металло и автоматы (841805), страница 55

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 55)

Применяемые методы ускоренных и ;"форсированных испытаний станков на : надежность обладают существенными ~лиедостатками: сокращение времени )...простоев станка и его непрерывное :;,:;: испытание незначительно ускоряет про,,: цесс получения необходимой инфор;:,' мацни; форсирование режимов и усло',::-. вий эксплуатации искажает данные :,.:;."о скоростях износа и изменении на;; чальных параметров станка.

Кроме ,:::, того, полученные результаты испытаний :,'.по одному или нескольким образцам л не могут даже приблизительно выявить ; 'статистическую картину возможной по терн станком работоспособности. Испытание станка иа надежность долж- ио опираться на общую модель потери им работоспособности (см. гл. 8) и сочетать испытание с прогнозировьвием. При оценке точиостиой (технологической) надежности станков, когда данный выходной параметр х характеризует точность, которую может обеспечить станок, рассматривают два периода времени. Во-первых, межиаладочиый период Т,. когда кроме начальных характеристик станка (геометрической точности, жесткости) проявляется влияние быстропротекающих процессов (вибрации, изменений нагрузок) и процессов средней скорости (тепловых деформаций) (зона ! на рис.

148). Во-вторых, необходимо рассмотреть период длительной эксплуатации, когда основную роль играет износ элементов станка (зона 11, рис. 148) . Прн этом случайный характер протекания процессов приводит к тому, что области существования параметров l и 11 оценивают вероятностными характеристиками. Достижение любой реализацией процесса х(1» предельного состояния х,„ за некоторое время Ф . Т является отказом станка по данному параметру, а случайный характер изменения во времени параметра х приведет к формированию закона распределения сроков службы (наработки) до отказа 1(1). Этот закон является полной характеристикой надежности объекта.

Ои может быть получен экспериментально на основании статистической обработки данных по отказам или теоретически при знании закономерностей процессов и статистических характеристик режимов работы и условий эксплуатации машины. Однако непосредственное получение или подтверждение закона 1(1) в результате испытания станка является практически неосуществимой задачей, так как голучение статистического ряда значений времени (= Т, работы до отказа связано с большой длительностью испытания. Большинство значений Т,, Тм ..

Т,. будет значительно выше ресурса машины, поскольку требования к ее безотказности высоки. В результате испытания станков на надежность необходимо в первую очерель определить следующие показатели: запас надежности по каждому из параметрогп К„=-'-я, где х,„— экст- "ЭВ ремальное значение, которое может принимать параметр при эксплуатации станка с учетом его состояния (степени износа); вероятность безотказной работы станка Р(() при принятом ресурсе 1= Тр, иля ресурс при заданной вероятности Р(1) (гамма-процентный ресурс).

Ресурс определяет длительность работы станка до потери им точности. Его назначают в соответствии с системой ППР (длительностью работы станка до среднего или капитального ремонта). Запас надежности для нового станка (или находящегося в данном состоянии) можно оценить за сравнительно короткий период Времени, так как каждый цикл испытаний проводят в течение одного межналадочного периода Та (4 — 7 часов) и может быть накоплена статистика для оценки области ! (рис. 148) при различных режимах работы станка. Знание К„ еще не дает представлении о том, как скоро этот запас будет израсходован, но он является важной характеристикой надежности. Основной характеристикой надежности машины является оценка вероятности ее безотказной работы в течение длительного периода эксплуатации.

При этом две группы причин приводит к вероятност- 206 ным процессам потери станком работоспособности. Во-первых, разнообразие условий и режимов эксплуатации и, во-вторых, рассеяние (в пределах допуска) характеристик самого станка. Рассмотрим возможные варианты построения методик испытания на надежность новых моделей станка при наличии одного-двух опытных образцов без применения методов форсирования за пределами допустимых нагрузок и условий работы станка. Первый вариант испытаний заключается в доведении станка до отказа по установленным точностным параметрам при выбранных режимах работы станка (средних, типовых) и специально подготовленном объекте испытания (как правило, с высокими начальными показателями). Длительность таких испытаний достаточно велика, а получен- '; ные результаты (обычно одно значение наработки до отказа) отражают лишь свойства данного станка и принятые условия испытаний.

Второй вариант испытаний, при котором получают статистический ряд:, наработок станка до отказа при различных условиях испытания, а следо-: вательно, устанавливают закон 1(1), является нереальным из-за его дли-: тельности. Третий вариант испытаний заключа-.' ется в получении закона распределе-'; ния 1(1) за счет сочетания испытаний „ с прогнозированием процесса потери.' станком точности, в первую очередь-: в результате износа его базовых! элементов (направляющих, ходовых:,' винтов и др.).

Для этого необходимо' иметь аналитические зависимости, свя-,. зывающие показатели надежности с: характеристиками процессов и состоя-: ния машины, а также закономерности;., процессов изнашивания. Так, в предположении нормального" рассеяния выходных параметров ма-:— шины и их линейного изменения во,.'. времени в результате износа была'„: получена формула для оценки вероят«'. ности безотказной работы (см. гл 18,:: формулу (140Ц.

Эту формулу можно( использовать для сочетания испытания станка с прогнозированием его надеж.,' ности, как это было рассмотрено выше (см. гл. 18 и рнс. 143). 3иаченн " параметров аа и о. могут быть получены, из испытания станка без учета процес-", ))Вяхичт.а~ '„'Еов износа, а характеристики потери станком '1очносги из-за износа уст н бд :::должны прогнозироваться.

Прогнозирование надежности методом Монте, .Карло позволяет вскрыть статистиче.'скую природу процесса потери станком работоспособности и оценить влияние : отдельных факторов. Недостатком дан' ного метода является использование для прогнозирования априорной информации о возможном ходе процесса потери станком работоспособности (в нашем случае потери точности из-за износа), так как трудно на основании испытания получить статистический , ряд скоростей изменения точности станка при различных условиях и режимах :,его работы.

Четвертый вариант испытаний ' испытание по экстремальному уров, ню — исходит из того, что для объектов с высокими требованиями к надежности нет необходимости выявлять весь : закон распределения )((). Лля решения задач надежности надо выявить ' лишь ту его часть в области более ':: низких значений наработки до отказа, . которая по площади равна допустимой ;. по техническим требованиям вероят-, ности отказа: Р(() =! — Р((). Поэтому ; ври испытании надо выявлять не все возможные реализации процесса поте' ри станком точности, а лишь те.

ко. торые формируют границу области состояний. Именно она определяет условия, при которых в первую очередь ' возможен отказ при принятом ресурсе работы станка. Таким образом, для : выбранного объекта испытания (можно : иметь всего один илн два станка) уста. навливают экстремальные наиболее ;: тяжелые условия испытания по следую: щим факторам: а) по режимам работы (скорости, нагрузки) — максимальные ; из допустимых для станка по условиям эксплуатации или наиболее тяжелые : области (например, область возможных . резонансных явлений для чисел оборо, тов) или их сочетание; б) по условиям - работы — загрязнение масла или по.

верхностей трения, наложение вибраций, температурные воздействия и др.; в) по начальному состоянию станка-- ' точность монтажа и выполнения элементов, зазоры в сопряжениях, жесткость и другие параметры должны иметь наихудшие значения в пределах допуска. При испытании по экстремальйому уровню можно применять различигяе методические подходы, которые поМолят сократить время испытаний ялн увеличить объем получаемой информации. Наиболее простой вид испытаний состоит в доведении станка до отказа по точности (по каждому из параметроа) при экстремальных условиях его работы.

По этой одной реализации можно в первом приближении судить о ресурсе станка. Второй вид испытаний заключается в прогнозировании хода процесса потери станком точности на основании более кратковременных испытаний. В этом случае испытание проводят в течение того периода времени, когда выявится ход.процесса изменения на.

чальных показателей станка. Чем точнее методы измерения точностных параметров и износа базовых элементов станка, тем меньше время Ть в течение которого проявляется данная реализация процесса. В этом' случае можно применять третий вид испытаний по экстремальному уровню, когда после выявления данной реализации производят дальнейшее испытание станка на других режимах и выявляется соответственно другая реализация процесса (см. рис. )4В). При этом выборе условий испытания, как и в рассмотренном случае для метода Монте-Карло, используют статистические данные по условиям эксплуатации, т. е.

законы )(р), )(в), )(К), а также учитывают возможное рассеяние в пределах допуска геометрической точности, жесткости и других показателей качества самого станка. Однако при испытании по методу экстремального уровня нет необходимости в использовании всех областей этих законов, а лишь тех, которые участвуют в формировании экстремальных реализаций, соответствующих области Е(() закона )(т) (рис.

Характеристики

Список файлов книги