Показатель качества машины

Основные требования,
предъявляемые к машинам
пищевых производств Основные
определения и показатели
надежности и качества конструкции
машин
Энгельсский технологический институт
(филиал) ФБГОУ ВПО «Саратовский
государственный технический
университет»
К.т.н., доц. Поздеева М.Г.
Требования, предъявляемые к машинам
для производства пищевых продуктов
при проектировании, изготовлении и
эксплуатации подразделяются на
общие и специальные.
1.Общие
1. Прочность.
 2. Жесткость.
 3. Вибрационная стойкость.

2. Специальные
1. Возможность выполнения процессов прогрессивной технологии (т.е.
машины и аппараты должны оказывать на обрабатываемый объект
технологически оптимальное воздействие. При этом неизбежные потери
должны быть минимальными и должно быть обеспечено соответствие
скоростей и траекторий движения рабочих органов физико-механическим,
химическим и биологическим свойствам исходных, промежуточных и
конечных продуктов (английский автомат для завертки карамели давал
большой процент брака, т.к. не учитывал физико-механические свойства
наших сортов карамели – они более мягкие, чем английские));
2. Высокая технико-экономическая эффективность (Повышение техникоэкономической эффективности выражается в конечном счете в снижении
себестоимости продукции и повышении производительности труда.
Технико-экономические показатели выражаются следующими параметрами,
отнесенными к производительности: занимаемая площадь, расход энергии,
воды, пара, стоимость изготовления, монтажа);
3. Высокая износостойкость рабочих органов машин и аппаратов (т.к.
попадание частиц материала из которых изготовлена машина, в продукты
может сделать их непригодными для продовольственных или кормовых
целей);
4. Возможность передачи движения машине непосредственно от
индивидуального или группового электродвигателя (что улучшает
компоновку машин и повышает их эксплуатационные показатели);
5. Надежная герметизация и рациональное перемещение
аспирируемых объемов воздуха (чтобы избежать выделения пыли в
производственных помещениях; это особенно важно в связи со
взрывоопасностью зерновой, крахмальной, сахарной, мучной и табачной
пыли);
6. Применение экономичных профилей металлов (при конструировании и
изготовлении машин, что уменьшит ее материалоемкость; так применение
пустотелых заготовок и профилей позволяет без ущерба для прочности и
жесткости деталей уменьшить расход металла в 2-3 раза);
7. Применение полимерных синтетических материалов при
изготовлении и ремонте машин (при изготовлении и ремонте машин, эти
материалы при малой плотности обладают достаточной механической
прочностью, упругостью, эластичностью и высокой износостойкостью;
Разумное применение пластических масс во многих случаях дает
значительный экономический эффект);
8. Машины и аппараты должны состоять из отдельных несложно
соединяемых блоков (выполнение этого требования облегчит разборку,
перемещение и сборку машин при монтаже и ремонте);
9. Соответствие машин и аппаратов требованиям правил техники
безопасности и производственной санитарии;
10. Строгое соответствие допусков материалов и деталей
государственным стандартам (это необходимое условие
взаимозаменяемости деталей и узлов);
11. Возникающий во время работы шум не должен превышать
допустимый уровень, как по общему уровню и спектральному
составу (для ослабления шума можно использовать целый ряд
конструктивных приемов);
12. Автоматизация контроля и регулирования рабочих процессов (в
поточных линиях и автоматах необходимо предусматривать
автоблокировочные устройства);
13. Статическое и динамическое уравновешивание вращающихся
частей и поступательно движущихся масс машин (наличие
неуравновешенных масс приводит к возникновению вибрации, увеличению
износа подшипников и трущихся пар и повышения уровня шума);
14. Технологическое совершенство и надежность машин и аппаратов
(количественной характеристикой технического совершенства
оборудования являются показатели надежности и качества конструкции).
Основные определения и показатели
надежности и качества конструкции
машин
Основные определения и показатели
надежности установлены стандартом
«Надежность в технике. Термины.»
(ГОСТ 13377-67), который введен в
действие с 01.07.1968 г. В приложении
к стандарту даны уравнения для
определения численных значений
показателей надежности.
Надежность – свойство машины (прибора,
аппарата, системы или их частей) выполнять
заданные функции, сохраняя свои
эксплуатационные показатели в заданных
пределах точности в течение требуемого
промежутка времени или переработки.
Надежность машин в целом обуславливается 4
принципами:
- безотказностью;
- долговечностью;
- ремонтопригодностью;
- сохраняемостью.
Количественно надежность определяется
произведением вероятности безотказной
работы в течение заданного промежутка
времени на коэффициент оптимального
технического использования машины.
Работоспособность – это состояние машины, при котором
она способна выполнять заданные функции с
параметрами, установленными требованиями
технической документации.
Отказ – это событие, заключающееся в нарушении
работоспособности. Все отказы можно разделить на 2
группы: 1) Внезапный отказ – случайное событие; 2)
Вызванный вследствие старения и износа (можно
прогнозировать).
Наработка – продолжительность или объем работы
машины, измеряемые в часах, циклах, кубометрах,
шт/час или других единицах.
Безотказность – свойство машины сохранять
работоспособность в течение некоторой наработки без
вынужденных перерывов.
Долговечность – свойство машины сохранять
работоспособность до предельного состояния с
необходимыми перерывами для технического
обслуживания и ремонта.
Предельное состояние машины – определяется
невозможностью ее дальнейшей эксплуатации из-за
снижения эффективности или требований безопасности
и оговаривается в технической документации.
Показателями долговечности является ресурс или срок
службы.
Ресурс – наработка машины до предельного состояния –
оговоренного в технической документации. (сумма часов)
Срок службы – календарная продолжительность
эксплуатации машины до возникновения предельного
состояния (выявления неполадок), оговоренного в
технической документации или до списания.
Неисправность – состояние машины при которой она не
соответствует хотя бы одному из требования технической
документации.
Ремонтируемые изделия – изделия, работоспособность
которых во время отказа восстанавливается с помощью
ремонта.
Неремонтируемые – заменяются на новые, экономически не
выгодно ремонтировать (подшипники).
Ремонтопригодность – свойство машины заключающееся в
ее приспособленности, к предупреждению, обнаружению и
устранению отказов и неисправностей, путем проведения
технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость – свойство машины сохранять
эксплуатационные показатели в течение срока хранения,
транспортирования, установленного в технической
документации.
Коэффициент технического
использования – отношение наработки
машины в ед.времени за некоторый
период эксплуатации к сумме этой
наработки и времени всех простоев,
вызванных техническим обслуживанием
и ремонтами за тот же период
эксплуатации.
Таким образом надежность является
важнейшим и наиболее всеобъемлющим
показателем качества любой
технической системы, значение которого
постоянно усиливается
Качество конструкции машины.
Для повышения качества машин введена Государственная
аттестация качества промышленной продукции и
учрежден «Знак качества».
Необходимость анализа достигнутого уровня качества
промышленных изделий и планирования мероприятий по
его повышению явилось причиной зарождения науки –
Квалиметрия.
Под этим названием (квалитас – качество, метрия измерение) понимается наука о методах возможно более
объективной количественной оценки уровня качества
продукции.
Согласно ГОСТ 15467-70 под качеством промышленной
продукции понимают совокупность ее свойств,
обуславливающим ее пригодность, удовлетворять
определенные потребности в соответствии с ее
назначением.
Качество конструкции машины – это
совокупность потенциальных свойств
машины, обуславливающих ее
пригодность для изготовления и
эксплуатации.
Все основные свойства машины,
определяющие качество ее
конструкции, можно разбить на 3
группы:
Производственные техникоэкономические
Эксплуатационные техникоэкономические
Эксплуатационные внеэкономические
Методика оценки качества конструкции машины
Параметры машины – это количественная
характеристика одного или нескольких его свойств или
признаков. (например, производительность, масса,
габариты, установленная мощность, число оборотов и
т.д.).
Показатель качества машины – количественная
характеристика свойств, определяющая ее качество
(например, коэффициент технического использования и
наработка на отказ характеризуют надежность машины,
а ее КПД или удельная затрата эл. энергии на единицу
продукции – ее эксплуатационную экономичность).
Показатель качества принятый при сравнительных оценках
качества однородных машин за эталон, называется
базовым показателем.



Уровень качества рассматриваемой
машины – это относительная характеристика,
основанная на сравнении совокупности
показателей ее качества с соответствующий
совокупностью базовых показателей.
Существуют единичные (относится к одному
его свойству) и комплексные (относящийся к
нескольким ее элементарным свойствам,
которые составляют одно сложное качество)
показатели качества машины.
Например, надежность – сложное свойство,
представляющее совокупность свойств
безотказности и ремонтопригодности – может
быть охарактеризовано коэффициентом
технического использования.
Относительным показателем качества –
называют отношение единичного или
комплексного показателя качества
рассматриваемой машины к соответствующему
базовому показателю эталона.
K
Qi  i
K
- прямое соотношение показателя
iЭ
качества эталонной машины
K
Qi  iЭ
- обратное отношение.
Ki
Ki – значение показателя i-го свойства
оцениваемой машины; KiЭ – значение
соответствующего показателя эталона; Qi –
относительный показатель i-го свойства
оцениваемой машины.
Из этих двух выражений выбирается такое, при
котором увеличение Qi отвечает улучшению
качества продукции.
Оценка уровня качества машины заключается в том, что
устанавливаются определенный состав и численные
значения единичных или комплексных показателей
качества Ki, выбираются базовые показатели KiЭ
некоторого эталона и вычисляются относительные
показатели Qi, по которым принимаются решения по
оценке. Могут быть два вида оценок: 1)
дифференциальный; 2) обобщенный виды оценки.
1. Дифференциальная оценка – это набор
относительных показателей Qi, по которым можно
судить, по каким именно свойствам оцениваемая машина
качественно выше или ниже эталонного уровня. Если
базой сравнения являются минимально допустимые или
экономически оптимальные и определенные ГОСТом, ТУ
и др. показатели, то Qi должны быть больше или равные
единице. Если базой сравнения будет эталон,
показатели которого не являются минимально
допустимыми, то Qi могут быть и меньше единицы.
Дифференциальная оценка не дает ответа на вопрос:
Каков уровень качества машины в целом.
Поэтому возникает необходимость пользоваться также
обобщенной совокупной оценкой.
2.
Обобщенная оценка – индекс или
совокупная оценка Q∑ число, которое
оценивает общий уровень качества машины
(чем ближе она к 1 тем ближе к эталону).
Имея взвешенные значения относительных
показателей (т.е. произведения показателей
на соответствующие коэффициенты весомости
miQi), можно получить простейшую форму
обобщенной оценки (взвешенного
арифметического
как среднюю
Q  индекса)
(Qi mi )
арифметическую величину взвешенных
относительных оценок.
Часто ∑ mi=1, тогда .
Чтобы избежать завышенной
среднеарифметической оценки при низком
уровне Qmin особо важного показателя, иногда
пользуются формулой:
Q  ( mi Qi )  Qo
Есть некоторые свойства машин, наличие которых
является совершенно обязательным, например,
безопасность, безвредность. В этом случае им не
приписывают коэффициент значимости, а
оценивают их наличие единицей, а отсутствие –
нулем (что учитывается поправочным множителем
Qo (1 или 0)).
Тогда . Q  ( m Q )  Q

i
i
o
(Qi mi )
Q 
mi
Q  ( mi Qi )Qmin
Несмотря на большое значение безразмерных
обобщенных оценок для планирования и
всей системы управления качеством
продукции, они носят относительный и
абстрактный характер. На многих стадиях
их расчета трудно избавиться от элементов
субъективизма, волевых решений,
условностей. Поэтому методику
обобщенных оценок, качества необходимо
еще совершенствовать.