Файл: Кочергин, А. И. Основы надежности металлорежущих станков и измерительных приборов учебное пособие.pdf

В этих формулах т длительность цикла линии, первая сумма относится к циклически действующим уз­ лам, вторая — к узлам, работающим непрерывно.

Выражения (1.30), (1.33) и (3. 1) дают возможность определить'для автоматической линии наработку на от­ каз, коэффициент готовности и формулу для вычисле­ ния вероятности безотказной работы.

Об определении показателей надежности автомати­ ческих линий со сложной структурой. Методы расчета показателей надежности линий, имеющих сложную структуру, основываются на математической теории, мас­ сового обслуживания и оказываются сложными и гро­ моздкими. Поэтому для таких линий разработаны при­ ближенные методы расчёта показателей надежности и фактической производительности [49]. Однако эти мето­ ды оказались недостаточно точными.

Практика показала, что наиболее подходящим мето­ дом для определения показателей надежности и произ­ водительности,, а также оптимизации структур сложных автоматических линий является моделирование их на электронных вычислительных машинах (ЭВМ). В част­ ности, с помощью моделирования находят потребные ем­ кости накопителей деталей. Необходимость решения этой задачи определяется следующим обстоятельством. Если емкость накопителе мала, линия будет простаивать часто, так как накопитель оказывается пустым, когда ра­ ботоспособность предыдущей секции еще не восстанов­ лена. Когда в линии имеется несколько накопителей де­ талей, возникает задача: определить емкость каждого из них, тем более, что вдоль линии емкости накопителей должны быть различными.

64-'

Математическая модель автоматической линии пред­ ставляет'собой моделирующий алгоритм, который запи­ сан на языке ЭВМ и имитирует взаимодействие секций и накопителей линии, причем учитывает случайность вре­ мени бесперебойной работы секций и времени устранения отказов секций и накопителей деталей. В работе [46] описывается модель работы автоматической линии, со­ стоящей из п секций и п—1 накопителей. Модель была реализована на ЭВМ «Минск-22». Входными данными явились число секций автоматической линии i (2 функции распределения времени бесперебойной работы секций и накопителей; функции распределения времени устранения отказов секций и накопителей; продолжи­ тельности циклов работы секций; максимальные емкости накопителей; соотношения между видами отказов сек­ ций — по вине оборудования и инструментов. Входную информацию для математического моделирования полу­ чают путем наблюдения линий, аналогичных моделируе­ мой.

Случайные факторы, которые будут иметь место при работе моделируемой линии, имитируются случайными числами, вырабатываемыми ЭВМ в процессе моделиро­ вания. В результате моделирования получают кривые производительности линии в зависимости от емкости на­ копителей. По этим кривым можно выбрать оптимальные емкости накопителей. Моделирование линий дает на­ дежные результаты достаточно быстро — за несколько минут работы ЭВМ [6].

3. 5. Некоторые технологические и организационные методы, способствующие повышению надежности станков

Общие сведения. Надежность, обоснованная и зало­ женная в проект в конструкторском бюро, должна быть обеспечена в процессе изготовления станочных деталей, сборки и отладки станка или линии. Встречаются случаи, когда технология не может дать нужного уровня надеж­ ности станков или автоматических линий и этим губит хорошие конструкции.

Недостаточный уровень надежности станков и авто­ матических линий, получаемый на стадии их изготовле-3

ния, может быть следствием одной или нескольких сле­

дующих причин:

1) детали изготовлены из материалов, малопригодных для них, или из материалов, имеющих дефекты;

2) принятый технологический процесс изготовления деталей не может обеспечить требуемые от них эксплу­ атационные свойства;

3) принятый технологический процесс в принципе дает нужные эксплуатационные свойства деталей, но в ходе осуществления процесса допускаются его наруше­ ния вследствие плохой организации производства, недо­ статочной квалификации работников и т. д.;

4) станок плохо собран и отрегулирован.

Качество металла иногда отклоняется от требова­ ний стандарта. В чугунных деталях бывают усадочные и газовые раковины, в стальных — расслоения, волосови­ ны и другие дефекты. Базовые детали станков часто из­ готовляются из чугунов низкого качества и имеют недо­ статочную твердость рабочих поверхностей. Проблема значительного повышения надежности металлорежуще­ го оборудования может быть решена только при более широком применении модифицированных и легирован­ ных чугунов, хромоникелевых сталей, пластмасс, высокооловянистых бронз. Необходимо обрабатывать терми­ чески все нагруженные стальные детали, увеличить делю азотируемых и цементируемых деталей. Вообще, тер­ мическая и химико-термическая обработки исключитель­ но важны для повышения долговечности деталей, следу­ ет искать новые области для их применения. Так, поверх­ ностная закалка чугунных направляющих повышает их износостойкость в 2,5—3,5 раза, закалка колес до вы­ сокой твердости во много раз увеличивает их долговеч­ ность.

В настоящее время имеются технологические про­ цессы, которые обеспечивают высокую долговечность всех деталей станков [14, 50]. Однако из-за отсутствия оборудования и оснастки некоторые из них применяют­ ся недостаточно широко. Например, сравнительно редко выполняют шлифование и хонингование зубьев шестерен, хонингование их отверстий, шлифование шлицев на ва­ лах, покрытие трущихся поверхностей износостойкими металлами и пластмассами, антифрикционные покрытия,

%

алмазное выглаживание, а также другие методы тонкого пластического деформирования.

Мы уже отмечали, что улучшение организации про­ изводства обязательно ведет к повышению качества вы­ пускаемых предприятием изделий. Остановимся только на роли технологической дисциплины, автоматизирован­ ной системы управления производством и системы без­ дефектного изготовления продукции [39].

Роль технологической дисциплины. Осуществляемые технологические процессы должны полностью соответст­ вовать технической документации. За этим следят ра­ ботники технологической службы и отдела технического контроля.

С целью улучшения технологической дисциплины не­ обходимо воспитывать уважение к техническим докумен­ там у рабочих и инженерно-технических работников, а также повышать их квалификацию. Чтобы не допускать ошибок в документах, их необходимо совершенствовать. Следует применять типовые чертежи втулок, сверл, фрез, скоб и других изделий, а также бескопирное размноже­ ние с помощью электрографических установок. Для пре­ дотвращения ошибок при проектировании технологичес­ кой оснастки необходимо внедрять систему бездефектно­

изводством. В рамках этой системы с применением ЭВМ выполняются следующие работы.

По технической подготовке производства — расчеты приспособлений, мерительных инструментов, сложных режущих инструментов, режимов резания, технических норм времени. Возможность рассчитать на ЭВМ множе­ ство вариантов позволяет выбрать наиболее рациональ­ ный технологический процесс с учетом большого коли­ чества ограничений, в том числе по требуемому уровню качества изготовляемых изделий.

По материально-техническому обеспечению производ­ ства — расчет потребности материалов.

По оперативно-производственному планированию — разработка сетевых графиков, учет ежедневного выпус­ ка продукции, расчет суточной потребности деталей.

По бухгалтерскому учету — расчеты расхода зарпла­ ты, материалов, инструментов.

Своевременная информация о ходе производственного

6 7

процесса является исходным пунктом для управления производством, в том числе для организации ритмичного выпуска продукции.

Организация бездефектного изготовления продукции и сдачи ее с первого предъявления. При этой системе продукция (или техническая документация) сдается сле­ дующим образом. Перед сдачей каждый исполнитель тщательно проверяет ее качество. При обнаружении хо­ тя бы одного дефекта контролер возвращает всю продук­ цию ее изготовителю для разбраковки и исправления де­ фектов.

Требование сдавать продукцию с первого предъявле­ ния приводит к необходимости содержать в порядке обо­ рудование, оснастку и инструменты, внедрять прогрес­ сивное оборудование и методы организации производ­ ства, перенимать передовой опыт.

Контролеры освобождаются от обязанности разбра­ ковывать продукцию, их основной задачей становится анализ причин брака. В этом случае большое значение приобретают методы статистического контроля продук­ ции. Отдел технического контроля должен располагать контрольными приборами, инструментами и методиками, которые соответствуют требуемому качеству контроли­ руемой продукции.

3.6. Группы надежности на станкостроительных заводах

На многих станкостроительных заводах и в конструк­ торских бюро станкостроения созданы группы надежно­ сти. Эти группы выполняют две взаимосвязанные функ­ ции:

1) являются органами связи эксплуатационников с конструкторами и изготовителями станков;

2) являются организаторами работ по повышению надежности станков в ходе их проектирования и изго­ товления [19].

Группы надежности выполняют следующие работы: собирают и обобщают статистические сведения о поведе­ нии станков в эксплуатации с црлью выявления их сла­ бых мест и последующей разработки методов по устране­ нию замеченных дефектов; изучают условия эксплуата­ ции станков и разрабатывают рекомендации по рацио­ нальной эксплуатации; определяют номенклатуру и объ­

6 8

Гл а в а. 4. ПОДДЕРЖАНИЕ НАДЕЖНОСТИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ

ВЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1. Типичные недостатки в эксплуатации станков

Станок может быть правильно спроектирован и хо­ рошо изготовлен, однако в результате неправильной эк­

верхностях царапин, иногда превращающихся в задиры. 2. Использование станка не по назначению: универ­ сальный — в качестве операционного, выполнение грубой

обдирки на точном станке.

3. Неправильная наладка или регулировка станка: превышение допустимых усилий или крутящего момента, применение затупленных режущих инструментов, непра­ вильная расстановка упоров.

4. Ошибки, допускаемые рабочим при управлении станком: переключение скоростей или подач на ходу

1 Авария — это выход машины из строя, сопровождающийся на­ рушением производственного процесса или повреждением ответствен­ ных механизмов, узлов, деталей.

Поломка — это незначительное повреждение узлов или деталей без последующего нарушения производственного процесса [13].

7 0