Показатели качества станочного оборудования

Номенклатура показателей качества определяется стандартами: для металлообрабатывающих станков — ГОСТ 4.93 - 86, для УЧПУ — ГОСТ 4.405 - 85 и т.д. Некоторые показатели качества металлообрабатывающих станков:

показатели назначения — предельные размеры устанавливаемой заготовки и предельные размеры ее обрабатываемых поверхностей; наибольшая масса устанавливаемой заготовки; наибольшие размеры устанавливаемого на станке инструмента; наличие накопителей инструмента; наибольшее перемещение рабочих органов станка с инструментом и заготовкой; дискретность задания перемещений; точность позиционирования; количество управляемых координат; количество одновременно управляемых координат; пределы частот вращений и рабочих подач; пределы скоростей быстрых (установочных) перемещений стола, ползуна, салазок, шпинделя; показатели силовой характеристики станка (наибольший крутящий момент, мощность привода главного движения); габаритные размеры и масса станка; показатели точности и производительности; класс точности станка; время автоматической смены инструмента и др.;

показатели надежности - установленная безотказная наработка в сутки, в неделю; установленный срок службы до первого капитального ремонта; установленный ресурс по точности станка до первого среднего ремонта; коэффициент технического использования; среднее время восстановления;

показатели экономного использования материалов и электроэнергии — удельная масса металла (в килограммах на единицу производительности); удельный расход электроэнергии (в киловатт-часах на единицу производительности);

эргономические показатели - уровень звука на рабочем месте; корректированный уровень звуковой мощности;

показатели технологичности - удельная трудоемкость изготовления станка;

показатели стандартизации и унификации - коэффициенты применяемости по составным частям и по стоимости;

патентно-правовые показатели - патентная чистота; патентная защищенность;

показатели безопасности - показатели, обеспечивающие соблюдение общих требований безопасности при эксплуатации станков.

В последнее время при выборе станочного оборудования часто пользуются понятием «цена - качество», что позволяет оценивать конкретную модель в сравнении с другой, имеющей аналогичные параметры.

Надежность. Проблема надежности оборудования является одной из основных проблем в машиностроении. Свойство изделия сохранять свою работоспособность в течение заданного промежутка времени, обусловленное безотказностью и долговечностью изделий, называется надежностью.

Работоспособность - это состояние изделия, при котором оно способно выполнять свои функции, сохраняя значения заданных выходных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией (НТД).

Известный авиаконструктор А. Н. Туполев говорил: «Чем дальше от доски конструктора обнаруживается ненадежность, тем она дороже обходится». Ненадежная машина не сможет эффективно функционировать, так как каждая ее остановка из-за повреждения отдельных элементов или ухудшения технических характеристик влечет за собой материальные убытки, а в отдельных случаях и катастрофические последствия.

Из-за недостаточной надежности оборудования промышленность несет огромные потери. Так, за весь период эксплуатации затраты на ремонт и техническое обслуживание станка в 8 раз превышают его первоначальную стоимость.

Надежность закладывается при проектировании и расчете станка, а обеспечивается при его изготовлении. Надежность зависит от качества изготовленных деталей, качества сборки узлов и станка в целом, методов контроля и испытания готовой продукции. Надежность станка реализуется в процессе его эксплуатации.

Показатели безотказности и долговечности проявляются только при эксплуатации станка, зависят от качества его изготовления, условий эксплуатации, системы его ремонта и технического обслуживания, квалификации обслуживающего персонала.

Безотказность - это свойство изделия непрерывно сохранять свою работоспособность в течение заданного) периода времени. В это понятие не включаются техническое обслуживание, ремонт, подналадка. Изделие должно сохранять свои начальные параметры в заданных пределах.

Долговечность - свойство изделия сохранять свою работоспособность в течение гарантированного периода эксплуатации. Здесь учитываются техническое обслуживание и ремонты всех видов.

Полная или частичная утрата работоспособности изделий называется отказом. По своей природе отказы могут быть связаны с повреждением поверхностей или с разрушением деталей (выкрашивание, изнашивание, коррозия, поломки) или не связаны с разрушением (ослабление предварительного натяга подшипников, засорение каналов). Отказы бывают полные или частичные, внезапные (поломки) или постепенные (изнашивание, коррозия), опасные для жизни человека или нет, устранимые и неустранимые.

Показатели безотказности и долговечности изделия определяются в соответствии с теорией вероятности. Вероятность безотказной работы Р(t) в течение заданного времени t (или заданной наработки) и вероятность отказа F (t) — взаимно противоположные события. Их сумма всегда равна единице. Вероятность безотказной работы находится в пределах 0 ≤ Р(t) ≤ 1.

Основным показателем долговечности изделия является срок службы до отказа (наработка на отказ). Среднее время 1Н наработки на отказ

где К — число отказов (восстановлений) за определенный промежуток времени; t_iH - интервал времени безотказной работы;

- сумма интервалов времени безотказной работы за определенный промежуток времени.

Физический смысл наработки на отказ можно сформулировать так: это среднее время между двумя отказами технологического оборудования при условии выполнения предусмотренного обслуживания.

Чем меньше среднее время работы без отказов, тем менее надежно в работе технологическое оборудование и тем чаще возникает необходимость вмешательства наладчика или ремонтника.

Среднее время восстановления работоспособности

где t_iB - интервал времени восстановления; - сумма интервалов времени восстановления за определенный промежуток времени.

При оценке надежности изделия очень важны экономические показатели. Повышение безотказности и долговечности станков при их создании связано с дополнительными материальными затратами.