Меню.doc ТЕМА №6.doc
ТЕМА №5
РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК МАШИН
Для перехода между разделами используйте следующие процедуры:
Page Up – движение вверх;
Page Down – движение вниз;
ПРАВКА. ПЕРЕЙТИ. Номер страницы. Перейти;
ПРАВКА. Найти. Ключевое слово. Найти далее.
СОДЕРЖАНИЕ ТЕМЫ№5
| Наименование раздела | Стр. |
| Задание | |
| Рекомендации | |
| 1. Расчет производительности и надежности машин | |
| 1.1. Теория расчета | |
| 1.2. Расчет вероятности безотказной работы проектируемой машины | |
| 1.3. Расчет цикловой и фактической производительности проектируемой машины | |
| 2. Методики поиска оптимального уровня автоматизации проектируемой машины и её математических моделей | |
| 2.1. Методика поиска оптимального уровня автоматизации | |
| 2.2. Математические модели машин | |
| 3. Расчет показателей эффективности применения автоматических машин | |
| 3.1. Теоретические сведения | |
| 3.2. Критерии эффективности | |
| КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫИ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ №5 |
Список тем лабораторных работ и рекомендуемой литературы приведен в МЕНЮ!!!
Задание:
1. Изложить методику расчета цикловой производительности машины, сформировать исходные данные. Разработать программу расчета параметров в Excel или MathCAD. Выполнить расчеты с использованием программ [п. 5.1КПР].
2. Привести методику расчета надежности и фактической производительности машины. Сформировать исходные данные и выполнить расчеты [п. 5.2КПР].
3. Привести методику поиска оптимального уровня автоматизации машины. Сформировать таблицу данных для определения оптимального значения уровня автоматизации исследуемой машины. Определить оптимальное значение уровня автоматизации разрабатываемой машины и соответствующие ему параметры с использованием программ Excel («ОптимумМ») или MathCAD. В соответствии с полученными результатами выполнить сравнение оптимального значения уровня автоматизации и уровня автоматизации для основного варианта машины. Дать объяснение сходимости или не сходимости параметров [п. 5.3 КПР].
4. Привести классификацию математических моделей машин. Сформировать необходимые исходные данные для построения заданной математической модели машины. Построить заданную математическую модель машины и график её функции [п. 5.4 КПР], используя, мастер диаграмм Excel (программа «ОптимумМ»).
5. Привести методы расчета показателей эффективности применения автоматических машин. Выполнить расчеты по всем критериям и сравнить результаты. Сделать соответствующие выводы [п.5.5 КПР].
РЕКОМЕНДАЦИИ
Все расчеты должны выполняться с использованием программ Excel или MathCAD. С этой целью перед выполнением расчетов выполните следующие действия:
ВСТАВКА. ОБЪЕКТ. ЛИСТ Microsoft Excel
ИЛИ
ВСТАВКА. ОБЪЕКТ. MathCAD Document.
Расчет производительности и надежности машин
Теория расчета
Производительностью машины называется количество продукции, выдаваемой в единицу времени.
Для количественной оценки производительности автоматического оборудования необходимо выпущенную продукцию отнести к отрезку времени, за который она была произведена.
При создании машин определят цикловую (
) и фактическую (
) производительности.
Циклом работы машины называется совокупность действий по обработке изделия, при которых оно подвергается изменению в определенной последовательности до окончания обработки.
Длительность рабочего цикла (
) определяет цикловую производительность
= 
, (1)
где 1- одно изделие;
- длительность цикла, с (мин, ч.).
Так как в процессе эксплуатации машин периоды бесперебойной работы чередуются с простоями, вызванными сменой и регулировкой инструмента, подналадкой механизмов, устранением отказов оборудования и систем управления, то фактическая производительность машин получается ниже цикловой.
Все перечисленные потери времени принято называть внецикловыми. Поэтому фактическую производительность определяют по формуле
, (2)
где 
внецикловые потери времени, приходящиеся на одно изделие.
При известной вероятности безотказной работы машины 
фактическую производительность машины можно определить по формуле
. (3)
При расчетах надежности машин полагают, что все элементы машины работают последовательно, т. е. отказ одного элемента приводит к отказу всей машины. Время безотказной работы имеет показательное распределение. Поэтому вероятность безотказной работы любого элемента машины определяют по формуле:
где 
интенсивность отказа элемента машины,1/ч;
продолжительность выполнения задания, ч (t=1000 ч, 2000 ч, 4000 ч).
Вероятность безотказной работы всей машины (коэффициент надежности) определяют по формуле:
, (4)
где 
вероятность безотказной работы 
го элемента машины;
количество однотипных х элементов машины;
интенсивность отказов го элемента машины, 1/ч.
Ориентировочные значения интенсивности отказов основных устройств машин приведены в табл.1.
Таблица 1
Интенсивность отказов элементов машин
| Наименование элемента машины | Интенсивность отказов,
 , 1/ч
|
| Баки (резервуары) | 1,5 |
| Барабаны, блоки (звездочки) | 3-5 |
| Генераторы | 0,7-0,9 |
| Гидроцилиндры | 0,2 |
| Захваты механических рук | 0,3 |
| Клапаны обратные | 5,7 |
| Клапаны предохранительные | 5,7 |
| Компрессоры | |
| Конвейеры | 1,5-2,5 |
| Механические передачи | 0,4 |
| Муфты | 0,6-0,9 |
| Насосы | 13,5 |
| Пневмоцилиндры | 0,13 |
| Подшипники | 0,02 |
| Распределители | |
| Силовые головки | 10-20 |
| Силовые электромагниты | 1,5 |
| Тросы | 0,8-1,16 |
| Трубопроводы | 0,03 |
| Фильтры | 0,8 |
| Электродвигатели | |
| Электронагреватели | 6-8 |
Расчет вероятности безотказной работы (коэффициента надежности) проектируемой машины.
Расчет коэффициента надежности осуществляют по её конструктивной схеме в форме табл. 2. В табл. 2 приведен пример расчет коэффициента надежности моечной машины для обмывки рам тележек. Конструктивная схема данной машины приведена в теме №3.
Таблица 2
Расчет вероятности безотказной работы моечной машины
| Наименование элемента машины | Количество элементов | Интенсивность отказа элемента, , 1/ч
|  *10 - 6
|
| Электродвигатель | |||
| Муфта | 0,7 | 1,4 | |
| Редуктор | 0,4 | 0,4 | |
| Пневмоцилиндр | 0,13 | 0,39 | |
| Воздухораспределитель | |||
| Блоки (звездочки) | |||
| Трос | 0,8 | 0,16 | |
| Конвейер | |||
| Насос | 13,5 | 13,5 | |
| Бак | 1,5 | 1,5 | |
| Фильтр | 0,8 | 0,8 | |
| Трубопровод | 0,03 | 0,03 | |
| ИТОГО: | 38,18 | ||
| Механизм ручного управления (Z=3) | 1,96 | 1,96 | |
| Механизм смешанного управления (3 <Z<3,5) | 1,77 | 1,77 | |
| Механизм полуавтоматического управления (Z=3,5) | 1,59 | 1,59 | |
| Механизм автоматического управления (Z=4) | 1,04 | 1,04 | |
| Итого с механизмом ручного управления | ∑
| 40,14 | |
| Итого с механизмом смешанного управления | ∑
| 39,95 | |
| Итого с механизмом полуавтоматического управления | ∑
| 39,77 | |
| Итого с механизмом автоматического управления | ∑
| 39,22 |
Тогда вероятность безотказной работы машины (коэффициент надежности) для различных видов управления составит:
Ручное управление:
;
Смешанное (ручное и полуавтоматическое) управление:
;
Полуавтоматическое управление:
;
Автоматическое управление:
.