Формулы расчета рабочего цикла и цикловой производительности машин  и  классов

Класс	Позиционность	Продолжительность рабочего цикла, Тр, с	Цикловая производительность Qц, шт/c
	Однопозиционная. u = 1 Последовательное выполнение рабочих операций
	Однопозиционная. u = 1 Параллельное выполнение рабочих операций	tу + tmax + tc
	Многопозиционная.	tmax + tп

В машине циклического действия в общем случае

г де k - коэффициент производительности, который характеризует степень непрерывности технологического процесса, выполняемого в данной машине. Этот коэффициент отражает конструктивное совершенство машины-автомата, степень ее приближения к машине непрерывного действия, т.е. такой машине, в которой основные операции технологического процесса выполняются непрерывно, Чем выше коэффициент производительности, тем конструктивно совершеннее машина.

Следует иметь в виду, что технологическая производительность не неизменная величина; использование прогрессивной технологии, новых физических и химических методов обработки позволяет сокращать величину Q_тхл.

В машинах-автоматах с жесткими связями время рабочего цикла практически постоянно и от продолжительности работы машины не зависит. Следовательно, технологическая и цикловая производительность – величины постоянные. В машинах с гидравлическими и пневматическими исполнительными механизмами колебания времени рабочего цикла могут быть ощутимыми, так как свойства рабочего тела (масла, воздуха) зависят от температуры и других факторов.

С екундная производительность машин-автоматов  класса, предназначенных для выпуска штучной продукции

где v – скорость перемещения объекта обработки в машине, м/c;

w – число потоков;

l – длина обрабатываемого изделия в направлении оси его перемещения, м;

а – расстояние между двумя соседними изделиями, м.

Производительность машин-автоматов нештучной продукции в зависимости от вида изделий измеряется в единицах длины, площади, объема или массы, отнесенных к единице времени.

Теоретическая производительность этих машин рассчитывается по формулам (соответственно в м/c; м²/c; м³/c и кг/с)

Q = vw;

Q = vbw;

Q= vbhw;

Q = vbhw,

где b – ширина слоя продукта, м;

h – высота или толщина слоя продукта, м;

 - плотность материала, кг/м³.

ФАКТИЧЕСКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

В реальных условиях машины не работают непрерывно, не всегда их продукция отвечает нормативам предъявляемого к ней качества. Внецикловые простои машины связаны, например, с необходимостью заправки материала, смены инструмента, устранения неполадок. Причинами потери качественных показателей изделий, наряду с другими, могут быть износ инструмента, несоответствие загружаемого материала нормативам. Принято время, в течение которого машина выдает некондиционные изделия, также относить к внецикловым простоям.

Внецикловые простои по причинам их возникновения разделяются на пять видов.

1. Простои по инструменту. К ним относятся все потери времени, связанные с заменой инструмента из-за его неработоспособности, регулировки, наладки и т.п.

2. Простои по оборудованию. Этот вид простоев связан с неработоспособ- ностью машины вследствие отказа ее механизмов и устройств, включая отказы комплектующих изделий, нарушения регулировки и т.д. Сюда относится также время ремонта и профилактического обслуживания машины.

3. Простои из-за недостатков организации производства. Эти потери времени имеют место в тех случаях, когда машина работоспособна, однако вынуждена простаивать из-за отсутствия материала (заготовок), отключения электроэнергии, нарушения обслуживающим персоналом трудовой дисциплины и прочими подобными обстоятельствами.

4. Простои из-за брака. Машина выдает продукцию, не отвечающую техническим требованиям вследствие нарушения регламента процесса, некачественных заготовок и по другим причинам.

5. Простои по переналадке машины на выпуск новой продукции или с новыми свойствами исходных материалов.

Фактическая производительность машины всегда меньше цикловой из-за внецикловых простоев. Перечисленные выше причины простоев можно разделить на две группы: простои по техническим причинам, т.е. связанные с конструктивными особенностями инструмента и машины, их надежностью и долговечностью, и простои по организационным причинам.

Простои первой группы функционально связаны с режимом работы машины-автомата, так как износ инструмента, кинематических пар, регулировка, ремонтные и другие работы зависят с одной стороны от степени совершенства конструкции машины и используемых комплектующих изделий, а с другой – от продолжительности работы машины и условий, в которых находятся ее исполнительные механизмы и устройства.

Простои второй группы функционально не связаны ни с конструкцией машины, ни с режимом ее эксплуатации. Они обусловлены организацией труда и производства на том предприятии или его подразделении, где установлена машина (трудовая дисциплина, своевременная подача материала и заготовок, отбраковка заготовок предыдущих операций, оптимизация партии изделий по условию минимизации переналадок машины и пр.).

Если принять, что за время  наблюдения за машиной последняя работала без простоев _р и выдала z_ф единиц продукции, а суммарное время простоев, включая техническое обслуживание и выполнение ремонтных работ, составляло _п , то

 = _р + _п .

Фактическая производительность машины

(4. 2)

г де суммарное количество выпущенной продукции

Подставляя значения  и z_ф в формулу (4. 2), найдем

Величина k_и называется коэффициентом использования, он представляет собой отношение времени бесперебойной работы машины за период наблюдения ко всему времени наблюдения:

Суммарное время простоев за время наблюдения представляет собой внецикловые потери, а их отношение ко времени бесперебойной работы машины – коэффициент внецикловых потерь. Чем меньше внецикловые потери, тем выше коэффициент использования машины и, следовательно, тем ближе фактическая производительность к цикловой.

Количество изготовленных изделий z_ф пропорционально времени _р, поэтому

где внецикловые потери, приходящиеся на единицу продукции.

Принимая во внимание уравнение (4. 1), получим

Из последней формулы следует, что внецикловые потери на единицу продукции t_п вызывают эффект как бы удлинения рабочего цикла машины.

Суммарное время простоев складывается из простоев по техническим причинам _тех и по организационным причинам _орг:

_п = _тех + _орг .

Коэффициент использования можно представить в виде

или

Выражение

(4. 3)

называется коэффициентом технического использования. Коэффициент технического использования  одна из характеристик надежности функционирования машины. Величина этого коэффициента зависит от степени конструктивного совершенства машины, технологии ее изготовления и сборки, качества комплектующих изделий и ряда других параметров, связанных с проектированием и изготовлением агрегата.

В еличина k ₃ называется коэффициентом загрузки. Его значение зависит преимущественно от организации труда на производстве.

Общий баланс производительности машинного агрегата автоматического действия показан на рис..

В процессе эксплуатации машины фактическая производительность не остается постоянной: она растет в период пуска и освоения машины, сохраняется приблизительно постоянной с некоторой тенденцией к увеличению в период стабильной эксплуатации и несколько снижается из-за увеличения износа и частоты отказов к моменту приближения периода планово-предупредительного ремонта. Величины, характеризующие коэффициент технического использования и коэффициент загрузки, являются случайными, следовательно, для их нахождения, а также для анализа резервов производительности или сравнения различных вариантов исполнения машин необходимы длительные наблюдения.

Практически ограничиваются сравнительно кратковременными исследованиями значений Q_ф , k_и, k_ти, k_з, t_п в период стабильной эксплуатации машины.

Рис 5 . Баланс производительности агрегата автоматического действия

Изложенные положения о расчете производительности машин распространяются и на автоматические линии. Методика анализа производительности машин и автоматических линий тесно связана с теорией надежности машин и подробно рассматривается в ряде

специальных работ.

Лекция 6