Функциональные критерии развития

Функциональные критерии развития характеризуют производительность, точность и надежность станков. Критерий производительности зависит от ряда параметров (скорость, частота вращения валов, количество шпинделей и т.п.), влияющих на производительность станка.

Точность изготовления изделий регулируется квалитетами.

Критерий надежности отражает свойство машины выполнять определенные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или необходимой наработки [13]. Надежность машины включает показатели безотказности, ремонтопригодности, сохраняемости, долговечности. Количественными критериями надежности служат вероятность безотказной работы, число отказов (или интенсивность отказов) и наработка на отказ.

Технологические критерии развития

Технологические критерии развития характеризуют возможность экономии живого труда при изготовлении и подготовке к эксплуатации машин.

Критерий трудоемкости изготовления машины находят как частное от деления суммарной трудоемкости А_ТС проектирования, изготовления и подготовки к эксплуатации изделия на главный показатель эффективности Q:

                                       К_т = А_тс/Q.

В качестве главного показателя эффективности машины можно принять установленную мощность приводов, кВт, или другой показатель.

Критерий технологических возможностей отражает простоту и принципиальную возможность изготовления машины. Характеризуется он коэффициентом технологических возможностей К_тв.

Значение коэффициента 0 £ К_тв £ 1, и чем он больше, тем больше сохраняются известные решения в машине, тем в большей степени используются покупные и унифицированные элементы, многократно проверенные в работе и изготовлении.

Конструктор часто стремится удовлетворить высокие требования к машине известными, традиционными структурами, используя конструктивные решения, уже отработанные на известных образцах. Такой подход требует минимума затрат времени и средств, но влечет за собой нежелательные последствия.

При излишнем увлечении преемственностью, заимствованием, унификацией, попыткой воспользоваться тем, что уже создано и опробовано, невозможно обеспечить требуемого роста уровня показателей машин, невозможно лидировать на мировом рынке. Спроектированные таким образом машины быстро морально стареют и через короткое время нуждаются в дополнительной модернизации.

Однако это не значит, что надо разрабатывать только новые машины. Как правило, желаемого результата можно достичь при комбинации известных решений с новыми структурными решениями, построенными на современных физических и технологических принципах.

Обычно в новые современные машины из ранее разработанных прототипов переносится в среднем до 50% конструктивных решений без переделок или с частичными изменениями. При этом высокие значения показателей преемственности достигаются в основном за счет второстепенных структурных элементов, переносимых из одного поколения машин в другое. Основные подсистемы при этом, как правило, создаются заново [43].

Критерий использования металлов К_им характеризует технологический процесс изготовления деталей машины и равен отношению массы машины G к массе израсходованных материалов Р (при этом покупные комплектующие элементы не учитываются): К_им = G/P.

Значение К_им в целом не превышает 0,55.

Критерий расчленения машины на элементы служит мерой оптимальности расчленения машины на узлы и детали с целью упрощения технологии разработки, доводки, изготовления, ремонта, модернизации, унификации и стандартизации.

Чем меньше в машине сборочных единиц и деталей, тем меньше ее масса, выше жесткость и надежность, меньше трудоемкость механической обработки и сборки.

Большее расчленение машины на сборочные единицы и детали тоже имеет свои преимущества. Большее расчленение машины с новыми элементами позволяет сократить время и трудоемкость разработки и доводки машины в целом. В процессе разработки и доводки нового станка экономичнее и проще устранять недостатки отдельных более простых узлов и деталей. Расширяются возможности унификации и стандартизации.

Экономические критерии развития

Критерий металлоемкости К_м равен отношению массы машины G_к к ее главному показателю эффективности Q (установленная мощность, кВт, максимальная ширина обработки, см, для фуговальных, рейсмусовых и других станков, производительность, шт./мин, м/мин и т.д.): К_м = G_к/Q.

Критерий энергоемкости К_э находится как отношение затраченной энергии при эксплуатации в единицу времени W к одному из показателей эффективности Q: Кэ = W/Q.

Критерий затрат на информационное обеспечение К_ио определяется как отношение затрат S на приобретение и эксплуатацию вычислительной техники, разработку программного или информационного обеспечения к одному из показателей эффективности Q: К_ио = S/Q.

Критерий габаритных размеров К_г равен отношению габаритных размеров машины V к ее эффективности Q: К_г = V/Q.

Чем меньше значение К_г, тем меньше машина занимает производственную площадь, тем меньше расход материалов на ее изготовление.

Антропологические критерии развития

Антропологические критерии развития обеспечивают максимальную приспособленность машины к человеку, снижение дискомфорта,    повышение положительных эмоций.

Критерий эргономичности характеризует использование в системе человек-машина физических, психологических и интеллектуальных возможностей человека. Критерий равен отношению реализуемой эффективности системы человек–машина к максимально возможной эффективности этой системы.

Критерии красоты, безопасности и экологичности характеризуют внешний вид машины, ее безопасность и способность не причинять вреда окружающей среде.