металло и автоматы (841805), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Из-за рассеяния исходных параметров ДС этих станков вместо детерминированной характери- стнки получается область существования АФЧХ, заключенная между кривыми 1 и 2 (рис 136, в). Поэтому для каждой из исследованных частбт в=100 —:350 с ' существует множество точек.
Очевидно, что решение задач динамики может быть осуществлено только с привлечением теории вероятности. Граница устойчивости преврашается в полосу устойчивости. Для этих условий введен вероятностный критерий оценки устойчивости станков (42): йее =)1 -()и„( где бш характеризует рассеяние параметров ДС станков. Применение вероятностных методов расчета является одним нз основных направлений исследования динамической системы станков. Надежность станков г .Л Методы оценки и расчета надежности 184, $ т. Основные понятия и показатели Основные понятия и показатели надежности станка связаны с оценкой его работоспособности, в первую очередь исходя из обеспечения точности обработки.
Определение работоспособности и основные причины, изменяющие начальные показатели станка, были рассмотрены выше (см. гл. 8 и рис. 57). Понятие надежности может быть отнесено как к станку в целом, так и к отдельным его элементам. Объект рассмотрения будем называть изделием. Надежность -- это свойство изделия сохранять свою работоспособность в течение требуемого промежутка времени.
Надежность изделия — это обобщенное свойство, которое включает в себя понятие безотказности и долговечности. Прежде чем дать их определение, рассмотрим, как оценивать время работы изделия. Здесь возникают два основных случая. Первый — когда время оценивают календарной продолжительностью работы изделия. Это характерно для таких причин нарушения работоспособности изделия, как коррозия, действие внешних тепловых факторов и др. Время работы до отказа г = Т в этом случае называется сроком службы до отказа (! — текущее время; Т вЂ” - данный промежуток времени). Однако для большинства машин и их механизмов основное значение для оценки потери работоспособности имеет ие календарное время, а продолжительность работы изделия. Время работы изделия до отказа называют в этом случае наработкой до отказа.
Длительность работы изделия в силу тех или иных причин (необходимость ремонта, возрастание опасности дальнейшей экс- плуатации) может быть регламенти-. рована. Наработка, или срок службы до предельного регламентированного состояния, называется соответственно: ресурсом Т, или сроком службы Т„. Следует отметить, что время работы изделия до отказа Т вЂ” случайная величина, в то время как ресурс или срок ., службы --- неслучайные величины. ГОСТ 13377 — 75 предусматривает применение таких показателей, как назначенный, гамма-процентный и средний . ресурсы (или сроки службы), которые являются неслучайными величинами.. Пересчет календарных часов в часы работы изделия не представляет трудностей, если известен коэффициент загрузки станка и доля участия данного механизма в цикле работы. Надежность изделия можно рассматривать в течение различных промежутков времени и при допустимых или недопустимых перерывах для ремонта и технического об-, служивания. Безотказность — свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Таким образом, надежность станка определяется его безотказностью и долговечностью. Безотказность характеризует его самостоятельную непрерывную работу без каких-либо вмешательств для поддержания работоспособности. Долговечность станка, наоборот, характеризует его работу за весь период эксплуатации и учитывает, что длительная работа невозможна без ремонтных и профилактических мероприятий, РЩ йд дд д,б дг д - восстанавливающих работоспособ-: ность, утрачиваемую в процессе' эксплу, атации.
Основные причины, определяющие надежность изделия, связаны со слу, чайными явлениями, для описания ко;. торых применяют математический аппа' рат теории вероятностей. Например, отказ — это случайное событие, срок . службы (наработка) до отказа — случайная величина и процесс, приводящий к потере работоспособности (например, износ), — случайная функция. Поэтому и показатели, применяемые для оценки надежности изделия, имеют вероятностную природу. Основной показатель безотказности изделия — вероятность безотказной работы Р (1) (коэффициент надежности), вероятность того, что в задан.
ном интервале времени 1= Т (или в пределах заданной наработки) не возни' кает отказа иэделия. Значение Р(1) мо' жет находиться в пределах Ом,Р(1) < . < 1. Значение Р(1) характеризует степень опасности отказа, н поэтому чем . выше его значение, тем более надеж: но будет работать изделие. Следует иметь в виду, что использование Р(1) без указания периода ' времени г= Т, в течение которого рассматривают работу изделия, не имеет , смысла. На рис. 137 приведен пример : кривой РЯ как функции времени. Штриховой линией показана кривая . вероятности отказов Р,(Г) = 1 — Р,(() симметричная по отношению к Р,(1). ' Обе кривые пересекаются в точке, .
соответствующей среднему (медианному) сроку службьр (наработке) изделия (=Т,р. Для данного изделия при его работе в течение 1= Т,, безотказность ' работы весьма высокая, так 'как . Р,(1) =1, а при 1=Те Р,(1) =08. Рме рэа бееме езмемемры емеелеерм радамер де лееихм ее едемемм длм римере ее еРыие еетж' ам Каждому изделию в зависимости от его работоспособности соответствует своя кривая РЯ. Кривая Р,Я соответствует изделию, обладающему большей надежностью, область безотказной работы которого значительно шире.
Например, при 1 = Т, вероятность безотказной работы Ре(!) = 1. Значение Т связано функциональной зависимостью с РЯ: р(,)= ~ )(1) И(, (140) р' г где )(1) — плотность вероятности для срока службы (наработки) изделия. Так, на рис. 138 показано случайное изменение выходного параметра х изделия во времени (кривые ! — 7; кривая ! — изменение выходного параметра до максимально допустимого значения х,„ при времени эксплуатации, равном математическому ожиданию М(1) случайной величины Т). Выбирая значения Т по формуле (140).
можно для этого изделия обеспечить требуемую РЯ по выходному параметру х. При этом могут быть два способа выбора показателей. 1. При высоких требованиях к надежности изделия задают допустимые значения Р(1) =ууе и определяют время работы изделия 1= Т,соответствующее ханной регламентированной вероятности безотказной работы. Значение Т, называется гамма-процентным ресурсом, и по его величине судят о большей или меньшей безотказности изделий.
2. При обычных требованиях к надежности (отказ не приводит к тяжелым последствиям) можно задавать ресурс изделия (=Т, (или срок службы Т„,), например из условия необходимости проведения планового ре- 18." монга станка. В этом случае о безотказности изделия судят непосредственно по значению Р(1). Если в течение данного периода времени отказы возникают часто (например, легко устранимые отказы, связанные с застреванием детали в транспортном лотке), т. е. РЯ вЂ” и, то характеристикой безотказной работы может служить среднее число отказов Й(1) в данном интервале времени 0 — 1 (так называемая ведущая функция) или параметр потока отказов ~И ! м=- — =— а т (141) (142) Запас надежности можно подсчитывать так же, как отношение х„,„к такому значению параметра к„, при котором с вероятностью у параметр не выйдет за данные пределы, т. е.
К„= — ""' (!43) Показатели долговечности оценивают потерю работоспособности изделия за весь период его эксплуатации. Следует. различать показатели для где ҄— наработка на отказ, т. е. средняя продолжительность работы изделия между отказами. Параметр потока отказов — это среднее число отказов изделия в единицу времени. Е«ли же за рассматриваемый промежуток времени отказы недопустимы, т. е. Р(Г) — 1, то для оценки безотказности можно пользоваться понятием запаса К надежности по данному параметру к. Т)усть известно, что за данный период времени (=Т параметр изделия х может принимать различные значения (так как является случайной величиной), но его экстремальная для данных условий величина будет равна к (рис.
138). Это значение зависит, например, от скорости износа сопряжения для наиболее неблагоприятных условий эксплуатации (максимальные режимы, отсутствие смазки и т..п.). Если значение параметра, при котором наступит отказ изделия, будет х,„, то запас надеж- ности долговечности элемента изделия и для станка в целом. Основной показатель;: долговечности элемента изделия — его,,:'. срок службы (наработка) до отказа Т. ':: Значение Т определяется предельно допустимой величиной выходного пара- '' метра к=х,„ и некоторым случайным -" процессом потери работоспособности:,'-.' х(г), например износом изделия, его ' коррозией и т.
п. Поэтому долговечность и безотказность элемента изделия характеризуются одними и теми же показателями — Т и соответствующим ему Р(Ф). Однако совершенно иная картина наблюдается для сложного изделия или станка, которые насчитывают тысячи элементов со своими сроками службы. Поэтому для оценки долговечности сложного изделия применяют две категории показателей. Во-первых, это показатели, характеризующие выход за допустимые пределы основных технических характеристик (выходных параметров) изделия в целом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
