1.3. Требования к машинам и механизмам

При проектировании машин, в том числе и техники вооружения, учитывают их основные характеристики и общие требования, предъявляемые к ним.

Основными характеристиками машин являются назначение и область применения, способ управления, мощность и производительность, коэффициент полезного действия, масса, габаритные размеры, стоимость, условия эксплуатации и др.

Общими требованиями, предъявляемыми к машинам и механизмам, в том числе, применяемым в артиллерийской технике, являются: работоспособность, надежность, технологичность, экономичность, эргономичность.

Р а б о т о с п о с о б н о с т ь – это состояние машины и механизма, при котором они могут выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (техническими условиями, заданием, стандартами и т.п.).

Н а д е ж н о с т ь ю машины (механизма, детали) называют свойство выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией в течение заданного промежутка времени или наработки (в часах, километрах, циклах и т.п.). При этом должны соблюдаться режимы технического обслуживания, эксплуатации, хранения и транспортировки. Обеспечение надежности, особенно техники вооружения, является общей проблемой промышленности и зависит от всех этапов создания и эксплуатации изделий. Надежность слагается из безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости изделия.

В зависимости от вида изделия надежность может определяться частью или всеми перечисленными свойствами. Например, надежность колеса зубчатой передачи или болта резьбового соединения определяется их долговечностью, а автомобиля, автомата, артиллерийского орудия – долговечностью, безотказностью и ремонтопригодностью.

Б е з о т к а з н о с т ь – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

О т к а з – нарушение работоспособности изделия.

Д о л г о в е ч н о с т ь – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Характеризуется ресурсами (техническим, назначенным).

Р е м о н т о п р и г о д н о с т ь – приспособленность изделия к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

С о х р а н я е м о с т ь – свойство изделия сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Для обеспечения надежности машин при их проектировании рассматривают:

структурную схему безотказности изделия (изделие разбивают на элементы и определяют, как влияет отказ одного элемента на отказ изделия);

схемную надежность изделия (определяют пути повышения надежности на основе совершенствования самой схемы изделия);

резервирование в машинах (предусматривается повышение надежности введением в машины дополнительных средств для выполнения изделием заданных функций);

пути повышения надежности каждого элемента (изделия).

Надежность оценивается на всех этапах создания и эксплуатации изделий. Ошибки проектирования, погрешности в производстве, транспортировке и эксплуатации сказываются на надежности изделия.

Одним из основных показателей надежности является вероятность Р(t) безотказной работы в течение заданного времени t или заданной наработки:

Р(t) = Р (t - t_*),

где t_* - время появления отказа, рассматриваемая как случайная величина.

Т е х н о л о г и ч н ы м и называют машины (детали, сборочные единицы), позволяющие экономить материальные средства, время, труд в процессе производства, эксплуатации и ремонта. Они должны быть также приспособленными к гибкому автоматизированному производству (ГАП). Конструкции машин должны характеризоваться высокой преемственностью и высоким уровнем стандартизации и унификации конструктивных элементов, материалов, расчетов и технологий, возможностью «сращивания» систем автоматизированного проектирования и производства.

Э к о н о м и ч н о с т ь предполагает учет материальных и трудовых затрат на исследования, проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Экономичность изделий достигается снижением материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости производства, повышением КПД в эксплуатации, высокой надежностью, специализацией производства и другими факторами.

Э р г о н о м и ч н о с т ь предусматривает совершенство и красоту форм и вида изделий, а также удобство их обслуживания человеком в процессе эксплуатации.

Красивый внешний вид придают изделиям форма и внешняя отделка конструкции. Для этого применяются декоративная полировка, окраска, нанесение гальванических покрытий и т.д. Существенное значение имеют мероприятия, направленные на придание удобств работе обслуживающего персонала (расчета), снижению его утомляемости, повышению реакции, точности выполняемых операций.

Выполнение рассмотренных выше требований к машинам (механизмам) достигается привлечением к исследованиям и их проектированию не только инженеров-конструкторов, но и технологов, экономистов, инженеров по эксплуатации и ремонту, дизайнеров.