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

профилактических работ состоит в следующем: с некото­ рым запасом по сравнению с временем наступления отказа вследствие износа наименее надежных элементов (у нас 1,5 и 6) назначается первое техническое обслуживание (регламентные работы) с периодом Tnpi (заштрихованные области характеризуют выход параметров элементов за пределы допустимых значений). Если по другим сообра­ жениям (например, для проверки механических, гид­ равлических узлов, регулировочных работ) этот период будет слишком большим, то устанавливают соответственно меньшее время для проведения этих работ.

Следует также заметить, что поле допуска для различ­ ных элементов, узлов и блоков будет различным. В объем первого обслуживания, наряду с другими необходимыми проверками и регулировками, должна входить проверка и при необходимости замена элементов 1, 5 я 6. При этом считается, что параметры замененных (или отрегулиро­ ванных) элементов возвращены в начальное состояние. Подобным же образом начинается второе техническое обслуживание с периодом Тпр2 и т. д. При втором техни­ ческом обслуживании объем работ (проверок и замен) будет больше, чем в первом, поскольку наряду с провер­ кой (заменой) элементов 2, 3 и 5 групп необходимо про­ верить и параметры элементов 1, 5 и 6 групп.

Здесь изложен физический принцип определения пери­ одичности профилактических мероприятий. В настоящее время в ряде случаев применяются на практике математи­ ческие методы определения периодичности профилакти­ ческих работ, которые подробно освещены в рабо­ тах [13, 49 ].

При назначении периода времени Тпр между профилактиками целесообразно исходить из условия, что сред­ няя интенсивность потока отказов системы за это время была минимальной.

Рассмотрим общую задачу, позволяющую связать по­ казатели надежности с периодом Тпр между очередными профилактическими работами. В качестве показателя на­ дежности принимается вероятность того, что в произволь­ ный момент времени аппаратура работоспособна и безот­ казно работает в течение времени t, т. е. вероятность безот­ казности работы аппаратуры описывается законом

___<_

Р (t) ~ е Т°>

216

где / —■требуемое время работы; Т0 — средняя наработка на отказ.

Предполагаем, что после проведения профилактичес­ ких мероприятий работоспособность аппаратуры вос­ станавливается до первоначального состояния, что эк­ вивалентно замене аппаратуры.

Возможны два способа планирования профилактиче­ ских работ: 1) помимо проведения запланированной про­ филактики, после каждого отказа (ремонта) проводится внеплановая профилактика, после чего планируется за­ ново очередная профилактика; 2) вне зависимости от того, возникали или нет отказы аппаратуры в межпрофилак­ тический период, проводится плановая профилактика. Второй способ оптимального планирования менее целе­ сообразен, так как возможно случайное совпадение от­ каза и восстановление аппаратуры с близко назначенной профилактикой. Поэтому первый способ имеет преиму­ щество, рассмотрим его.

Среднее время между профилактиками Тпр вычис­ ляется для времени t аналогично тому, как вычисляется средняя наработка на отказ. Время Тпр фактически пред­ ставляет собой среднее время между ремонтами как пла­ новыми, так и внеплановыми. В случае экспоненциаль­ ного закона распределения вероятности между отказами среднее время между профилактиками

Тпр = Т0 { \ - е T° ) = T 0 Q(t),

где Тпр — время между профилактиками в ч;

/— время календарного периода, для которого определяется периодичность профилактики, в ч;

Т0— средняя наработка на отказ в ч;

( - т И

\1 — е 0 I = Q(t) — вероятность ненадежности,

Таким образом, Тпр равно произведению средней на­ работки на отказ и ненадежности для периода времени t.

Для станков с фазовой системой ЧПУ по статисти­ ческим данным приведены в табл. 7, рассчитаны и пост­ роены графики периодичности профилактики для элек­ тронных блоков 1, пускорегулирующей аппаратуры 2, гидросистемы 4, механических узлов 5 и лентопротяж­ ного механизма 3, которые изображены на рис. 95,

217

Рис. 95. Графики периодичности профилактик для узлов и бло­ ков станков с фазовой системой ЧПУ (обозначения см. на рис. 91):

Р (t) — вероятность безотказной работы между профилактиками

Наряду с высококачественным выполнением профи­ лактических работ надежность станков с системами ЧПУ в процессе эксплуатации обеспечивается применением методов прогнозирования отказов и предотвращения их, обязательной инструментальной (приборной) проверкой и «тренировкой» элементов и блоков, в условиях, близких к эксплуатационным («тренированные» элементы и блоки устанавливаются взамен отказавших), качественной под­ готовкой обслуживающего персонала, а также повыше­ нием уровня организации процесса эксплуатации и ре­ монта.

§ 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ

Анализ различных сторон технического обслуживания позволяет оценить надежность восстанавливаемых сис­ тем, а следовательно, решить одну из практических за­ дач — обеспечение необходимым количеством запасных частей, которое позволит рационально сократить время на восстановление системы после отказа. В процессе экс-

218

плуатации станков с ЧПУ нередки случаи, когда нет необходимых запасных элементов, блоков и узлов, в ре­ зультате чего станки длительное время простаивают. Следовательно, восстанавливаемость станков с ЧПУ, как систем многократного действия, является функцией коли­ чества запасных элементов, узлов и блоков. Количество запасных элементов, блоков и узлов, необходимых для постоянного поддержания надлежащей и эффективной работы оборудования, имеет весьма важное значение. Поэтому определение количества, запасных частей должно производиться на научной основе. Если, например, под рукой находится слишком мало запасных деталей, то это может весьма отрицательно повлиять на выполнение поставленного задания. С другой стороны, если преду­ смотреть слишком большое количество запасных частей, то это приводит к излишним затратам, неэкономичному использованию складских помещений и в некоторых слу­ чаях к залеживанию дефицитных материалов. Зная прин­ ципы обеспечения надежности можно достаточно точно определить потребность в запасных частях. Самый про­ стой способ определения потребности в запасных частях (среднее количество) состоит в делении предполагаемого срока службы элемента, узла, блока на величину нара­ ботки на отказ.

Очевидно, для более точного определения количества запасных частей надо пользоваться более уточненными методами расчета. Основная задача состоит в том, чтобы количество запасных частей было достаточным во избе­ жание создания дефицита в самые критические периоды времени работы. Для определения требуемого количества запасных частей существует много математических ме­

с системами ЧПУ можно пользоваться упрощенным ме­ тодом [17]. Уравнение, позволяющее определить коли­ чество запасных элементов в узлах и блоках станков с ЧПУ по статистической оценке надежности для определенного календарного периода, имеет следующий вид:

219

t — общее число часов в календарном сроке;

г— коэффициент, зависящий от довери­ тельного уровня;

М0 — число эксплуатируемых станков;

А г — количество запасных частей.

В качестве примера рассмотрим определение количе­ ства запасных элементов к узлам и блокам для станков с фазовой системой ЧПУ из расчета месячного запаса и количества установленных элементов в блоках и узлах на станке типа ФП-7. На станке установлено шесть элек­ тронных блоков, 70 установочных элементов пускорегу­ лирующей аппаратуры, 40 элементов лентопротяжного механизма; в станке 24 гидроузла и 21 механический узел.

Для определения значения коэффициента г для раз­ личной достоверности у воспользуемся табл. 8.

Опуская математические расчеты для определения ко­ личества запасных частей для станков, построим графики минимального и максимального их количества в зависи­ мости от числа станков, находящихся в эксплуатации,

Рис. 96. Графики минималь­ ного и максимального количе­ ства запасных частей по узлам и блокам станков с фа­ зовой системой ЧПУ (обозна­

220

статистически определенной интенсивности отказов и доЬерительного уровня. Графическая зависимость количе­ ства запасных частей для станков с ЧПУ приведена на рис. 96.

§ 8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ВРЕМЕНИ ОБСЛУЖИВАНИЯ СТАНКА С ЧПУ И ОТДЕЛЬНЫХ ЕГО БЛОКОВ И УЗЛОВ

В процессе эксплуатации станков с ЧПУ встречаются случаи, когда большое число однотипных станков перио­ дически проверяется, восстанавливается или подгото­ вляется к использованию при ограниченном количестве обслуживающего персонала, проводящего операции по обслуживанию. Если имеется К наладчиков, обслужи­ вающих М станков, то такая система, согласно теории массового обслуживания, относится к случайным процес­ сам, зависящим от технического состояния оборудования, характера требуемых регулировок и настроек, наличия возможных отказов и наличия определенного количества наладчиков. Так как одни наладчик может одновременно обслужить только один станок или устройство, то, если в момент поступления очередного требования на обслужи­ вание имеются свободные наладчики, один из них присту­ пает к устранению отказа немедленно, если же все налад­ чики в этот момент заняты, станок или устройство про­ стаивает до того момента, пока освободится один из налад­ чиков. Следовательно, если число отказов превышает число наладчиков, то образуется очередь на обслужива­ ние. В результате ожидания очереди на обслуживание величина простоя оборудования увеличивается.

Для количественной оценки процесса технического обслуживания можно воспользоваться вероятностными критериями, которые в математическом смысле анало­ гичны ранее рассмотренным критериям надежности. К числу таких критериев можно отнести среднее время обслуживания станка, узла или блока.

Под средним временем обслуживания Тт0 понимается математическое ожидание времени технического обслу­ живания станка или устройства. Математически оно опре­ деляется как отношение суммарного времени, затрачен­ ного на обслуживание всех однотипных станков, узлов

221

и блоков, к числу обслуженных станков, узлов и бло­ ков, т. е,

м

где iTOl — время обслуживания i-ro станка, узла, блока

вкалендарном периоде;

М— число станков, узлов, блоков.

Величина Т\0 показывает, сколько в среднем затра­ чивается времени на обслуживание одного станка, узла, блока. При большом объеме статистических данных ве­

личина Гт0 близка к математическому ожиданию сред­ него времени обслуживания.

Если Т*го определено для различных узлов и блоков, то, очевидно, можно определить не только количество, но и квалификацию наладчиков, необходимых для обслужи­ вания отдельных подсистем станков с ЧПУ. В табл. 9

даны среднестатистические значения времени обслужи­ вания отдельных узлов и блоков станков с фазовой сис­ темой ЧПУ, которые были определены по статистическим данным при эксплуатации этих станков в течение двух лет. По этом же данным можно определить потребное количество каждой квалификации наладчиков, необхо­ димых для обслуживания станков с ЧПУ. Для обслужи­ вания электронных блоков, пускорегулирующей аппара­ туры и лентопротяжного механизма необходим налад- чик-электроник, электрик, для гидросистемы— налад­ чик-гидравлик и для механических узлов— наладчик-меха-

222