Лекция 2 Основные понятия, термины, определения

Лекция №2

Тема: Основные понятия, термины, определения, ГОСТ

Цель: усвоение студентом основных применяемых понятий, терминов и определений, а также ГОСТов.

План: 2.1. Основные понятия, термины, определения, ГОСТ

2.2.Основные свойства надёжности

2.3.Состояния и критерии состояния объекта Контрольные вопросы и задания

2.1.Основные понятия, термины, определения, ГОСТ.

При обсуждении и решении проблем обеспечения надежности технологических систем единообразие в основных понятиях, терминах и определениях обеспечивают государственные стандарты. В учебном курсе используются стандарты двух уровней:

•ГОСТ 27.002—89. Надежность в технике. Термины и определения. Это общетехнический головной стандарт, положения которого распространяются на все отрасли техники.

•Стандарты группы однородной продукции — ГОСТ 27.004—85. Надежность в технике. Технологические системы. Термины и определения. Сюда также относят ГОСТ 25.751—83. Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий. Стандарт включает раздел «Надежность режущих инструментов».

Далее из перечисленных стандартов приводим формулировки понятий, терминов и определений, использующихся в учебной программе.

Технологический процесс и особенно процесс обработки на современных автоматизированных металлорежущих станках должен обладать высокой надежностью. Надежность технологического процесса органически связана с надежностью технологической системы.

Технологическая система — совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов и операций.

Важным в теории надежности является понятие техническое состояние, определяющееся совокупностью подверженных изменению в производстве или эксплуатации свойств, которые характеризуются установленными признаками — критериями состояния. Различают следующие виды технического состояния: работоспособное, неработоспособное, исправное, неисправное и предельное.

Работоспособное состояние — состояние технологической системы, при котором значения параметров и показателей качества изготовляемой продукции, производительности, материальных и стоимостных затрат на изготовление продукции соответствуют требованиям, установленным в нормативно-технической, конструкторской и технологической документации.

Параметры и показатели качества изготовляемых деталей характеризуют их точность, шероховатость и волнистость обработанных поверхностей и показателей качества поверхностного слоя деталей. Это выходные параметры технологической системы. К материальным и стоимостным затратам относятся: расход сырья, материалов, энергии, инструментов, стоимость технического обслуживания и т. Д.

Надежность технологической системы — ее свойство сохранять во времени работоспособное состояние.

Неработоспособное состояние — это состояние технологической системы, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической, конструкторской и технологической документации.

Основным понятием теории надежности является отказ. Это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния.

Критерий отказа — признак или совокупность признаков нарушения работоспособного состояния объекта, установленные в нормативнотехнической и конструкторской документации.

Следует отметить, что технологическая система состоит из ряда элементов: станка, инструмента, приспособления н др. Элемент — это часть технологической системы, условно принимаемая неделимой наданной стадии ее анализа. Естественно, что отказ одного из элементов означает отказ всей технологической системы.

Кпонятиям, связанным с изменениями в технологической системе, относится повреждение, заключающееся в нарушении исправного состояния при сохранении работоспособного состояния. Исправное состояние — это состояние, при котором технологическая система соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

Различие работоспособного и исправного состояний заключается в следующем: переход объекта из исправного состояния в неисправное, но еще работоспособное происходит из-за повреждений. Например, пригодный к работе инструмент будет неисправным при величине износа, которая не препятствует применению инструмента по назначению.

Кэтой же группе понятий относится определение предельного состояния объекта, т. е. состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Из определения следует, что переход впредельное состояние означаетвременное или окончательное прекращение эксплуатации объекта.

Работоспособное состояние технологической системы, как видно из определения, это не только ее способность функционировать, но, функционируя, обеспечивать заданные технической документацией параметры качества обрабатываемой детали. В связи с этим отказы технологической системы подразделяют на функциональные и параметрические.

Функциональный отказ — отказ технологической системы, в результате которого наступает прекращение ее функционирования, непредусмотренное регламентированными условиями производства или в конструкторской документации.

Функциональный отказ наступает в результате разрушения деталей станка, приспособления, инструмента, что приводит к невозможности обеспечения, например, формообразующих движений резания или транспортировки заготовки. Полностью исключить функциональные отказы невозможно, но большая часть функциональных отказов является следствием ошибок при конструировании, изготовлении или назначении условий эксплуатации технологической системы. Они не связаны с временем, легко обнаруживаются.

Параметрический отказ — отказ технологической системы, при котором сохраняется ее функционирование, но происходит выход значений одного или нескольких параметров технологического процесса за пределы, установленные в нормативно-технической или конструкторской и технологической документации. При эксплуатации технологическая система подвержена механическим, тепловым и другим воздействиям, которые вызывают повреждения и изменяют значения параметров ее начального состояния: снижается точность, нарушается стабильность работы. Параметрический отказ связан с временем и присущ всякой технологической системе, которая должна обеспечить заданные точность, шероховатость, производительность. Высокие требования к качеству обрабатываемых деталей делают параметрические отказы главным объектом исследований в теории надежности и в связи с этим — главным объектом изучения в дисциплине. Такие требования определяют параметрическую (технологическую) надежность технологической системы.

Функционирование всех элементов технологической системы обеспечивает выполнение технологического процесса. Но качественные показатели обрабатываемых деталей формирует в основном технологическое

оборудование — станок с приспособлением и инструмент. В связи с этим рассматривается параметрическая (технологическая) надежность станков и инструментов, их свойство сохранять во времени в заданных пределах значения параметров, определяющих необходимое качество обработки деталей.

В начало лекции

2.2.Основные свойства надёжности

Надежность обеспечивает техническую возможность использования изделия по назначению в нужное время и с требуемой эффективностью.

Частные свойства надежности

Безотказность (Б) — свойство технологической системы непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность (Д) — свойство технологической системы сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Между последними двумя понятиями существуют различия во временных показателях. В первом определении принимается некоторое время или наработка непрерывной работы технологической системы без подналадок и ремонта, т. е. без перерывов, вызванных отказами. Во втором — суммарное время, состоящее из нескольких наработок до отказа. Для невосстанавливаемых объектов понятия безотказности и долговечности совпадают.

Время в этих определениях отображает некоторое обобщающее свойство технологической системы и ее элементов, которое позволяет противостоять воздействию рабочих нагрузок, приводящих к отказу. Но если основныефизические свойстваобъектаможноопределить влюбой момент,то время — наработку до отказа или ресурс — лишь после того, как наступил отказ или достигнуто предельное состояние. До этого момента можно только

прогнозировать их время появления, которое зависит от многих разнообразных, часто недоступных контролю и сложно взаимодействующих между собой факторов.

Ремонтоспособность (Р) - свойство объекта в приспособленности к предупреждению и обнаружению отказов и повреждений, к восстановлению работоспособности и исправности путем проведения ТО и ремонта.

Свойство (Р) количественно характеризует компоновочное решение: доступность и легкосъемность.

Сохраняемость (С) - свойство объекта непрерывно сохранять исправное и (или) работоспособное состояние в течение и (или) после режима ожидания, хранения и транспортирования. (С) - способность объекта противостоять отрицательному влиянию факторов длительного его хранения или транспортирования и обеспечивать его применение после режима ожидания.

С заданными показателями функционирования с сохранением показателей (Б) и (Д) объекта в целом и его элементов.

В начало лекции

2.3. Состояния и критерии состояния объекта

В периоды применения, хранения, транспортирования, технического обслуживания и ремонта в течение всего срока службы объекта находятся в одном из 4-х состояний: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное.

Особый вид неработоспособного состояния - предельное состояние. Переход объекта из одного состояния в другое фиксируется событиями

- повреждением или отказом.

Последствиемпредельного состояния детали - замена изделия,списание или капремонт.

Неремонтируемый объект - подшипники качения, шпонки, зубчатые колеса, клиновые ремни, манжеты, уплотнения и др.

Показатели надежности - величина, характеризующая одно из свойств (Б, Д, Р, С). (Н) - единичный показатель, или несколько свойств (Н) - комплексный показатель.

Таблица 1.1 - Общая длительность работы объекта

ГОСТ 27.002—89 предусматривает ряд временных понятий при эксплуатации объекта.

Наработка — продолжительность или объем работы технологической системы. Единицы измерения наработки могут быть временные (часы, минуты) и штучные. Последние используются в связи с тем, что скорость развития повреждений зависит не только от времени, но и от интенсивности эксплуатации технологической системы, от количества изготовленных деталей в единицу времени.

Наработка до отказа — наработка от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Ресурс — суммарная наработка от начала эксплуатации технологической системы или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Остаточный ресурс — это суммарная наработка от момента определения технического состояния объекта до перехода в предельное состояние.

Если технологическая система получает повреждения даже тогда, когда она не работает (например, коррозия), то календарная продолжительность до предельного состояния называется сроком службы.

Для того чтобы обеспечить заблаговременное, предупредительное прекращение эксплуатации технологической системы, исходя из техникоэкономической целесообразности, устанавливают регламентированные временные показатели, например, назначенный ресурс. Это суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация технологической системы должна быть прекращена независимо от ее технического состояния. Назначенный ресурс (или срок службы) не является показателем надежности, хотя при его установлении учитываются показатели надежности. Назначенный ресурс относится к порядку технического обслуживания технологической системы.

Выводы: Студенту следует знать, что одной из основных задач надёжности является: возможность использования изделия по назначению в нужное время и с требуемой эффективностью. Важно владеть основными критериями состояния объекта.

В начало лекции

Контрольные вопросы и задания

1.Сформулируйте определения понятий надежности, характеризующих состояние технологической системы и ее элементов: надежность, работоспособное и неработоспособное состояния, отказ, критерий отказа, повреждение, исправное (его отличие от работоспособного)

ипредельное состояния, функциональный и параметрический отказы, параметрическая надежность станка и инструмента.

2.Дайте определение временных показателей надежности: наработка, наработка до отказа, ресурс, остаточный ресурс, срок службы, назначенный ресурс, назначенная наработка.

3. Каковы различия между свойствами технологической системы — безотказность и долговечность?

В начало лекции

Литература

1.ГОСТ 27.002—89. Надежность в технике. Термины и определения. Это общетехнический головной стандарт, положения которого распространяются на все отрасли техники.

2.ГОСТ 27.004—85. Надежность в технике. Технологические системы. Термины и определения.

3.ГОСТ 25.751—83. Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий.

Вначало лекции