Расчет показателей надежности и производительности станочного модуля

Методические указания

По выполнению курсовой Работы

 

по дисциплине

 

Cовременные металлообрабатываюшие станки и комплексы

 

на тему

 

СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ СТАНОЧНОГО УЧАСТКА

 

 

Направление подготовки: 15.04.05 Конструкторско-технологическое

Обеспечение машиностроительных производств

.

 

Тула 2015

 

 

Методические указания по выполнению курсовой работы составлены профессором Н.И. Пасько и доцентом О.С. Кашминым и обсуждены на заседании кафедры «Технология машиностроения» Политехнического института

протокол №1 от " 28" августа 2015 г.

Зав. кафедрой ____________________А.А.Маликов

 

Методические указания по выполнению курсовой работы пересмотрены и утверждены на заседании кафедры «Технология машиностроения» Политехнического института

протокол №___ от "___"____________ 201___ г.

Зав. кафедрой________________А.А.. Маликов

 

 

Содержание

1.Цель и задачи работы…………………………………………………….. 4

2.Теоретические сведения…………………………………………………. 4

2.1.Расчет показателей надежности и производительности станочного модуля ………………………………………………………………………… 4

2.2.Расчет показателей надежности и производительности участка …………………………………………………………. ………………….. 6

2.3.Расчет оптимальной структуры участка……………………….. 10

3.Подготовка исходных данных ……………………………… ………….. 15

4.Варианты задания на работу………………………………… …………… 17

5.Порядок выполнения работы ……………………………………………. 18

6.Указания по оформлению отчета …………………………… ………….. 19

7.Контрольные вопросы ……………………………………….. …………. 19

Приложение 1. Показатели надежности и ремонтопригод-ности структурных единиц автоматических линий и их взаимо-

связи ………………………………………………………………………… 21

Приложение 2. Вспомогательные таблицы к заданиям…………….. 24

Приложение 3. Форма титульного листа отчета по лабо-

раторной работе…………………………………………………………….. 27

 

Цель и задачи работы

 

Работа имеет целью закрепление теоретического материала и

выработку практических навыков использования программно-математического обеспечения САПР станочных систем и, в частности, программы синтеза на ЭВМ оптимальной структуры участка из параллельно работающих станков с учетом фактора надежности структурных единиц и разброса наработки участка за плановый период.

 

Теоретические сведения

 

Расчет показателей надежности и производительности станочного модуля

 

При синтезе оптимальной структуры участка из параллельно работающих станков необходимо учитывать надежность и ремонтопригодность станков и связанного с ними оборудования. В дальнейшем станочным модулем называется станок вместе с инструментальной наладкой, приспособлением, автооператором, роботом (если он привязан только к одному станку), системой ЧПУ и другими блоками и подсистемами, отказ которых приводит к простою станка.

Данные о надежности и ремонтопригодности структурных единиц получают из опыта, в частности, путем статистического анализа результатов наблюдения за действующими в производственных условиях станками и станочными системами, где используются такие же структурные единицы. Эти данные могут быть получены также путем специального испытания на надежность и только в редких случаях могут быть рассчитаны по теоретическим и эмпирическим формулам (например, стойкость инструмента).

В прил. 1 приведены данные о надежности и ремонтопригодности структурных единиц автоматических линий, полученные путем статистической обработки наблюдений за действующими образцами автоматических линий из ряда отраслей.

При расчете надежности и производительности участка используются следующие параметры станочного модуля:

- длительность цикла в с - t_ц;

- среднее число отказов на 100 обработанных деталей - b¢;

- среднее время простоя в мин на 100 обработанных деталей - B¢.

 

Кроме названных, на практике используются и другие показатели

надежности, ремонтопригодности и производительности:

- номинальная производительность станочного модуля, т.е. его производительность в исправном состоянии, дет./ч – q=3600/t_ц;

- интенсивность потока отказов, отк./ч - b;

- удельный простой в часах простоя на час безотказной работы

с номинальной производительностью - В;

- коэффициент готовности – Кг;

- средняя длительность интервала простоя, мин – T_в;

- средняя наработка на отказ в шт. обработанных деталей – Т¢

- интенсивность восстановления, отк./ч - a.

Отмеченные показатели рассчитываются через первичные показатели по формулам, приведенным в прил. 1.

Параметры b¢ и B¢ определяютcя через соответствующие параметры структурных единиц модуля по простым формулам:

(2.1)

где суммирование производится по всем структурным единицам модуля; b¢_i - среднее число отказов i -ой структурной единицы станочного модуля на 100 деталей (циклов); В_i¢ - среднее время мин простоя станочного модуля из-за отказов i -ой структурной единицы на 100 обработанных деталей (циклов). Значение параметров b¢_i, В_i¢ для некоторых структурных единиц, используемых в автоматических линиях, приведены в прил. 1.

Если робот или конвейер обслуживают несколько станков, например М, то надежность их надо, строго говоря, учитывать отдельно [2]. Приближенно их ненадежность можно учесть, увеличивая b¢ и В¢ на эквивалентную величину:

(2.2)

где b¢_i и В¢_i - число отказов и время восстановления на 100 циклов, взятые, например, из прил. 1, а М - число станков, обслуживаемых роботом, автооператором либо конвейером. Умножение на М учитывает тот факт, что транспорт при обслуживании М станков должен выполнить и М раз больше циклов загрузки-разгрузки, а также, что при отказа транспорта простаивает весь участок.

Степень влияния ненадежности транспортной системы на показатели участка зависит от числа станков на участке, которое само нуждается в определении. Поэтому показатели b¢_i и В¢_i для транспорта вводятся отдельно. Значения b¢_т и В¢_т рассчитываются по формулам (2.2) с учетом текущего значения числа станков M в процессе перебора вариантов структуры участка.

 

Приведем пример расчета показателей надежности станочного модуля через показатели надежности структурных единиц.

Пример. Пусть в станочный модуль входят следующие структурные единицы:

- полуавтомат токарного типа для черновой обработки деталей из стали;

- автооператор;

- рабочая позиция конвейера;

- режущие инструменты (резец со средней стойкостью 70 дет., временем замены и подналадки 5 мин; центровочное сверло со средней стойкостью 40 дет. и временем замены и подналадки 3 мин).

Длительность цикла модуля - 70 с.

Выбираем из таблицы прил. 1 показатели b¢_i и В¢_i для всех структурных единиц модуля. Для инструментов они рассчитываются по формулам (2.1), если считать, что стойкость в штуках - это средняя наработка на отказ Т¢_i, а время замены и подналадки - это средняя длительность интервала простоя модуля по причине этого инструмента T_вi.

Пользуясь формулами (2.2) получаем

 

Все другие показатели станочного модуля могут быть расcчитаны через b¢,B¢ и t_ц =70 с с использованием формул (2.1).

Например, номинальная производительность станочного модуля q =3600/70=51.4 дет./ч; собственный коэффициент готовности

- удельной простой станочного модуля

- интенсивность отказов

- интенсивность восстановления