Эта формула
позволяет найти среднюю частоту
отказов аппаратуры, если известна
ее частота, либо вероятность безотказной
работы. Однако на практике найти аналитическое
решение это интегрального выражения
не всегда удается и приходится применять
методы численного интегрирования.
Средняя
частота отказов обладает следующими
важными свойствами:
1)
w(t)³ f(t);
2)
независимо от вида f(t) при t®¥
параметр потока отказов стремится
к некоторой постоянной величине.
Главное
достоинство средней частоты
отказов как количественной характеристики
надежности состоит в том, что
она позволяет довольно полно
оценить свойства аппаратуры, работающей
в режиме смены элементов, а также
надежности при хранении. Она также
позволяет определить число отказавших
в аппаратуре элементов данного
типа.
Интенсивность
отказов - отношение числа отказавших
образцов аппаратуры в единицу времени
к среднему числу образцов .исправно
работающих в данный отрезок времени
при условии, что отказавшие образцы
не восстанавливаются и не заменяются
исправными:
Это выражение
является статистическим определением
интенсивности, от которого также можно
прейти к вероятностному:
учитывая,
что Nср=N0-n(t), найдем
, устремляя
Dt®0 и переходя к пределу,
получим для определения учтено
(f(t)=Q'(t)=-P'(t))
Интенсивность
отказов - условная плотность вероятности
возникновения отказа при условии,
что до рассматриваемого момента
времени отказ не возник: и
устанавливает зависимость между
частотой и интенсивность отказов.
Интенсивность
отказов, как количественная характеристика
надежности, обладает рядом достоинств.
Она является функцией времени и
позволяет наглядно установить характерные
участки работы аппаратуры. Типичная
кривая изменения интенсивности
отказов по времени эксплуатации
приведена на рис.1. Работа элементов
и систем характеризуется тремя
этапами. Первый этап, характеризуется
пиковым увеличением интенсивности
отказов - это отказы из-за ошибок проектирования
и производственных дефектов. Эти
отказы обычно выявляются на заводских
испытаниях изделия до ввода в
эксплуатацию. К этой группе отказов
можно отнести и эксплуатационные
отказы, вызванные слабым знанием
правил эксплуатации. Этот участок
называется период доводки или приработки
объекта. Второй этап - период нормальной
эксплуатации - характеризуется пониженным
уровнем и примерно постоянной интенсивностью
отказов и его протяженность
во времени гораздо больше других
участков. На третьем этапе частота
отказов вновь возрастает за счет
наступления старения и износа элементов
объекта. Этот период называется периодом
старения.
Интенсивность
отказов как количественная характеристика
надежности имеет тот же недостаток,
что и частота отказов: она
позволяет охарактеризовать надежность
аппаратуры лишь до первого отказа.
Она используется, как справочная
характеристика надежности простейших
элементов (микросхем, разъемов и т.п.)
По известной характеристике l(t) наиболее
просто определяются остальные количественные
показатели надежности.
Средним
временем безотказной работы
называется математическое ожидание
времени безотказной работы.
Для определения
среднего времени безотказной работы
из статистических данных используется:
, где
ti - время
безотказной работы i-го образца,
N0 - число
образцов, над которыми проводится
испытание.
Основным
достоинством среднего времени безотказной
работы является его простота вычисления
из экспериментальных данных об отказах
аппаратуры. Однако характеризует надежность
до первого отказа.
У восстанавливаемых
объектов, среднее время до первого
отказа может существенно отличаться
от среднего времени между первым
и вторым отказами, вторым и третьим
и т.д. Поэтому надежность аппаратуры
длительного использования оценивают,
в отличии от среднего времени
безотказной работы, так называемой
наработкой на отказ. Наработкой на отказ
называется среднее значение времени
между соседними отказами, при
условии восстановления каждого
отказавшего элемента.
Связь
среднего времени между соседними
отказами с другими количественными
характеристиками надежности проще
всего найти через среднюю
частоты отказов (параметр потока отказов).
Если известны средние частоты отказов
элементов сложной системы, то среднее
число отказов системы в любом
промежутке времени определяется ее
суммарной частотой отказов. Тогда
среднее время между отказами
будет равно величине, обратной суммарной
частоте отказов:
При t®¥
среднее время между соседними
отказами системы стремиться к ее
среднему времени безотказной работы
и в пределе равно T.
Время
безотказной работы есть наработка
до отказа. Тогда как среднее значение
времени между соседними отказами
есть наработка на отказ. Возможны случаи,
когда две совершенно различные
функции вероятностей безотказной
работы могут давать одинаковые значения
средней наработки, и чтобы различить
такие случаи применяется среднеквадратическое
отклонение наработки до отказа или
его квадрат - дисперсия.
Среднее
время до отказа является естественным
показателем надежности, но не применима
в тех случаях, когда:
§ время
работы системы гораздо меньше среднего
времени безотказной работы;
§ система
резервированная;
§ время
работы отдельных частей сложной
системы разное.
Гамма-процентная
наработка tg -наработка, в течение
которой гарантируется безотказная
работа объекта с заданной вероятностью
g.
Таким
образом, основными количественными
характеристиками надежности невосстанавливаемых
объектов в процессе эксплуатации являются:
вероятность исправной работы, средняя
наработка до отказа, частота и
интенсивность отказов. А для
восстанавливаемых объектов еще
и средняя частота отказов, и
средняя наработка на отказ.
Факторы
и причины отказов
станков. Правила эксплуатации
станков. Типовые отказы
и методы их устранения.
Фрезерные
Обслуживание
станка.
1. Проверить
легкость перемещения стола станка
во всех направлениях ручными
подачами, при необходимости ослабить
стопорные устройства и установить
стол в положение, удобное для
установки фрезы.
2. При
возникновении вибраций остановить
станок и принять меры к
их устранению, проверить состояние
и крепление фрезы, надежность
крепления заготовки и приспособления,
принятые режимы резания.
Установка
и смена фрезы.
1. Перед
установкой фрезы на станок
проверить:
- качество
заточки - режущие кромки не
должны иметь выкрашиваний, трещин
и прожогов;
- надежность
и прочность крепления режущих
зубьев в корпусе фрезы, а
также степень их износа, если
фреза находилась в эксплуатации,
если режущие кромки фрезы
затупились или выкрошились, фрезу
необходимо заменить;
- посадочные
поверхности фрезы, оправки, переходных
втулок, цанги и шпинделя, а также
торцы установочных колец, чтобы
на них не оставались загрязнения
и волокна от обтирочного материала.
2. При
установке и съеме фрез остерегаться
ранений рук о режущие кромки.
Для этого использовать рукавицы
или предварительно надевать
на фрезу кожухи, которые закрывают
ее режущие зубья.
3. При
фиксировании хвостовика оправки
или фрезы в шпинделе станка
следует убедиться в том, что
он садится плотно, без люфта,
а саму фиксацию осуществлять,
включив коробку скоростей во
избежание проворачивания шпинделя.
4. После
закрепления фрезы проверить
величину биения ее режущих
кромок. Настроить коробки скоростей
и подач на заданные режимы,
а также установить и закрепить
упоры автоматического выключения
подач.
5. Для
снятия фрезы или оправки со
стола применять специальную
выколотку, предварительно разместив
на столе станка деревянный
лоток, предотвращающий порчу
как инструмента, так и стола
станка.
Установка
заготовок и зажимных приспособлений.
Перед установкой заготовок на
стол станка или в приспособление
очищать их от загрязнений,
обращая особое внимание на
состояние базовых поверхностей;
при наличии на базовых поверхностях
заусенцев, грата и других неровностей
- удалить их слесарным инструментом.
2. Места
крепления заготовки выбирать
как можно ближе к обрабатываемой
поверхности. Особое внимание
должно быть уделено состоянию
поверхности стола. Перед установкой
заготовки на стол станка необходимо
тщательно очистить его от
загрязнений и стружки. В случае
крепления заготовки на необработанные
поверхности следует применять
прихваты с насечкой.
3. Если
обработку производят в приспособлении,
то необходимо:
- перед
установкой приспособления протереть
стол и посадочные места приспособления;
- при
подналадке положения приспособления
на столе станка применять
только молотки со вставками
из мягкого материала (меди, латуни);
- в
случае крепления заготовки за
необработанные поверхности в
тисках их необходимо оснастить
прижимными губками с насечкой;
- закрепляя
заготовки в тисках за обработанные
поверхности, их необходимо оснастить
нагубниками из мягкого металла;
- при
закреплении цилиндрических заготовок
в патроне делительной головки
следует применять разрезные
втулки из мягкого металла
и прокладывать фольгу.
4. Удалять
стружку со стола после снятия
каждой обработанной детали с
помощью капроновых, волосяных или
щетинных щеток (для этой цели
может быть использован также
пылесос).
5. Производить
установку и съем тяжелых заготовок
и приспособлений (с массой более
20 кг) только с помощью подъемных
устройств; освобождать заготовку
от подвески разрешается только
после ее установки и надежного
закрепления на станке.
Приемы
работы на фрезерном станке:
- заготовку
подавать к фрезе только после
включения вращения шпинделя, при
этом механическую подачу включать
до соприкосновения фрезы с
заготовкой;
- останавливая
станок, сначала выключить подачу,
затем отвести фрезу от обрабатываемой
детали и выключить вращение
шпинделя;
- отводить
фрезу на безопасное расстояние,
чтобы не повредить руки о
ее режущие кромки при съеме
обработанной детали или ее
измерении на станке;
- регулировать
правильность подвода СОЖ в
зону резания;
- избегать
размещения на столе станка
режущих, вспомогательных и измерительных
инструментов, а также других
заготовок и ранее обработанных
деталей.
Отказы
при фрезеровании и способы
их устранения.
При
наладке операции фрезерования
особое внимание следует обращать
на жесткое и надежное крепление
заготовки и инструмента. Режущие
кромки фрез не должны иметь
биения большего, чем предусмотрено
чертежом. В отдельных случаях
целесообразно применить виброгасящие
устройства. Обычная точность при
фрезеровании находится в пределах
9-11-го квалитета, а шероховатость
обработанной поверхности достигает
1,6-6,3 мкм.
Шлифовальные
Правила
эксплуатации шлифовальных станков. Типовые
отказы и методы их устранения Обслуживание
станка. При установке на станок
сменных шлифовальных шпинделей, шкивов,
патронов, оправок и приспособлений
тщательно протереть посадочные
поверхности станка и устанавливаемых
элементов. Периодически проверять
усилие натяжения приводных ремней
и плавность их работы. Биение шпинделя
шлифовального станка не должно превышать
значений, установленных техническими
требованиями на станок, иначе биение
может привести к снижению точности
обработки и даже к разрыву
круга. Все абразивные инструменты,
выступающие концы шпинделя и
вращающиеся крепежные элементы
должны быть ограждены защитными
кожухами, прочно прикрепленными к
станку. На станках, имеющих кожухи
с регулируемыми козырьками, следует
(по возможности) работать с уменьшенными
углами раскрытия. Зазор между кругом
и верхней кромкой раскрытия
подвижного кожуха, а также между
кругом и предохранительным козырьком
не должен превышать 6 мм. Зазор между
боковыми стенками защитного кожуха
и фланцами для крепления круга
наибольшей высоты, применяемого на данном
станке, должен находиться в пределах
5... 10 мм. При работе съемная крышка
защитного кожуха должна быть надежно
закреплена. Шлифовальные станки, предназначенные
для работы с окружной скоростью
круга 60 м/с и более, должны иметь
дополнительные защитные устройства в
виде металлических экранов и
ограждений, закрывающих рабочую
зону во время шлифования, и щитков,
закрывающих открытый участок круга
при отводе последнего. На станках,
где шлифование осуществляют с окружной
скоростью, превышающей 40 м/с, защитный
кожух должен иметь соответствующую
окраску (ГОСТ 12.4.026—76), отличающуюся от
окраски станка. При работе на станках
с автоматическим переключением
подач во избежание защемления рук
шлифовщика с помощью упора установить
щитки, закрывающие рычаги переключения.
На станках с движущимся столом оградить
зону выхода стола. Проверить исправность
работы механизмов, наличие смазки
и СОЖ в соответствующих системах.
Перед включением станка убедиться
в исправности и правильности
установки и закрепления исполнительных
органов станка и заградительных
устройств. Экраны должны быть расположены
так, чтобы предотвратить попадание
шлифовального шлама, брызг СОЖ
в рабочую зону обслуживающего персонала.
Во время обработки на шлифовальном
станке, а также при правке круга
шлифовщик не должен приближаться близко
к шлифовальному кругу или
вращающейся заготовке. Контролировать
равномерность износа по всей ширине
рабочей поверхности круга и
не допускать контакта зажимного
фланца с заготовкой. Если диаметр
круга уменьшился вследствие износа,
частота его вращения может быть
увеличена, однако рабочая окружная
скорость не должна превышать допустимую
для данного круга. При работе
с СОЖ следить за тем, чтобы
она омывала шлифовальный круг по
всей рабочей поверхности и своевременно
отводилась в бак. Не допускать погружение
круга в бак. Не прикасаться к
движущейся заготовке и шлифовальному
кругу до полного их останова. Измерения
производить после отвода шлифовального
круга на безопасное расстояние. Править
круг только специальным инструментом,
надежно закрепленным в приспособлении.
Правку по возможности вести при обильном
охлаждении. Во время работы станка запрещается
производить его чистку, открывать или
снимать ограждения, отключать предохранительные
устройства, а также очищать остановленный
станок и отстойник бака от шлама, грязи
и абразивной пыли. Установка и закрепление
шлифовальных кругов. Перед началом работы
убедиться в надежности крепления и прочности
круга, для чего обеспечить его вращение
вхолостую на рабочей скорости в течение
2 мин при диаметре круга до 400 мм и в течение
5 мин при диаметре 400 мм и более. Проверить
наличие прокладок между зажимными фланцами
планшайбы и кругом, а также не ослаблены
ли крепежные элементы, фиксирующие фланцы.
Установить на шпиндель станка планшайбу
в сборе со шлифовальным кругом после
ее балансирования. Оберегать сборку от
ударов и при необходимости хранить в
вертикальном положении. Установка заготовок.
При установке и закреплении заготовок
на круглошлифовальных станках проверить
состояние отверстий в заготовках, состояние
опорных центров, поводковых устройств,
патронов и приспособлений. Для безопасного
шлифования длинных заготовок следует
использовать люнет. При установке и закреплении
заготовок на плоскошлифовальных станках
проверить правильность расположения
заготовки путем ручного перемещения
стола (если это невозможно, то с помощью
линейки), а также расположения крепежных
элементов (шлифовальный круг должен свободно
проходить над ними). При закреплении заготовок
на электромагнитных приспособлениях
проверить действие блокирующих устройств,
которые должны автоматически выключать
движение стола и вращение шпинделя при
прекращении подачи электроэнергии. Приемы
работы на шлифовальных станках. Следить
за работой механизмов станка. При нагреве
подшипников свыше 60 °С или при появлении
необычного шума прекратить работу и принять
меры к устранению неисправностей. Прежде
чем остановить станок, необходимо выключить
подачу и отвести круг от заготовки. По
окончании работы с использованием СОЖ
выключить ее подачу или вывести шлифовальный
круг из жидкости и просушить его на холостых
оборотах в течение 2... 5 мин. Отказы при
круглом наружном и плоском шлифовании
и способы их устранения. При окончательной
обработке деталей с малыми припусками
(до 0,5 мм) наиболее производительным и
экономичным процессом является шлифование.
К преимуществам круглого наружного шлифования
относятся высокая точность размеров
(погрешность 2...4 мкм и менее), высокая
точность формы (например, отклонения
от цилиндричнос-ти 1...2 мкм и от круглости
0,3...0,5 мкм), малая шероховатость обработанной
поверхности (0,63... 1,25 мкм, а в отдельных
случаях 0,16...0,32 мкм) и высокая производительность
обработки. Одним из видов окончательной
обработки плоских поверхностей деталей
является плоское шлифование. Обработка
может осуществляться торцом или периферией
круга. Причины отказов и способы их устранения
при выполнении операций круглого наружного
и плоского шлифования приводятся в табл.
10.4. Таблица 10.4 Отказы шлифовальных станков
и способы их устранения Отказы шлифовальных
станков и их причины Способы устранения
Следы вибраций, волнистость: неуравновешенность
круга, шпиндельного узла или ротора электродвигателя
применение слишком твердого либо мелкозернистого
круга неправильная или несвоевременная
правка круга неплотная посадка на шпинель
станка фланца для крепления круга неправильный
угол центров и центрового отверстия,
неточное их прилегание или чрезмерный
износ центров Тщательно балансировать
круг, шпиндельный узел или ротор (балансировку
круга производить до и после его правки)
Подобрать круг с надлежащими характеристиками
Проверить алмаз, жестко его закрепить,
повторить правку на рекомендуемых режимах
Заменить фланец Проверить центры, центровые
отверстия и их прилегание и устранить
недостатки, улучшить смазывание центров
Отказы шлифовальных станков и их причины
Способ устранения недостаточное крепление
передней или задней бабки на столе чрезмерные
зазоры в опорах шлифовальной бабки слабое
крепление заготовки зазубрины на кромке
круга применение чрезмерно крупнозернистого
круга Равномерно расположенные узкие
и глубокие следы грубой обработки: неправильный
режим правки, установка алмаза не соответствует
техническим рекомендациям Зажать крепежные
болты Уменьшить зазоры Усилить крепление
заготовки и увеличить натяг пружины задней
бабки Закруглить кромки Подобрать круг
соответствующей зернистости Снизить
продольную подачу алмаза Обеспечить
равномерную подачу вдоль образующей
круга. Проверить состояние алмаза и чаще
его поворачивать. Установить инструмент
для правки под углом 5° книзу и 30° в сторону.
Плотно закрепить державку. Окончательный
проход при правке производить в направлении,
противоположном подаче Широкие неравномерно
расположенные риски разной глубины: применение
чрезмерно мягкого круга или круга с засаленными
и заглаженными участками, завышение режима
шлифования Неравномерные грубые следы
обработки: загрязненность СОЖ слабое
крепление шлифовального круга Подобрать
более твердый круг или провести его правку.
Проверить и подобрать режимы шлифования
Очистить резервуар и профильтровать
СОЖ. Промыть сильной струей кожух станка
после правки круга и при переходе на работу
другим кругом Тщательно затянуть во фланцах
крепежные болты круга Отказы шлифовальных
станков и их причины Прижоги и трещины
на обработанной поверхности: применение
круга высокой твердости занижение скорости
вращения заготовки недостаточная подача
СОЖ в зону резания увеличенная поперечная
подача проскальзывание круга во фланцах
или приводного ремня шлифование притуплённым
кругом правка круга выполнена притуплённым
алмазом Отклонение от круглости обработанной
поверхности: неуравновешенность заготовки
или поводкового хомутика неправильный
угол или неправильное прилегание (изношенность
центров) и повреждение центровых отверстий.
Зазор между пи-нолью и корпусом задней
бабки применение слишком твердого или
мелкозернистого круга недостаточное
крепление заготовки неправильная регулировка
люнетов повышенный износ шеек шпинделя
бабки изделия биение шпинделей передней
бабки (при закреплении детали в патроне)
Способы устранения Заменить на круг меньшей
твердости или высокопористый Увеличить
частоту вращения заготовки Улучшить
подачу СОЖ Уменьшить подачу Закрепить
круг, отрегулировать натяжение ремней
Провести правку круга Повернуть алмаз
и подвести непритупленную кромку или
заменить его на новый. Увеличить продольную
подачу при правке Установить противовесы.
Сменить хомутик Проверить центры, центровые
отверстия и их прилегание, а также наличие
зазора между корпусом и пинолью задней
бабки. Очистить центровые отверстия и
смазать центры Подобрать круг с соответствующими
характеристиками Отрегулировать зажим
заготовки Выверить люнеты Проверить
геометрическую форму шеек шпинделя и
провести их ремонт Отрегулировать зазоры
в подшипниках Отказы шлифовальных станков
и их причины Отклонение от прямолинейности
образующей обработанной поверхности:
неравномерный износ круга по образующей
деформация упругой системы сид смещение
одного из центров в вертикальной плоскости.
Отклонение параллельной оси вращения
заготовки от направления движения стола.
Отклонение от прямолинейности движения
стола Плоское Местное занижение размера
(зарезы, выхваты, завал кромок): самопроизвольная
подача круга или зазор в паре гайка—винт
механизма вертикального перемещения
или в подшипниках шпинделя врезание круга
в заготовку при установке его на глубину
резания низкая твердость круга (завал
кромок) выхваты на поверхности недостаточно
жестких заготовок Способы устранения
Произвести правку круга; заменить кругом,
имеющим большую твердость Установить
дополнительный люнет. Уменьшить поперечную
подачу, увеличить время выхаживания Переналадить
станок Устранить зазоры в механизме подъема,
отрегулировать клинья и планки и улучшить
систему противовеса. Устранить зазоры
в подшипниках Включить движение стола
к заготовке до подвода шлифовального
круга Применить более твердый круг Осуществить
обильное охлаждение; заготовки обрабатывать
с малыми съемами и подачами; наклонять
ось круга на 2...30 Отклонения от плоскостности
и параллельности шлифуемой поверхности
базовой плоскости: забоины, загрязнения
и неровности на поверхности магнитной
плиты или заготовки неплоскостность
базовой поверхности заготовки Магнитный
стол периодически перешлифовывать, а
базовую поверхность заготовки предварительно
обрабатывать Тщательно очищать от стружки
магнитную плиту и заготовку Отказы шлифовальных
станков и их причины изношенность направляющих
шлифовальной бабки или подшипников шпинделей
неточность приспособления или установки
и закрепления в них заготовок шлифование
чрезмерно мягким кругом недостаточная
частота правки круга интенсивный режим
шлифования, вызывающий нагрев заготовки
Прижоги и трещины на поверхности: слишком
твердый круг недостаточное охлаждение
интенсивные режимы (большие глубина шлифования,
подача и др.) Неудовлетворительная шероховатость
шлифованной поверхности: недостаточный
припуск применение крупнозернистого
круга грубая правка круга недостаточное
охлаждение неуравновешенность вращающихся
частей станка и недостаточная его жесткость
Способы устранения Если направляющие
износились, но прямолинейность не нарушилась,
то достаточно перешлифовать стол в соответствии
с новым положением направляющих; если
же они имеют отклонения от прямолинейности,
то надо шабрить или шлифовать их; изношенные
подшипники заменить Проверить приспособление,
правильно установить и закрепить заготовку
Заменить круг на более твердый Увеличить
частоту правки круга, особенно во время
чистовых проходов Снизить режим шлифования,
провести обильное охлаждение Сменить
круг на более мягкий или высокопористый
Увеличить подачу СОЖ и наладить ее беспрерывное
поступление Снизить режимы шлифования
Увел ичить припуск Заменить круг на более
мелкозернистый и мягкий Произвести более
тонкую правку Увеличить подачу СОЖ Тщательно
балансировать шлифовальный круг и вращающиеся
части станка. Проверить качество сшивки
ремней, их натяжение Отказы шлифовальных
станков и их Способы устранения причины
чрезмерно интенсивные ре- Снизить режимы
шлифования жимы шлифования (глубина резания
и подача заготовок) Грубые риски на обработанной
поверхности: загрязненность СОЖ и системы
Сменить СОЖ, очистить бак охлаждения
неравномерный ход правящего Повысить
качество правки инструмента чрезмерно
большие подачи На последних проходах
уменьшить подачу Следы вибраций на шлифованной
поверхности: неоднородность обрабатыва-
Последние проходы производить емого
материала и его термо- при пониженной
скорости обработки движения стола проскальзывание
ремня и Заменить ремень грубая его сшивка
движение стола толчками Отрегулировать
работу гидравлического привода зазор
в подшипниках Заменить или отремонтировать
шлифовального шпинделя подшипники слабое
крепление заготовки Усилить крепление
заготовки неправильный выбор Заменить
круг шлифовального круга Волнистость
шлифованной поверхности: неравномерный
износ круга Заменить круг неуравновешенность
враща- Ввести регулярную правку круга,
ющихся частей и нежестокость балансировать
вращающиеся системы части