книги из ГПНТБ / Силаев, И. С. Система КАНАРСПИ в действии (основные направления повышения качества и надежности изделий)

бегать концентраторов напряжений — эта сталь крайне чув­ ствительна к чистоте обработки поверхности, особенно при значительных растягивающих нагрузках.

В качестве примера повышения надежности и долговечно­ сти деталей за счет правильного выбора материала можно привести изготовление коленчатых валов автомобильных дви­

ской обработки позволило увеличить надежность и долговеч­ ность валов и мотора в целом.

C целью повышения эксплуатационных характеристик раз­ личных материалов тщательно прорабатывают вопросы анти­ коррозионной защиты, защиты от фретинга, а также покрытий, улучшающих электропроводные и антифрикционные свойст­ ва, назначают технологические приемы, повышающие меха­

нические характеристики материалов (поверхностный наклеп,

термохимическая обработка, напыление твердых сплавов

ит. д.).

Вряде случаев долговечность изделий определяется появ­

лением коррозии. Особо активна коррозия при трении над

нагрузкой — фретинг-коррозия. Для устранения коррозии

этого вида необходимо применять специальный изоляцион­ ный прокладочный материал, уменьшающий истирание и по­ вышающий долговечность элементов конструкции.

высокопрочных материалов. Кадмирование и хромирование дают такой же результат, но в меньшей степени. Анодные покрытия алюминиевых сплавов прежде всего утолщенные (более 10—12 мкм для плакированных листов и более 5 мкм для неплакированных) снижают прочность при повторных на­ грузках.

Необходимо обратить особое внимание на применение г

конструкциях деталей из пластмасс и других неметаллически?

материалов, которые обладают рядом свойств, выгодно от­ личающих их от металлов, в частности при работе деталей ≡

агрессивных средах, при высоких температурах. Иаготовле

ние, например, деталей из стеклотекстолита марки ВПС-4 по­

42

Очень важен для надежной работы элемента конструкции

выбор его конструктивных, геометрических форм. Элементы

ний. Так как в большинстве случаев этого добиться не уда­ ется, элементам придаются формы, смягчающие действие концентраторов напряжений. Вследствие того, что предел уста­

лости конструктивного элемента зависит не только от мате­ риала, но и от характера конструкции и режимов эксплуа­ тации, в большинстве случаев он отличается от данных,

полученных в результате испытаний образца материала. Это вызывает необходимость проведения натурных усталостных испытаний наиболее важных и характерных типовых элемен­ тов конструкций.

При выборе геометрической формы того или иного эле­ мента конструкции стремятся, с одной стороны, к ее упроще­ нию, а с другой —к созданию монолитных деталей взамен узлов, собираемых из множества элементарных деталей.

Современные методы изготовления деталей дают возмож­

моделям; литье выжиманием с последующей кристаллизаци­

ей; литье и прессование из пластмасс; прессование из пресспорошков; обработка на копировальных станках и станках с программным управлением, химическое фрезерование, штам­ повка с использованием высокой энергии — методом взрыва и электрогидравлическим ударом, электроэрозионные мето­ ды обработки и др. Особо ответственные элементы конструк­ ции корпуса машины и систем должны работать в разгру­

женных режимах, что, безусловно, скажется на качестве из­

телевизоров.

Очень важно правильно выбрать запас прочности элемен­ тов, имеющих концентраторы напряжений. В современных машинах учитывается каждый килограмм веса конструкций, поэтому вступают в противоречие требования снижения веса и создания разгруженных режимов работы конструкций. Это противоречие разрешается, во-первых, выбором минимума разгруженных элементов, жизненно важных для работы ма-

4S

нии заданного периода времени. Сюда относятся допуски на геометрические размеры, сопротивление изоляции, амортизи­

рующие данные подвесок, выходные параметры элементов

электрических и других систем. Большую помощь конструкто­ ру в выборе допусков может оказать теория функциональной

взаимозаменяемости.

Большое значение имеет применение в конструкции стан­ дартных элементов, надежность которых уже проверена в хо­ де эксплуатации предыдущих типов машин. Важно, чтобы стандартные элементы применялись в соответствующих усло­ виях и чтобы конструкции их постоянно совершенствовались.

Назначение обкатки или тренировки отдельных элементов, а

случайные дефекты в изготовлении элементов. Затем числе

отказов падает и наступает период нормальной эксплуата­ ции. Позднее, когда начинает сказываться износ деталей ма­

шины, количество отказов снова увеличивается.

В общем случае время тренировки или обкатки элементов должно равняться времени приработки, с тем чтобы период, в который происходит максимум отказов, элемент или изде­ лие проработали на стенде или на заводе. Для этого необхо­ димо ввести более жесткий режим приработки элементов, чтобы время обкатки было минимальным.

Для того чтобы правильно сделать выбор конструктивных элементов и узлов, вновь вводимых в конструкцию изделий и

их систем, проводят всесторонние испытания на прочность,

циклические нагрузки, перегрузки, повышенные и понижен­ ные температуры, повышенную влажность, запыленность

и т. п. в условиях, близких к тем, в которых они будут рабо­ тать при эксплуатации.

Проектирование систем изделий. Выбор правильной схе­

мы систем изделия во многом определяет его надежность. Поэтому при выборе необходимо руководствоваться рядом принципов.

45

Система по возможности должна быть наиболее простой (наименьшее количество элементов, соединений, переходов, короткие коммуникации и т. д.). Схема системы выбирается такой, чтобы входящие в нее элементы не оказывали вредных воздействий друг на друга.

Элементы системы должны быть рассчитаны на работу в условиях, обеспечивающих их нормальное надежное функ­ ционирование (температура окружающей среды, темпы пере­ пада температур, вибрационные, ударные нагрузки, условия влажности, запыленности ит. п.) Длительная работа элемен­ тов на перегрузочных режимах недопустима.

Компоновка систем должна давать возможность панелирования.

Большое внимание уделяют оптимальным температур­

ным режимам, распределению температурных полей, выра­

ботке на основании этих сведений рекомендаций для проек­

последних этапах его разработки, поэтому очень важно зара­ нее провести все мероприятия по установлению оптимально­ го температурного режима. Для конструирования и расчетов температурных режимов блоков и агрегатов изделий с есте­

ственным охлаждением нет готовых надежных формул; конструирование их до сих пор остается сложной проблемой.

Тем не менее знание закономерностей распределения тепла

облегчает решение этой проблемы.

Выбор оптимальных температурных режимов узлов и рациональная компоновка деталей в блоках позволяют зна­ чительно увеличить удельную рассеиваемую мощность в блоках и повысить показатели надежности изделий.

При проектировании системы, исходя из степени надежно­ сти ее элементов, необходимо предусматривать резервирова­ ние. Цель резервирования — повышение надежности. Резер­

вирование может принимать различные формы. Одна из них состоит в выполнении расчетов с большим запасом. Вторая форма заключается в том, что в систему вводятся резервные

лельно включенных элементов равна произведению вероятно­ стей отказа каждого элемента.

Однако резервирование усложняет систему, увеличивает вес, объем и стоимость изделия. К тому же автоматические устройства, включающие в работу резервный элемент по вы­

46

стройки и контроля объективными и по возможности автома­

тизированными средствами. C этой целью системы снабжают специальными разъемами для присоединения настроечной и контрольной аппаратуры.

Во многих случаях предусматривают встроенный контроль и самонастройку систем, выдачу информации о режимах ра­

боты и возникших неисправностях, а иногда даже и прогно­ зирование возможных отказов. Для многих сложных систем еще не определены параметры, по которым можно было бы судить об изменении надежности той или иной системы, не разработаны методы контроля изменения технического со­ стояния систем и их элементов.

Необходимо провести исследовательские работы по опре­

контроль изменений технического состояния. Если информа­

необходимо получить при помощи специальных или универ­ сальных средств обслуживания перед началом работы маши­

ны. Большой эффект дает применение самописцев, непрерыв­ но записывающих параметры систем в процессе работы. Обработка этих записей может быть использована для про­ гнозирования возможных отказов.

Система должна проектироваться с расчетом на работу при оптимально широком поле допусков на параметры ее элементов. При изготовлении же элементов систем должны быть обеспечены более узкие допуски на их параметры. В этом случае достигается запас точности, и система работает продолжительное время без дополнительной настройки или замены элементов.

Важным направлением обеспечения надежности сложных машин и их систем в процессе проектирования являются панелирование и агрегатирование монтажей. Основы панелирования должны быть заложены при проектировании. Па­ нелирование монтажей заключается в рациональном разме­ щении на общих зональных панелях аппаратуры и коммуни­ каций. На рис. 10 показан образец монтажной панели гидро­ агрегатов. Панелирование, при котором сотни элементов ком­ муникаций, электросистем удается собрать в несколько комму­ никационных блоков, позволяет значительно улучшить под-

47

4δ

Г'ідроагрегаты

Рис. 10. Монтажная панель гидооагоегатов

ходы к приборам, уменьшить число коммуникаций, упорядо­ чить монтажи, сократить длину коммуникаций.

Создание зональных монтажей панелей позволяет со­ вершенно по-новому организовать технологический процесс. Обычно каждый прибор при монтаже ставится на собранную машину. Это удлиняет цикл, создает неблагоприятные усло­

специально оборудованных рабочих местах с широким при­

менением средств механизации и автоматизации. Оконча­ тельно собранную панель проверяют при помощи объектив­ ных средств контроля и только после этого устанавливают на машину.

Наряду с созданием зональных монтажных панелей необ­ ходимо создавать блоки коммутационной аппаратуры, трас­ сы коммуникаций, жгуты проводов, которые можно было бы также собирать вне машины.

Панелирование создает условия для механизации монтаж­ ных работ, которые до сего времени механизированы мень­ ше, чем какие-либо другие операции.

При проектировании в конструкции предусматривают компенсаторы, способствующие уменьшению монтажных на­ пряжений, напряжений, возникающих вследствие деформа­ ции отдельных агрегатов машины в эксплуатации. Кроме того, создают наиболее благоприятные условия для работы

аппаратуры и оборудования машины, ее системы и комму­

никаций. обеспечивают теплоизоляцию или отвод тепла и выхлопных газов, минимальный уровень вибраций и нежела­ тельных влияний одной системы на работу других систем,

герметизацию и изоляцию отдельных приборов и агрегатов,

амортизацию, защиту от пыли, влаги и других неблагоприят­ ных условий эксплуатации.

Большое значение для повышения надежности имеет созда­

ние комплексированных приборов и агрегатирование элементов

Проектируемое изделие должно обладать высокой произ­ водственной и ремонтно-эксплуатационной технологичностью.

Производственная технологичность определяется сово­ купностью свойств конструкции, позволяющих применить при ее изготовлении наиболее совершенные технологические про­

цессы и обеспечить высокое качество при минимальных за­

тратах труда и времени.