CC BY
0
3. Зоренко Д.А., Фадина Д.С. Особенности применения аддитивных технологий в производстве корпусных элементов компактных редукторов // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2021. № 27. С. 16-20.
4. Ошеко Р.А. Исследование ударопрочности изделий, напечатанных на 3D-принтере в зависимости от диаметра сопла // Modem Science. 2019. № 5-3. С. 274-278.
5. Петрова Г.Н., Платонов М.М., Большаков В.А., Пономаренко С.А. Исследование комплекса характеристик базовых материалов для FDM технологии аддитивного синтеза. Физико-механические и теплофизические свойства // Пластические массы. 2016. № 5-6. С. 53-58.
Писарев Дмитрий Евгеньевич, студент, [email protected], Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет,
Митрохин Сергей Иванович, студент, [email protected], Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет,
Губенко Арсений Сергеевич, ассистент-стажер, [email protected], Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет,
Путилова Ульяна Сергеевна, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет
THERMAL HARDENING OF PLASTIC RODS PRINTED BY THE METHOD OF HORIZONTAL LAYER-BY-LAYER
APPLICATION OF MATERIAL
D.E. Pisarev, S.I. Mitrokhin, A.S. Gubenko, U.S. Putilova
Industrial production is developing widely at the present time. The goal of any business is to increase productivity and generate profits at minimal cost. To implement these tasks, new methods, materials, tools, innovative development programs are being developed. The paper considers additive manufacturing technologies, namely FDM printing. The results of comparing the strength characteristics by the tensile method of both a hardened product and a sample not subjected to thermal action are presented.
Key words: plastic, heat treatment, strength characteristics of plastic, ABS, PETG, PLA.
Pisarev Dmitry Evgenievich, student, Pisarevde@tyuiu. ru, Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University,
Mitrokhin Sergey Ivanovich, student, Mitrokhinserega@mail. ru, Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University,
Gubenko Arseniy Sergeevich, assistant, Gubenkoas@tyuiu. ru, Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University,
Putilova Ulyana Sergeevna, candidate of technical sciences, docent, Putilovaus@tyuiu. ru, Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University
УДК 621
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-10-422-423
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
О.А. Темпель, Ю.А. Темпель
В настоящее время предприятия машиностроения с целью сохранения ресурсов и повышения объема производства применяют новые технологии, инструменты, средства, а также автоматизированные платформы, которые позволяют управлять и поддерживать производственные и технологические процессы. Технологическая система является совокупностью всех средств технологического оснащения и предметов труда, направленных на регламентированное выполнение технологических процессов и операций. Поэтому обеспечение надежности технологических систем является важной задачей. Оценка таких систем проводится по различным зависимостям и формулам, основные методы и средства которых описаны в нормативно-технической документации. При выборе метода оценки надежности таких систем необходимо освоить значительный объем информации и данных. Поэтому актуальной задачей является систематизация информации по методам и расчетам оценки надежности технологических систем, чтобы структурировать и облегчить работу специалистов предприятия.
Ключевые слова: показатели, надежность, технологическая система, обработка результатов, автоматизированная платформа расчетов.
Производственные процессы являются сложным комплексом технологических операций и процессов и связанными с ними технологическими системами на различных уровнях предприятия [1].
От надежности технологической системы зависит множество процессов, поэтому осуществляют ее оценку, которая на предприятиях проводится различными способами, методами и средствами. Большинство из данных инструментов занимает значительное время для расчета и обработки данных. Следовательно, затраченное время замедляет процесс решения проблем и проведения корректирующих мероприятий.
Предлагается платформа по автоматизированному расчету показателей надежности, долговечности и безотказности с сохранением полученных результатов в базе данных.
422
Материал и методы исследования. При проведении исследования использованы результаты теоретических исследований различных авторов в данной тематике [1-3]; методы по анализу и синтезу информации; средства в виде компьютерных технологий.
Результаты исследования и их обсуждения. Существуют различные методы и средства по оценке надежности и точности технологических систем, которые стандартизованы.
Все системы характеризуются определенным уровнем надежности, при этом возможны их отказы и необходимо их обслуживание. Если отказы системы возникают слишком часто, то она либо не сможет выполнять требуемые функции, либо устранение этих отказов занимает значительное количество материальных и трудовых ресурсов. Кроме того, при частых отказах система получает низкую оценку потребителя и вряд ли будет приобретена снова, когда потребуется ее замена. С другой стороны, проектирование и производство систем с высоким уровнем безотказности может быть дорогостоящим, и производить такие системы по экономическим причинам будет нецелесообразно (ГОСТ 27.003).
Таким образом, существует необходимость в оценке надежности систем, чтобы сохранить ресурсы предприятия и своевременно провести корректирующие и предупреждающие мероприятия.
В настоящее время широкое применение нашли такие методы как, расчетный, регистрационный, опытно-статистический и экспертный. Краткое описание методов приведено на рисунке 1.
Методы оценки надежности технологических систем
Г
Регистрацонный
-О-
специального выборочного обследования и основаны на анализе информации, регистрируемой в процессе управления предприятием. Эта информация должна удовлетворять требованиям достоверности и однородности, а также быть достаточной для оценки значения искомого показателя
Экспертный
[ Основаны на использовании Л результатов опроса экспертной группы, располагающей информацией о надежности данной технологической системы и факторах, влияющих на качество изготовляемой продукции. Следует применять при невозможности или нецелесообразности использования расчетных, опытно-статистических или регистрационных методов (недостаточное количество информации, необходимость разработки специальных технических средств и т. п.)
V
Расчетный
^Основаны на использовании ^ математических моделей изменения параметров качества изготовляемой продукции или параметров технологического процесса, с учетом физики отказов (качественной природы процессов износа, старения, температурных деформаций и т. п.) и имеющихся априорных данных о свойствах технологических систем данного класса; на использовании данных о закономерностях изменения во времени факторов (износ инструмента, температурные и упругие деформации и т. п.), влияющих на один или одновременно несколько параметров качества изготовляемой продукции
V_У
Опытно-статистический
> =1 применяются для оценки показателей надежности технологических систем по результатам испытаний на надежность их составных частей. Если среднее время восстановления мало по сравнению со средним временем безотказной работы, опенка параметров восстановления проводится экспериментальное более высокой точностью, чем оценка показателей безотказности
Рис. 1. Методы оценки надежности технологических систем
Каждый метод или инструмент по расчету показателей надежности, долговечности, ремонтопригодности и безотказности регламентирован стандартами и техническими рекомендациями. Нормативно-техническая документация содержит большой объем данных, который предлагается систематизировать в виде алгоритмов и блок-схем. Карточки стандартов в виде блок-схем позволят улучшить процесс обмена информацией между специалистами предприятия, в кратчайшие сроки проводить расчет показателей и формировать своевременно корректирующие мероприятия.
В работе представлены фрагменты платформы автоматизированного расчета оценки надежности технологических систем по параметрам производительности, качества и функционирования изделий или технологических систем.
На рисунке 2 представлен интерфейс главного окна, который выполнен через коды программы Basic и позволяет автоматически переходить на вкладку необходимого расчета.
Рис. 2. Платформа автоматизированного расчета показателей надежности
423
Рис. 3. Пример окна для заполнения исходных данных
Введите исходные данные для расчета
_Оценка н;|.н ;п| ]| |и системы с групповой организации! п|: ш |и ип||;| по параметрам |||: ш |и |. |и;|мнц| и
Результат расчета |
1 Среднее значение и среднее квадратическое рт^рнение годового внепланового простоя станка опредепеннргр типа:
67,56625 ч | 62,55096154 ч
4,417701058 ч
2,889047865 ч |
2. Среднее значение и среднее квадратическое отклонение внепланового простоя станка за рассматриваемый период Г о-
16,6915625 ч I 15,63774036 ч
1,444523533 ч I 7,818870192 ч
3 Среднее значение и среднее каадрати ческое отклонение потерь производительности от внеплановых простоев группы станков, вьпрлпяющих ¡-е операции з
147,294425 ч 44,23020907 ч
9,389405662 ч 19,15224234 ч
4. Резервное время группы оборудования, используемого на одной операции, вычисляют по формуле
261,48 ч
252,5 ч
5. Вероятность выполнения задания -й группой оборудования вычисляют по формуле
0,99
0,99
6. Вероятность выполнения задания технологической системы:
0,00% 98,01%
Рис. 4. Пример вывода результатов
Специалист предприятия непосредственно осуществляет подбор необходимого метода в зависимости от ситуации и вида оценки технологической системы, оборудования или изделия.
Далее осуществляется заполнение исходной информации с помощью, которой программа начнет расчет, как представлено на рисунке 3. Все окна с исходной информацией должны быть заполнены, чтобы корректно отобразить результаты расчета.
На рисунке 4 представлен фрагмент программы с выводом результата.
Платформа позволяет сохранять результаты в формате Excel, Word и PDF, таким образом, специалист в случае неопределенной ситуации всегда сможет вернуться к начальному этапу.
Так же, разработан календарный график работ по внедрению и реализации работ на предприятиях машиностроения по рассматриваемой теме. График представлен на рисунке 5.
Для осуществления такого вида работ необходимо около 3 месяцев, чтобы провести обзор существующей ситуации на предприятии в области технологических систем и оборудования. Осуществить выбор методов оценки показателей надежности и запустить программу для проверки настройки и целостности данных.
Этапы и виды работ Время проведения работ
Анализ информации в области показателей надежности с учетом запроса предприятия
Составление карточек в виде блок-схем по расчету
Описание методов расчета в автоматизированной форме
Занесение информации
Запуск пробного расчета для проверки корректности результатов
Обучение персонала
Ввод в эксплуатации
Рис. 5. План-график работ по внедрению и реализации рассматриваемой платформы
424
Выводы. Таким образом, формирование автоматизированной платформы по оценке надежности технологических систем и оборудования позволит проводить расчет показателей в кратчайшие сроки с минимальными затратами. Платформа способна сохранять и исправлять информацию в базе данных, а так же удобна и проста в использовании.
Список литературы
1. Ширяева Е.Н., Полякова М.А. Особенности оценки надежности технологических и технических систем в действующей нормативной документации // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2019. Т.17. №3. С. 60-71.
2. Лаврищева Е.М., Зеленов С.В. Методы оценки надежности программных и технических систем / Е.М. Лаврищева, С.В. Зеленов и др. // Труды ИСП РАН, 2019. Том 31. Вып. 5. С. 95-108.
3. Конесев С.Г., Хазиева Р.Т. Методы оценки показателей надежности сложных компонентов и систем [Электронный ресурс] URL: https://s.science-education.ru/pdf/2015/1/266.pdf (дата обращения: 15.08.2024).
4. ГОСТ 27.203-83. Надежность в технике. Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности: межгосударственный стандарт: издание официальное: утв. и введ. в действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 9 сентября 1983 г. № 4161: введ. впервые: дата введ. 1984-07-01 / разработан Государственным комитетом СССР по стандартам. Москва, 1983. 8 c.
5. РД 50-581-85 Методические указания. Надежность в технике. Технологические системы. Отработка на надежность. - Текст: электронный // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации: официальный сайт. 2020. [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200024406 (дата обращения: 15.08.2024).
6. ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения: межгосударственный стандарт: издание официальное: утв. и введ. в действие постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 26июня 1996 г. № 430: взамен ГОСТ 27.410-87: дата введ. 1997-01-01 / разработан МТК 119 "Надежность в технике". / ИПК Издательство стандартов, 1996. [Электронный ресурс] URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294827/4294827550.pdf (дата обращения:15.08.2024).
Темпель Ольга Александровна, старший преподаватель, tempel_o@mail. ru, Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет,
Темпель Юлия Александровна, канд. техн. наук, доцент, tempeljulia@mail. ru, Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет
IMPROVEMENT OF THE PROCESS OF CALCULATING THE RELIABILITY OF TECHNOLOGICAL SYSTEMS
O.A. Tempel, Yu.A. Tempel
At present, mechanical engineering enterprises use new technologies, tools, means, and automated platforms that allow managing and supporting production and technological processes in order to conserve resources and increase production volumes. A technological system is a set of all technological equipment and labor objects aimed at the regulated implementation of technological processes and operations. Therefore, ensuring the reliability of technological systems is an important task. Such systems are assessed using various dependencies and formulas, the main methods and means of which are described in regulatory and technical documentation. When choosing a method for assessing the reliability of such systems, it is necessary to master a significant amount of information and data. Therefore, an urgent task is to systematize information on methods and calculations for assessing the reliability of technological systems in order to structure and facilitate the work of enterprise specialists.
Key words: indicators, reliability, technological system, processing of results, automated calculation platform.
Tempel Olga Aleksandrovna, senior lecturer, tempel_o@mail. ru, Russia, Tyumen, Tyumen industrial
university,
Tempel Yulia Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, tempeljulia@mail. ru, Russia, Tyumen, Tyumen industrial university
