pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Биргер, В. Л. Вейц и др.: Под ред. Ф. М. Диментберга, К. С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. 544 с. 4. Детали и механизмы металлорежущих станков./Д. И. Решетов, В. В. Каминская, А. С. Лапидус и 'др.: Т. 1. Под ред. Д. Н. Решетова.
М.: Машиностроение, 1972. 664 с. 5. Добрынин С. А., Фельдман М. С., Фирсов Г. И. Методы автоматизированного исследования вибрации машин. М.: Машиностроение, 1987. 224 с. 6. Зорев Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956, 368 с. 7. Каминская В.
В. Расчеты на виброустойчивость в станкостроении. М.: Машиностроение, 1985. 56 с. 8. Крагельский И. В., Гитис Н. В. Фрикционные автоколебания. М.: Наука, 1987. 183 с. 9. Крон Г. Исследование сложных систем по частям — диакоптика: Пер. с англ. М.: Наука, 1972.
544 с. 10. Кудинов В. А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 359 с. 11. Методика расчета узлов металлорежущих станков на плавность медленных перемещений./В. А. Кудиков, Н. А. Кочинов, М. И. Ерухимович и др. М.: ОНТИ ЭНИМС, 1972. 21 с. 12. Пуш В.
Э. Малые перемещения в станках. М.: Машгиз, 1961. 123 с. 13. Соколовский А. П. Жесткость в технологии машиностроения..М.— Л.: Машгиз, 1946. 14. Трение, изнашивание и смазка. Справочник: В 2-х кн. Кн. 1./В. В. Алисин, А. Я. Алябьев, А. М. Архаров и др. М.: Машиностроение, 1978. 400 с. 15. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн.: Под ред. И. В. Крагельского и В, В. Алисина.
Кн. 2/В. В. Алисин, Б. М. Асташевич, Э. Д. Бр аун и др. М.: Машиностроение, 1979. 358 с. 16. Филипов Д. Б. Расчет плавности перемещения узлов подач станков. Экспресс-информация. Сер. «Автоматические линии и металлорежущие станки». 1969. Юо 37. С. 4 — 6. Глава 9 Надежность станков работы ина) Врем ый) В отработанн ботка) В календарных боты) овлен- 9.1. Основные показатели надежности станков и их нормирование Надежность является одной из основных характеристик качества металлорежущих станков и станочных систем, так же, как и многих других машин и технических устройств. Надежность характеризует свойство данного изделия сохранять требуемые показатели качества в течение всего периода эксплуатации. Для оборудования особое значение имеет обеспечение его технологической надежности, которая непосредственно связана с качеством, в первую очередь с точностью, выпускаемой продукции.
Поэтому надежность станков следует рассматривать как надежность машины, когда оцениваются все виды отказов, и как надежность компонента технологической системы, когда учитываются лишь те отказы, которые связаны с качеством выпускаемой продукции. Основными источниками отказов станка и станочных комплексов являются собственно станок (его механика и гидросистемы), электрические — электронные системы и система управления (ЧПУ). Для механических узлов по сравнению с электротехническими и электронными устройствами характерно меньшее число отказов, но большая продолжительность устранения их последствий.
При проектировании станка необходимо так рассчитать и сконструировать станок и его основные узлы, чтобы они удовлетворяли установленным требованиям надежности, в первую очередь с точки зрения длительного сохранения показателей точности. 9.1. Оценка длительности работы объекта Основные термины и определения в области надежности (ГОСТ 2?.002 — 83) опираются на понятие работоспособности (см.
раздел 6.1) . Надежность — свойство объекта сохранять во времени свою работоспособность. Это сложное свойство, которое в зависимости от требований к длительности работы объекта, условий его применения и эксплуатации характеризуется в основном безотказностью и долговечностью. Период времени, в течение которого работает данный объект (станок, механизм или узел), исчисляют либо в отработанных, либо в календарных часах (табл. 9.1).
Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять свою работоспособность в течение некоторого времени (или наработки). В этом случае рассматривается такой период работы станка, когда не осуществляются мероприятия для поддержания его работоспособности (ремонт, смазывание, проверка состояния, регулировка и т. д.). Долговечность — свойство объекта сохра нять свою работоспособность в течение всего периода эксплуатации (до предельного состояния) при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
При оценке долговечности учитываются те перерывы в работе станка, которые осуществляются в соответствии с системой планово-предупредительного ремонта (ППР) или при осуществлении ремонта по состоянию (ремонт на основе диагностирования фактического состояния станка). Период эксплуатации станка связан в основном с экономическими факторами, которые обусловливают предельное состояние объекта. Эксплуатация включает работу объекта (основной период), а также периоды простоев, транспортирования, хранения, ремонта и техни- ческого обслуживания, переналадки, монтажа.
Предельное состояние — состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно. Продолжительность эксплуатации станков связана как с их моральным (появление более эффективных моделей), так и с физическим (возрастание затрат на их эксплуатацию и ремонт) изнашиванием. Для современных станков средних размеров это обычно 8 — 10 лет эксплуатации и для более сложных и тяжелых станков 15 — 20 лет и выше.
Конкретный срок службы до снятия с эксплуатации для каждого станка устанавливают на основании экономических расчетов. Эти расчеты опираются на сравнение затрат на изготовление станка и его эксплуатацию (~, с той прибылью Я„, которую дает станок при его использовании (рис. 9.1) . Суммарная эффективность станка 9 зависит от времени 1 и имеет экстремум аИ) = В(~) — Я. + а(~)1- (9 1) Она связана с надежностью, так как с течением времени возрастают затраты на ремонт и техническое обслуживание станка из-за его физического изнашивания, а связанные с этим простои снижают положительный эффект от использования станка по назначению. Поэтому имеет место нелинейная зависимость (~, и Я„от времени. Срок окупаемости нового станка Т наступит при Я,+Я,(1)=Я„(1), и с этого момента станок начнет давать прибыль. После достижения максимума Щ) при 1=Т,„ эффективность станка начинает снижаться из-за возрастания эксплуатационных потерь, и когда прибыль и потери сравняются при 1 = Т,, наступит предельное состояние станка.
Экономически целесообразная длительность эксплуатации станка Т, находится в пределах Т,„< Т,~. Т„. Чем выше надежность станка, тем выше экономический эффект от его использования и тем продолжительнее период его рациональной эксплуатации. Причины, определяющие надежность изделия, связаны со случаиными явлениями, поэтому показатели, применяемые для оценки надежности, имеют вероятностную природу. Основным показателем надежности является вероятность безотказной работы Р(1) — вероятность того, что в заданном интервале времени 1=Т (или в пределах заданной наработки) отказ объекта не возникнет. Допустимая величина Р(1) характеризует степень опасности отказа, и поэтому чем выше ее значение, тем, . при прочих равных условиях, машина будет работать более надежно.
Сопряженным показателем является вероятность отказа Р(1)= =1 — Р® При использовании Р® или г(1) Рис. 9.$. Йзменеиие экономической вффектнвностн станка во времени необходимо указывать период времени 1=Т, в течение которого рассматривается работа изделия, поскольку Р и 1 связаны функциональной зависимостью Р(~) = 1 ~(~),й, где )'(г) — дифференциальный закон распределения (плотиость вероятности) для срока службы (или наработки) изделия по данному выходному параметру. На рис. 9.2, а показана схема формирования закона распределения наработки до отказа ф) при протекании процесса, изменяющего выходной параметр Х во времени 1. Достижение каждой реализацией Х(т) случайного процесса Х(г) своего предельно допустимого значения Х,„„, приводит к от~азу через соответствующий период времени Т.
Совокупность реализаций формирует массив Т1, Тт, ..., Т, который определяет гистограмму, а следовательно, и закон распределения ф). Этот закон, выраженный в интегральной форме. Р®, изображен на рис. 9.2, б. Закон распределения наработки до отказа в дифференциальной ~(1) или интегральной,Г(1), или Р(1) формах является полной характеристикой надежности данного объекта и позволяет получить все необходимые показатели. Рассеяние времени работы до отказа связано с тем, что процессы, приводящие к изменению выходного параметра Х (точности, 'КПД, производительности, несущей способности и т. д.), проявляются как случайные функции, поскольку на данный процесс действует большое число случайных факторов (режимы работы, вариации начального уровня качества и др.).
Закон ~ (г) получают, как правило, статистически на основе испытаний или эксплуатационных наблюдений, хотя желательно полу- 9.2. Законы распределения, применяемые для оценки надежности Нормальный (Гаусса) Р(1) = Ф Логарифмически нормальны" Экспоненциальный чение этого закона на стадии проектирования (см. п. 9.4). Наиболее распространенные теоретические законы распределения, которые рассматриваются в теории вероятностей и в математической статистике ~2, 10~, представлены в табл.
9.2. При использовании этих законов для решения задач надежности следует иметь в виду, что аргумент 1 всегда положителен, поэтому при применении нормального закона распределения необходимо вводить иормирующий множитель и рассматривать усеченное распределение. Для отказов характерны асимметричные законы для положительных значений аргумента (Вейбулла, нормально-логарифмический и др.). Экспоненциальный закон характерен для отказов, причина возникновения которых во внешних воздействиях, не связанных с состоянием объекта (внезапные отказы) .
Для характеристики возможности возникновения внезапных отказов применяют показатель интенсивности отказов Х вЂ” условная плотность возникновения отказов: Х=ф)/Р(1). Значение А — это вероятность возникновения отказа в единицу времени при условии, что до этого момента времени отказ не возник. Для внезапных отказов Х=сопз1. Если экспериментально получена гистограмма распределения, то соответствующий теоретический закон подбирают с применением критериев согласия ~10~.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
