Файл: Сергиевский, Л. В. Наладка, регулировка и испытание станков с программным управлением учебное пособие.pdf

ния безотказной работы электронных блоков системы ЧПУ:

555,3

0,883 = 629,2 = То так*

Значения параметров для всех остальных узлов и бло­ ков помещены в табл. 5. По известным значениям Tomla и Тотах находим наиболее возможные значения вероят­ ности того, что узлы и блоки станков и систем ЧПУ про-

Таблица 5

В ели чи ны средней нараб отки н а отказ по узлам и блокам фазовой систем ы Ч П У

204

Рис. 91. Графики минимальной и максимальной области наиболее воэмоокных значений Р (1) для узлов и блоков станков с фазовой системой ЧПУ (штриховые ли н и и — минимальные вначения, сплошные макси­ мальные вначения)'.

1 — электронные блоки; 2 — пускорегулирующая аппаратура; 3 — лентопро­ тяжной механизм; 4 — узлы гидравлической системы; 5 — механические узлы

работают безотказно в течение времени t, т. е. определяем доверительные области наиболее возможных значений

Графики этих значений изображены на рис. 91.

§ 4. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е Н А И Б О Л Е Е В Е Р О Я Т Н Ы Х З Н А Ч Е Н И Й С Р Е Д Н Е Г О В Р Е М Е Н И В О С С Т А Н О В Л Е Н И Я П О С Л Е О Т К А З А

Надежным является то металлорежущее оборудование, которое, хотя и отказывает в работе, но, во-первых, сравнительно редко, а во-вторых, поиск и устранение возникшей неисправности возможно за небольшой про­ межуток времени. Станки с системами ЧПУ являются системами длительного использования, которые после отказов восстанавливаются и продолжают функциони­ ровать. Под восстанавливаемостью понимают свойства устройства, которые заключаются в возможности его использования после проведения ремонта или каких-либо

205

других мероприятий по устранению отказа с учетом ка­ чества обслуживания. Процесс восстановления заклю­ чается в обнаружении и устранении отказа, причем про­ цесс восстановления отказов является вероятностным. В качестве случайной величины здесь выступает время восстановления, зависящее от многих факторов, харак­ тера возникшего отказа, приспособленности устройства к быстрому обнаружению отказа, степени подготовлен­ ности обслуживающего персонала, быстроты замены отка­ завшего элемента, узла, блока. При этом небезыинтересно отметить, что некоторые узлы (например, электро- и гидросхемы) современных станочных систем настолько сложны, что поиск неисправности занимает нередко зна­ чительно больше времени, чем сама операция по устране­ нию этой неисправности. По данным Н. Г. Бруевич, диагностика отказа занимает до 56% общего времени восстановления электросхемы.

Наиболее удобным критерием восстановления, при статистической оценке восстанавливаемости станков с ЧПУ, систем, узлов и блоков, является среднее время восстановления Тв. Для большинства автоматизирован­ ных систем, в том числе и станков с системами ЧПУ, восстановление работоспособности в основном осуществля­ ется обслуживающим персоналом с применением ручного труда. Для таких систем характерно малое число восста­ новлений за малые и большие промежутки времени т и довольно частые случаи восстановления за время, близ­ кое к среднему времени восстановления Тв. Количественно восстанавливаемость станков с системами ЧПУ может быть оценена как среднее арифметическое. В этом случае

определение статистического значения величины Та ана­ логично определению среднего времени наработки на отказ. Если за определенный период эксплуатации стан­ ков с ЧПУ произошло п отказов, то, просуммировав про­ межутки времени, затраченные на обнаружение и устра­ нение отказов и разделив эту величину на число восста­ новлений, равное числу отказов, получим величину сред­ него времени восстановления

П

тi=i

в=

пп

где %['— время, затраченное на восстановление i-го отказа; п — число отказов в календарном периоде.

206

Если имеется несколько станков одного типа, то сле­ дует просуммировать промежутки времени восстановления по всем экземплярам и разделить эту сумму на общее число отказов. Величина Гв показывает, сколько в сред­ нем затрачивается времени на обнаружение и устранение одного отказа. Следует отметить, что величина Тв будет тем точнее, чем больше используется статистических дан­ ных при расчете. Очевидно также, что величина Тв в зна­ чительной мере зависит от технической подготовленности обслуживающего персонала и наличия у него опыта по обнаружению и устранению отказов. Поэтому при вы­

с различной степенью подготовленности и квалификацией,

Для определения доверительных пределов при оценке точности эксплуатационного времени восстановления вос­ пользуемся оценочными коэффициентами, зависящими от коэффициента достоверности у и числа отказов л; тогда среднее время восстановления с учетом коэффициентов

где 6Bi и бв2 — коэффициенты точности.

В качестве примера воспользуемся статистическими данными, приведенными в табл. 4, и рассчитаем средне­ статистическое время восстановления лентопротяженного механизма системы числового программного управления станка с фазовой системой. Оно составит

674,8 = 4,13.

163

По таблицам и графикам, приведенным в работах [1, 49], определяем коэффициенты точности оценки; они для коэффициента достоверности у = 90% и числа отказов п 6в1 = 0,905 и 6в2 = 1,095. Тогда определяем

доверительные границы

:4,56 = ГВ

2 0 7

Значения среднестатистического времени восстановле­ ния узлов и блоков станка с фазовой системой ЧПУ при­ ведены в табл. 6. Принимая, что время восстановления

Таблица 6

Величины среднего времени восстановления узлов

иблоков ф азовой систем ы Ч П У

станков с ЧПУ подчиняется закону Эрланга, и зная до­ верительные границы и Гвтах, определим довери­ тельную область для вероятности восстановления v (т), лежащую в границах Твта и ТвШЛК [49]:

2т

\* в шах /

208

поскольку чем больше времени отводится на выполнение операции по восстановлению системы после отказа, тем больше должна быть вероятность успешного выполнения работы по обнаружению и устранению отказа. Таким образом, при заданном достаточном количестве времени любое устройство может быть восстановлено до своей эксплуатационной эффективности.

§ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ЧИСЛА НЕРАБОТАЮЩИХ УЗЛОВ, БЛОКОВ И ЭЛЕМЕНТОВ СТАНКОВ С ЧПУ

меняют еще один критерий, определяющий надежность, так называемый коэффициент готовности. Под готовностью будем понимать способность системы находиться в про­ цессе эксплуатации в работоспособном и готовом к при­ менению состоянии.

209

Рассмотрим процесс эксплуатации непрерывно функ­ ционирующей системы при наличии окончательных отка­ зов. В случае отказа система некоторое время находится в нерабочем состоянии — ремонтируется. Очевидно, время эксплуатации системы будет состоять из чередований случайных интервалов времени нахождения в исправном и неисправном состоянии. Иначе говоря, непрерывную работу системы нужно понимать в том смысле, что она в течение времени эксплуатации находится в двух состоя­ ниях: работы и ремонта. При этом система может выклю­ чаться на некоторое время и не работать, например, из-за отсутствия рабочего. Если в период выключения системы она не отказывает и не ремонтируется, то эти периоды просто исключают из рассмотрения и считают, что время эксплуатации состоит только из чередующихся последо­ вательных случайных интервалов времени работы и ре­ монта.

Если рассматривать среднюю наработку на отказ Т*0 как рабочее время (исправное состояние системы), а время

восстановления Тв как простой (неисправное состояние системы), то формулу коэффициента готовности можно написать в следующем виде [1, 13]:

фициент восстанавливаемости, по которому оценивается отношение /(в = Т*■О.

Как следует из формулы, значение коэффициента готовности может быть получено близким к единице за счет увеличения среднего времени безотказной работы Т0 (среднего значения наработки на отказ) при фиксирован­ ном среднем значении времени восстановления Ть либо за счет уменьшения среднего времени восстановления после отказа при фиксированном Т0. Больший эффект может быть получен при одновременном увеличении сред­ него времени Т0 и уменьшении Тв.

Для статистической правильной оценки значений Кт можно рассчитать возможные значения неизвестных коэф­ фициентов точности в зависимости от требуемой достовер-

210