Как отмечалось, эксплуатационная технологичность характеризует свойство машины сохранять эксплуатационные и функциональные показатели при минимальных затратах. Возможности машины по сокращению простоев (при подготовке к эксплуатации, техническом обслуживании, ремонте и др.) и ускорению ее перевода в работоспособное состояние зависят от многих факторов, из которых к основным можно отнести контролепригодность, доступность, легкосъемность, взаимозаменяемость, восстанавливаемость, преемственность, эргономичность, безопасность обслуживания, нормы расхода эксплуатационных материалов, степень воздействия объекта на окружающую среду, возможность консервации и хранения, транспортабельность и др.
Контролепригодность характеризуется наличием встроенных средств контроля технического состояния и режимов работы машины и ее сборочных единиц, а также устройств, обеспечивающих подключение внешних средств диагностической аппаратуры; возможностью технической диагностики параметров без демонтажа составных частей и сборочных единиц. Контроль состояния машины при техническом диагностировании способствует предотвращению простоев из-за технических неисправностей. Применение современных диагностических средств на 70−75 % ускоряет процесс технического диагностирования по сравнению с обычными методами проверки основных систем машин (с частичной разборкой механизмов). Как правило, оценке подвергаются структурные и диагностические параметры.
К структурным относятся параметры, непосредственно характеризующие работоспособность составных частей машин (зазоры, натяг, размеры деталей и др.). Изменение структурных параметров, как правило, связано с износом и усталостным разрушением деталей. Диагностические параметры (температура, шум, вибрация, давление, расход масла и топлива и др.), как правило, косвенно характеризуют состояние и работоспособность составных частей. Их используют для определения технического состояния машины без ее разборки. Измерение диагностических параметров должно осуществляться с достаточной точностью, поскольку большая погрешность измерения может привести к ошибочному диагнозу, а малая – к увеличению стоимости средств диагностирования.
Доступность с учетом требований эргономики характеризуется достаточно свободным доступом к местам технического обслуживания и ремонта с необходимым инструментом, возможностью применения средств механизации и автоматизации, а также выполнением технического обслуживания сборочных единиц без демонтажа.
Легкосъемность связана с рациональным расчленением составных частей за счет применения блочного принципа компоновки машин. Монтажная законченность сборочных единиц позволяет организовать агрегатный метод ремонта (с использованием обменного фонда) и снизить трудоемкость устранения отказов. Легкосъемность составных частей и сборочных единиц обеспечивается с помощью износостойких элементов стыковки, демонтажных баз для деталей, имеющих посадку с натягом, приспособлений (захватов, рым-болтов, проушин и т. д.), облегчающих снятие и установку составных частей большой массы; штекерных соединений в системе электрооборудования; выполнение на крышках люков и аккумуляторов замков, не требующих применения инструмента для их закрывания и открывания.
Взаимозаменяемость составных частей и сборочных единиц позволяет производить их сборку или замену без предварительной подгонки. В противном случае усложняется процесс разборки, дефектации и комплектования деталей, а отказ изготовленных без учета взаимозаменяемости деталей приводит к необходимости замены всей сборочной единицы и увеличению расхода запасных частей, что усложняет ремонт.
Восстанавливаемость машины определяется, прежде всего, возможностями восстанавливаемости ее деталей, составных частей и механизмов. Она зависит от применяемых материалов, конструкций деталей и узлов, технологии их восстановления. В частности, можно отметить следующие факторы:
1) широкое использование деталей и элементов, конструкция которых позволяет применять экономичные и эффективные методы восстановления;
2) применение легкосъемных элементов (втулок, венцов, колец, вкладышей и др.), подвергающихся интенсивному износу; так, корпусные детали (сцепления, коробки передач, бортовые редукторы и др.) должны иметь съемные элементы в посадочных местах подшипников;
3) возможность повторного использования деталей путем изменения их положения или места в сборочной единице;
4) расширенное применение стандартных и унифицированных деталей, элементов, стыковочных узлов, разъемов, элементов электрооборудования, инструмента и т. п.;
5) наличие деталей и конструкций, требующих для восстановления сложной термо- или химико-термической обработки и специальных приспособлений.
Преемственность технологических процессов технического обслуживания обеспечивает возможность применения к новым машинам типовых процессов технического обслуживания и ремонта, технологических процессов восстановления деталей, подготовки машины к эксплуатации и хранению. Повышению уровня преемственности способствует не только унификация, но и типизация конструкции.
Эргономичность характеризуется удобством размещения оператора, управления машиной и ее обслуживания с минимальными затратами труда. Повышению эргономических параметров машин способствуют адаптирующиеся системы управления, активные системы гашения колебаний места оператора в широком диапазоне частот и амплитуд, сиденья с регулируемыми параметрами в зависимости от антропологических данных оператора, звуко-, пыле- и температурная изоляция кабины и ее кондиционирование.
Значительно облегчается работа оператора по управлению агрегатами и механизмами при оснащении машины бортовыми компьютерами и микропроцессорной техникой.
Для обеспечения удобства диагностирования широко применяются узлы и агрегаты со встроенными диагностическими системами с индексацией данных на панели приборов, где указывается место и характер дефекта, что значительно ускоряет поиск и устранение неисправностей.
Транспортабельность оценивается приспособленностью машин к передвижению и определяется временем переналадки из рабочего положения в транспортное и обратно, а также удобством перевозки машины другим видом транспорта (например, железнодорожным). Транспортабельность повышается путем применения гидравлических и пневматических приспособлений, механизмов, специальных тележек. Транспортабельность характеризуют показателем, равным произведению конструктивной массы машины на ее площадь, занимаемую в транспортном положении.
Сохраняемость машины оценивается возможностью ее хранения на открытой площадке, под навесом или в помещении; числом составных частей и сборочных единиц, требующих герметизации или консервации; количеством необходимых консервационных материалов, а также потребностью в специальной установке или упаковке.
Гигиеничность определяется внешним видом и состоянием поверхностей составных частей машины, подлежащих обслуживанию, необходимостью и возможностью их очистки и мойки перед проведением работ. Наибольшую загрязненность имеют поверхности с подтеками смазывающих, рабочих и других жидкостей, которые плохо поддаются мойке и очистке. Опасность загрязнения обслуживающего персонала снижает производительность работ и часто приводит к их некачественному исполнению.
Высокому уровню ремонтной технологичности машин способствует повышение эффективности их использования, а также снижение затрат труда и материалов при обеспечении необходимого качества ремонта.
Уменьшение числа текущих и капитальных ремонтов без сокращения срока службы обеспечивается при разработке составных частей и сборочных единиц с высокими показателями надежности, а снижение трудоемкости и стоимости ремонтов, потребность в ремонтно-технологическом оборудовании – технологичностью конструкции.
Компоновка сборочных единиц должна обеспечивать общую сборку машины без промежуточной разборки и последующих сборок составных частей. Средние ресурсы составных частей и сборочных единиц машины по возможности должны быть кратными между собой или близкими к ним.
Точность расположения составных частей и сборочных единиц должна быть обоснована и взаимосвязана с точностью их изготовления, конструкции составных частей должны предусматривать центрирующие, ориентирующие и компенсирующие устройства, обеспечивающие снижение затрат труда при разборке и сборке.
Отработка конструкции на эксплуатационную и ремонтную технологичность направлена на снижение трудоемкости и стоимости технического обслуживания и ремонта, а также на сокращение простоев. Этому способствуют следующие мероприятия:
1) широкое использование современных методов и средств диагностирования технического состояния машин;
2) совершенствование организации технического обслуживания и ремонта машин;
3) расширение сервисной службы предприятий-изготовителей машин;
4) разработка типовых процессов технического обслуживания и ремонта основных узлов и механизмов машин;
5) повышение квалификации обслуживающего персонала;
6) развитие системы постоянного контроля за работой машин, включая спутниковую или радионавигационную систему наблюдения, комплект датчиков контроля за работой узлов и агрегатов машин, бортовые компьютеры для анализа и вывода данных и соответствующее программное обеспечение.