Экология СПРАВОЧНИК

В соответствии с государственными стандартами понятие «надежность» определяется применительно к техническим объектам. Под объектом понимается предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый в период проектирования, производства, эксплуатации, исследований и испытаний на надежность. При изучении надежности технических устройств рассматриваются самые разнообразные объекты — машины, сооружения, аппаратура и др. В зависимости от поставленной задачи объектом может быть отдельная деталь, кинематическая пара, узел, агрегат, машина в целом или система машин.

Далее

Каждый объект характеризуется определенными выходными параметрами — величинами, определяющими показатели качества данной машины. Выходные параметры могут характеризовать самые разнообразные свойства данного изделия в зависимости от его назначения и тех требований, которые к нему предъявляются. Это могут быть показатели точности функционирования, энергетические, механические и прочностные характеристики, кинематические и динамические параметры, экономические показатели и др. Обычно каждый объект характеризуется рядом выходных параметров, и их допустимое значение (отклонение) оговаривается в нормативных документах (стандартах, технических условиях).

Далее

Количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта, осуществляется с помощью единичных или комплексных показателей надежности. Единичный относится к одному, а комплексный — к нескольким свойствам надежности.

Далее

При проектировании машин, механизмов, узлов и отдельных деталей их рассчитывают, исходя из определенных условий работы, главным образом силовых нагрузок, скорости и свойств конструкционных материалов. От того, насколько правильно учтены перечисленные факторы, а также уровень их воздействий и насколько соответствуют им реальные условия работы, в значительной степени будут зависеть надежность и другие показатели эффективной работы машин.

Далее

При эксплуатации оборудование и машины неизбежно теряют свое начальное качество. Это происходит под действием внешних и внутренних воздействий механической, тепловой и химической энергии.Механическая энергия не только передается по всем звеньям машин в процессе работы, но и воздействует на них в виде статических и динамических нагрузок от взаимодействия с внешней средой (например, дорожных условий). Силы, возникающие в машине, определяются характером рабочего процесса, инерцией перемещающихся частей, трением в кинематических парах. Механическая энергия в машине может возникнуть и как следствие тех затрат энергии, которые имели место при изготовлении элементов машины и сохранились в них в потенциальной форме. Сюда можно отнести деформацию деталей при перераспределении внутренних напряжений, изменение формы и объема детали после ее термической обработки и др.

Далее

Среди процессов, вызывающих снижение работоспособности машины, имеются такие, которые относятся к неконструктивным элементам (характер взаимосвязи соединений и стыков, посадки, динамические характеристики и т. д.). К таким процессам относятся изменение динамического качества, разрегулировка, изменение условий контакта и др.

Далее

Номенклатура выбранных для оценки показателей должна наиболее полно характеризовать функциональное назначение, полезный эффект, затраты материальных, энергетических и трудовых ресурсов, технологичность, безопасность, экологичность, эргономичность и др.

Далее

Как было отмечено в предыдущей главе, подавляющее большинство необратимых изменений в машине появляется в результате действия медленно протекающих процессов. Под влиянием этих процессов происходит изменение начальных свойств и состояния материалов, из которых выполнены элементы машины, что является первопричиной потери ею работоспособности, так как эти изменения могут привести к повреждению деталей и узлов машины и к опасности возникновения отказа. Чем глубже изучены закономерности, описывающие процессы изменения свойств и состояния материалов, тем достовернее можно предсказать поведение машины в эксплуатации.

Далее

Вопросами трения и изнашивания занимается специальная наука — триботехника. Это наука о контактном взаимодействии твердых тел при их относительном движении, охватывающая весь комплекс вопросов трения, изнашивания и смазывания машин. В последние годы в триботехнике получили развитие новые разделы — трибохимия, трибофизика и трибомеханика. В некоторых странах вместо термина триботехника употребляют термины трибология и трибоника.

Далее

Учитывая сложность получения таких обобщенных зависимостей, особенно в функции физико-химических параметров, на практике часто используют расчетные соотношения, основанные на эмпирических данных для определенного вида изнашивания. Но даже такие зависимости позволяют решить многие вопросы расчета надежности и прогнозирования надежности узлов трения машин.

Далее

Коррозия — это процесс разрушения металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой.Чистая металлическая поверхность легко подвергается химическому воздействию окружающей среды. Коррозионные повреждения имеют следующие основные особенности: разрушение металлов всегда начинается с поверхности; внешний вид детали, как правило, изменяется; металл обычно превращается в окислы или гидраты окислов.

Далее

Изломом называют полное разрушение материала детали, приводящее к ее расчленению при растяжении, сжатии, изгибе, кручении или сложном напряженном состоянии. Изломы разделяют по характеру нагружения — статический и усталостный, а также по особенностям строения — хрупкий и вязкий.

Далее

Неизбежно происходящие в машине вредные процессы приводят к изнашиванию сопряжений, коррозии, поломкам, разрегулировкам и другим явлениям, в результате которых детали и узлы машины теряют первоначальную точность перемещения, прочность или просто выходят из строя. Машины и оборудование останавливают для проведения плановых и аварийных ремонтов, технических обслуживании с целью восстановления первоначального качества.

Далее

Случайной величиной называется величина, которая в результате испытаний может принимать одно из возможных заранее неизвестных значений. В теории надежности оперируют с такими случайными величинами, как ресурс, наработка до отказа, число отказов за некоторый период эксплуатации, время восстановления и др. Случайные величины могут быть непрерывного или дискретного типа.

Далее

Существенное рассеивание основных параметров надежности элементов машин определяет необходимость рассматривать их численные значения в вероятностном аспекте. Исчерпывающей характеристикой надежности элементов является закон распределения их ресурсов, или наработок до отказа. Если известен вид закона и его параметры, то легко определить любую интересующую нас характеристику надежности.

Далее

Внезапные отказы возникают как следствие воздействия перегрузок, которые связаны с неизбежными случайными колебаниями внешних условий и неизбежными флуктуациями взаимодействия элементов.Т — средний ресурс (наработка до отказа) элемента; t — время, за которое требуется определить P(t).

Далее

Надежность большинства машин и оборудования лесного комплекса необходимо определять при рассмотрении их как систем. Сложные системы условно делятся на подсистемы.Надежность любой сложной системы обусловлена надежностью элементов, из которых она состоит, их количеством и характером их взаимодействия. Такими элементами являются: в автоматической линии — отдельные рабочие машины, станки, агрегаты; в рабочей машине — функциональные узлы (главный привод, механизм резания, коробка перемены передач, трансмиссия, механизмы базирования и фиксации, суппорты, шпиндели и др.); в узле — детали, сопряжения, поверхности. Каждый элемент системы можно рассматривать как совокупность более простых элементов.

Далее

Использование выражения (5.1) должно учитывать зависимость Р, от времени £ согласно той или иной модели отказа.Параметры законов X, Т, 3, а, Ь известны. Задаваясь значениями наработки ¿>0 (например, с некоторым шагом) представляется возможным рассчитать изменение вероятности безотказной работы РС(Т) всей системы.

Далее

Рассчитаем надежность сложной системы со следующей структурной формулой: l/1/l — 2 — 3/3 — 4 — 5 — 6.В соответствии с приведенным на рис. 5.4 алгоритмом расчет выполняется в следующей последовательности.

Далее

В момент времени Т дальнейшая эксплуатация машины становится малоэффективной вследствие недопустимо малой величины агпах-ар(7т), поскольку следующая регулировка потребуется через малый промежуток времени Ып+ . В этот момент и производится ремонт машины. Часть необратимых повреждений устраняется ремонтными операциями, однако достичь начального уровня практически не удается из-за того, что ремонтируются не все узлы машины.

Далее

Модель безотказности (рис. 5.7) показывает характер изменения вероятности безотказной работы P(t) машины. В начале работы P(i) = =Р(0) = 1, затем ее значение снижается и в момент времени tv достигает значения P(ii)«0. Обычно для каждого вида машины и оборудования существует предельное значение Рпред, после которого дальнейшая работа машины нецелесообразна.

Далее

Надежность техники (деревообрабатывающих и лесных машин, станков, транспортирующих и иных устройств) является исключительно важным, но не единственным показателем, определяющим надежность, производительность, качество выполнения тех технологических операций, для которых эта техника предназначена. Любая техника управляется и обслуживается человеком-оператором и поэтому последний должен также рассматриваться как одно из важных составных звеньев, от надежности которых зависит надежность всей системы ЧМС.

Далее

Эргодизайн как системный метод создания оборудования, обеспечивающий высокий эргономический и эстетический уровень последнего, а тем самым и надежность деятельности оператора, направлен на конструкторскую разработку как отдельных элементов рабочего места, так и рабочей среды в целом.

Далее

Работа по обеспечению надежности должна носить комплексный характер, охватывая все стадии жизненного цикла оборудования. При этом необходимо исходить из принципа, что надежность закладывается при проектировании оборудования, обеспечивается при изготовлении, восстанавливается и поддерживается при эксплуатации и ремонте.

Далее

Техническое диагностирование технологического оборудования и отдельных его функциональных механизмов и узлов направлено на решение следующих задач: определение технического состояния исследуемого объекта, поиск и локализация места отказа или неисправности, прогнозирование остаточного ресурса на задаваемых интервалах наработки. Для реализации поставленных задач необходимо провести комплекс мероприятий с целью разработки диагностического обеспечения, повышения контролепригодности и установления номенклатуры структурных и диагностических параметров процесса диагностирования.

Далее

Чем больше измеряемых диагностических параметров, тем шире информация о состоянии объекта, но при этом повышаются трудоемкость и стоимость диагностирования. Выбор диагностических параметров осуществляют из номенклатур, рекомендуемых государственными стандартами и нормативно-технической документации или с помощью экспериментальных методов. В этом случае выбирают основные структурные параметры и параметры, которые можно использовать в качестве диагностических. По данным статистики отказов определяют «вероятностные веса» структурных параметров при различных состояниях диагностируемого объекта, а также устанавливают вероятность возникновения этих состояний при различных комбинациях диагностических параметров.

Далее

Построению алгоритма диагностирования предшествует совместный анализ технического состояния оборудования, статистических данных о наиболее часто повторяющихся неисправностях и отказах, значений диагностических параметров. На основе данных анализа разрабатываются блок-схемы структурно-следственных связей по цепи: диагностируемый объект — функциональный механизм — сборочная единица — элемент — структурный параметр — отказ (неисправность) — диагностический параметр. Число звеньев в цепи в каждом конкретном случае может меняться.

Далее

Средства технического диагностирования деревообрабатывающего оборудования классифицируют по конструктивному исполнению, функциональному назначению, степени автоматизации.По конструктивному исполнению средства технического диагностирования подразделяют на внешние н встроенные. К первым относятся датчики станков, преобразователи сигналов, профильные устройства и т. д., устанавливаемые вне стана. Они могут быть переносными, передвижными и стационарными. Для проведения процедуры диагностирования датчики устанавливаются на машину.

Далее

Экспериментальные методы определения показателей надежности основаны на испытаниях, которые в зависимости от поставленных целей подразделяются на определительные, контрольные и исследовательские. По уровням проведения испытания бывают государственные, межведомственные и ведомственные.

Далее

Планирование испытаний предусматривает выбор типа плана испытаний, определение числа объектов испытаний и условий их проведения. Обозначения планов испытаний приведены в табл. 8.1.При определении показателей надежности возможны два варианта, различающиеся наличием или отсутствием информации о виде закона распределения наработки (ресурса). В первом случае применяют параметрические методы оценки, при которых сначала оценивают параметры закона распределения, а затем определяют показатель надежности как функцию от оцененных параметров. Во втором случае применяют непараметрические методы, при которых показатели надежности оценивают непосредственно по опытным данным.

Далее

Номенклатура показателей качества машин и оборудования разделяется на показатели назначения, надежности, экономного использования материалов и энергии, стандартизации и унификации, безопасности и др. Особое значение имеют показатели, связанные с функциональным назначением машин, поскольку они непосредственно определяют их работоспособность.

Далее

Эксплуатационные испытания деревообрабатывающего оборудования являются важным источником получения данных о надежности и ее свойствах в процессе наблюдения за работой оборудования на предприятиях отрасли. По существу информационная связь между стадиями изготовления и эксплуатации — неотъемлемая часть работ по обеспечению надежности оборудования. Только при наличии такой связи возможно направленное проведение работ по выявлению ненадежных элементов конструкции машины, выявлению причин отказов и своевременному проведению конструкторско-технологических мероприятий по предупреждению причин повторяющихся отказов.

Далее

Все параметры и показатели, контролируемые при проведении эксплуатационных испытаний на надежность, условно подразделяются на две группы.К первой группе относятся показатели, характеризующие условия эксплуатации оборудования. Классификация условий эксплуатации для конкретного вида техники заключается в выборе факторов, существенно влияющих на свойства и эффективность функционирования оборудования.

Далее

Первичные формы учета, предназначенные для записи несистематизированной информации, заполняются на месте эксплуатации. К ним относятся журналы учета наработок, повреждений и отказов оборудования, технических обслуживании и ремонтов, формы учета трансформации показателей технического состояния и другие документы. В табл. 9.1 приведена форма журнала эксплуатационных испытаний оборудования для форматного раскроя плитных древесных материалов. Форма построена исходя из возможности обеспечения обработки эксплуатационной информации на ЭВМ.

Далее

Под стендовыми испытаниями понимается экспериментальное определение численных значений показателей надежности машин и оборудования, установленных на испытательном стенде, воспроизводящем комплекс воздействий и условий в соответствии с программой испытаний.

Далее

Основной метод стендовых, как и всяких других, испытаний на надежность вытекает из самого определения, то есть свойства оборудования сохранять свои начальные эксплуатационные качества в процессе наработки.

Далее

Эффективность стендовых, в том числе ускоренных, испытаний зависит от их продолжительности, которая определяется режимом и методом (программой испытаний).Режим при стендовых испытаниях на надежность в общем случае характеризует комплекс механических, теплофизических, химических и иных воздействий, обуславливающих деградационные процессы испытываемого объекта.

Далее

Принципом ускоренных испытаний называется совокупность теоретических и экспериментальных закономерностей или обоснованных допущений, на основе которых достигается сокращение продолжительности испытаний.

Далее

Деревообрабатывающие станки, лесозаготовительные и транспортирующие машины являются рабочими машинами, состоящими из сборочных единиц, узлов и деталей, конструктивных и неконструктивных элементов и поэтому с точки зрения надежности должны рассматриваться как упругие, изнашиваемые, стареющие и термодинамические системы, подверженные внешним воздействиям.

Далее

Имитации при стендовых испытаниях подлежат силовые, тепловые и иные воздействия окружающей среды. Силовые воздействия в механической системе реализуются: !) прямым воспроизведением равнодействующих сил рабочих процессов; 2) воссозданием откликов системы, идентичных откликам на внешние воздействия при реальных рабочих процессах, то есть методом косвенного воздействия; 3) совмещенным, комбинированным методом, когда часть нагрузок воспроизводится прямым, а часть косвенным способом.

Далее

Метод наложения кривых используется и при имитации более сложных процессов резания как, например, пазового фрезерования с колебательным движением инструмента) (рис. 11.5, д).Классификация методов имитации нагрузок на фрезерном шпинделе приведена на рис. 11.6.

Далее

Основная трудность при испытаниях механизмов подачи - это нагружение их технологическими усилиями, в том числе силами, имитирующими силы резания древесины, вследствие перемещения со значительными (до 80 м/мин) скоростями движения заготовок относительно режущих инструментов. Другая проблема - обеспечение возврата заготовок (или их имитаторов) с выхода на вход станка для обеспечения непрерывности процесса испытаний.

Далее

Современная устойчивая тенденция машиностроения - это создание гамм станков и машин взамен отдельных их моделей, что расширяет технологические возможности оборудования и дает возможность включать машины и станки гаммы в линии различного назначения.

Далее

Наиболее достоверную информацию о надежности транспортных и других, аналогичных машин можно получить в результате их «натуральных» ходовых испытаний при «типовых» режимах и условиях эксплуатации.Однако длительность таких испытаний и трудности диагностирования в «полевых» условиях вынуждают искать способы ускорения самих испытаний и ускорения получения соответствующей информации о надежности испытуемых машин. Одним из способов является строительство и оборудование испытательных полигонов, занимающих промежуточное положение между естественной средой и «классическими» испытательными стендами, поскольку полигоны содержат ряд искусственных объектов, взаимодействующих с испытуемым транспортным и иным оборудованием, что позволяет «на месте» получать информацию о надежности.

Далее

Формирование такого комплексного показателя качества, как надежность, является сложным многоэтапным процессом, ход которого зависит от многих технических и организационных факторов на различных жизненных стадиях станка, начиная от его конструирования и кончая ремонтом.

Далее

Общий порядок разработки изделий машиностроения регламентирован комплексом стандартов по порядку разработки и постановки на производство.Однако вопросы отработки на надежность имеют ряд особенностей, которые специфичны для отдельных видов техники и выходят за рамки целей данной общетехнической системы стандартов.

Далее

Кроме того, в условиях установившегося серийного производства к комплексу мероприятий добавляются следующие: 1) контроль за соблюдением конструкторской и технологической документации и технологической дисциплины; 2) уточнение допусков на размеры и расположение поверхностей; 3) проведение обкаток и технологического прогона; 4) сбор и анализ информации о надежности серийной продукции, рекламаций и причин отказов; 5) проведение мероприятий по устранению причин технологических отказов; 6) анализ результатов приемо-сдаточных испытаний; 7) контроль надежности составных частей и комплектующих изделий; 8) организация и проведение периодических и типовых испытаний; 9) разработка и реализация мероприятий по устранению причин отказов, выявленных в ходе испытаний.

Далее