pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 67
Текст из файла (страница 67)
внезапные. Постепенные, тказы возникают в результате протекания того или иного процесса старения, ухудшавщего начальные. параметры-: изделия. Основным призиаин~ пеегепенного отказа является то, что вероятность его возникновения Р® в течение заданного периода временй 9.5. Классы надежности Класс на- дежности Допустимое значение Последствие отказа Пример Без значительных послед- ствий 0 Экономические потери )0,9 Значительный экономический ущерб Катастрофические (изготов- ление ответственной детали с дефектом) ~~0,9999 станка из строя.
При этом для одного изделия (станка или его узла) все элементы, определяющие его надежность, должны быть разбиты па категории по последствиям отказов. Например, для прецизионного станка, предназначенного для обработки ответственных деталей, к формообразующим узлам предъявляют высокие требования безотказности, в то время как к элементам, не связанным непосредственно с точностью обработки, таких требований нет. Следует, однако иметь в виду, что станочные фирмы с позиций авторитета стремятся создавать надежные конструкции для всех элементов станка.
В табл. 9.5 приведена градация изделий на классы (категории) надежности в зависимости от последствий отказов. Для станка в целом эти значения относятся к его параметрической надежности по показателю точности, т. е. когда отказ означает обработку на станке детали с недопустимым значением любого из заданных показателей- качества (точности размера. и формы, волнистости, шероховатоети или дефектнос-.
ти обработанной поверхности»; Ресурс по точности Т,, который определяет продолжительность работы станка до среднего или капитального ремонта, когда требуется восстановление координат: станка и первоначальных траекторий перемещения формообразующих узлов, колеблется в достаточно широких пределах и зависит от конструкции и качества изготовления станка. В табл. 9.б приведены нормы надежности, разработанные в отечественном станкостроении (руководящий технический материал РТМ2 НОΠ— 14 — 8О.
Нормы надежности) для значений ресурса по точности Тр и..наработки иа отказ Т,. Назначаемые показатели должны быть не ниже указанных. Для станков с ЧПУ К,.=0,8...0,9 особенно зависит от длительности предыдущей работы изделия. Чем дольше эксплуатировалось изделие, тем выше вероятность возникновения отказа, т. е. Р(г2)> Р(6), если Ь~> 11. К этому виду относится большинство отказов станка, поскольку они связаны с изнашиванием, коррозией, усталостью, короблением, ползучестью и другими процессами разрушения и деформирования материалов, из которых создан станок. Внезапные отказы — 'это те, причина которых заключается в сочетании неблагоприятных факторов и случайных внешних воздействий, превышающих возможности изделия к их восприятию. Основным признаком внезапного отказа является то, что вероятность его возникновения Р(1). в течение заданного периода времени не зависит от длительности предыдущей работы изделия.
Деление на постепенные и внезапные отказы -определяется природой их возникновения„а не тем:,, установлена или нет причина отказа. Внезапность отказа при эксплуатации машины . в силу скрыгности процесса:. разрушения еще . не означает, что' отказ относится к категории внезапных. Критерием является.
зависимость Г(1) .от времени предыдущей- работы станка.. Для. станков:. внезапные отказы играют вто' ростепенную: роль и связаны обычно с недопустимыми методами эксплуатации. Деление на отказы функционирования и параметрические отказы см. и. 6.1. При нормировании показателей надежности , в первую очередь назначают допустимую вероятность безотказной работы РЯ как для станка в целом, так и для основных его узлов и ме.'ханизмцв. Принятое значение Р® зависит от последствий отказа, от оценки того экономического (а в ряде случаев и социального) ущерба, который будет иметь место при выходе Элементы станка, не влияющие на ка- чество и производительность Станки нормальной и повышенной точ- ности Прецизионные станки для финишной об- работки. 'Станки или станочные модули в автоматических станочных системах Станки или станочные модули в автома- тических станочных системах для изго- товления прецизионных деталей Масса стан- ка, т Класс точ- ности Станки Тр, тыс.
ч Т„тыс. ч Н, П ::10 ) 10 1,0 1,1 10 ) 10 46 50 1,1 1,2 В, А, С Шлифовальные 10 ~ 10 43 46 В,А П, 0,9 9.6. Нормы надежности универсальных станков Токарные, револьверные, фрезерные, сверлильные, расточные для станков, работающих в автоматизированных станочных системах. Типичным режимом для ГПС является 20 ч работы в автоматизированном режиме и 4 ч на техническое обслуживание (К,, = 0,83) . Значения К,„для универсальных станков с ЧПУ, не включенных в автоматические системы, рекомендуется иметь не ниже указанных (при двухсменной работе): для универсальных станков К,,=0,96; для одношпиндельных автоматов К, „=0,97, для многошпиндельных автоматов К,,=0,87. Для того чтобы обеспечить установленные показатели надежности, необходимо выявить основные причины, приводящие к потере станком работоспособности, знать их закономерности и применять методы расчета и проектирования, обеспечивающие требуемый уровень надежности станка и его компонентов.
9.2. Причины потери станком работоспособности В процессе эксплуатации на станок действуют все виды энергии, что может привести к изменению параметров отдельных элементов, механизмов и станка в целом. Имеются следующие источники воздействий на станок: действие энергии окружающей среды, включая человека, исполняющего функции оператора или ремонтника (энергия при ремонтных работах); внутренние источники энергии, связанные как с рабочими процессами, протекающими в станке (процесс резания), так и с функционированием отдельных механизмов; потенциальная энергия, которая накоплена в материалах и деталях станка в процессе их изготовления (внутренние напряжения в отливке, монтажные напряжения).
Различные виды энергии, действующие на станок, вызывают в его узлах и деталях процессы, изменяющие (снижающие) его начальные характеристики. Зти процессы связаны, как правило, со сложными физико-химическими яв- лениями и приводят к деформации, износу, поломке, коррозии и другим видам повреждений. Повреждение — это отклонение контролируемых свойств материала или элемента изделия (включая геометрические размеры) от начальных, полученных при изготовлении объекта.
Возникновение повреждений влечет за собой изменение выходных параметров изделий, что может принести к отказу. На рис. 9.3 показана схема формирования показателей надежности сложной системы— станка, станочного модуля, станочной системы. Энергия, проявляясь в механической, тепловой, химической, электромагнитной и других видах, определяет условия работы станка и его элементов и возникающие нагрузки, напряжения, температуры, скорости и ускорения, химические воздействия, давления, электромагнитные силы и др. Данные воздействия являются причиной возникновения в станке изнашивания, коррозии, деформации, ползучести и др., которые приводят к повреждениям отдельных элементов У1, У~, ..., И». Эти повреждения вызывают изменения выходных параметров отдельных элементов, узлов и подсистем, что, в свою очередь, приводит к изменению во времени и выходных параметров всей системы Х1(~), Хд(1), ..., Х (1).
Опасность выхода этих параметров за установленные пределы и формирует показатели надежности всей системы (станка). Процессы, возникающие в станке, различаются по скорости их протекания (см. п. 6.1) и по характеру влияния на выходные параметры. Обратимые процессы временно изменяют параметры деталей, узлов и всей системы в некоторых пределах без тенденций прогрессивного ухудшения.
Наиболее характерные примеры таких процессов — упругие и тепловые деформации узлов и деталей. Необратимые процессы приводят к ухудшению технических характеристик объекта с течением времени. Эти процессы называют процессами старения, и они являются основной причиной постепенной потери станком, как и . любой машиной, работоспособности, т. е. определяют его надежность. Феханическая Уеплобая И~~ Окружающая среда Химическая И~е Радочие прои есш йвказатели надеж- ности И~ Знее ия, дедстдуюи1ая на станок при ялт атаиии РЯ Кн т~ И~у Иотени- иапьн М~ Ремонт и TО Рис.
9.3. Формирование показателей надежности сложной системы (станка) 9.7. Классификация процессов старения (необратимых процессов) Разновидности процесса Результат процесса (вид повреждения) Объект Примеры Усталостное разрушение ва- лов, зубьев зубчатых колес (недопустимые явления) Коробление станин и кор- пусных деталей Изменение объема прецизи- онных деталей станка в свя- зи с распадом мартенсита. Загрязнение смазочного ма- териала Деталь (объемные Разрушение явления) Хрупкое разрушение, вязкое разрушение Пластическая деформация, ползучесть, коробление Изменение свойств Изменение структуры матери- материала ала, механических свойств, Деформация химического состава, загряз- нение жйдкости 1 Ф йю ф.
~ ф 1~г .Ю ф ~ Ф М в и ФЬ е ~ ю ~ Ъ. Ъ Ф ~ь ~ к ° ф с~ о Ф $~ <„~ ~с :Ъ~ ~~ В табл. 9.7 приведена классификация про- Ф цессов старения по их внешнему проявлению (результату процесса), указаны основные разновидности процессов и даны . их примеры. Деталь может подвергаться разрушению, деформироваться, а также могут изменяться свойства материала детали.
Разрушение является наиболее опасным проявлением процессов старения и в станках не допускается. Наиболее часто процессы старения протекают в поверхностных слоях. При этом поверхность детали может подвергаться температурным, химическим, механическим или инь1м воздействиям внешней среды. В результате могут происходить явления, связанные с потерей (отделением) материала с поверхности в результате коррозии, эрозии, кавитации и дру- гих процессов, которые объединены одним термином разъедание. На поверхности могут протекать и такие процессы, как адгезия„ адсорбция и др. Эти процессы называют наростом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
