Эффективность от создания новой конструкции машины.

Прогнозировать можно и отдельные параметры машины, например массы. В ряде конструкций особое значение приобретает необходимость ограничения массы машины на ранних стадиях проектирования. Для этого анализируют аналогичные конструкции и устанавливают математическую зависимость массы от основных параметров машины. При этом следует учесть влияние на массу повышения конструктивной сложности отдельных сборочных единиц, а также коэффициента прогрессивного снижения массы конструкции совершенствованием методов расчета и конструирования, применением прогрессивных материалов, заготовок и т.д.

Принципы проектирования машин.

Проектирование машин-автоматов является сложной комплексной задачей, при решении которой необходимо, с одной стороны, наилучшим образом удовлетворить ряд заданных специфических требований, связанных непосредственно с конкретной технологией реализуемого процесса, а с другой – обеспечить наивыгоднейшую комбинацию основных параметров, характеризующих конструкцию машины.

Остановимся на некоторых принципах проектирования, которые характерны для современного машиностроения и отражают ряд общих требований, предъявляемых к машинам любого типа.

Эксплуатационная надежность. Фактическая производительность машин зависит от коэффициента технического пользования машины, величина которого определяется в конечном тоге надежностью и долговечностью машины. Низкое значение показателей надежности и долговечности приводит не только к снижению производительности машины, но и к увеличению затрат на ее обслуживание. Современное состояние теории надежности машин позволяет установить связь между структурной или принципиально-компоновочной схемой машины и ее надежностью, позволяет на стадии проектирования машины или автоматической линии сравнивать различные варианты схем и выбирать наиболее благоприятную схему. Это в равной мере относится к исполнительным механизмам и устройствам, входящим в машины-автоматы, а также и к системам управления.

Рассмотрим основные понятия и определения, используемые в теории надежности (ГОСТ 13377-67. Надежность в технике. Термины).

Надежность – это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.

Под изделием в теории надежности понимается любые системы или элементы, имеющие определенное функциональное назначение. Таким образом, и машина-автомат, и отдельные ее элементы могут рассматриваться как изделия.

Наработка – представляет собой продолжительность или объем работы изделия, измеряемые в часах, километрах, циклах, кубометрах или в других единицах.

Безотказность – это свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия.

Как известно из теории надежности машин, причины появления отказов могут быть трех видов:

1. конструкционные, т.е. связанные с недостатками в конструкции машины;

2. технологические, возникающие при нарушении технологии изготовления изделий;

3. эксплуатационные.

Надежность машин-автоматов и автоматических линий зависит от общей структурной схемы машины или линии и от надежности каждого отдельного элемента, входящего в состав соответствующей системы.

Вероятность появления всех перечисленных выше отказов резко повышается, например, при создании схем машин-автоматов по принципу последовательного соединения исполнительных механизмов. Это объясняет тенденцию к применению в машинах-автоматах схем с параллельным выполнением операций технологического процесса, использование самовосстанавливающихся систем, применение резервирования отдельных узлов и устройств. В автоматических линиях повышение надежности системы в целом решается путем деления линий на участки с установкой межоперационных накопителей.

Минимальная масса. Масса машины является одним из основных технико-экономических показателей, характеризующих степень ее совершенства. Для машин определенной группы сложности и заданного функционального назначения масса конкретной машины характеризует количество металла, необходимого для ее изготовления, а также и трудоемкость ее изготовления. Так, например, трудоемкость механической обработки изменяется пропорционально обрабатываемой поверхности детали или массе детали в степени ²/з. Трудоемкость изготовления заготовок (отливок и поковок) прямо пропорциональна их массе. Таким образом, масса машины определяет ее себестоимостью.

Снижение энергоемкости. Удельный расход энергии при работе машины зависит от характера технологического процесса, способа его разделения на основные и вспомогательные операции, от типов исполнительных механизмов и передач, от вида двигателя и конструктивного оформления узлов трения машины, от общей структуры машины.