Надежности надежность

Точность — один из важнейших показателей качества деталей машин, существенно влияющий на все критерии работоспособности и надежности механизмов, а следовательно, и на выходные показатели машин.

И если прикладное направление базируется главным образом на законах механики, сопротивления материалов, теории резания, то научно-теоретической основой проблемных исследований являются положения теории производительности, надежности, технико-экономической эффективности. Поэтому не случайно Г. А. Шаумян явился основоположником нового направления науки о машинах — теории производительности рабочих машин, которая в настоящее время получила широкое развитие в самых различных отраслях производства. Он неустанно подчеркивал, что теория производительности — это не просто подсчет производительности или количества выпущенной продукции. Она прежде всего инструмент анализа и синтеза машин, их оптимального построения и эксплуатации. Математическую основу теории производительности составляют уравнения, связывающие показатели производительности с технологическими, конструктивными, структурными и эксплуатационными параметрами машин и систем машин. Тем самым делается возможным сравнение вариантов машин с различными сочетаниями параметров, оценка прогрессивности технологических процессов и их стабильности, конструктивного совершенства машин, надежности механизмов и инструмента, мобильности при переналадке и т. д.

Шаумян впервые доказал, что важнейшие типы многопозиционных машин (последовательного, параллельного, последовательно-параллельного действия) различаются не только принципами построения, но и закономерностями развития, связанными с увеличением числа позиций. В машинах параллельного действия увеличение позиций приводит к монотонному, но асимптотическому увеличению производительности, которая стремится к некоторому пределу, зависящему только от уровня надежности в работе механизмов и устройств. В машинах последовательного действия эта зависимость носит экстремальный характер — с увеличением числа позиций производительность машины сначала растет, а затем резко падает. Шаумян вывел формулы расчета наивыгоднейшего по производительности числа позиций. Оказалось, что оно зависит лишь от двух факторов: общей длительности обработки и надежности механизмов и устройств автоматов. Чем выше надежность конструкции, тем с большим числом позиций можно строить полуавтоматы и автоматы.

Конкретные формулы, чем для общего структурного ана-лиза и иллюстрации закономерностей построения. Этих формул в книге «Основы теории проектирования станков-автоматов» не было, как не было и численных значений исходных данных по надежности механизмов, устройств, инструмента. Иными словами, не было моста между общей теорией построения и конкретными задачами расчета и проектирования.

Наивыгоднейшее число позиций зависит только от двух факторов: общего технологического объема обработки и надежности механизмов и устройств. Знание этих физических закономерностей позволяет избежать усложнений систем из-за отсутствия тщательных обосновывающих расчетов.

Исследования и статистическое моделирование работы автоматических линий массового производства позволили определить типовые характеристики по качеству изделий, быстродействию, надежности основных конструктивных элементов, где имеются резервы повышения производительности и эффективности. Благодаря качественным формам обратной связи от эксплуатации к проектированию и исследованиям этой связи как количественной формы, для наиболее распространенных типов линий сложились типовые методы и процессы обработки, рациональные структурные и компоновочные решения линий в целом, транспортно-загрузочных систем, систем управления. Поэтому сравнение характеристик \ надежности механизмов одинакового целевого назначения позволяет выбрать наиболее удачные конструктивные решения и принципиальные схемы, особенно для типовых механизмов рабочих и холостых ходов (силовых головок, транспортеров, механизмов зажима и фиксации, устройств управления, контроля, блокировки и т. д.). Сравнивая фактический уровень надежности с перспективным, можно определить пригодность тех или иных решений, а сравнивая фактические характеристики с ожидаемыми, можно оценить надежность применяемых методов прогнозирования надежности. Наконец, только эксплуатационные исследования дают достоверные значения показателей надежности, исходя из которых решаются задачи выбора числа позиций

Расчет фактических показателей надежности основан на фактических наблюдениях и замерах с последующей математической обработкой полученных результатов. Фактические наблюдения и расчеты фактических показателей надежности механизмов и устройств в условиях эксплуатации целесообразно совмещать с аналогичными исследованиями по производительности. Перед этими исследованиями необходимо тщательно ознакомиться с конструкцией и принципом действия АЛ, методами их наладки и эксплуатации и т. д.

Аналогично можно говорить о надежности механизмов, связывая ее с отказами элементов, т. е. с надежностью срабатывания механизмов и устройств.

На рис. 7.2 показаны зоны положительных оценок, определяемые соотношением показателей а^ и Ая. Наилучшей является зона 1, наихудшей — зона 8. Здесь же приведены экспериментальные точки для исследуемых механизмов. Все эти точки лежат ниже граничного значения аш = 1,0. У станков 1А225-6 (ир.в = = 16,3 об/мин) величина аш ниже нормы (аи = 0,37 <^ ашв = = 0,5), а у станков 1В225-6 при ир.в = 24,3 об/мин они примерно равны норме (аш = 0,6). Во всех случаях величины Лд ниже нормы (Лд = 900—1900 < ЛДБ == 2000) и особых опасений по уменьшению надежности механизмов нет. Большие значения коэффициентов -4Д и КБЛ у автомата 1В225-6 № 3 по сравнению с дру-

Эксплуатационные исследования технологической надежности *• автоматов (схема 1) можно разделить на следующие: выявление погрешностей обработки и причин, обусловливающих их появление (в книге рассматриваются лишь погрешности, обусловленные деффектами механизмов автоматов); исследования производительности автомата с выделением основных факторов, снижающих производительность; исследования надежности механизмов автомата, направленные на повышение безотказности, долговечности и ремонтопригодности.

Особенно тесно задачи диагностики переплетаются с задачами исследования надежности механизмов. Однако при разработке методики ТД и при диагностировании используются результаты всех других видов эксплуатационных исследований.

Надежность машины можно было бы характеризовать объемом работ по устранению отказов, т. е. в конечном счете показателем стоимости ремонтов, комплексно отражающим частоту и степень тяжести отказов и ремонтоспособность машин. Однако этот показатель является относительным. Во-первых, межремонтные сроки и стоимость ремонтов зависят от надежности машин, качества обслуживания и от ремонтных работ. Во-вторых, стоимость ремонтов определяется не только объемом требуемых ремонтов, но и уровнем организованности ремонтного дела. В-третьих, суммарная стоимость ремонтов зависит от политики увеличения срока службы машин. При неправильной методике восстанов-л е н и я машин вместо увеличения выпуска новых машин и, особенно, повышения их долговечности, расходы на ремонт могут быть очень значительными.

Пут повышения надежности. Надежность машин в первую очередь определяется прочностью и жесткостью конструкции. Рациональными способами повышения прочности, не требующими увеличения массы, являются: применение выгодных профилей и форм, максимальное использование прочности материала, по возможности равномерная нагрузка всех элементов конструкции.

Под надежностью понимают свойство изделия (детали, узла, машины) выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение заданного промежутка времени или требуемой наработки. Обеспечение надежности является общей проблемой для всех отраслей промышленности и зависит от всех этапов создания и эксплуатации изделий.

Надежность является одним из основных показателей качества машины. По надежности машины можно судить о качестве проектно-конструкторских работ, производства и эксплуатации.

5. Комплексные программы обеспечения надежности, Надежность изделия как один из основных показателей его качества наиболее трудно поддающийся оценке и подтверждению, требует особого внимания на всех стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации машины.

Поэтому для изделий, к которым предъявляются высокие требования надежности, разрабатываются (как правило) специальные программы обеспечения надежности, имеющие особо важное значение при создании опытных образцов и запуске серии. Эти программы являются комплексными, поскольку охватывают все основные факторы и стадии, определяющие надежность изделия.

151. Проников А. С. Перспективы научных исследований по надежности машины. — «Надежность и контроль качества», 1977, № 7, с. 3—9.

154. Проников А. С. Расчет показателей надежности при постепенных (износ-ных) отказах. — «Надежность и контроль качества», 1973, № 2, с. 3—13.

155. Проников А. С. Содержание и основные направления науки о надежности и долговечнрсти машин. — В кн.: Надежность и долговечность машин. М., Издательство стандартов, 1972, с. 23—62.

160. Проников А. С., Юрин В. Н. Управление тепловыми деформациями металлорежущих станков с целью повышения их технологической надежности.— «Надежность и контроль качества», 1973, № 10, с. 27—38.

В-третьих, бурный рост количества нового промышленного оборудования, а также объема и номенклатуры выпускаемой продукции, непрерывное усложнение как специальной техники, так и бытовых приборов широкого потребления стимулировали создание и развитие теории надежности. Надежность изделия заключается в сохранении его потребительских свойств в процессе эксплуатации и хранения. Она измеряется периодом времени,, в течение которого с определенной вероятностью изделие сохраняет качество. Именно резкому повышение-качества продукции, выпускаемой нашей промышленностью, уделено большое внимание в решениях XXVIL съезда КПСС.