Экспериментальные исследования эксплуатационной надежности подсистем электроинструмента при сверлении глубоких отверстий
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Севастопольский национальный технический университет
Автор:
Головин Василий Игоревич
Год издания: 2007
Кол-во страниц: 3
Дополнительно
Уровень образования:
Аспирантура
Артикул: 623198.01.99
Рассматриваются результаты проведенных экспериментальных исследований эксплуатационной надежности подсистем электроинструмента при сверлении глубоких отверстий. Приведены описание и схема экспериментальной установки. Полученные результаты сведены в таблицы и построены зависимости относительных частот распределения времени между отказами и восстановлениями подсистем электроинструмента. Сделан вывод о законе распределения параметров надежности. Показаны наиболее и наименее надежные подсистемы. В перспективе предложено проведение машинного эксперимента для уточнения полученных данных и дальнейшего исследования данной задачи.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Министерство образования и науки Украины Севастопольский национальный технический университет 83 ВЕСТНИК СевГТУ Автоматизация процессов и управление Севастополь 2007
СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ Копп В.Я., Карташов Л.Е., Заморенова Д.В. Имитационные модели гибкой, синхронной линии со свободным ритмом...........................................................3 Краснодубец Л.А., Альчаков В.В. Синтез цифрового регулятора для терминальной системы профильных измерений океанской среды............................................. 9 Краснодубец Л.А., Григоров М.А., Осадченко А.Е. Терминальное управление угловым движением судов на воздушной подушке...............................................17 Дубовик С.А., Козырев В.Г., Мурый КВ. Алгоритмы управления боковым движением корабля на воздушной подушке. Линейные модели..............................................22 Шушляпин Е.А. Сравнительный анализ двух двойственных задач и методов управления нелинейными системами..............................................................27 Крамарь В.А. Алгебраическая форма анализа робастного качества САУ.....................33 Пашков Е.В., Бохонский А.И. Левитационное точение тонкостенных конических деталей.....38 Краснрдубец Л.А., Беляева Л.Л., Нотченко ГВ. Выбор параметров ПИД-регуляторов фирмы FESTO на основе построения областей устойчивости и качества........................44 Торлин В. К. Мешков В. В., Долгин И. В. Построение переходной характеристики распределенной системы стабилизации размерного формообразования....................49 Кудашев В. С. Модификация метода решения уравнений границ областей устойчивости и ■ качества линейных непрерывных систем автоматического управления с несколькими варьируемыми параметрами..............................................................53 Поливцев В.П., Поливцев В.В. Автоматизация процесса регулирования давления и управление задвижками с помощью сжатого воздуха в магистралях с природным газом...............57 Обжерин Ю.Е., Бойко Е.Г Полумарковская модель календарного контроля параметрических отказов автоматизированной восстанавливаемой системы...............................61 [Богданов В.И\ Подпорин С.А. Нечеткие нейронные контроллеры с генетической настройкой в задаче управления сложными динамическими объектами...............................65 Чмут В.В. Диффузионный преобразователь давления в электрический сигнал................70 Семёнов В.И., Чмут В.В. Анализ и расчёт обратных связей в магнитном усилителе.........73 Бохонский А.И. Кососимметричные управления перемещением упругих объектов..............77 Долгин И.В., Долгин В.П. Модель рекурсивного фильтра...................................83 Киягико Л.А. Синтез регулятора для стабилизации размерной настройки токарного станка с системой ЧПУ при обработке среднегабаритных деталей................................85 Скицюк B.I., Дюрдща I.M., Науменко B.I. Визначення форми деталей цшпндрично!' форми при токарнш обробш в автоматичному режим!..............................................89 Головин В.И., Харченко А.О. Экспериментальные исследования эксплуатационной надежности подсистем электроинструмента при сверлении глубоких отверстий...........93 Захаров В.В. Дисперсионная модель нелинейной дифференциальной системы в негауссовском приближении при асимметрии плотности вероятности.....................96 КияшкоЛ.А., Торлин В.Н. Расчет корректирующего воздействия при обработке крупногабаритных деталей-на станках с ЧПУ по температуре детали...................105 Торлин В.Н., Огрызков С.В. Исследование влияния управляющих воздействий на качественные показатели процесса производства крупногабаритных деталей FDM-методом..........................................................................108 Бобылев С. К, ТурегаИ.О. Инструментарий для проектирования и исследования сетей микроконтроллеров..................................................................1Ю Воронова Н.П., Добриян ГК, Климович ГА. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса.................................................................ИЗ Беляева Л.Л., Нотченко Г.В., Бражников А. С., Журавель Д.В. Дослщження режим!в управлгння електромехашчною сервосистемою позицюнування ф!рми FESTO...........118 Подольская О.Г. Сравнительный анализ двух методов управления на примере экономической задачи о максимизации потребления.................................................121 Братан С.М., Каинов ДА., Сидоров ДЕ. Точность обработки на операциях плоского шлифования с позиций системного анализа...........................................126 Вислоух С.П., Волошко О.В. Математичне моделювання та оптимЬашя параметр!в процесу р1зання...........................................................................132 Шахунянц В.Я., Пряшников Ф.Д. Математическое описание многопараметрового анализа качества поверхностного упрочнения ферромагнитных сталей для автоматизации контроля деталей..................................................................136
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И УПРАВЛЕНИЕ 93 УДК 621.952 В.И. Головин, аспирант, А.О. Харченко, канд. техн, наук, доцент Севастопольский национальный технический университет, г. Севастополь, Стрелецкая балка, Студгородок E-mail: vig220@mail.ru ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ПОДСИСТЕМ ЭЛЕКТРОИНСТРУМЕНТА ПРИ СВЕРЛЕНИИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ Рассматриваются результаты проведенных экспериментальных исследований эксплуатационной надежности подсистем электроинструмента при сверлении глубоких отверстий. Приведены описание и схема экспериментальной установки. Полученные результаты сведены в таблицы и построены зависимости относительных частот распределения времени между отказами и восстановлениями подсистем электроинструмента. Сделан вывод о законе распределения параметров надежности. Показаны наиболее и наименее надежные подсистемы. В перспективе предложено проведение машинного эксперимента для уточнения полученных данных и дальнейшего исследования данной задачи. Процесс сверления отверстий, в особенности глубоких, в труднообрабатываемых материалах связан с необходимостью применения инструментов, режимов и методов обработки, а также рациональных конструкций электроинструмента. Методика оценки эксплуатационной надежности электроинструмента с учетом большого числа различных факторов достаточно сложна и трудоемка. Несмотря на имеющиеся теоретические предпосылки, она не доведена до инженерного уровня. Приводимые в технической литературе эмпирические зависимости справедливы для определенных условий обработки и не учитывают широких возможностей применения данного вида технологического оборудования. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при сверлении глубоких отверстий, когда отношения глубины сверления к диаметру сверла больше 5. С целью исследования интенсивностей отказов функционирования и интенсивностей восстановлений подсистем электроинструмента был проведен полный факторный эксперимент типа 2П для выявления экстремальных условий работы. Обрабатывались сквозные отверстия в заготовках из сталей 34XH3M, 12Х21Н5Т, ЭИ395, ВТЗ. Исследования проводились в лабораторных условиях на экспериментальной установке, изображенной на рисунке 1. Рисунок 1 - Экспериментальный стенд обработки отверстий в деталях различного вида В состав экспериментального стенда входят основание 1, кронштейн 2, на котором крепится рабочий электроинструмент 5 (сверлильная машина МС4-10-РЭ, ударно-сверлильная машина МСУЗ-13РЭ). Он крепится хомутом 6 на ползуне 4, вертикальное перемещение которого обеспечивается шаговым двигателем 8 (типа ДШР40). Заготовка 7 устанавливается на основании с помощью механических тисков 9. Для измерения крутящих моментов при сверлении применяется однокомпонентный динамометр 10. Экспериментальные значения по результатам исследования каждой из отказывающих подсистем приведены в таблице 1. Математическое ожидание времени между двумя отказами М[Т] приближается
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И УПРАВЛЕНИЕ по величине к дисперсии D[T]. Данные об относительных частотах распределения использовали для построения графиков h(Tₙ), h(Tj, h(T₃) (рисунок 2). Таблица 1 - Экспериментальные значения параметров потоков отказов функционирования подсистем электроинструмента Подсистемы Математическое Дисперсия D[T„] ожидание М[ТИ], мин Привод * 828 867 Корпус 1270 1112 Электрооборудование 478 435 ’ Рисунок 2 - Относительные частоты распределения времени между отказами функционирования подсистем электроинструмента В большинстве случаев относительные частоты п(Т) приближаются к экспоненте. Проверка по критерию - Бартлетта (таблица 1) подтверждает обоснованность применения экспоненциального распределения при описании потоков отказов функционирования подсистем электроинструмента при эксплуатации по экстремальному уровню, т.е. в наиболее тяжелых условиях. Таблица 2 - Результаты экспериментальной оценки применимости гипотезы экспоненциального распределения отказов функционирования подсистем Определяемый параметр Подсистема Привод' Корпус Электрооборудование Двусторонний 2 критерий 7,0,95 77,92 22,46 39,86 Хо.05 128,34 49,70 73,31 Критерий Вп 82,23 39,37 44,56 Бартлетта Время восстановления каждой подсистемы или элемента после отказа функционирования, являющееся дискретной случайной величиной, обследовались в производственных условиях (для привода - ТВп, корпуса - ТВк, электрооборудования - ТВэ). Экспериментальные значения времени восстановления привода (ТВп), корпуса (ТВк) '.и электрооборудования (ТВэ) приведены в таблице 3. Восстановление работоспособности подсистем и элементов производили обслуживающим персоналом ручным способом. Распределение времени восстановления после отказа функционирования привода (ТВп) и электрооборудования (ТВэ) по объему выполняемых мероприятий поясняется диаграммой на рисунке 3. Так, наибольшую часть времени составляет процесс диагностики отказа (50...56 %), причем его доля возрастает при усложнении технических устройств и подсистем. Снижению этого показателя способствует развитие и совершенствование методов диагностирования, накопление в базах данных необходимой информации. Мощную долю в процессе восстановления занимает индикация отказа (8... 10 %), ремонт (15 %) и настройка (21 %). Данные об относительных частотах распределения времени восстановления А(ТВ) использовали для построения графиков А(ТВп), /?(ТВк), А(ТВэ) (рисунок 4). Анализ графических зависимостей, а также проверка по критерию Бартлетта подтверждают возможность экспоненциального распределения при описании потоков-восстановления надежности после отказов функционирования.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И УПРАВЛЕНИЕ 95 Таблица 3 - Экспериментальные значения времени восстановления подсистем Параметр Привод Корпус Электрооборудование Математическое 10,4 5,66 12,39 ожидание М[ТВ], мин Рисунок 3 - Распределение объема мероприятий по восстановлению электроинструмента после отказа функционирования Рисунок 4 - Относительные частоты распределения времен и восстановления подсистем электроинструмента Проведенные исследования и результаты расчетов интенсивностей потоков отказов и восстановлений (таблица 4) выявили наиболее слабые с точки зрения эксплуатационной надежности подсистемы электроинструмента. Таблица 4 - Значения интенсивностей отказов функционирования и восстановления после отказов подсистем электроинструмента Подсистемы Интенсивности отказов X, мин'1 восстановлений и, мин'1 4 Привод 0,0012 0,096 Корпус 0,0008 0,177 Электрооборудование 0,0021 0,081 Так, наиболее высокая интенсивность отказов Х = 0,0021 мин¹ зафиксирована у подсистемы электрооборудования, наименьшая у подсистемы корпуса (X = 0,0008 мин'¹). Наиболее высокая интенсивность восстановления характерна для корпуса (ц = 0,177 мин'¹), наиболее низкая - для привода (ц = 0,096 мин'¹) и электрооборудования (ц =0,081 мин¹). Однако окончательный вывод относительно эффективности тех или иных вариантов без оценки вероятностей безотказной работы и вероятностей отказа каждой подсистемы делать преждевременно. В перспективе предполагается проведение машинного эксперимента, который позволит более точно оценить надежность каждой из подсистем системы электроинструмента с учетом параметров потоков отказов и восстановлений, что и составляет предмет дальнейших исследований в данном направлении. Библиографический список 1. Головин В.И. Оценка надежности электроинструмента с использованием размеченного графа состояний И Оптимизация производственных процессов: Сб. науч. тр. — Севастополь, 2006. — Вып. 9 — С. 133- 139. 2. Заковоротный В.Л. Система оптимального управления процессом глубокого сверления отверстий малого диаметра / В.Л, Заковоротный, Т.С. Санкар, Е.В. Бордачев. И Станки и инструмент. — 1995.—№ 1, —С. И - 14. 3. Решетов Д.Н. Надежность машин: Учеб, пособие для вузов / Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев; Под ред. Д.Н. Решетова. — М.: Высш, шк., 1988. — 238 с. Поступила в редакцию 23.03.2007 г.