură;se reglează sau se repara mecanismele ce compun utilajul, sistemele electrice, electronice, hidraulice etc., ce prezintă deficienţe în funcţionare sau sunt uzate, arse, distruse etc. Cu această ocazie se pot ataşa şi anumite dispozitive de creştere a randamentului, de mărire a productivităţii muncii, deci de modernizare a utilajului pentru a nu mai aştepta până la reparaţia capitală, dacă fluxul tehnologic cere acum această modernizare. Lucrarea de revizie generală se planifică la intervalul stabilit de fiecare unitate economică,făcând parte din sistemul de întreţinere. Intervenţia se caracterizează prin: - cuprinde numai organele şi mecanismele care reclamă operaţii de remediere şi recondiţionare; - pretinde o pregătire anticipată completă cu piese de schimb, subansamble şi ansamble; - scurtează timpul de intervenţie ulterioara prin pregătiri anticipate şi modul de organizare a lucrării, fie în etape, fie în schimburi neprogramate, fie aplicând alte metode rapide(înlocuirea de componente şi agregate, utilizarea maşinilor de schimb etc.); - cheltuielile pe o intervenţie sunt mici, datorită scurtării timpului de intervenţie, a realizării operaţiilor ce se impun numai prin fişa de constatare, în funcţie de starea tehnică a utilajului respectiv; - lucrările şi operaţiile realizate sunt de calitate, întrucât lăcătuşii-mecanici, electricienii etc. au în primire un număr de maşini din secţia de care răspund din punct de vedere tehnic şi funcţional. In cazul când apar opriri accidentale, acestea se remediază fie de către baza de întreţinere, fie de mecanicul şef - în funcţie de complexitatea utilajului şi a avariei - şi se consideră lucrare extraplan fiind evidenţiată separat. Organizarea reviziei generale se face conform schemei logice din fig. 3.. Revizia generală se execută în echipă, ce are în componenţă: - lăcătuşul-mecanic sau electromecanicul care au în primire un număr de maşini,utilaje sau o anumită instalaţie; - lăcătuşi ajustori din baza de întreţinere a secţiei; - specialişti în electronică, hidraulică sau dispozitive pneumatice, dacă sunt la nivel centralizat; - muncitorul(-rii) deservenţi de la caz la caz. Planificarea începerii reviziei generale se va face în funcţie de planul de încărcare al specialiştilor altor sectoare ca: electromecanici, electronişti, automatişti etc., pentru a lua parte efectivă la realizarea lucrărilor programate. Nu se recomandă începerea intervenţiei - reviziei generale - dacă nu s-a pregătit totul anticipat, adică piesele de schimb mecanice şi electrice, sau chiar subansamble complete. In intervenţiile de tip general, şeful bazei de întreţinere al secţiei este direct răspunzător de pregătirea anticipată a pieselor de schimb, de achiziţionarea rulmenţilor şi a altor materiale specifice, de organizarea lucrului în echipă, astfel ca munca să se desfăşoare pe ansamblele pregătite, fără stagnări mari;deci,programarea 69

70 intervenţiei se face bazându-se pe schimburile neprogramate, precum si pe pauze tehnologice sau de reglaj. Muncitorii care participă la efectuarea reviziei generale sunt muncitorii productivi normaţi. Ei aparţin formaţiilor de lucru din secţia de bază, dar sunt îndrumaţi metodologic de mecanicul şef al întreprinderii, în cazul organizării centralizate a lucrărilor. Cartea tehnică a utilajului Fişa istorică a defecţiunilor Fişa de ungere Date de intrare Instrucţiuni tehnice Restricţii de funcţionare 3 n n 3 Cine execută verificarea? Ce se execută? Când se execută? Întocmire planuri de revizii parţiale şi generale. Control parametrii n Planuri de revizii 3 parţiale şi generale Unde se înscriu informaţiile? Preîntâmpinare opriri accidentale Înlocuiri de piese înainte de avarie Control parametrii utilaje Dotare cu accesorii şi aparataj pentru revizii şi control Realizare revizii Realizare control Da Revizie parţială Revizie generală Se respectă planul de revizie? Nu Control dimensiuni piese Instrucţiuni Docum. de inform. Documente de reparare periodică n Informaţii asupra 3 reviziilor şi starea parametrilor utilajelor şi cantitatea pieselor executate Nu sunt preîntâmpinate avariile Au loc opriri accidentale Uzură prematură Pierderi de producţie Calitate inferioară Măsuri de remediere Da Sunt deficienţe? Nu De natură organizatorică (organizare echipe, schimburi, calificare etc.) De natură tehnică (documentare accesorii, schimbare, tehnologii etc.) De natură economică (analize, evoluţii, perspective) Figura 3.. Schema logică de realizare a lucrărilor şi operaţiilor de revizie a utilajelor, maşinilor şi instalaţiilor 70

71 De menţionat ca se pot face modernizări, adaptări, modificări, astfel încât utilajul să nu înregistreze uzură morală şi să i se creeze funcţii multiple - după caz. Pentru realizarea în bune condiţiuni a lucrărilor de revizii parţiale (Rp) şi revizii generale (Rg) s-au proiectat teme-program cadru (tabelul 3.3) şi fişe tehnologice tip (tabelul 3.4) care se utilizează de către fiecare unitate economică. Tabelul 3.3 Temă program pentru realizarea lucrărilor de revizii parţiale (Rp) şi generale (Rg) din cadrul întreţinerii funcţionale de tip preventiv I. Funcţiile obiectiv - Realizarea intervenţiilor în timp scurt; - Realizarea de producţie suplimentară prin reducerea duratei de staţionare în intervenţie şi reducerea opririlor accidentale; - Reducerea cheltuielilor de întreţinere a fondurilor fixe din dotare; - Modernizarea prin dotare a fondurilor fixe când fluxul tehnologic impune acest lucru. II. Planul de acţiune pentru realizarea funcţiilor obiectiv Măsurile preconizate.nominalizarea sectoarelor deservite de muncitorii bazelor de întreţinere şi a maşinilor-unelte de care aceştia răspund pentru fiecare în parte; predarea sub semnătură a acestor utilaje pentru fiecare lăcătuş-mecanic, electrician etc.. Instruirea lăcătuşilor mecanici, electricienilor sau electromecanicilor pentru realizarea lucrărilor şi operaţiilor ce le au de efectuat şi anume: verificarea periodică conform planificării a utilajelor din punct de vedere tehnic, tehnologic şi al funcţionării; reglarea utilajelor pentru a funcţiona la parametrii prevăzuţi în cărţile tehnice; schimbarea pieselor uzate cu ocazia reviziilor sau recondiţionarea pe loc a celor existente după caz, reglarea în limitele de funcţionare. 3.Organizarea magaziei de piese de schimb din baza de întreţinere cu fişe de magazie şi stoc mini-max. 4.Organizarea bazei de întreţinere pentru a realiza piesele de schimb specifice secţiei care rămân în magazia de 7 Cine răspunde Termen Precizări În cazul în care există şi intervenţii de tip accidental acestea fie se fac de secţia de reparaţii a întreprinderii care va organiza o echipă în acest sens, fie se realizează de muncitorii bazelor de întreţinere care îşi organizează echipa de intervenţie ad-hoc cu muncitorii proprii ce răspund de utilaje. Lucrarea se normează şi se deosebeşte de cele planificate

72 piese de schimb (M.P.S.) 5.Dotarea cu A.M.C.-urile specifice pentru verificarea şi reglarea utilajelor din dotare. 6.Organizarea intervenţiilor de natură accidentală: cine participă, când se realizează. III. Planul de urmărire şi control al realizării operaţiilor Măsuri preconizate Cine urmăreşte - Urmărirea realizării operaţiilor de calitate şi Şeful bazei de întreţinere conform programării - Controlul tehnic al operaţiilor realizate în cadrul CTC-ul din bază lucrării IV. Precizări şi restricţii - Dotarea unităţilor din baze cu AMC-urile necesare reviziilor. - Integrarea muncitorilor bazelor de întreţinere în formaţiile de lucru ale atelierului de care răspund. - Organizarea bazei pe principiul autogestiunii cu buget propriu pentru realizarea reviziilor parţiale sau generale Cine răspunde Şeful bazei de întreţinere şi şeful de secţie. Şeful de secţie. Şeful bazei de întreţinere. Tabelul 3.4 Fişa tehnologică de realizare a lucrărilor de revizii parţiale (Rp) şi revizii generale (Rg). Operaţiile tehnologice ale lucrărilor Precizări - Controlul unor ansamble, în cazul reviziilor parţiale şi controlul stării generale a utilajelor, în cazul reviziei generale, punându-se accent pe: parametrii tehnici şi tehnologici; funcţionarea mecanismelor de acţionare, fixare, prelucrare, comandă, control, reglare, ungere etc. a stării lagărelor de alunecare, rostogolire, a consumurilor de energie şi utilităţi, a pierderilor de orice natură, a situaţiei zgomotelor, trepidaţiilor, frecărilor etc. - Concluzii asupra stării tehnice a unor mecanisme, piese, accesorii, a părţilor electrice, hidraulice, pneumatice etc. - Demontarea subansamblelor şi ansamblelor ce au deficienţe tehnice şl de funcţionare ca: jocuri mari, blocări, devieri de parametri, pierderea parametrilor pe parcursul funcţionării etc. - Înlocuirea imediată a subansamblelor sau ansamblelor respective cu altele reparate sau noi (contactoare, blocuri de comandă etc.) şi repararea - după caz - în timp a celor demontate cu folosirea lor ulterioară. - Repararea celor vechi cu următoarele faze: Controlul funcţionării unor ansamble, mecanisme etc., cât şi controlul stării generale se face de mecanicul ce între-ţine utilajul şi care trebuie să intervină împreună cu specia-lişti (electronist), (hidraulicieni) pentru realizarea Rp şi Rg. La controlul funcţionării participă şi controlorul tehnic cât şi tehnologul normator al bazelor de întreţinere. Lucrările de tip Rp şi Rg au în vedere 7

73 demontarea componentelor subansamblului sau ansamblului; controlul vizual, dimensional sau de altă natură - funcţie de specific; trierea pieselor (piese bune, de înlocuit, de reparat); montaj, reglaj, probe. - Lucrări de modernizare prin dotări cu accesorii şi dispozitive specifice fluxului de fabricaţie; - Verificarea parametrilor de funcţionare; - Controlul tehnic de calitate al operaţiilor executate în cadrul lucrărilor de Rp şi Rg. şi modernizările de utilaje prin dotări cu dispozitive, dar fără a depăşi fondul prescris de normative pentru realizarea operaţiilor respective.. Normarea operaţiilor specifice de Rp şi Rg Precizări Se face de către tehnologul-normator al bazei de întreţinere care prevede atât tehnologia pe operaţii, AMC-urile şi SDV-urile necesare realizării Rp şi Rg. cât şi piesele de schimb şl materialele utilizate la recondiţionări. Normarea se face în baza fişei de constatare întocmită. 3. Restricţii impuse în efectuarea lucrărilor Observaţii - Lucrările de Rp şi Rg se fac conform programării pentru fiecare maşină-unealtă, utilaj sau instalaţie. - Lucrările încep printr-un control minuţios privind starea tehnică şi de funcţionare a fiecărui mecanism în parte. - Nu se fac decât strictul necesar de operaţii, încheie recondiţionări şi înlocuiri de piese. - Intervenţiile de tip Rp şi Rg se fac la subansamblele şi ansamblele ce au garantate piesele de schimb sau componentele de înlocuire. Reviziile generale şi parţiale nu încep decât în prezenţa CTCistului bazei şi a tehnologului şi se printr-un control riguros asupra lucrărilor executate. 4. Controlul tehnic de calitate si probele funcţionale care se realizează după intervenţii In urma lucrărilor de revizii parţiale şi generale, cât şi în urma lucrărilor de modernizare, sincronizate cu aceste forme de intervenţie la maşini şi utilaje, este necesar a se face controlul tehnic de calitate, probele tehnice de exploatare şi funcţionare, pentru a se constata: - dacă toate piese corespund calitativ, tehnic şi funcţional; - dacă toate dispozitivele şi mecanismele funcţionează normal; - dacă se păstrează în timp, regimul de lucru; - dacă dezvoltă puterea nominală; - care este randamentul în urma intervenţiilor şi a modernizărilor făcute; - cum se comportă mecanismele la mersul în gol, sarcină şi alte probe; - dacă produsele realizate corespund macro şi microgeometric, calităţii prescrise. In fig se prezintă schema de principiu a lucrărilor. 73

74 Operaţii programate Verificarea periodică (Vp) Vp Vp Vp Vp Vp Interval între două operaţii de Vp Exemplu: - după fiecare schimb de lucru; - o dată pe zi de lucru; - etc. Notă: Operaţiile sunt funcţie de complexităţile liniilor automate, agregatelor sau instalaţiilor Rp Operaţii programate Interval între revizii parţiale Exemplu: o dată la 3 zile, ca durată -3 ore între schimburi, după caz Revizie parţială (Rp) De cine se face: de personalul bazelor de întreţinere din secţii şi ateliere; Când: în timpul programului, adică după fiecare schimb de lucru; după o zi de lucru etc. Durata: în timpul schimburilor fără oprire sau cu oprire - după caz dar sub o oră; Cum: conform fişei tehnologice a lucrării; Cu ce: cu utilajul adecvat de verificare; Cost: funcţie de operaţiile realizate. De cine se face: de personalul bazelor de întreţinere din secţii şi ateliere; Când: în timpul opririlor programate, de exemplu o dată la 3 zile (aşa cum este în fig.); Durata: -3 ore în timpul schimburilor neprogramate între două schimburi etc. Cum: conform fişei tehnologice a lucrării; Cu ce: cu dotarea adecvată reviziei anumitor sisteme; Cost: funcţie de lucrările realizate. Rg Operaţii programate Interval între revizii generale Revizie generală (Rg) De cine se face: de personalul bazelor de întreţinere din secţii şi ateliere; Când: în timpul opririlor programate, de exemplu o dată la 6 zile sau în a 7-a zi (dacă nu este schimb programat); Durata: 3-8 ore (se vor folosi sărbătorile legale); Cum: conform fişei tehnologice a lucrării; Cu ce: cu dotarea adecvată reviziei sistemelor; Cost: funcţie de lucrările realizate. C.T.C. asupra calităţii Vp, Rp şirg realizate Figura 3.3. Schema de principiu a operaţiilor şi lucrărilor de efectuat la maşini utilaje, şi instalaţii pentru sistemul întreţinerii funcţionale periodice de tip preventiv planificat Deci, scopul controlului este - printre altele - de a constata precizia şi siguranţa în funcţionare,menţinerea în timp a reglajelor, care sunt abaterile de la calitatea produselor, descoperirea unor defecţiuni înainte ca acestea sa afecteze calitatea produselor (nu după intrarea în funcţiune), în urma intervenţiei. Se recomandă a fi supuse controlului de calitate, utilizându-se şi AMC-uri specifice, maşini şi utilaje care au indice mare de utilizare, importanţa în fabricaţie, cost orar de funcţionare ridicat, lucrează în condiţii grele de temperatură, umiditate, fabrică produse cu toleranţe strânse etc. Personalul desemnat pentru efectuarea controlului de calitate trebuie să cunoască maşinile şi utilajele, comenzile şi mecanismele de acţionare; el este CTCistul bazei de întreţinere din secţie şi răspunde solidar cu ceilalţi atât de calitatea pieselor de schimb efectuate în baza proprie, de calitatea operaţiilor realizate prin reviziile parţiale şi generale, cât şi de calitatea montajului şi probele concrete în gol şi în sarcina. 5. Avantajele oferite de sistem La prima vedere, aplicarea unui asemenea sistem de întreţinere funcţională de tip preventiv-planificat este costisitoare, dar efectele aplicării sistemului fac rentabilă aplicarea lui, fie intercalat între R t, RC şi RC,fie cu aprobare, în locul acestuia, deoarece permite: - mărirea producţiei întreprinderii prin întreţinerea în stare de funcţionare a maşinilor, a liniilor automate etc., prin reducerea şi eliminarea opririlor accidentale, a avariilor; 74

75 - reducerea cheltuielilor anuale de reparaţii, prin realizarea de operaţii şi lucrări specifice de întreţinere periodică de tip preventiv-planificat; - creşterea productivităţii muncii prin mecanizarea, automatizarea si modernizarea utilajelor, deoarece se produc mutaţii calitative şi cantitative, accentul punându-se în sistemul preventiv pe remedierea anticipată a defecţiunilor, efectuarea de reglaje,completarea utilajelor cu accesorii, AMCuri şi SDV-uri, care reduc manopera şi scad efortul fizic depus de muncitori pentru realizarea operaţiilor tehnologice; - reducerea prin redistribuire a personalului muncitor de la întreţinere şi reparaţii faţă de cel existent prin aplicarea unei noi tehnologii de întreţinere; - creşterea răspunderii muncitorilor desemnaţi - prin participarea activă în întreţinerea utilajelor şi efectuarea unor operaţii impuse de noul sistem; - limitarea sferei de acţiune a muncitorilor specialişti din bazele de întreţinere şi creşterea răspunderii faţă de operaţiile şi lucrările efectuate; - organizarea cu cheltuieli minime a întreţinerii. In privinţa planificării operaţiilor în fig. 3.4 se precizează intervalul atât pentru întreţinerea curentă cât şi pentru cea periodică de tip preventiv-planificat. Curăţirea, îndepărtarea impurităţilor şi a agenţilor poluanţi Operaţii în timp nr. operaţii pe zi de lucru Lubrifierea (L) Se face: de muncitorul(rii) deservent(ţi); Cum: conform instrucţiunilor specifice; Când: ori de câte ori este nevoie; Cu ce: cu dotare adecvată; Durată: "x" minute pe intervenţie, în funcţie de complexitate. Se face: de muncitorul(rii) deservent(ţi); Cum: conform programului şi schemei de ungere; Când: după caz - înainte, în timpul şi după terminarea lucrului; Cu ce: cu inventarul de lubrifiere adecvat; Durată: "x" minute pe schimb de lucru. Urmărirea zilnică a comportării în funcţionare (uz) nr. operaţii pe zi de lucru interval între operaţii programate Operaţie programată Verificarea periodică (Vp) Revizia parţială (Rp) Se face: de muncitorul(rii) deservent(ţi); Cum: conform instrucţiunilor de funcţionare, reglaj, control şi siguranţă; Când: la începutul şi în timpul schimbului de lucru; Cu ce: vizual, prin comenzi şi cu A.M.C.-uri specifice; Durată: după caz, funcţie de complexitatea utilajului. Se face: de personalul bazelor de întreţinere din secţii; Cum: conform programării şischemelor tehnice; Când: între schimburi sau în timpul schimburilor; Cu ce: vizual, realizare comenzi, cu A.M.C.-uri specifice; Durată: maximum o oră într-o perioadă bine determinată; Cost: în funcţie de operaţiile realizate. Se face: de personalul bazelor de întreţinere din secţii; Cum: conform planificării şifişelor de constatare; Când: la intervalul planificat; Durată: -3 ore la un interval bine determinat; Cost: în funcţie de operaţiile realizate. Revizia generală (Rg) C.T.C. asupra calităţii Rp şirg efectuate Se face: de personalul bazelor de întreţinere din secţii; Cum: conform planificării şifişelor de constatare; Când: în intervalul programat; Durată: 3-8 ore, cu intermitenţă sau continuare; Cost: în funcţie de operaţiile realizate. Figura 3.4. Schema de principiu a realizării operaţiunilor de întreţinere 75

76 6. Factorii care influenţează eficienta organizării sistemului. Întreţinerea utilajelor şi instalaţiilor în stare de funcţionare este determinată de o serie de factori de natură tehnică (întreţinere, reparaţii, exploatare), economică (tehnologii, evidenţă, costuri revizii) şi organizatorică (organizarea producţiei, organizarea ergonomică a muncii etc.). Factorii care influenţează eficienţa organizării sistemului de întreţinere funcţională de tip preventiv-planificat sunt: - organizarea şi realizarea lubrifierii la timp şi cu lubrifianţi de calitate - conform prescripţiilor tehnice ale fondurilor fixe; - întreţinerea în stare curată a părţilor componente ale maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor; - respectarea normelor tehnice de exploatare şi întreţinere; - aplicarea unor regimuri normale de funcţionare; - utilizarea de SDV-uri şi AMC-uri specifice operaţiilor ce se realizează, pentru a reduce manopera de lucru - şi în acest fel şi consumul de energie; - înzestrarea fondurilor fixe productive cu accesorii de lucru care să permită mecanizarea muncii şi reducerea efortului fizic al muncitorilor deservenţi; - ridicarea calificării muncitorilor deservenţi (o calificare slabă conduce la nerespectarea tehnologiilor de fabricaţie, la erori de execuţie şi la efectuarea de comenzi greşite); - crearea unui climat şi microclimat bun în întreprindere, secţii, ateliere şi locuri de muncă (un climat neadecvat conduce la scăderea productivităţii muncii, realizare de rebuturi, exploatare incorectă a fondurilor fixe etc.); - programarea constantă şi continuă a lucrărilor şi operaţiilor specifice; - înlocuirea pieselor uzate când este cazul şi în special cu ocazia operaţiilor de verificări şi revizii; - înlocuirea zgomotelor anormale, a temperaturilor mari, a agenţilor poluanţi şi corozivi care acţionează în timp asupra fondurilor fixe. Factorii care influenţează negativ utilizarea fondurilor fixe sunt inversul celor nominalizaţi mai sus cu accent pe: exploatarea iraţională, întreţinerea incorectă, reparaţii de calitate slabă; procese tehnologice inadecvate cu utilajele din dotare; lipsa organizării raţionale a producţiei şi a muncii. 7. Cadrul organizatoric necesar aplicării sistemului cuprinde: - instruirea personalului deservent pentru a efectua operaţiile prescrise; - ridicarea calificării personalului muncitor al bazelor de întreţinere - predarea maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor din dotare, electromecanicilor sau lăcătuşilor mecanici ai bazelor de întreţinere, care să răspundă direct de noile operaţii de verificare, reglare, înlocuiri de piese uzate, conform planificării; - crearea unui compartiment tehnic care să execute proiecte pentru piese de schimb, desene de piese uzate, schiţe, scheme cinematice, scheme de ungere, scheme electrice, electronice,hidraulice etc.; - crearea unei secţii, atelier, formaţie de lucru etc., care să realizeze piese de schimb necesare,conform planului anual; - crearea unei secţii, atelier sau formaţie de lucru care să execute, centralizat toate recondiţionările pieselor uzate şi introducerea acestora în magazii; - crearea unei baze de piese de rezervă la nivelul întreprinderii, numita depozitul central de piese de rezervă - pentru eliberarea pieselor de schimb, pe secţii, prin bazele de întreţinere; - crearea în bazele de întreţinere a unei magazii de piese de schimb; - reorganizarea bazelor de întreţinere din secţii pe principii noi cu însuşirea lucrărilor şi operaţiilor specifice sistemului; 76

77 - crearea de bugete de cheltuieli la nivelul bazelor de întreţinere; - normarea muncii şi aplicarea unor forme stimulatoare de retribuţie; - evidenţă şi gestiune proprie pentru piesele recondiţionate, cât şi pentru piesele de schimb noi; - respectarea cu stricteţe a noilor operaţii şi lucrări propuse, realizarea lor de calitate şi conform planificărilor făcute. In fig.3.5. se prezintă în detaliu aceste elemente. Instruirea personalului muncitor din bazele de întreţinere pentru a executa în deplină siguranţă, la timp şi de calitate, conform programării, operaţiile şi lucrările specifice sistemului. Reglarea fondurilor fixe productive în limitele normale de funcţionare şi de garanţie a securităţii muncii În ce constă aplicarea sistemului Verificarea funcţionării normale a fondurilor fixe productive şi corectarea abaterilor - după caz. Înlăturarea deficienţelor de funcţionare a tuturor sistemelor mecanice, electomecanice, hidraulice, pneumatice, de ungere sau de altă natură. Înlocuirea imediată a pieselor uzate sau recondiţionarea şi reutilizarea acestora - după caz. Înlocuirea cauzelor zgomotelor anormale, a temperaturilor peste limita admisă, a dereglărilor de orice natură. Întreţinerea funcţională periodică de tip preventivplanificată a fondurilor fixe Evidenţa la zi a tuturor fondurilor fixe productive pe secţii, ateliere sau alte forme de organizare. Repartizarea concretă a electromecanicilor sau lăcătuşilor-mecanici, electroniştilor şi electricienilor pe grupe de maşini, pe fluxuri în funcţie de organizarea generală. Ce presupune sistemul Nominalizarea strictă a maşinilor şi utilajelor în funcţie de complexitatea acestora, de care va răspunde din punct de vedere funcţional, tehnic, de exploatare etc., fiecare electromecanic, lăcătuş-mecanic, electronist sau electrician. Cunoaşterea lanţului cinematic, a funcţionării tehnice, a parametrilor de exploatare pentru fondurile fixe de care răspunde fiecare. Predarea la magazia de piese de schimb a celor uzate, ridicarea în schimb a altora, reparate sau noi - după caz, predarea uleiurilor uzate şi urmărirea stocurilor de piese de schimb. Figura 3.5. În ce constă şi ce presupune întreţinerea funcţională periodică de tip preventiv-planificat 8. Calculul eficienţei economice după criteriul costului intervenţiilor Determinarea eficienţei economice are la bază relaţii specifice de calcul (tabelul 3.5), care pornesc de la situaţii singulare - relaţia a) - costuri pe tip de intervenţii - apoi în funcţie de numărul de intervenţii (pe tipuri), între două reparaţii capitale, se află valoarea totală, separat pentru fiecare tip - relaţia b)-, după care se determina totalul costurilor, dintre două reparaţii capitale. Relaţiile de calcul sunt date separate pentru două sisteme deoarece în cel de al doilea sistem sunt alte lucrări şi deci notaţiile sunt diferite şi cu alte semnificaţii. În final se compară sistemele având la bază criteriul costurilor după actualul sistem şi după cel propus. 77

78 Tabelul 3.5 Eficienţa economică după criteriul costurilor Sistemul actual Relaţii generale de calcul Relaţii derivate de calcul VU ci VU cr a) VII = [lei pe tip de intervenţie] t VI = 00 Rt 00 VU crc VI = RC 00 VU crc VI = RC 00 b) V = V + V + V [lei pe total intervenţii între V = V + V + V RK] a) V T totr tot t RC totrc II Sistemul propus Relaţii generale de calcul VU ci = [lei pe tip de intervenţie] 00 b) V = V n [lei pe total intervenţii de un anumit tip toti II i între RK] c) V = V + V + V [lei pe total intervenţii între T totvp totrp totrg T totr tot t RC totrc Relaţii derivate de calcul VU cvp VI = Vp 00 VU crp VI = Rp 00 VU crg VI = Rg 00 V = V n totvp IVp Vp V = V n totrp IRp Rp V = V n totrg IRg Rg V = V + V + V T totvp totrp totrg RK] În final se compară sistemele având la bază criteriul costurilor, unde: V II - reprezintă valoarea intervenţiilor de tip R t, RC, RC planificate şi respectiv, valoarea intervenţiilor realizate de tip Vp, Rp, Rg. V U - reprezintă valoarea de înlocuire a fondurilor fixe conform datelor contabile. c i - reprezintă costul în procente al intervenţiilor de tip R t, RC, RC planificate şi respectiv costurile realizate de tip Vp, Rp, Rg. V tot - reprezintă valoarea totală a unui anumit tip de intervenţie între două RK pentru sistemul actual şi cel propus. n - reprezintă numărul de intervenţii între RK pe tipuri i V T - reprezintă valoarea totală a tuturor intervenţiilor între RK după sistemul actual şi cel propus. Evidenţierea numărului de zile şi ore economisite si calculul valorii producţiei suplimentare realizate prin scurtarea timpului de intervenţie sunt redate tabelul 3.6, unde sunt prezentaţi algoritmii de calcul pentru sistemul actual şi cel propus. 78

79 Tabelul 3.6 Eficienţa economică a sistemului prin scurtarea duratei de timp necesară realizarii intervenţiilor Între două reparaţii capitale numărul de zile de intervenţii, pe tipuri, se calculează cu relaţiile: Pentru actualul sistem: Pentru sistemul propus: n n n n unde: n n ZR t, RC, RC ir t, RC, RC n Z Vp, Rp, Rg n i Vp, Rp, Rg n n ZR t n ir t ZRC irc n ZRC irc 79 n n ZVp ZRp ZRg n n reprezintă numărul de zile alocat pentru o intervenţie de tip Rt, RC, RC conform normativelor tehnice ale ministerelor pentru realizarea fiecărui tip de intervenţie pe grupe şi tipuri de maşini unelte, utilaje şi instalaţii reprezintă numărul de intervenţii planificate de tip R t, RC, RC între RK conform normativelor reprezintă numărul de zile realizat pentru o intervenţie de tipul Vp, Rp, Rg numărul de intervenţii realizat între RK de tip Vp, Rp, Rg Comparaţia se face prin diferenţa între planificat şi realizat, scoţându-se în evidenţă nr. de zile economisite prin aplicarea noului sistem, adică: n = n n + n n + n n n n n n n n Z oc Z R i R Z RC i RC Z RC i t t RC Z Vp i Vp Z Rp i Rp Z Rg i Rg Producţia suplimentară realizată prin scurtarea duratei de timp [lei, între RK] PN = nz n oc h / zivhp N şi [lei, între RK] PG = nz n oc h / zivhp G unde: P N, P reprezintă producţia netă şi respectiv globală realizată în G timpul economisit prin aplicarea noului sistem; n Z oc n h / zi v h PN, v h PG reprezintă numărul de zile economisite reieşite dintre planificat şi realizat numărul de ore programat să lucreze utilajul pe zi (4, 3, 6 sau 8 ore) valoarea producţiei nete pe oră utilaj şi respectiv a producţiei globale Sistemul de revizii tehnice şi reparaţii preventiv-planificate In procesul de producţie - oricât de bine ar fi întreţinute fondurile fixe - acestea se uzează după un anumit timp de funcţionare. Dar, utilizarea raţională - în limitele tehnice admise - întreţinerea zilnică,aplicarea unui program bun de lubrifiere, pot amâna apariţia acestei uzări, (dar nu o pot îndepărta). Buna întreţinere efectuată la timp şi de persoane instruite poate evita apariţia uzurii neprevăzute, dar nu şi a uzurii normale, care generează reparaţii la intervale de timp bine determinate. ivp irp irg

80 Activităţi, lucrări şi operaţii specifice Sistemul de revizii tehnice şi reparaţii are următorul flux de activităţi specifice şi lucrări de pregătire: planificarea reviziilor tehnice şi reparaţiilor conform normativelor; programarea reviziilor tehnice şi reparaţiilor în funcţie de orele de funcţionare şi starea tehnică a fondurilor fixe; elaborarea documentaţiei tehnice şi tehnologice necesare lucrărilor de reparaţii, modernizări,automatizări; asigurarea cu piese de schimb, materiale specifice şi accesorii; lansarea comenzilor ferme de reparaţie; preluarea utilajelor în reparaţii şi întocmirea foii de constatare; aprovizionarea locurilor de muncă cu materiale specifice; aprovizionarea cu lubrifianţi şi sincronizarea schimbării uleiului cu cea de reparaţii; întocmirea de grafice de tip Gant pentru revizii tehnice şi reparaţii; realizarea lucrărilor şi operaţiilor, conform programărilor; recuperarea, recondiţionarea şi refolosirea pieselor uzate; întocmirea documentelor de predare-primire, evidenţă şi operare; întocmirea periodică a listelor de disponibilităţi, transfer şi casare. Revizia tehnică (R t ) Revizia tehnică (R t ) este o lucrare ce cuprinde o sumă de operaţii ce se efectuează de regulă înaintea unei reparaţii planificate (curente sau capitale), în scopul determinării stării tehnice a fondului fix şi a lucrării ce urmează a se efectua cu ocazia primei reparaţii planificate, pentru a asigura în continuare o funcţionare normală a acestuia. Revizia tehnică are următoarele obiective: - verificarea stării de întreţinere curentă; - verificarea efectuării la timp şi de calitate a lubrifierii; - verificarea stării tehnice a fondurilor fixe; - verificarea calităţii şi preciziei AMC-urilor şi SDV-urilor specifice; - verificarea respectării regimurilor de lucru. Revizia tehnică cuprinde următoarele operaţii specifice: - examinarea subansamblelor şi componentelor în funcţiune; - examinarea pieselor expuse uzurii rapide; - efectuarea de reglaje; - înlocuirea de piese uzate de importanţă majoră în funcţionarea utilajelor (care nu mai suportă amânare până la RC); - reglarea dispozitivelor de siguranţă şi control; - efectuarea de probe practice. In urma reviziei tehnice observaţiile se trec în registrul de constatări sau fişa de constatare şi stau la baza realizării de piese de schimb, de înlocuire imediată a unor piese uzate, de luare a unor măsuri pentru pregătirea anticipată a reparaţiilor. In funcţie de starea tehnică în care se află fondul fix, în cadrul reviziei tehnice se stabileşte dacă maşinile, utilajele sau instalaţiile trebuie să intre in reparaţie după realizarea numărului de ore de funcţionare prevăzut în norme pentru reparaţia respectivă care urmează, sau mai poate fi prelungit timpul de funcţionare după expirarea acestui termen, cu un anumit număr de ore de funcţionare ce se precizează în fişa de constatare. (după expirarea termenului se efectuează reparaţia iniţială şi nu alta de grad superior). 80

81 Revizia tehnică se execută de personal de specialitate din cadrul compartimentului mecano-energetic, iar cheltuielile efectuate se trec pe costurile de producţie în perioada în care s-au făcut. În fig.3.6. se prezintă schema logică de realizare a reviziilor tehnice a fondurilor fixe din dotare. Cartea tehnică a fondului fix Normative tehnice de întreţinere şireparaţii Documentaţii tehnice şi indicaţii privind piesele de mare uzură Date statistice privind intervenţiile neplanificate şi opririle accidentale Determinarea stării tehnice a fondului fix supus reviziei Reglarea şi eliminarea unor deficienţe de ordin tehnic şi funcţional Măsuri de pregătire anticipată a intervenţiilor de tip RC, RC şi RK Date de intrare pentru fondurile fixe cărora li se fac revizii tehnice Planificarea reviziei în funcţie de normele tehnice ale fondurilor fixe Realizarea reviziei tehnice conform programării în funcţie de orele de funcţionare Informaţii privind starea generală a fondului fix Asigurarea tehnico-materială. Fixarea bugetului de cheltuieli. Asigurarea forţei de muncă Proces-verbal de prelungire a funcţionării - până la realizarea intervenţiilor din plan, dar nu alta de grad superior Fondul fix corespunde tehnic şi funcţional? Da Controlul realizării intervenţiilor Măsuri imediate de înlăturare a deficienţelor tehnice şi tehnologice Nu Este asigurată funcţionarea şi precizia? Da Nu Reglare mecanisme de acţionare Prin curăţire şi întreţinere zilnică Înlăturarea deficienţelor la aparatele de bord Lubrifiere la timp şi de calitate Reglarea limitatoarelor şi indicatoarelor Urmărirea comportării în exploatare Reglare mecanisme de control Înlăturarea deficienţelor de lubrifiere Înlocuirea de piese uzate ce periclitează buna funcţionare în continuare a fondului fix Reglare aparate şi indicatoare de control Realizarea intervenţiilor de calitate Se evită suprasolicitările Fondul fix este dotat cu AMC-uri Figura 3.6. Schema logică de realizare a reviziilor tehnice 8

82 Reparaţia curentă (RC) Reparaţia curentă este intervenţia care se realizează periodic, dar planificat, pentru înlăturarea uzurii normale sau a unor deteriorări locale, prin repararea, recondiţionarea sau înlocuirea unor piese componente sau chiar înlocuirea parţială a unor subansambluri uzate. Reparaţia curentă are următoarele obiective: - menţinerea utilajului în stare de funcţionare la parametrii tehnici proiectaţi; - pregătirea anticipată a reparaţiilor capitale; - eliminarea tuturor surselor de poluare; Principalele operaţii care se efectuează în cadrul unei reparaţii curente sunt: - demontarea parţială a pieselor şi subansamblelor cu uzură frecventă; - repararea, recondiţionarea, înlocuirea şi ajustarea unor piese şi subansamble; - înlăturarea jocurilor care depăşesc limitele admise; - strângerea tuturor îmbinărilor; - curăţirea, gresarea şi lubrifierea fondurilor fixe; - verificarea funcţionării tuturor subansamblelor din lanţul cinematic al fondului fix; - repararea dispozitivelor de limitare, control, protecţie şi securitate a muncii; - recondiţionarea stratului de protecţie prin vopsirea suprafeţelor şi părţilor expuse mediului atmosferic sau diferiţilor agenţi chimici. In funcţie de mărimea intervalului de timp de funcţionare între reparaţii, de importanţa lucrărilor ce se realizează şi valoarea pieselor şi subansamblelor reparate, recondiţionate sau înlocuite, reparaţiile curente prevăzute în normativ se împart în: reparaţii curente de gradul (RC); reparaţii curente de gradul (RC); Cheltuielile ce se efectuează cu realizarea acestor reparaţii curente (RC şi RC) se asigură din fondurile de producţie, circulaţie, buget sau alte activităţi de bază (proiectare, construcţii etc.) şi se includ în costul de producţie din anul calendaristic în care au fost realizate. In figura 3.7. este prezentată schema logică de realizare a reparaţiilor curente a fondurilor fixe din dotare. Reparaţia capitală Reparaţia capitală se efectuează în mod planificat, după expirarea ciclului de funcţionare prevăzut în normativul tehnic, în scopul menţinerii parametrilor iniţiali şi preîntâmpinării ieşirii din funcţiune a fondurilor fixe, înainte de termen. Obiectivele urmărite prin reparaţia capitală sunt: - readucerea la parametrii proiectaţi a fondurilor fixe; - recuperarea, recondiţionarea şi refolosirea pieselor uzate; - modernizarea fondurilor fixe reparate; Lucrările efectuate în cadrul reparaţiilor capitale sunt: - demontarea parţială sau totală a fondului fix; - recondiţionarea sau înlocuirea parţială sau totală a pieselor uzate, respectiv a unuia sau mai multor agregate sau subansamble ale fondului fix, care nu mai pot funcţiona în condiţii de siguranţă şi precizie; - remontarea fondului fix; - vopsirea suprafeţelor exterioare - după caz; - probe şi rodaj mecanic; 8

83 - verificarea parametrilor după reparaţie. Cartea tehnică a utilajului Normative de întreţinere şi reparaţii Documentaţii tehnice şi indicaţii privind piesele de uzură medie Datele statistice privind intervenţiile neplanificate şi opririle accidentale Planuri anuale de reparaţii curente Documente de programare: RC, RC Fişă de constatare Date de intrare pentru fondurile fixe cărora li se fac reparaţii curente Planificarea reparaţiilor curente (RC şi RC) Programarea periodică în funcţie de orele realizate Realizarea propriu-zisă a intervenţiilor Informaţii privind starea generală a fondului fix Documente reparaţii RC Documente reparaţii RC Informaţii de la demontarea fondului fix Necesar de materiale şi piese de schimb Documentaţie tehnică de reparaţie Comenzi interne şi bonuri de materiale Intervenţia realizată nu a fost de calitate Controlul realizării intervenţiilor Piesele de schimb nu au corespuns Recondiţionările nu s-au făcut după tehnologii adecvate Nu Fondul fix corespunde tehnic şi funcţional? Da Intervanţia a fost realizată de calitate Au fost respectate documentele tehnice şi tehnologice Fişa de constatare nu a cuprins toate observaţiile Nu au fost respectate restricţiile de intervenţie Fig.3.7. Schema logica de realizare a reparaţiilor curente (RC) Reparaţia capitală trebuie să realizeze menţinerea sau ameliorarea randamentului fondului fix şi să asigure prelungirea duratei sale de funcţionare. Reparaţia capitală trebuie să readucă utilajul astfel încât să corespundă pe deplin scopului pentru care a fost construit, clasei de precizie şi condiţiilor de lucru. După reparaţia capitală, fondurile fixe trebuie să aibă aceleaşi caracteristici şi calităţi ca şi cele noi. 83

84 Odată cu reparaţiile capitale se pot aduce şi unele îmbunătăţiri şi modernizări, cu condiţia ca valoarea totală a reparaţiei capitale, inclusiv cheltuielile pentru îmbunătăţiri şi modernizări să nu depăşească limita valorică maximă prevăzută în normativ de 60% din valoarea de înlocuire (peste care se consideră,integral investiţie, urmând alt regim). Cheltuielile necesare pentru executarea reparaţiilor capitale ale fondurilor fixe se includ în costurile de producţie ale prestărilor de servicii sau în cheltuielile de circulaţie după caz, în anul în care au fost executate, sau eşalonat pe mai mulţi ani în cazul în care ponderea reparaţiilor capitale în costurile anului respectiv este mai mare decât ponderea realizată în anul precedent. În fig.3.8 se prezintă schema logică privind organizarea lucrărilor de reparaţii capitale ale fondurilor fixe din dotare. Cereri, propuneri plan RK Propuneri reparaţii şi mijoace fixe de la secţii Denumire utilaje propuse pentru reparaţii Livretul utilajelor Normative de întreţinere şi reparaţii Întocmire propuneri plan RK pentru mijloacele fixe Propuneri plan de reparaţii Documenţie modernizări Necesar de materiale şi piese de schimb Întocmeşte deviz estimativ de lucrări de reparaţii şi modernizări Deviz estimativ Aprobare plan - Plan defalcat pe luni - Grafic de execuţie - Doc. piese de schimb - Defalcare plan - Necesar piese de schimb - Grafic de execuţie - Program de fabricaţie Plan RK aprobat Fişa de constatare şi execuţie a lucrărilor de reparaţii şi modernizare Observaţii şi date de la demontarea utilajului Analiza lucrării recalculate Nu Se încadrează în normativ? Da Întocmeşte bon de materiale Bon de materiale Fişa de constatare Comandă internă Rezultatul constatării şi al planului de modernizare Calculul devizului de cheltuieli Se predă în reparaţie? Nu Proces verbal de amânare a reparaţiilor Rapoarte realizare plan RK Dări de seamă statistice Proces verbal de recepţie a reparaţiei şi modernizării Da Întocmire proces verbal de predare-primire şi execută reparaţia şi modernizarea Fig.3.8. Schema logica de realizare a lucrărilor de reparaţii capitale 84

85 Costul în procente al reparaţiilor capitale pentru excavatoare cu cupa, de exemplu, este cuprins între si 40% din valoarea de înlocuire (vezi Extras din normativul pentru întreţinerea şi repararea maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor de construcţii, Anexa ) Reparaţia accidentală Nu se planifică şi nici nu se pretinde să se realizeze aceasta reparaţie. Dar, sunt situaţii când fondurile fixe sunt scoase accidental din funcţiune fie datorită lipsei de ungere (gripare), fie prin deteriorarea unor subansamble şi ansamble din neatenţia deserventului, a suprasolicitării sau nerespectării restricţiilor de funcţionare a utilajelor. Reparaţia accidentală se consemnează în cartea tehnica a utilajului specificându-se cauza şi modul de înlăturare a defectelor. Acest tip de reparaţii este bine să fie făcut de bazele de întreţinere din secţii şi ateliere, pentru a nu perturba reparaţiile planificate executate de către sectorul mecano-energetic şi numai în cazuri extreme de acest sector specializat Sistemul de întreţinere şi reparaţii de tip paleativ Sistemul de întreţinere şi reparaţii de tip paleativ se aplică la utilajele şi maşinile amortizate care sunt menţinute încă în producţie, fie datorită unei bune funcţionări, fie datorită imposibilităţii de procurare a unui nou utilaj. Sistemul ameliorează o stare de moment fără a suprima cauza acesteia. Utilajele şi maşinile în cauză sunt folosite intensiv şi extensiv, iar intervenţiile se efectuează numai în caz de defecţiune sau se programează intervenţii de tip RC sau RC, după necesitate, sau pe bază de constatări, care readuc fondurile fixe, în cauză, în limita normală de funcţionare pentru un anumit timp, după care se aplică din nou aceleaşi forme de intervenţii. De obicei, intervenţiile care se fac sunt planificate, conform normativelor interne ale întreprinderii sau departamentului; au o frecvenţă mai mare faţă de cele corespunzătoare actualelor normative tehnice de întreţinere şi reparaţii; sistemul conduce la cheltuieli mari de întreţinere, de aceea este bine a se aplica numai la utilajele complicate, la utilaje unicat,la utilaje care nu se mai fabrică şi care nu au corespondent tehnic şi tehnologic actual. Acestor utilaje li se pot admite şi îmbunătăţiri tehnice şi tehnologice prin adaptări, modificări şi modernizări, cu condiţia ca acestea să nu coste foarte mult, iar avantajele economice să nu fie prea mici, adică trebuie avută în vedere amortizarea cheltuielilor efectuate cu aceste lucrări, paralel cu creşterea randamentului şi preciziei. De remarcat este şi faptul că aceste utilaje trebuie exploatate cu mare atenţie, respectându-se toate indicaţiile de ordin tehnic şi funcţional întrucât majoritatea pieselor au o uzură fizică avansată, iar unele piese au ajuns în faza finală care se poate manifesta sub diverse forme (ruperi de arbori, de cuple de siguranţă, de mecanisme de acţionare, comandă şi control, blocare de sisteme de conducere, cavităţi, eroziuni, exfolieri etc.) şi care pot scoate definitiv utilajul din funcţiune, produc stagnări de producţie, cheltuieli în plus pentru remedieri, calitate inferioară a produselor, ş.a. 85

86 CAPITOLUL IV NORMATIVE DE REPARAŢII Noţiuni generale Aplicarea unui sistem de reparaţii se bazează pe un act normativ,elaborat pe grupe de utilaje, (in funcţie de dotarea întreprinderilor). Normativul este destinat sa asigure utilizarea raţională a utilajelor prin determinarea judicioasa a ciclului si costului reparaţiei. Ciclul de reparaţie este perioada de timp de funcţionare a utilajului, între două reparaţii; un ciclu cuprinde mai multe categorii de intervenţii, de diferite complexităţi: revizii tehnice, reparaţii curente, reparaţii capitale. In normativ delimitarea intervenţiilor tehnice se face pe baza a doi indicatori si anume: - intervalul, respectiv, ciclul de funcţionare între două reparaţii, exprimat în ore. Înainte de expirarea numărului de ore de funcţionare, prevăzut pentru o anumită intervenţie, aceasta nu poate fi executată. - costul reparaţiei stabilit în normativ, în procente din valoarea de înlocuire a utilajului. În numărul de ore de funcţionare care delimitează intervalul de timp între două reparaţii curente, respectiv reparaţiei capitale, nu se include timpul de staţionare în reparaţie a utilajului. Din analiza unui normativ se observă că intervalul de timp (numărul de ore de funcţionare) la care se execută o reparaţie de grad inferior este un submultiplu al intervalului (ciclului) la care se execută reparaţia de grad superior. La expirarea timpului de funcţionare prevăzut pentru executarea unei reparaţii de un grad superior, reparaţia de gradul inferior al cărei interval de timp de funcţionare expiră, nu se mai face, executându-se numai reparaţia de grad superior. 4.. Determinarea elementelor ciclului de reparaţii Pentru determinarea acestora se face raţionamentul care urmează: 0 R K o intervenţie RC RC RC C C C RC C C C RC RC n intervenţii RC c n c intervenţii RC R t Rt t t R t Rt Rt punerea în funcţie t timp intervenţii Fig. 4.. Calculul elementelor ciclului de reparaţii n t Rt prima reparaţie capitală R t t t 86

87 - într-un ciclu de RK se face o singură intervenţie capitală (fig. 4.) la timpul T, aceasta este un multiplu al timpului c ; deoarece la scadenţa R K -ului nu se mai execută RC-ul urmează că pentru determinarea numărului de intervenţii curente de gradul se va utiliza relaţia: T nc = c Timpul aferent ciclului de RC notat c este un divizor al timpului c (de obicei jumătate din aceasta aşa s-a dat în fig. 4., dar poate fi şi /0 din c (cum este de exemplu la combine miniere). Intervenţiile RC se repartizează uniform în ciclul de RC deci într-un ciclu de RC vom avea: c n c = c sau într-un ciclu de RK având n + cicluri de RC, se obţine: c T c T nc = ( n ) c + n c = n = c c c c Reviziile tehnice R t sunt de asemenea uniform distribuite în ciclul de RC. Deci numărul de R t în ciclul de RC este: c n t = t unde t este intervalul normat pentru executarea reviziei tehnice. Deci intr-un ciclu de RK se vor executa un număr n t de revizii tehnice dat de: nt = ( nc + n ) c + n t (deoarece RC şi RC alternează) sau: c c T nt = ( nc + n ) ( ) c + = nc + n c + n c + n c + t t c T nt = ( nc + n ) c + t 4.. Stabilirea modului de planificare, realizare şi urmărire a procesului de mentenanţă a unor utilaje şi mijloace de transport.obiectivul procesului de mentenanţă (Mt): menţinerea în stare de funcţionare la parametrii nominali şi în condiţii de siguranţă în exploatare în limita indicatorului de performanţă stabilit;. Indicatorul de performanta anual: valoarea totală a reparaţiilor echipamentelor din dotare Procedura se aplică de personalul implicat la nivel de sucursală/ateliere centrale şi secţii auto pentru realizarea mentenanţei echipamentelor din dotare. a. Definiţii si prescurtări Sistemul de mentenanţă - totalitatea acţiunilor care se întreprind pentru menţinerea echipamentelor din dotare în stare de funcţionare la parametrii nominali şi în condiţii de siguranţă în exploatare, pe durata de serviciu normată sau peste durata de serviciu normată; Mentenanţa preventivă - lucrări de întreţinere, revizii tehnice, diagnoze tehnice; 87

88 Mentenanţa corectivă - lucrări de mentenanţă curentă (reparaţii curente), lucrări de mentenanţă generală (reparaţii generale) Ut - utilaj; At - Mijloc de transport auto Mijloc tehnic, Mt = At + Ut DM - Director Mecanizare Societate; DMS - Director Mecanizare Sucursala; SMS - Serviciul Mecanic Şef (Societate); S(b)M - Serviciul (biroul) Mecanizare Sucursala Rm - Responsabil cu mentenanţa b. Documente de referinţă - SR EN ISO 9000: 00, Principii fundamentale şi vocabular ; - SR EN ISO 900: 00, Sistemul de management al calităţii. Cerinţe ; - SR EN ISO 9004: 00,,Sistemul de management al calităţii. Linii directoare pentru îmbunătăţirea performanţelor - SR EN ISO 400: 997 Sistemul de management de mediu. Cerinţe - 0HSAS 800: 999 Sistemul de management de SSM - Manualul Calităţii, ediţia în vigoare - Normativ privind asigurarea cerinţelor de calitate a construcţiilor printr-o mentenanţă eficientă a maşinilor şi utilajelor de construcţii indicativ NE , publicat în Buletinul Construcţiilor nr. /999 - Legea 5/994 Amortizarea capitalului imobilizat în acţiuni corporale si necorporale - HG 964/998 Clasificarea şi duratele normale de funcţionare a fondurilor fixe - Normativ pentru întreţinerea şi repararea maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor pentru construcţii indicativ U9-98; - Normativ privind întreţinerea preventivă şi reparaţiile curente ale automobilelor şi remorcilor auto - Ordinul M.T.T. nr. / 983 c. Descrierea procedurii şi responsabilităţi - Responsabil: Director Mecanizare Sucursala; - Datele de intrare pentru procedeu sunt cele ce rezulta ca înregistrări ale IL - MEC 0- Instrucţiune de lucru pentru raportarea datelor privind urmărirea activităţii ediţia în vigoare. Datele referitoare la rezultatele economice ale procesului de mentenanţă Mt se raportează trimestrial, sub forma Indicatorilor de performanta ai procesului de către S(b)M în baza datelor transmise lunar. Transmiterea datelor privind realizarea programului anual de revizii tehnice şi reparaţii se face conform IL - MEC 0:,,Instrucţiune de lucru pentru raportarea datelor privind urmărirea activităţii". - Planificarea intervenţiilor se realizează conform procedurii PSMC- Programul de Management Sistem Calitate d. Derularea procedurii:.mentenanta preventivă: Intervenţiile de mentenanţă preventivă sunt: - întreţinere; - revizii tehnice; - diagnoze tehnice. Lucrările de întreţinere zilnică şi periodică se execută de regula de către deservenţii Mt conform prevederilor din cartea tehnică în ceea ce priveşte operaţiunile şi periodicitatea acestora. Principalele lucrări de întreţinere sunt: 88

89 - curăţirea echipamentelor din dotare; - lucrări de verificare şi control al organelor de asamblare, a aparatelor de măsurare a nivelului uleiurilor şi lichidului de răcire, lichidul de frână, uleiul hidraulic, a etanşeităţilor sistemului de alimentare, a funcţionarii corecte a motorului si reglarea acestuia, completarea şi înlocuirea uleiurilor (M, Tr, H), lubrifierea echipamentelor din dotare conform schemelor de ungere. Reviziile tehnice se execută de regulă trimestrial după lucrările de întreţinere şi lubrifiere, astfel: - se verifică modul cum s-a făcut întreţinerea şi lubrifierea; - se urmăresc eventualele zgomote anormale în funcţionare; - se determină gradul de uzura a pieselor şi subansamblelor cu uzură rapidă; - se înlocuiesc garniturile şi piesele uzate; - se efectuează reglajele; - se verifică modul de funcţionare în gol şi sarcina a echipamentelor din dotare; - se determină parametrii de funcţionare prin diagnoza tehnică in caz de necesitate. - diagnoza tehnică se execută prin măsurarea unor parametrii funcţionali ai echipamentelor din dotare, pentru decizia introducerii în reparaţie sau înlocuirii unor componente importante. Se executa de către un specialist (maistru sef echipa) si are ca scop stabilirea stării de funcţionalitate a echipamentelor din dotare în vederea introducerii în reparaţie sau înlocuirii unor componente principale.. Mentenanţa corectivă Se execută de regula la locul de funcţionare al echipamentelor din dotare sau într-un atelier de reparaţii specializat, ori de cate ori echipamentul din dotare este scos din funcţiune (s-a defectat). Lucrările de mentenanţă corectivă curentă se executa în funcţie de necesitate ori de cate ori echipamentul din dotare este scos din funcţiune datorită defectării sau intrării unor elemente componente în zona limită de uzură. Lucrările de mentenanţă corectivă generală au ca scop restabilirea parametrilor tehnico-funcţionali ai echipamentelor din dotare la parametrii iniţiali având în vedere că în general unele subansamble componente au o resursa tehnică inferioară resursei tehnice generale a maşinii. Pentru echipamentele din dotare ce nu depăşesc durata de utilizare normată se va aplica integral mentenanţa preventivă. Pentru echipamentele din dotare ce se încadrează în această categorie se vor planifica R t la 300 ore funcţionare efectivă sau trimestrial. Pentru maşinile şi utilajele ce depăşesc durata de utilizare normată (Legea 5/994 şi HG964/998) se va aplica sistemul de mentenanţă paleativă care va fi format numai din lucrări de întreţinere şi lucrări de mentenanţă corectivă stabilite un urma diagnozei tehnice. Pentru echipamentele din dotare ce se încadrează în aceasta categorie nu se vor prevedea R t ci numai menţinere si reparaţii corective curente (la circa ore funcţionare) când apare necesitatea executării lor. Pentru mijloacele de transport auto rămâne valabil normativul auto Ordinul M.T.T. nr. / 983. Pentru utilajele care nu se regăsesc în normativul NE se va aplica în continuare normativul U

90 4.3. Asigurarea cerinţelor de calitate a construcţiilor printr-o mentenanţă eficientă a maşinilor şi utilajelor de construcţii Soluţiile optime pentru mentenanţa maşinilor utilizate în construcţii, sunt indicate in normative, astfel încât să asigure o capabilitate tehnologica, o disponibilitate tehnică, calitatea lucrărilor de construcţii şi siguranţa acestora în funcţionare, prin evitarea opririlor accidentale şi înlăturarea posibilităţilor de declanşare a avariilor, cu reducerea la minimum a cheltuielilor de mentenanţă care prezintă cea mai mare pondere din cheltuielile de exploatare. Verificarea aplicării prevederilor i normativelor se face de către Inspectoratul de Stat in Construcţii prin inspecţiile teritoriale, potrivit cu prevederile HG046/996 şi a Directivei Europene a Maşinilor 98/37 EC, în vederea menţinerii capabilităţii maşinilor de a realiza lucrări de construcţii, care să îndeplinească cerinţele esenţiale prevăzute in Legea 0/995 privind calitatea construcţiilor. Stadiul îndeplinirii cerinţelor prevăzute in normativele pentru maşinile de construcţii aflate in exploatare, are la baza atestatul tehnic elaborat de Registrul Roman al Maşinilor si Echipamentelor Tehnologice de Construcţii (RMEC) in conformitate cu HG 046/996. Elaborarea atestatului tehnic se face pe baza verificărilor tehnico-funcţionale de capabilitate si securitate in exploatare, stabilinduse gradul de uzura fizica si morala a maşinilor de construcţii. Normativele respecta prevederile Legii 5/994 privind amortizarea capitalului imobilizat in acţiuni corporale si necorporale, precum si HG 964/998privind clasificarea si duratele normale de funcţionare a fondurilor fixe Sistemul organizatoric al mentenanţei Sistemul de mentenanţă complexă cuprinde următoarele lucrări: a) mentenanţa preventiva: - întreţinere; - revizii tehnice; - diagnoze tehnice instrumentale; b) mentenanţa corectivă: - lucrări de mentenanţă curenta (reparaţii curente); - lucrări de mentenanţă generală (reparaţii generale). Lucrările de întreţinere zilnică şi periodică Se executa, de regula, de conducătorii maşinii (mecanici), conform prevederilor din cartea tehnica a maşinilor respective, in ceea ce priveşte operaţiile si periodicitatea acestora. Principalele lucrări de întreţinere sunt: - curăţirea maşinilor; - lucrări de verificare si control a organelor de asamblare, a aparatelor de măsura a nivelelor pentru lichidul de răcire, uleiul de motor, uleiul de transmisie, lichidul de frâna si uleiul hidraulic; a funcţionarii corecte a motorului; a stării conductorilor de alimentare electrica; a etanşeităţii garniturilor de la sistemele de alimentare, ungere/ răcire, frânare şi de la sistemul hidraulic; - lucrări de reglare la motor, la instalaţia hidraulica etc.; - înlocuirea uleiurilor (de motor, de transmisie, hidraulic) si a filtrelor corespunzătoare, la termenele recomandate de furnizorii acestora; - lubrifierea maşinilor conform schemei de ungere. 90

91 Prelungirea duratei de buna funcţionare a maşinilor, menţinerea parametrilor funcţionali si limitarea uzurii in timp depind, in primul rând, de gradul de curăţire a acestora, deoarece mediul agresiv de lucru din construcţii (pământ, beton, mortar, ciment etc.) corodează si uzează puternic organele maşinilor. De aceea/ in afara de curăţirea curenta, ce trebuie executata de conducătorul maşinii, trebuie sa se asigure organizarea periodica a curăţirii generale a maşinilor, de un personal specializat, in cadrul unităţii. Lubrifierea maşinilor trebuie sa aibă in vedere: - repartizarea sarcinilor de ungere pe fiecare muncitor desemnat; - elaborarea unei fise de lubrifiere pentru fiecare maşină din parc; - normarea consumului de lubrifianţi; - depozitarea corecta a lubrifianţilor; - stabilirea masurilor necesare pentru reducerea pierderilor si recuperarea uleiurilor uzate. Reviziile tehnice Se execută, de regulă, trimestrial după lucrările de întreţinere si lubrifiere si cuprind ansamblul de operaţii prin care un specialist (maistru) verifica si stabileşte starea tehnica a maşinii. La revizia tehnica: - se verifica modul in care s-au efectuat întreţinerea si lubrifierea; - se urmăresc eventualele zgomote anormale in funcţionare; - se determina gradul de uzura a pieselor si subansamblelor; - se efectuează reglajele; - se schimba garniturile si piesele uzate; - se verifica modul de funcţionare in gol si sarcina a maşinii; - se determina parametrii de funcţionare, prin diagnoza tehnica, in caz de necesitate. De doua ori pe an/ pentru a se trece de la exploatarea de vara la exploatarea de iarna si invers, se vor executa revizii tehnice sezoniere. Revizia tehnica sezoniera se va suprapune peste una din reviziile tehnice trimestriale. In cadrul reviziei tehnice sezoniere/ pe lângă lucrările reviziei tehnice peste care se suprapune, se vor executa şi următoarele lucrări specifice: - spălarea generala a utilajului; - spălarea rezervorului si a filtrelor de combustibili; - spălarea sistemului de ungere/ al motorului si a filtrelor de ulei, înlocuindu-se elementele filtrante; - spălarea carterului cutiei de viteze; - înlocuirea uleiurilor si unsorilor cu uleiuri si unsori specifice sezonului care urmează. Pentru pregătirea funcţionarii maşinilor pentru construcţii pe timp friguros/ se mai executa următoarele: - izolarea termica a rezervorului, a conductei de apa si a pompei de apa, a conductei de legătura dintre pompa de motorina si rezervorul de motorină, a bateriei de acumulatori; - fixarea huselor termoizolante pe radiatoare; - verificarea instalaţiei de încălzire a cabinei mecanicului; - dotarea cu lanţuri antiderapante a maşinilor pentru construcţii autopropulsate pe pneuri; - verificarea dotării maşinilor pentru construcţii cu ştergătoare si încălzitoare de parbriz, cu lopeţi si cu alte scule si materiale prevăzute pentru sezonul rece. 9

92 Diagnoza instrumentală Se execută atunci când la o revizie tehnica se impune necesitatea cuantificării unor parametrii funcţionali ai maşinii, pentru a se putea lua o decizie fundamentata in privinţa introducerii in reparaţie sau a înlocuirii unor componente importante (motorul termic, pompe si motoare hidraulice etc.), precum si in mod periodic, de doua ori pe an. Diagnoza instrumentală se execută de un specialist (maistru), cu truse specializate de diagnoza, pentru motorul termic, instalaţia electrica si instalaţia hidraulica, pe baza instrucţiunilor specifice de diagnoza pentru fiecare tip de maşina din parc. Lucrările de mentenanţă corectivă curente Se execută la necesitate, ori de cate ori maşina este scoasa din funcţiune, datorită defectării sau intrării unor elemente componente in zona limita de uzura. Mentenanţa corectivă curentă se execută, de regula, de muncitori calificaţi. prin schimbarea elementelor (piese, subansamble, agregate) defecte sau uzate la limita, cu elemente noi sau recondiţionate, la locul de funcţionare a maşinii sau in atelierul de reparaţii al unităţii. Ca urmare a prevederilor Legii 5/994 privind Amortizarea capitalului imobilizat in active corporale si necorporale si a Hotărârii Guvernului nr. 964/998 privind Catalogul cu clasificarea si duratele normale de funcţionare mijloacelor fixe, s-au redus duratele de întrebuinţare in care trebuie amortizate maşinile, la nivelul resursei tehnice efective a acestora. In consecinţa, la maşinile utilizate in construcţii nu se vor mai executa reparaţii capitale (de reînnoire). Lucrările de mentenanţă corectivă generală Au ca scop sa restabilească parametrii tehnico-funcţionali ai maşinii la valoarea nominala, având in vedere ca, in general, unele blocuri componente (motorul termic, motoarele si pompele hidraulice etc.) au o resursa tehnica inferioara resursei tehnice generale a maşinii. Lucrările de mentenanţă generala se executa in ateliere de reparaţii, prin schimbarea blocurilor funcţionale uzate sau defecte, cu altele noi sau recondiţionate. Pentru maşinile de vârsta înaintata, ce depăşeşte durata de utilizare normala cu peste 50%, se poate adopta sistemul de mentenanţă paleativa, format numai din lucrări de întreţinere si lucrări de mentenanţă corectivă curenta, sistemul de mentenanţă complexa fiind prea costisitor Costul mentenanţei Din totalul cheltuielilor cu maşinile de construcţii, costurile pentru mentenanţă fac parte din familia costurilor variabile (operaţionale), care sunt funcţie directa de gradul de utilizare al maşinilor in perioada de timp respectiva. Aceste costuri se programează, prin decizii ale conducerii unităţii, in funcţie de volumul de activitate avut in vedere pentru perioada respectiva, pentru fiecare familie de maşini. După ce au fost stabilite,aceste costuri se comporta, in continuare, ca nişte costuri fixe pentru ca, indiferent de volumul real de lucrări ce se vor executa de maşinile respective, costurile pentru mentenanţa vor rămâne cele stabilite, pentru a se putea desfăşura normal activitatea (aprovizionarea cu materiale si piese de schimb, consumul de manopera din cadrul atelierului de reparaţii etc.). Pentru evaluarea si controlul costurilor, se recomanda introducerea fiselor de evidenta a costurilor de mentenanţa, pentru fiecare maşină. 9

93 Pentru programarea si controlul costurilor se prezintă, in Anexa nr.., pe grupe de maşini, următoarele informaţii: - codul de clasificare, conform Legii 5/994 si a H.G. 964/998; - determinarea grupei/ a subgrupei si a familiei de utilaje pentru construcţii; - durata normala de funcţionare (de amortizare), conform Legii5/994 si a H.G. 964/998/ in ani; - durata de baza de utilizare efectiva, pe întreaga durata normala de funcţionare, pentru care se da costul mentenanţei, in ore de funcţionare, respectiv in luni; - indicele de cost mediu lunar al mentenanţei, pentru durata de baza, de utilizare, in % din valoarea de înlocuire a maşinii. Pentru programarea costului mediu al mentenanţei lunare, pentru o maşină, se va utiliza relaţia: in care: C m ( ) cm Vi Vip kk l h = [lei/luna] 00 C m este costul mediu lunar al mentenanţei maşinii, in lei/luna; c m - indicele de cost mediu lunar al mentenanţei maşinii, (coloana 6 din Anexa nr. 4.); V i - valoarea de înlocuire a maşinii, la nivelul anului in care se face programarea; V ip - valoarea de înlocuire a pneurilor (in cazul maşinilor pe pneuri), la nivelul anului in care se face programarea; k l - coeficientul de corecţie funcţie de condiţiile de lucru (uşoare, medii sau grele), avute in vedere pentru maşina respectiva, extras din Anexa nr. 4.; k h - coeficientul de corecţie pentru cazul in care maşina va fi folosita peste durata de baza de utilizare efectivă, extras din Anexa nr Pentru programarea costului mediu anual de mentenanţă al unei maşini pentru construcţii, trebuie avut in vedere ca, acesta nu este constant pe întreaga durata de întrebuinţare, el crescând accentuat odată cu vârsta maşinii. Întrucât se poate adopta, cu suficienta precizie, o creştere liniara a costului mentenanţei odată cu vârsta, atunci valoarea costului mentenanţei, intr-un anumit an x, se poate determina cu relaţia: x Cx = NC n m [lei/an] x in care: i= i C x - costul mentenanţei in anul de viata i in lei/an; x - anul de viata al maşinii pentru care se face calculul; i - indicele anilor de viata N - numărul de luni de utilizare efectiva a maşinii până la scoaterea din serviciu, (anexa 4.), in luni; n - durata reala de întrebuinţare a maşinii, in ani(anexa4.); C - costul mediu lunar al mentenanţei maşinii, in lei/luna. m 93

94 Pentru un parc de maşini tânăr, a cerui vârsta medie este de pana la 50% din durata normala de întrebuinţare, se recomanda utilizarea costului mediu de mentenanţă care asigura o anumita rezerva pentru mentenanţă. Pentru un parc bătrân, a cărui vârsta medie depăşeşte 50% din durata normala de întrebuinţare, se recomanda utilizarea costului diferenţiat cu vârsta al mentenanţei Analiza diagnostic - baza sistemului de management al mentenanţei Analiza diagnostic a managementului mentenanţei din unitatea respectiva trebuie sa cuprindă: - analiza stării tehnice si a disponibilităţii operaţionale a maşinilor din parc; - analiza sistemului actual de mentenanţă aplicat in cadrul unltăţii, cu avantajele si dezavantajele respective; - propuneri pentru îmbunătăţirea managementului mentenanţei. Analiza tehnico-economica a stării tehnice si a disponibilităţii operaţionale a maşinilor din parcul tehnic al unităţii, trebuie sa concluzioneze daca sistemul actual de mentenanţa este eficient. De sistemul de mentenanţă practicat depinde: - prevenirea defectelor accidentale ale maşinilor; - descoperirea si remedierea din timp a defecţiunilor pentru a nu se produce scoaterea din funcţiune pe timpul lucrului. Coeficientul de disponibilitate operaţionala al maşinilor se determina, urmărind o anumita perioada de timp fiecare familie de maşini de parc, cu ajutorul relaţiei: T A = T + T p + T c in care: A - disponibilitatea operaţionala a maşinilor; T - timpul total de funcţionare a maşinilor respective, in perioada analizata, in ore; T p - timpul consumat pentru executarea lucrărilor de mentenanţă preventiva la maşinile respective, in perioada analizata, in ore; T c - timpul consumat pentru executarea lucrărilor de mentenanţa corectivă la maşinile respective, in perioada analizata, in ore; Aprecierea nivelului disponibilităţii operaţionale realizate de maşini se va face pe baza baremului: A > 0,90 - nivel foarte bun; A = 0,70...0,90 - nivel bun; A = 0,60...0,70 - nivel satisfăcător; A < 0,6 - nivel nesatisfăcător. Aprecierea eficientei economice a sistemului de mentenanţă utilizat se va face pe baza cheltuielilor de mentenanta înregistrate (C*m),in raport cu cele recomandate in prezentul îndrumător ( C m ), pe baza baremului: C*m < C m - sistem eficient; C*m = (,0...,0) - sistem satisfăcător; C*m > /0 C m - sistem nesatisfăcător. Pentru stabilirea diagnosticului sistemului de mentenanţă se recomanda utilizarea unei metode mixte care combina: 94

95 - analiza directa a stării tehnice a maşinilor prin examinare, măsurări, diagnoza instrumentala si urmărire in funcţionare pentru determinarea coeficientului de disponibilitate a consumurilor (de combustibil, de ulei) a vitezelor si a productivităţii, cu: - analiza economica a costurilor de mentenanţă si a pierderilor datorita lipsei de disponibilitate a maşinilor, pe baza evidentelor tehnice,contabile si statistice. La elaborarea analizei diagnostic se vor parcurge următoarele etape: pregătirea diagnosticului; - definirea obiectivelor; - formarea echipei de lucru; - stabilirea programului de lucru; - programarea execuţiei diagnosticului. executarea analizei diagnostic prin metoda mixta redactarea diagnosticului, cu elaborarea recomandărilor: - concluzii asupra eficientei sistemului actual de mentenanta; - recomandări concrete pentru îmbunătăţirea sistemului de mentenanţă, cu evaluarea eficientei estimate; - programul de implementare a recomandărilor. Se recomanda sa se realizeze un diagnostic al sistemului de mentenanta aplicat, atunci cand: - cheltuielile pentru mentenanţă înregistrate sunt mai mari decât cele recomandate in prezentul normativ; - opririle accidentale au o frecventa mare care duce la un coeficient de disponibilitate operaţionala sub cel recomandat ; - operaţiile de mentenanţă nu sunt executate la timp; - calitatea lucrărilor de mentenanţă este slaba; - se înregistrează stocuri mari de piese de schimb. Pentru calculul normei de stoc de piese de schimb N s se recomandă relaţia: nmtsk Ns = Tt in care: N s - norma de stoc pentru o anumita sortotipodimensiune de piese de schimb; n - numărul pieselor din aceeaşi sortotipodimensiune existente intr-o maşina; m - numărul de maşini din parc care conţin piesa respectiva; T s - perioada medie de timp pentru care se constituie stocul in general 3-6 luni; T t - resursa tehnica a piesei respective in luni de funcţionare; k - coeficient de reducere a stocurilor, conform tabelului de mai jos. nm k,00 0,90 0,80 0/70 0,60 0,50 0,45 0,40 0/35 La analiza diagnostic se verifica stocurile de piese de schimb, concluzionânduse asupra corectitudinii alegerii perioadei T s, pentru care s-a determinat stocurile. Eficienţa utilizării pieselor de schimb se determină prin raportul dintre valoarea pieselor consumate in ultima luna si valoarea tuturor pieselor stocate la începutul lunii. 95

96 Nr. crt. Codul de clasificare Denumirea grupei, a subgrupei a familiei de maşini pentru construcţii Durata normală de funcţionare (amortizare) conform Legii 5/994 si a HG. 964/ [ani] Durata de baza pentru utilizarea efectivă în: Ore de funcţionare luni Anexa nr. 4. Indicele de cost mediu lunar al mentenanţei pentru durata de baza de utilizare, în % din valoarea de înlocuire Maşini de forţă şi utilaje energetice Grupuri electrogene mobile Transformatoare si autotrans-formatoare de sudură Convertizoare de frecventa Electrocompresoare cu piston stabile pentru aer Electro şi motocompresoare mobile , , , , ,80 Maşini si utilaje pentru construcţii Maşini si utilaje pe săparea si pregătirea terenului Excavatoare:, sub 35 kw, hidraulice sub 35 kw, mecanice , între 36 şi 50 kw,, hidraulice intre 36 şi 50, kw,mecanice peste 50 kw,, hidraulice peste 50 kw,, mecanice..0.. Buldozere, pe şenile , Buldozere, pe pneuri , Screpere , Gredere , Săpătoare de şanţuri , Săpătoare de gropi , Scarificatoare ,95 Maşini si utilaje pentru lucrări de fundaţii, lucrări în stâncă şi.0.. pentru tuneluri Berbeci mecanici , Extractoare de piloţi , Utilaje pentru executarea lucrărilor sub apă , Maşini de forat şi turnat 4, piloţi Utilaje pentru săpat în, stâncă şi tuneluri Instalaţii de forat la ,40

97 secţiune plană Sonete , Ciocane pneumatice , Scutiri , Dozatoare pentru agregate minerale, ciment şi apa Maşini, utilaje şi instalaţii pentru prepararea, transportul şi punerea in opera a betonului şi mortarului , Betoniere cu cădere libera , Betoniere şi malaxoare cu amestecare forţată , Autobetoniere , Pompe de beton , Autopompe de beton , Centrale de beton , Vibratoare de interior , Vibratoare de exterior , Maşini, utilaje şi instalaţii pentru lucrări de zidărie, tencuieli, finisaje, izolaţii şi instalaţii Instalaţii de glisare a cofrajelor , Ştergătoare de var , Maşini si aparate de tencuit , Maşini de finisat pardoseli din beton, din mozaic, din parchet , Instalaţii si aparate de vopsit şi zugrăvit Unelte mecanice portabile (electrice, pneumatice, hidraulice) , , Maşini, utilaje şi instalaţii pentru lucrări hidrotehnice Excavatoare plutitoare , Dragi maritime şi fluviale , Grelfere plutitoare , Electoare , Distribuitor piatra sparta si balast Maşini, utilaje si instalaţii pentru construcţii si reparaţii de drumuri , Freza rutiera Uscător de agregate minerale , Topitor de bitum , Malaxor pentru mixturi asfaltice , Instalaţie de preparat mixturi asfaltice , Repartizor-finisor de mixturi asfaltice , Stropitor de bitum , Repartizor de beton de ,5

98 ciment Vibrofinisor pentru beton de ciment , Maşini pentru tăiat rosturi in beton , Maşina universala pentru întreţinerea si ,5 repararea drumurilor Maşina de marcat benzi de circulaţie , Maşina de taluzat si curăţat acostamente , Răspânditor de sare si criblura , Freza de zăpadă , Compactoare tractate si autopropulsate statice cu rulouri metalice , Compactoare tractate si , Compactoare tractate şi autopropulsate vibratoare şi mixte , Placi vibratoare , Maluri mecanice , Maşini, utilaje si instalaţii pentru construcţii şi reparaţii de cai ferate Maşini de profilat prisma de balast , Maşini de compactat prisma de balast , Maşini de scos şi ciuruit balastul din cale , Instalaţie mobilă de sudat şine , Maşina de ridicat şi manevrat şine , Maşina de ridicat calea , Boghiu macara pentru transportat şina , Boghiu macara pentru transportat panouri de cale , Maşini de tăiat şine , Maşini do găurit şine , Maşini de polizat şine , Maşini de găurit traverse , Maşini pentru strâns tirfoane , Maşini de debavurat ciuperca şinelor , Maşini de pretensionat şine , Ciocane de burat prin vibrare , Maşini de burat ,80 98

99 Maşini de îndreptat şi îndoit şine Maşini pentru montarea si sudarea şinelor Cărucior de verificat calea Maşini de rectificat rosturi de dilatare ale caii , , , , Maşini pentru executarea armăturilor pentru beton Maşini de îndreptat şi tăiat oţel beton Maşini de fasonat oţel beton Maşini de tăiat si fasonat plase sudate Maşini de executat etrieri Maşini de îndreptat şi calibrat şine din oţel beton pentru armături pretensionate Maşini de împletit şi format fascicole din sarma de oţel beton şi maşini de format ţevi Maşini de curăţat ţevi şi conducte Maşini de izolat conducte Instalaţii pentru împingerea conductelor prin pământ , , , , , ,80 Maşini şi utilaje pentru lucrări de conducte magistrale şi linii de transport electrice , , , Maşini de îndoit conducte , Maşini de tras cablu , Cărucioare pentru transportat tamburi , Remorci pentru transportat tamburi ,0.0.0 Unelte, dispozitive, instrumente Unelte electrice portabile pentru găurit, tăiat polizat si şlefuit materiale de construcţii Unelte pneumatice pentru perforat, găurit, tăiat şi polizat materiale de construcţii Unelte cu motor termic pentru tăiat materiale de construcţii Dispozitive folosite în construcţii Instrumente folosite în construcţii , , , , ,45 99

100 Mijloace de transport auto Mijloace auto de transport tehnologic Autocamioane cu platforma basculantă , Dumpere , Autocisterne , Tractoare pe roţi , Tractoare pe şenile , Remorci cu platforma coborâtă pentru sarcini grele (trailere) , Autoateliere , Autovehicule pentru transportul materialelor pulverulente , Utilaje si instalaţii de transportat şi ridicat Vinciuri şi palane , Trolii cu acţionare manuală Trolii cu acţionare electrică Macarale uşoare (de finisaj, de fereastră etc.) Macarale turn cu acţionare electrică Macarale mobile pe pneuri, cu braţ cu zăbrele Macarale mobile pe pneuri, cu braţ telescopic Macarale mobile pe senile, cu braţ cu zăbrele Macarale mobile pe senile, cu braţ telescopic Automacarale de până la 0 tf, cu braţ cu zăbrele Automacarale de pana la 0 tf. cu braţ telescopic , , , , , , , , , , Automacarale de peste 0 tf, cu braţ cu zăbrele , Automacarale de peste 0 tf, cu braţ telescopic , Macarale portal si macarale capră , Macarale funicular , Ascensoare de materiale şi persoane , Transportoare cu bandă , Încărcătoare frontale cu o cupa, pe şenile , Încărcătoare frontale cu o cupă, pe pneuri , Electro şi motostivuitoare ,60

101 Anexa nr. 4. Coeficienţii de corecţie ai costului mentenanţei funcţie de condiţiile de lucru ale maşinii Pentru precizarea modului de încadrare a maşinilor pentru construcţii in condiţiile de lucru, se au in vedere următoarele: Condiţiile de lucru grele Lucru continuu, in regim greu, de mare solicitare, cu şocuri, in terenuri de categoria IV-V pentru maşinile de terasamente; in mediu agresiv (atmosfera marina, in zona combinatelor chimice); in păduri si in teren mlăştinos; la lucrări in cariere si balastiere; in condiţii grele de clima (in regim tropical sau subtropical). Condiţii de lucru medii Lucru in cicluri aproximativ constante, in regim normal de solicitare, cu pauze de pana la 0% din timpul de program; in terenuri de categoria II-III pentru maşini de terasamente. Condiţii de lucru uşoare Lucru in regim de solicitare redusa, cu pauze prelungite de peste 0% din timpul de program; in terenuri de categoria pentru maşinile de terasamente. Valoarea coeficienţilor de corecţie, k l Codul de clasific Denumirea grupei de maşini Valoarea coeficienţilor k l pentru condiţii de lucru uşoare medii grele Maşini de forţa si utilaje energetice 0,90,00, Maşini si utilaje pentru săparea si pregătirea terenului: - pe pneuri 0, ,00 00,7 5 - pe senile.0.. Maşini pentru lucrări de fundaţii, lucrări in stanca si pentru tuneluri 0,75,00, Maşini, utilaje si instalaţii pentru prepararea, transportul si punerea in opera a betonului si mortarului.0.4. Maşini, utilaje si instalaţii pentru lucrări de zidărie, tencuieli finisaje izolaţii si instalaţii 0,94,00,0 0,87,00,.0.5. Maşini, utilaje si instalaţii pentru lucrări hidrotehnice.0.6. Maşini, utilaje si instalaţii pentru construcţii si reparaţii de drumuri 0,94,00, Maşini, utilaje si instalaţii pentru construcţii si reparaţii de cai ferate 0,95,00, Maşini si utilaje pentru executarea armaturilor pentru beton 0,88,00, Maşini si utilaje pentru lucrări de conducte magistrale transport electrice 0,90,00, Unelte, dispozitive, instrumente 0,95,00, Utilaje şi instalaţii de transportat şi ridicat 0,70,00, 0

102 Coeficienţii de corecţie ai costului mentenanţei funcţie de condiţiile de întrebuinţare a maşinii, k h 0 Anexa nr. 4.3 Valoarea coeficienţilor de corecţie pentru costul mentenanţei maşinilor in cazul utilizării lor in continuare peste durata de baza pentru utilizare efectiva, precizata in Anexa nr. 4., coloanele 4 sau 5, se prezintă in tabelul de mai jos. Codul de clasific are Denumirea grupei de m a ş i Valoarea coeficienţilor de corecţie a costului mentenanţei pentru: Durata de baza Pentru depăşire cu pana la Pentru depăşire cu 5-00% Pentru depăşire cu peste 00% Maşini de forţa si utilaje,00,06,5,6.0.. Maşini si utilaje pentru săparea si pregătirea terenului,00,08,8, Maşini pentru lucrări de fundaţii, lucrări in stanca si pentru tuneluri.0.3. Maşini, utilaje si instalaţii pentru prepararea, transportul si punerea in opera a betonului si mortarului.0.4. Maşini, utilaje si instalaţii pentru lucrări de zidărie, tencuieli, finisaje, i l ţii i i t l ţii.0.5. Maşini, utilaje si instalaţii pentru lucrări hidrotehnice.0.6. Maşini, utilaje si instalaţii pentru construcţii si reparaţii de drumuri.0.7. Maşini, utilaje si instalaţii pentru construcţii si reparaţii de cai ferate,00,0,0,30,00,08,7,5,00,04,0,8,00,06,5,5,00,06,5,5,00,05,,.0.8. Maşini si utilaje pentru executarea,00,04,0,8 armaturilor pentru beton.0.9. Maşini si utilaje pentru lucrări de conducte magistrale si linii de transport electrice,00,08,7, Unelte, dispozitive,instrumente,00,06,, Utilaje si instalaţii de transportat si,00,05,4,5 ridicat Extras din normativul pentru întreţinerea şi repararea maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor de construcţii

103 03

104 04