Введение к работе
Актуальность темы. Современное производство машин и приборов основано на технологических системах, состоящих из взаимосвязанных станочных систем. К работе этих комплексов предъявляются требования к качеству, производимых деталей, их количеству, для ритмичности их поступления на сборку.
При совершении рабочего процесса, оборудование изменяет свои свойства. Точность обработки падает, производительность снижается. Постепенно состояние станка приближается, в частности, к отказу, а в общем, к придельному состоянию. Предельное состояние, это состояние конструкции, когда система не может выполнять заданные функции с требуемыми параметрами. В этот момент система выходит из производственного процесса. Это событие, как правило, представляет собой «случайное» событие, т.к. внутреннее состояние конструкции скрыто от наблюдателя. Это событие приводит к экономическим потерям. С целью предотвращения таких «случайностей», любое производство имеет систему обеспечения работоспособности оборудования. Это осмотры, регулировки, ремонты.
В станкостроении - это система ППР (планово-предупредительного ремонта). Система разработана в 50-х годах прошлого века, для существовавшего тогда оборудования. Она проста в применении, но обладает низкой достоверностью оценки текущего состояния. Это приводит к двум крайностям. Станок ремонтируют, когда он еще может работать, либо ремонт запаздывает. В настоящее время применяют подход к восстановлению по состоянию. Для этого используют экспертную оценку. Экспертом, как правило, выступает станочник, работающий на этом оборудовании. Эксперт субъективен в оценках, она зависит от уровня квалификации и т.д.
Современное оборудование сложное, выполняемые функции ответственные и неожиданные простои в ремонте дорого обходиться производству. Для решения этих проблем современные станки снабжают диагностическими системами. Но станок не авиалайнер, диагностическую систему устанавливают на ограниченных станках, на те узлы, которые быстро выходят из строя.
Анализ публикаций показал на отсутствие подходов к оценке текущего состояния станка, с целью предотвращения «неожиданностей» во время рабочего процесса. Актуальность работы продиктована именно этим
фактом.
Объектом работы является текущее состояние станка находящегося в
эксплуатации. Технический объект 16К20.
Предметом исследования является достоверность оценки состояния станка по параметрам точности обработки.
Методы исследования основаны на результатах таких разделов машиностроения, как методы расчета станков, теоретическая механика,
технология машиностроения, теория резания, метрология, термодинамика и сопромат.
Цель работы состоит в разработке метода регулирования уровнем достоверности оценки статочного ресурса (ОР) станка, находящегося в эксплуатации по параметрам точности обработки.
Задачи работы:
определить направление исследований позволяющее установить связь текущего состояния станка со временем эксплуатации до предельного состояния;
установить форму закономерности процесса старения станка в течение длительного времени эксплуатации;
сформулировать методы для получения количественных значений параметров закономерности старения станка;
обобщить результаты исследований по формированию типовой методики оценки ОР.
Научная новизна работы состоит в разработке положений, образующих научные знания, при выполнении которых свойства станка можно исследовать методами термодинамики и, в частности, применять для процесса старения логарифмическую форму этого процесса (формула Больцмана).
Эти положения следующие:
- станочная система по сути своих функций, термодинамическая
система (ТДС);
- ТДС состоит из макротел, обменивающихся энергией с внешней
средой, что возможно только при совершении рабочего процесса;
ТДС станка обменивается энергией между составными частями, что приводит к взаимному влиянию процессов, возникающих в конструкции;
в ТДС обязательно изменяется температура, что в станке является обязательным явлением и влияет не только на изменение параметров геометрической точности станка, но и приводит к изменению свойств конструкции (измеряется жесткость, основополагающее свойство станка).
Практическая значимость основана на использовании информации текущего состояния в двух направлениях:
оценка ОР станка, с целью принятия решения о дальнейших действиях над станком: продолжение работы или ремонт;
формирование стратегии восстановления работоспособности, если требуется ремонт по параметрам точности обработки.
Степень достоверности полученных результатов основывается на проведенном комплексном анализе результатов теоретических данных и экспериментального исследования. Сформулированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными и не противоречат известным положениям.
Реализация работы. Практическое применение результатов работы
нашло при оценке работоспособности оборудования на
ФГУП «НПО Астрофизика».
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции «Машиностроительные технологии». Москва. 2008., Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов. Москва. 2010, на заседаниях кафедры МТ-1 в 2008, 2010, 2012
годах.
Публикации. Тема диссертационного исследования отражена в 5 научных публикациях, из них опубликовано 3 статьи в журналах входящих в
перечень ВАК РФ.
Объем работы. Диссертация содержит 127 страниц машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, заключения, общих выводов, списка литературы (95 наименований) и приложений (4 штук).
