Общие положения. Под техническим уровнем оборудования понимается совокупность показателей, характеризующих его соответствие современным достижениям науки и техники и определяющих степень пригодности оборудования по назначению.
В соответствии с ГОСТ 22851-77 и методическими указаниями РД-05 149, для оценки технического уровня оборудования понимается совокупность показателей: назначения, надежности, эргономические, эстетические, технологичности, унификации, патентно-правовые, экологические, безопасности и экономические.
Показатели назначения. Показатели назначения характеризуют свойства оборудования, определяющие основные функции для выполнения которых оно предназначено, и обусловливают область его применения. К ним относятся название машины и назначение, техническая характеристика (размеры обрабатываемых заготовок и получаемых деталей, скорость подачи, установленные мощности, частота вращения и диаметр режущего инструмента, габаритные размеры и т. д.)
Показатели функциональной и технической эффективности характеризуют полезный эффект от эксплуатации оборудования и прогрессивность технических решений заложенных в него. Наиболее важными показателями являются следующие.
1. Производительность машин, выражающая количество продукта, вырабатываемого на них в единицу времени (шт.ч, м3.ч, м2.ч).
Различают технологическую, цикловую и фактическую производительность. Технологической (идеальной, фиктивной) называется производительность машины при непрерывной работе, т. е. без потерь времени на вспомогательные операции. На самом деле каждая машина теряет часть времени на вспомогательные и внецикловые операции, так что этот показатель фиктивный и нужен для оценки и сравнения схем и моделей машины по основному показателю - технологичности обработки на машине.
Цикловой (конструктивной) называется производительность без учета внецикловых потерь. Она характеризует конструктивное совершенство станка.
Качество обработки деталей, характеризующееся точностью их изготовления и степенью шероховатости обработанной поверхности.
Технологической называется точность, с которой детали обрабатываются на данной машине. Она характеризуется величиной фактической погрешности размеров и формы по сравнению с заданными чертежами. Технологическая точность должна обеспечить установленный уровень взаимозаменяемости деталей при сборке, заданную точность изделия и экономическую эффективность обработки.
Дереворежущее оборудование по технологической точности подразделяется на четыре группы. Машины, изготовленные по заданному классу точности, должны обеспечить обработку деталей соответствующих квалитетов: особой точности 10-11-й квалитеты, повышенной точности 12-14-й квалитеты, средней точности 15-16-й квалитеты, низкой точности 17-18-й квалитеты.
3. Геометрическая точность машины. Точность работы машины (технологическая точность) зависит от точности её изготовления, называемой геометрической точностью. Существуют стандартные виды испытаний станков на геометрическую точность, при которых проверяется точность работы механизмов или точность изготовления элементов машины безотносительно к другим её узлам и элементам: прямолинейность или плоскостность направляющих или поверхностей столов, точность вращения (биение) шпинделей - радиальное и осевое, точность ходового винта и др.; правильность взаимного положения и движения узлов и элементов машины; параллельность или перпендикулярность основных направляющих или поверхностей стола и осей шпинделей, соосность или параллельность шпинделей, смещение валов или суппортов в зазорах опор и направляющих и т. д.
Проверку геометрической точности для машин соответствующих типов проводят по нормам ГОСТа, которые приводятся в техническом паспорте на оборудование. Например, плоскостность проверяется следующим способом: на проверяемую поверхность в продольном и диагональном направлениях устанавливают калиброванные плитки или щупы (класс точности 2) одинаковой толщины; на них проверочной гранью кладут контрольную линейку (класс точности 3); просвет между поверхностью и гранью линейки проверяют щупом. Сравнение наибольшей погрешности с её допускаемыми значениями, указанном в техническом паспорте или ГОСТе, позволяет определить класс точности станка.
4. Жесткость - способность тела или системы тел оказывать сопротивление деформирующему действию внешних сил.
Технологическая система станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД) представляет собой упругую систему, деформации которой под воздействием сил, возникающих при обработке, вызывают погрешности в точности обработки. Поэтому придание механизмам машины достаточной жесткости и сохранение ее в процессе эксплуатации машины является гарантией обеспечения технологической точности.
Жесткость серийно выпускаемых машин нормируется техническими условиями и ГОСТами.
5. Виброустойчивость - Это способность оказывать сопротивление вибрациям, т. е. периодическим колебаниям большой скорости.
Колебания характеризуются амплитудой и частотой. Колебания делятся на свободные, или собственные, и вынужденные. Собственные возникают когда тело, получив некоторое количество энергии извне, колеблется под действием возвращающейся силы. Поведение системы при собственных колебаниях дает ее динамическую характеристику. Вынужденные колебания вызываются внешним периодическим воздействием, например силами резание и т.д. Частота возмущающейся силы, при которой амплитуда вынужденного колебания достигает максимума, называется критической. Совпадение частот собственных и вынужденных колебаний называется резонансом. Основные величины определяющие виброустойчивость машин декремент затухания, разница в частоте собственных и вынужденных колебаний и амплитудой колебаний.
Показатели надежности. Основные понятия и определения теории надежности регламентированы ГОСТ 27.002-83. Надежность - свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.
Надежность - комплексное свойство, которое включает в себя безотказность, долговечность и ремонтопригодность.
Безотказность - свойство машин непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого времени. Долговечность - свойство машины сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Ремонтопригодность - свойство машины, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий путем ремонтов и технического обслуживания.
Эргономические показатели. Эргономические показатели характеризуют систему человек - машина и учитывают комплекс гигиенических, антропометрических, физиологических и психологических свойств человека, проявляющихся в производственных процессах.
Эстетические показатели. В группу эстетических показателей входят: а) информационная выразительность, характеризующая способность машины отражать в форме сложившиеся в обществе эстетические представления и культурные нормы; б) рациональность формы, характеризующая соответствие формы объективным условиям изготовления и эксплуатации машины, а также правдивость выражения в ней функционально-конструктивной сущности машины; в) целостность композиции, характеризующая гармоничное единство частей и целого, органическую взаимосвязь элементов формы машины.
Показатели технологичности. Эти показатели характеризуют свойства продукции, обусловливающие оптимальное оптимальное распределение затрат материалов, средств, труда и времени при технологической подготовке производства, изготовлении и эксплуатации продукции. К числу основных показателей этой группы относят показатели трудоемкости, материалоемкости и себестоимости.
Показатели унификации. Эти показатели характеризуют насыщенность машины стандартными унифицированными и оригинальными составными частями, а также уровень унификации с другими машинами. К ним относят: коэффициент повторяемости, коэффициент изменяемости и коэффициент унификации.
Патентно-правовые показатели. Группа патентно-правовых показателей подразделяется на подгруппы показателей патентной защиты и патентной чистоты. Первые показатели выражают степень защиты машины авторскими свидетельствами Российской Федерации и патентами в странах предполагаемого экспорта или продажи лицензий на отечественные изобретения.
Показатель патентной чистоты выражает степень воплощения в машине, предназначенной для реализации только внутри страны, технических решений, не попадающих под действие выданных в РФ патентов исключительного права, а для машины, предназначенной для реализации за рубежом, технических решений, не попадающих также под действие патентов, выданных в странах предполагаемого экспорта. Он позволяет судить о возможности беспрепятственной реализации машин в РФ и за рубежом.
Экологические показатели. Экологические показатели характеризуют уровень вредных воздействий на окружающую среду, возникающих при эксплуатации или потреблении машин. Для обоснования необходимости учета этих показателей проводится анализ процессов эксплуатации машины, с целью выявления возможных химических, механических, звуковых, биологических и других воздействий на окружающую природную среду.
К экологическим показателям, например, относятся: содержание вредных примесей или пыли, выбрасываемых в окружающую среду; вероятность вредного излучения в окружающую атмосферу и т. д.
Показатели безопасности. Показатели безопасности характеризуют особенности машины, обусловливающие при ее эксплуатации или потреблении безопасность обслуживающего персонала. Помимо этого показатели безопасности должны отражать требования, обусловливающие меры и средства защиты человека в условиях аварийной ситуации, не санкционированной и не предусмотренной правилами эксплуатации в зоне возможной опасности. Примерами показателей безопасности могут служить: вероятность безопасной работы человека в течении определенного времени; время срабатывания защитных устройств; сопротивление изоляции токоведущих частей, с которыми возможно соприкосновение человека; наличие блокирующих устройств или аварийной сигнализации и т. д.
Экономические показатели. Эти показатели представляют собой особую группу показателей, характеризующих затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию машины. Примеры экономических показателей следующие.
А. Себестоимость изготовления продукции.
Б. Стоимость проектируемой машины.
В. Рентабельность. Рентабельностью называют показатель, определяющий прибыльность предприятия.