Конспект_ОПиЭНТО_ч1 (Конспекты лекций), страница 5
Описание файла
Файл "Конспект_ОПиЭНТО_ч1" внутри архива находится в папке "Конспекты лекций". Документ из архива "Конспекты лекций", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы проектирования и эксплуатации нанотехнологического оборудования" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "основы проектирования и эксплуатации нанотехнологического оборудования" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Конспект_ОПиЭНТО_ч1"
Текст 5 страницы из документа "Конспект_ОПиЭНТО_ч1"
Оценка долговечности проводится поэтапно:
- определение целей испытаний при заданных режимах и условиях эксплуатации и налаженной системы восстановления неисправностей;
- разработка плана испытаний;
- сбор и накопление необходимых статистических данных о долговечности установки в условиях эксплуатации;
- обработка результатов для получения и прогнозирования искомых параметров и заключение о наступлении предельного состояния исследуемого объекта.
3.1.4. Сохраняемость
Сохраняемость - это свойство объекта (машины) сохранять в заданных пределах параметров, характеризущих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования
-
Отказы
Возможны отказы:
- функционирования связаны с прекращением выпуска продукции из-за неисправности одного или нескольких функциональных элементов машины: шлюзового устройства, подложкодержателя, клапанов и прочее;
- параметрические отказы вызваны тем, что установка в процессе работы выпускает продукцию с отклонениями отдельных параметров за пределы установленного допуска.
Общность двух этих видов отказов состоит в том, что они приводят к:
- простоям установки,
- вмешательству человека для ремонта или наладки механизмов, удалению загрязнений и т.п.
К отказам могут приводить не только вредные воздействия на машины и установки, но и нестабильность рабочих параметров.
Классификация факторов возникновения отказов при работе установки показаны на рисунке 3-1
Систематическими факторами нарушения заданных условий взаимодействия между механизмами, заготовками и инструментом являются такие факторы, числовые значения которых стабильны при различных последовательных реализациях работы машин, например погрешности сборки узлов (непараллельность, неперпендикулярность и т.п.). Большинство из них формируется в процессе сборки и наладки машины и служит характеристикой качества конструкции, ее сборки, наладки и эксплуатации.
Рисунок 2 - Факторы возникновения отказов
К числу циклически действующих (обратимых факторов) относятся те, у которых числовые значения при каждой реализации есть случайные величины, распределенные в определенном диапазоне. Их характерная особенность - изменение по величине (увеличение или уменьшение) без вмешательства человека. Эти факторы обусловлены нестабильностью внешних условий, технологических и конструктивных параметров: размеров и формы заготовок; физико-химических свойств обрабатываемых материалов; температуры и влажности окружающей среды; режимов и сил обработки; температуры и свойств рабочих жидкостей и газов; скоростей рабочих и холостых перемещений; конечных положений механизмов (их позиционирования); коэффициентов трения, взаимного расположения конструктивных элементов; воспроизведения управляющих программ и т.д.
Отличительная особенность монотонно действующих (необратимых факторов) заключается в том, что характеризующие их числовые значения могут изменяться в процессе эксплуатации машин (только увеличиваться или уменьшаться). Этот процесс может быть остановлен человеком или использованием специальных компенсирующих механизмов. Необратимые факторы различают по интенсивности изменения характеризующих числовых значений: высокой, средней и малой интенсивности (деление является условным).
К числу необратимых факторов относят: износ инструмента; разрегулирование механизмов и устройств; засорение и загрязнение рабочей зоны; ухудшение свойств рабочих жидкостей и газов; утечку жидкостей и газов; приработку поверхностей; износ деталей и сопряжении; снижение сопротивления усталости; коррозию; изменение формы (коробление) и физико-химических свойств (старение) конструкционных материалов; изменение квалификации обслуживающего персонала; ухудшение организации обслуживания и др. Большинство из этих факторов, способствующих возникновению отказов в работе машин, обусловлено внешними воздействиями на машину в процессе ее эксплуатации, влиянием различных видов энергии (механической, тепловой, химической, электромагнитной).
Систематические и циклически действующие факторы определяют вероятность возникновения параметрических отказов и отказов функционирования, начиная с момента ввода автомата или линии в эксплуатацию. При каждом очередном срабатывании машины числовые значения циклически действующих факторов получаются как реализации случайных величин. Благоприятное сочетание числовых значений последних обеспечивает заданные условия взаимодействия и нормальное срабатывание машины; неблагоприятное означает отказ, когда либо не выполняется какой-нибудь элемент рабочего цикла машины, либо выдается некачественная продукция.
Действие необратимых, монотонных факторов любой интенсивности приводит к увеличению циклической нестабильности определяющих параметров технологического процесса и конструкции: ухудшению точности позиционирования и взаимного расположения конструктивных элементов: увеличению мгновенного поля рассеяния размеров, диапазона рассеяния рабочих сил, опорных реакций, коэффициентов трения; снижению жесткости узлов и т.д.
Задания для самостоятельной проработки раздела Отказы
А) Приведите пример отказов по причине систематических факторов
Комментарий:
Должен быть приведён самостоятельный пример отказов, вызванных стабильно действующими факторами, такими как погрешности изготовления или сборки, наладки. Например, изготовленная с погрешностью деталь нарушает работу целого механизма, приводит каждый раз к погрешностям, приводящим к параметрическим отказам, т.е установка выпускает продукцию с отклонением отдельных параметров за пределы установленного допуска
Б) Приведите пример отказов по причине циклически действующих факторов:
Комментарий:
Самостоятельный пример отказов, вызванных циклически действующими факторами, должен показать понимание того, что эти отказы носят случайный характер ;
- обусловлены нестабильностью внешней среды и не связаны с действиями человека, оператора (нестабильность поступающих на обработку заготовок, физико-химических свойств обрабатываемых материалов и т.п.);
Они носят обратимый характер, поскольку являются случайными.
В) Приведите примеры отказов функционирования:
Комментарий:
Самостоятельный пример должен показать понимание природы отказов функционирования. Например, по причине приведённых далее неисправностей деталей и узлов установка прекращает выпуск продукции: поломка направляющей, двигателя, разгерметизация вакуумной камеры и т.п.
Вопросы для самоконтроля
-
Что такое надёжность машины?
-
Найдите определение термина «надёжность» по ГОСТ 24.002-2009. Сравните с определением, приведённым в данном пособии.
-
Что такое «работоспособное» и «неработоспособное» состояние машины? В чём отличие приведенных состояний машины с понятиями «функционирующее» и «нефункционирующее» оборудование.
-
Поясните: отказ – это состояние, при котором машина перестаёт работать, останавливается?
-
Перечислите основные факторы возникновения отказов. Какие факторы возникновения отказов можно назвать систематическими?
-
Приведите собственные примеры отказов по причине систематических факторов.
-
Приведите собственные примеры отказов от циклически действующих факторов.
-
Приведите пример необратимых факторов, влияющих на возникновение отказов.
-
Какие факторы возникновения отказов являются обратимыми. Приведите пример.
-
Какой отказ следует отнести к отказу функционирования? Приведите пример отказа функционирования машины (станка).
-
Какой отказ следует отнести к параметрическому отказу? Приведите пример параметрического отказа установки.
4. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД
Технологическое оборудование обладает общностью структуры.
Структура технологической машины представлена на рисунке 2.
Рисунок 3 – Структурные элементы технологической установки
Совокупность источника движения (двигателя), управляемого САУ, и передаточных механизмов называется привод машины (установки).
Привод совместно с исполнительными механизмами носит название исполнительная часть машины (установки)
Система автоматического управления (САУ) – управляющая часть машины (установки).
Источники движения предназначены для формирования механической энергии: для поступательного перемещения или вращения изделия (инструмента). При этом движение может быть:
- равномерным,
- с ускорением,
- с замедлением,
- периодическим,
- по специальному закону.
Классификация источников движения по физическому принципу работы.
Источники движения построены на следующих физических принципах (подробнее – в презентации по дисциплине).
- преобразование электромагнитных сил в механическое движение (электродвигатели);
- преобразование перепадов давлений жидкости или газа в механическое движение (гидро-и пневмоситемы);
- преобразование энергии, основанной на пьезоэффекте материалов, в механическое движение;
- преобразование энергии, основанной на деформации материалов в магнитном поле, в механическое движение;
- преобразование энергии, основанной на тепловом воздействии на материалы, в механическое движение
Из всего многообразия источников движения наиболее востребованным является электромеханический привод, который включает электродвигатель, передающий движение на исполнительный механизм либо с помощью передаточных механизмов, либо без них.
К электромеханическому приводу предъявляется ряд требований.
Привод должен:
- обеспечивать расчётное перемещение (скорость, ускорение и т.п.) исполнительных механизмов;
- перемещения должны осуществляться с минимальной погрешностью перемещения;
- обладать мобильностью - легко и быстро настраиваться и перенастраиваться;
- обладать требуемой надежностью;
- развивать необходимое усилие на выходном звене;
- обладать высоким к.п.д.;
- минимальными габаритами (компактностью);
- обеспечивать особые требования, обусловленные техническими и технологическими особенностями установки, в частности, для вакуумных установок – минимум газовыделения, газопроницаемости минимум выделения продуктов износа.
Приводы также подразделяются на:
- групповые (один источник движения на несколько установок и машин - устарели, в настоящее время в производстве не используются);
- индивидуальные (каждая технологическая машина снабжается отдельным источником движения);
- распределённый (в одной технологической машине привод имеет несколько источников движения и передаточных механизмов, распределённых, например, по кинематическим цепям).
Привод состоит из одного (или нескольких) источников движения и передаточных механизмов, среди которых может быть звено настройки.
Звено настройки – регулируемый (настраиваемый) передаточный механизм, с помощью которого кинематическая цепь может изменять свои характеристики – скорость перемещения (вращения), передаточный коэффициент цепи.
Настройка кинематической цепи осуществляется звеньями настройки. Существует два вида звеньев настройки, различающиеся по способу изменения передаточного коэффициента:
- бесступенчатая настройка;
- ступенчатая (дискретная) настройка
В таблице 4 показаны устройства (звенья) настройки кинематических цепей.
Таблица 4 – Способы и звенья настройки кинематических цепей
Способы настройки | Звенья настройки |
бесступенчатая настройка | - регулируемые эл. двигатели (шаговый, постоянного тока и др.); - вариаторы |
ступенчатая (дискретная) настройка | - блоки шкивов; - гитары; - коробки скоростей |
В регулируемом двигателе частота вращения выходного вала может меняться разными способами.
Типы регулируемых электродвигателей:
- постоянного тока – бесступенчатая регулировка величиной питающего напряжения, подводимого к двигателю или путем изменения величины магнитного потока двигателя;
- асинхронный двигатель – бесступенчатая регулировка частоты питающего напряжения; ступенчатая – изменением числа пар полюсов;
- шаговые двигатели вращения и линейные – бесступенчатая регулировка частотой подачи управляющих импульсов, угол поворота вала за один импульс 1,8 или 0,72 градуса.