Материал: Регулирование качества продукции средствами активного контроля.

электроиндуктивный датчик 2. Если отверстие просверлено на пол­ ную глубину, то при отводе сверла его конец, являющийся якорем» окажется под датчиком. Датчик подает сигнал на перемещение де­ тали 3 на следующую операцию. В случае поломки сверла при от­ воде его из кондукторной втулки 4 под индуктивным датчиком не оказывается якоря-сверла, цепь управления станком размыкается и станок автоматически останавливается.

Г л а в а IX. НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗМЕРОВ

§ 43. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И О П Р Е Д Е Л Е Н И Я .

КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ СИСТЕМ Р Е Г У Л И Р О В А Н И Я Р А З М Е Р О В

Надежность, как один из важнейших показателей качества изде­ лий, имеет большое значение при оценке работоспособности и ис­ правности приборов и аппаратов. При этом под надежностью обыч­ но понимается способность технических устройств безотказно рабо­ тать в течение определенного отрезка времени в заданных условиях. Безотказной работой считается нормальное выполнение прибором всех своих функций в пределах заданных допусков.

Впрактической работе с приборами на различных стадиях их разработки, изготовления и эксплуатации нас прежде всего интере­ суют количественные показатели надежности. При этом имеется не­ которое различие в количественной оценке надежности для групп восстанавливаемых и невосстанавливаемых изделий. Имеется в ви­ ду, что изделия первой группы в условиях эксплуатации могут вос­ станавливаться, т. е. ремонтироваться или заменяться на годные.

Втеории и практике надежности восстанавливаемых изделий широко используется понятие «надежность в широком смысле» как свойство изделия, определяемое его безотказностью, ремонтопри­ годностью и долговечностью. Каждая из этих характеристик имеет самостоятельное значение и соответствующие количественные пока­ затели. Системы автоматического контроля и регулирования разме­ ров относятся к разряду восстанавливаемых изделий, и их надеж­

ность может описываться также указанными характеристиками. В соответствии с принятой терминологией система считается рабо­ тоспособной, если она в данный момент времени удовлетворяет всем требованиям, установленным в отношении ее основных функ­ ций и параметров. Событие, заключающееся в полной или частичной потере работоспособности, называется отказом. Свойство системы сохранять свою работоспособность в течение заданного времени на­ зывается ее безотказностью. Под ремонтопригодностью понимается приспособленность системы к предупреждению, обнаружению и устранению отказа. Долговечность — свойство системы длительно

326

(с возможными перерывами на ремонт) сохранять работоспособ­ ность в определенных режимах и условиях эксплуатации до разру­ шения или другого предельного состояния. Каждая из характе­ ристик надежности имеет свои количественные показатели.

Количественными показателями безотказности системы являют­

оценки точностной надежности уровня настройки систем регулиро­ вания размеров.

общего времени безотказной работы к суммарному времени без­ отказной работы и времени, затраченному на обнаружение и устра­ нение отказов. Долговечность характеризуется техническим ресур­ сом (суммарным временем нахождения в рабочем состоянии за время эксплуатации) и сроком службы (календарной продолжи­ тельностью эксплуатации системы).

Автоматические системы контроля и регулирования размеров должны обладать высокими показателями точностной надежности *. Если последствия ненадежности технологического оборудования, приводящие к появлению брака, в дальнейшем могут быть ликви­ дированы путем отделения брака при окончательном (приемочном) контроле, то ошибки автоматических контрольных устройств, при­ водящие к пропуску бракованных изделий в группу годных, неис­ правимы.

Системы регулирования размеров, как и вообще системы авто­ матического контроля, при эксплуатации подвергаются воздействию механических и электрических нагрузок и работают при различных окружающих условиях. Влияние указанных факторов в совокупно­ сти с механическими и электрическими характеристиками прочности и другими свойствами составных элементов и узлов системы про­ является в виде медленного или скачкообразного отклонения па-

1 Основным показателем точностной надежности считается вероятность рабо­ ты системы без отказов точности, т. е. вероятность того, что за время от начала нормальной работы или испытаний системы уровень ее настройки ни разу не вый­ дет за допустимые пределы [80].

327

раметров системы от номинальных данных. Эти отклонения могут быть настолько значительными, что система становится непригод­ ной к использованию, т. е. теряет свою безотказность.

Значение окружающих условий в период эксплуатации аппара­ туры и качества комплектующих элементов позволяет производить количественную оценку надежности устройства в целом.

Механические и электрические узлы и детали, из которых со­ стоят системы регулирования, имеют определенные характеристики надежности.

Для подавляющего большинства электро- и радиотехнических элементов время между отказами меняется по экспоненциальному закону:

Для механических деталей и узлов экспоненциальный закон справедлив при распределении времени безотказной работы между поломками, произошедшими по случайным причинам. Износ, тепло­ вые и механические деформации, вызывающие какие-либо нежела­ тельные явления (отказы) в работе систем, описываются другими законами; наиболее распространенными является нормальный за­ кон распределения плотности вероятности возникновения подобных отказов. Вероятность безотказной работы Р% детали (узла) при та­ ких в основном медленных процессах описывается выражением

работы составляющих ее механических и электрических элементов.

где Рі — вероятность безотказной работы элемента, имеющего тот или иной закон распределения времени безотказной ра­ боты.

328

В зависимости от назначения и месторасположения элемента в системе его отказы могут вызывать различные функциональные расстройства и отказы системы. Для подналадочных систем, напри­ мер, отказы элементов могут привести к неправильной (ложной) подналадке, т. е. к появлению брака и снижению производительно­ сти станка.

Вообще для систем автоматического контроля и регулирования характерны два вида отказов: а) отказы механические и электро­ оборудования, вызывающие прекращение функционирования систем (отказы производительности); б) отказы точности, при которых система осуществляет контроль и регулирование процесса с задан­ ной производительностью, но точность контроля не соответствует установленным требованиям.

Отказы первого вида, проявляющиеся в виде простоев и холос­ тых ходов, снижают производительность, но не влияют на точность

к исполнительным органам системы. Эти отказы не зависят от прин­ ципа измерения и приводят только к грубым ошибкам. Следствием таких отказов может явиться как потеря сигнала о необходимости поднастройки, так и появление ложных сигналов.

Неисправности каждой группы могут носить характер сбоя или устойчивого отказа. От вида неисправностей зависят методы их об­ наружения, количественной оценки и способы устранения. При этом наибольшую трудность представляют самоустраняющиеся отка­ зы — сбои.

Количество отказов точности систем регулирования зависит от

329