CC BY
55
576 с.
Y.P. Smirnov, V.K.Tarasov
ON PRESSURE DISTRIBUTION IN THE ROTATING MACHINE DETAILS It is considered and analyzed physically and geometrically linear problem of determination of the strain-stress condition of the homogeneous rotating disk made from an isotropic material.
Key words: a rotating detail, radial pressure, tangential pressure.
Получено 20.01.12
УДК 621.9.06: 658.62.018.012
В.Ю. Анцев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, 89038402872, anzev@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
А.Н. Иноземцев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872) 35-18-87, zem@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
Н.И. Пасько, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-18-87 (Россия, Тула, ТулГУ)
ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ИСПЫТАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
Представлена компьютерная технология вероятностно-статистического анализа процесса испытания автоматических технологических машин с использованием семи простых инструментов контроля качества.
Ключевые слова: испытание, технологическая машина, контроль качества, статистический анализ, вероятность, инструменты контроля.
Качество автоматических технологических машин характеризуется технико-экономическими показателями производительности, точности, универсальности, экономической эффективности и др. Среди них важнейшими являются показатели надежности, которые характеризуют способность изделий выполнять заданные функции в процессе эксплуатации. Надежность проявляется через безотказность, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость. Необходимость постоянного повышения надежности точных технологических машин объясняется непрерывным их усложнением, задачами длительного сохранения высоких начальных показателей точности и производительности.
Одним из важнейших источников информации о надежности точ-
ных технологических машин являются испытания на надежность. С целью повышения их эффективности разработана теоретико-вероятностная модель процесса испытаний, предусматривающая проведение математикостатистического анализа значительного объема данных о результатах испытания автоматических технологических машин [1], предварительную обработку которых необходимо проводить с использованием так называемых семи простых методов или инструментов качества: диаграмма Парето, схема Исикавы, расслаивание или стратификация, контрольные листки, гистограммы, графики и контрольные карты Шухарта [2]. Указанные методы относятся к статистическим и представляют собой весьма действенный путь разработки новой технологии выполнения и контроля за протеканием различных процессов.
Необходимость обработки большого числа данных обусловливает возможность потери некоторой их части и выполнения соответствующих расчетных операций с ошибками. Поэтому возникает задача разработки средств информационной поддержки математико-статистического анализа процесса испытания автоматических технологических машин с использованием семи простых инструментов контроля качества, а также обеспечение наглядности использования методов и возможности применения нескольких методов без больших затрат времени при получении более точных результатов на основе современных компьютерных технологий.
Поставленная задача решается разработкой компьютеризированной системы информационной поддержки семи инструментов качества и методов теоретико-вероятностного анализа данных - ИПСИК. В ней каждый из семи инструментов качества и методов математико-статистического анализа процессов испытания автоматических технологических машин реализован в виде отдельной динамически подгружаемой библиотеки, вызов которых производится центральным модулем системы - интегратором. Динамические библиотеки для интегратора построены в соответствии со следующими принципами:
1. Динамическая библиотека имеет две внешние процедуры: процедуру инициализации и процедуру отображения своей главной формы.
2. Главная форма динамической библиотеки закрывается только после завершения работы интегратора.
3. При завершении работы главная форма динамической библиотеки находит интегратор и отображает его на мониторе компьютера.
Программное обеспечение ИПСИК разработано в системе визуального программирования Delphi 6, которая обладает визуальными компонентами, предназначенными для формирования пользовательского интерфейса, а также компонентами, которые позволяют графически отображать полученные данные в виде графиков и диаграмм.
Программа предлагает пользователю выбрать способ оценки качества:
- построение графиков для исследования изменения факторов,
влияющих на появление брака;
- построение диаграммы Парето для исследования доли дефектных изделий отдельно по видам брака;
- построение гистограммы для наглядного изображения распределения конкретных значений параметра по частоте повторения за определенный период времени;
- построение причинно-следственной диаграммы для определения факторов, влияющих на какой-либо результативный показатель качества;
- построение диаграммы разброса для определения вида и силы связи между парами соответствующих переменных;
- построение контрольных карт для отслеживания хода протекания процесса и воздействия на него (с помощью соответствующей обратной связи), предупреждая отклонения от предъявленных к процессу требований;
- оценка показателей надежности точных технологических машин, их дисперсии и коэффициентов вариации при планах испытаний с фиксированной наработкой и с заданной длительностью испытания.
При работе с системой ИПСИК пользователь определяет способ введения данных в компьютерную систему, которые получают различными способами при осуществлении контроля качества и испытаний точных технологических машин. При этом данные могут вводится как с дискового накопителя или через локальную вычислительную сеть предприятия, так и вручную. С помощью статистических методов управления и оценки качества, возможно, анализировать широкий круг проблем, относящихся практически к любой сфере деятельности предприятия. В связи с этим пользователю предоставляется возможность самому дать название осям координат или выстраиваемым линиям в зависимости от определяемых параметров и целей исследования. Результаты, при необходимости, можно сохранить на жестком диске компьютера и вывести на печать.
Данная разработка позволяет в любой момент с минимальными временными затратами оценить уровень качества работы на предприятии, используя семь инструментов качества и данные различных видов испытаний выпускаемой продукции. Система ИПСИК в удобной для восприятия форме отображает результаты проведенных исследований, благодаря чему можно с большей точностью делать выводы о работе различных подразделений предприятия. В результате правильно принятого решения можно повысить качество производимой продукции, а также качество функционирования предприятия в целом.
Практическое использование системы ИПСИК осуществлено в производственных условиях ОАО "Тулаточмаш". Были созданы и обработаны с помощью системы ИПСИК три экспериментальные базы данных по
приемосдаточным испытаниям чулочно-носочных и перчаточных автоматов предприятия.
В рассматриваемые базы данных была занесена информация о результатах приемосдаточных испытаний 113 чулочно-носочных автоматов типа "Гамма", 303 автомата типа ОЗДСУ и 96 перчаточных автоматов типа ПАЭ-7,5. При проведении данных испытаний для автоматов типа "Гамма" фиксировались 108 показателей, для автоматов типа "ОЗДСУ" - 112, для автоматов типа "ПАЭ" - 92 показателя. Также для автоматов типа "Гамма" фиксировалось 23 типа отказов, для "ОЗДСУ - 26 и для "ПАЭ" - 10 типов отказов.
По результатам анализа испытаний автоматов разработаны диаграммы Исикавы (рис. 1) и Парето (рис. 2), позволившие выявить основные факторы, влияющие на изменение величины коэффициента полезного времени автоматов, и наиболее часто встречающиеся дефекты выпускаемых изделий и виды поломок технологической оснастки.
Пряжа
Настройка
автомата
Частота
вращения
Среда
Коэффициент трения
Температура
Запыленность
Коэффициент полезного времени ►
Методы
Автомат
Средства
технологического
оснащения
Исполнители
Контроль
Рис. 1. Основные факторы, влияющие на изменение величины коэффициента полезного времени кругловязального чулочно-носочного
автомата типа "Гамма"
Рис. 2. Диаграмма Парето по видам дефектов при работе чулочно-носочных автоматов типа "Гамма":
А - дефекты петель; Б - обрыв нити; В - дефекты внешнего вида изделия; Г - поломка оснастки; Д - некачественное провязывание нити
Были получены статистические данные об общем числе отказов и наработке автоматов за время испытаний длительностью 14 ч (рис. 3, 4).
* 0,4 о 0,3
І* 0,2 о
^ 0 1
<и
® 0
П ПІ П
Ъ ч, ь ь %
Номер группы
Рис. 3. Вероятности общего числа отказов (брака) за время испытания для автоматов типа "Гамма". Размер выборки - 55 автоматов. Среднее число отказов - 14,3, дисперсия -38,5, квадратичное отклонение - 6,2. Группа 1 объединяет число отказов на автомат 1—
3, группа 2 - 4-6 отказов,..., группа 11 - 31-33 отказа
0,22 0,2 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 & 0,08 РР 0,06 0,04 0,02 0
о
<N<N<N<N<NCOCOCOCOCO
Наработка,ч
Рис. 4. Вероятности значений наработки в часах за время испытания
для автоматов типа "Гамма"
(размер выборки - 50 автоматов.
Средняя наработка - 12,65 ч, дисперсия - 0,204 ч , квадратичное
отклонение - 0,452 ч)
С целью оценки показателей безотказности по типам отказов получены гистограммы распределения для некоторых типов отказов числа отказов за время испытаний длительностью 14 ч (рис. 5).
о
а
<и
РР
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
2 3 4 5
Число отказов
Рис. 5. Вероятности числа отказов типа поломки игл за время испытания для автоматов типа "Гамма". Размер выборки - 54 автомата. Среднее число отказов - 1,69, дисперсия - 2,14, квадратичное отклонение - 1,46
1
По методике квалиметрической оценки показателей надежности трикотажных машин по результатам двухступенчатых испытаний [1], была
252
произведена оценка наработки на отказ, коэффициента вариации наработки на отказ и интенсивности отказов по типам отказов для автоматов типа "Гамма", "ПАЭ" и "ОЗДСУ". В табл. 1 представлены полученные при этом результаты для перчаточных автоматов типа "ПАЭ". В таблице обозначены: T - средняя наработка на отказ (математическое ожидание), V - коэффициент вариации наработки на отказ, в - интенсивность потока отказов.
Таблица 1
Показатели безотказности по типам отказов для автоматов типа "ПАЭ"
№ п/п Тип отказов T , ч V в, 1/ч
1 Поломка игл 30,29 0,964 0,033
2 Поломка толкателей 20,67 1,031 0,048
3 Уход петли 23,80 1,015 0,042
4 Привязка пальцев 5,536 0,931 0,181
5 Отсутствие схода 142,40 0,979 0,007
6 Незавязка пальца 38,24 0,951 0,026
7 Пришив пальца 10,86 0,851 0,092
8 Поломка ножа 375,3 0,991 0,0027
9 Обрыв нити 232,8 1,032 0,0043
При расчете показателей надежности были использованы результаты испытаний длительностью 3 и 14 ч. При этом были определены показатели безотказности и коэффициент технического использования автоматов (табл. 2).
Таблица 2
Результаты квалиметрической оценки показателей надежности
Показатель Тип автомата
Гамма ОЗДСУ ПАЭ
Средняя наработка на отказ, ч 1,22 1,48 1,31
Среднее время восстановления отказа, мин. 7,8 6,9 8,9
Средняя наработка до поломки игл, ч 8,73 11,24 30,29
Коэффициент технического использования 0,904 0,928 0,898
По результатам представленной работы были разработаны предложения по совершенствованию нормативно-технической документации на трикотажные автоматы.
Практическое использование представленных результатов в производстве чулочно-носочных автоматов позволило на основе некоторых конструктивных изменений повысить их коэффициент полезного времени, величина которого зависит от простоев машины во время работы из-за возможных дефектов, а также сократить выпуск несоответствующей продукции.
Список литературы
1. Анцев В. Ю., Иноземцев А. Н., Н.И. Пасько. Теоретиковероятностная модель процесса испытаний трикотажных автоматов при фиксированной наработке // Известия ТулГУ. Сер. Технологическая системотехника. Вып. 7. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С. 51-60.
2. "Семь инструментов качества" в японской экономике. М.: Издательство стандартов, 1990. 88 с.
V. Yu. Antsev, A. N. Inosemtsev, N. I. Pasko
A PROBABILITY STATISTICAL ANALYSIS OF AUTOMATED MANIFACTURING EQUIPMENT TESTING
A computed-aided technology for the probability statistical analysis of automated manufacturing equipment testing based on the seven simple quality management tools has been proposed.
Key words: quality control, statistical analysis, probability, quality management
tools
Получено 15.01.12
УДК 658.62.018.012
В.Ю. Анцев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, 89038402872, anzev@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
А.Н. Иноземцев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872) 35-18-87 zem@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАШИН И АГРЕГАТОВ НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
Представлена методика оценки показателей долговечности трубопроводной арматуры, включающая расчет допустимых значений показателей долговечности по критерию безотказности, а также метод перерасчета значений показателей долговечности по материалам эксплуатации.
Ключевые слова: машины, агрегаты, качество, долговечность, эксплуатация.
Одним из приоритетных направлений развития техники и технологии является повышение долговечности эксплуатируемых в промышленности машин и агрегатов, в том числе и трубопроводной арматуры, кото-
254
