Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования 8
1.1. Анализ показателей технического уровня станков и оборудования для целей сертификации 8
1.1.1. Понятие о техническом уровне и номенклатура его показателей 8
1.1.2. Понятие о сертификации 12
1.1.3. Законодательная и нормативная база сертификации, используемая для обязательного подтверждения соответствия деревообрабатывающего оборудования 15
1.2. Анализ деревообрабатывающего оборудования в аспекте его сертификации. Выбор объекта исследования 19
1.2.1. Анализ деревообрабатывающих станков и оборудования как объектов сертификационных испытаний 19
1.2.2. Классификация и основные технические характеристики оборудования для форматного раскроя плит 20
1.2.3. Анализ работ по исследованию оборудования для форматного раскроя плит 29
1.2.4. Выбор объекта исследования 34
1.3. Цель и задачи исследования 35
1.4. Выводы 35
2. Теоретическое обоснование задачи определения надёжности деревообрабатывающего оборудования в сертификационных испытаниях 37
2.1. Особенности оценки надёжности при сертификации 37
2.2. Показатели безопасности и технического уровня оборудования контролируемые в процессе сертификационных испытаний 40
2.3. Характеристика потока отказов 44
2.4. Показатели надежности, определяемые в сертификационных испытаниях 51
2.5. Математическая модель прогнозирования безопасности и технического состояния станка 54
2.6. Оценка качества оборудования по показателям технологической стабильности 60
2.7. Программа ускоренных испытаний на надёжность в сертификационных испытаниях 62
2.8. Режимы нагружения в ускоренных испытаниях 70
2.9 Выводы 71
3, Методика экспериментального исследования 73
3.1. Обязательные сертификационные испытания 73
3.1 Л. Цель и задачи обязательных сертификационных испытаний 73
3.1.2. Оценочные показатели и измеряемые параметры 73
3.1.3. Методы измерения параметров безопасности в сертификационных испытаниях 75
1) Оценка наличия и эффективности работы защитных устройств 75
2) Измерение содержания пыли в воздухе рабочей зоны 76
3) Измерение и расчет шумовых характеристик 77
4) Измерение уровня вибраций на рабочем месте оператора 80
5) Измерение параметров безопасности электрооборудования 81
3.1.4. Порядок проведения испытаний 83
3.2. Методические положения ускоренных испытаний на надежность (добровольная сертификация) 85
3.2.1. Цель и задачи экспериментальных исследований 85
3.2.2, Методика эксплуатационных наблюдений 86
3.2.3. Конструкция испытательного стенда 87
3.2.4. Оценочные показатели и измеряемые параметры 92
3.2.5. Методы измерения параметров в добровольных сертификационных испытаниях 93
1) Измерение параметров качества обработки 93
2) Измерение параметра статической жесткости 97
3) Измерение параметров геометрической точности 99
4) Измерение вибрационных характеристик пильных суппортов 99
5) Измерение параметра режима нагружения в испытаниях, продолжительности времени составляющих цикла нагружения и наработки стенда в испытаниях 100
3.2.6. Порядок проведения стендовых сертификационных испытаний 101
4. Результаты экспериментальных исследований 105
4.1. Обязательные сертификационные испытания форматного станка 105
4.1.1. Идентификация объекта испытаний 105
4.1.2. Характеристика параметров безопасности 106
4.2. Добровольные сертификационные испытания на надёжность 109
4.2.1. Эксплуатационные наблюдения. Режим сертификационных испытаний 109
4.2.2. Режимы испытаний 113
4.2.3. Результаты ресурсных испытаний 115
4.2.4. Расчет модели параметрической надежности 125
4.2.5. Технологическая стабильность процесса форматного раскроя плит 128
4.3. Выводы 138
Общие выводы и рекомендации 140
Литература
- Законодательная и нормативная база сертификации, используемая для обязательного подтверждения соответствия деревообрабатывающего оборудования
- Показатели безопасности и технического уровня оборудования контролируемые в процессе сертификационных испытаний
- Оценочные показатели и измеряемые параметры
- Характеристика параметров безопасности
Введение к работе
Задача повышения качества продукции деревообработки и эффективности производства в деревообрабатывающей промышленности в значительной степени может быть решена путём использования в технологических процессах нового прогрессивного отечественного и зарубежного деревообрабатывающего оборудования, При этом основным источником получения информации о качестве и техническом уровне деревообрабатывающего оборудования являются сертификационные испытания.
Система подтверждения соответствия продукции требованиям безопасности к установленным качественным характеристикам в виде сертификации была введена в нашей стране около десяти лет назад при переходе от плановой экономики к рыночным отношениям в промышленности, как альтернатива существовавшей ранее, системе аттестации продукции по техническому уровню. Пройдя несколько этапов в своём развитии, сертификация сформировалась в настоящее время в достаточно стройную систему, позволяющую оценить происхождение продукции, её основные характеристики и, главное, безопасность при использовании потребителем.
В декабре 2002 года был принят федеральный закон «О техническом регулировании». Этот закон призван регулировать отношения, возникающие при разработке, принятии, применении и исполнении обязательных или добровольных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранении, перевозки, реализации и утилизации, а также определяет порядок оценки соответствия.
Новый закон подводит под имеющуюся систему подтверждения соответствия правовую основу, соответствующую духу времени, приближая её к международным нормам.
Достаточно малый срок существования системы сертификации, высокие темпы расширения ее практического внедрения привели к тому, что научно-обоснованные положения и методики сертификационных испытаний конкретной продукции стали появляться только в последние годы. Совершенствование системы сертификации связано с накоплением и анализом опыта работы, что требует продолжительного времени. Имеющиеся и ранее используемые материалы по аттестации технического уровня оборудования могут быть применены при сертификации в ограниченном объеме.
Анализ существующей нормативной документации показывает, что, во-первых, её недостаточно, во-вторых, она носит общий рекомендательный характер, а в практической работе требуются конкретные для данной продукции рекомендации, отражающие её специфику. В первую очередь необходимо определить критерии оценки измеряемых параметров в сертификационных испытаниях и методики их измерения. Поэтому необходимы исследования и разработка нормативных документов, как для отдельных групп оборудования, так и для отдельных машин и линий.
Деревообрабатывающая промышленность даже в условиях экономического кризиса осталась одной из немногих отраслей, продолжающих реально работать, сохранив при этом перспективы дальнейшего развития. Практически все имеющиеся в мире передовые технологии и оборудование оказались востребованными отечественной лесной и деревообрабатывающей промышленностью.
Оборудование деревообрабатывающих отраслей промышленности отличается большим разнообразием, которое объясняется большим числом методов механической обработки древесины и древесных материалов, применяемых при изготовлении продукции. В деревообрабатывающих цехах работают станки, полуавтоматы, автоматы и автоматические линии различного технологического назначения. Они выполняют обработку древесины и древесных материалов резанием, отделку деталей, узлов и изделий, обработку давлением с получением композиционных материалов на древесной основе и клеёных деталей, сборку деталей и узлов, контроль качества продукции и сортировку изделий. Вспомогательные операции осуществляются специальными загрузочно-разгрузочными и транспортно-перегрузочными устройствами.
В то же время необходимо учитывать, что практически всё перечисленное оборудование по различным причинам представляет потенциальную угрозу безопасности работающих на нём людей и окружающей среде. При проектировании такого оборудования должны соблюдаться все требования по безопасности, регламентированные стандартами Российской Федерации.
Обязательные сертификационные испытания в их сегодняшнем виде предусматривают определение показателей безопасности оборудования на момент его выпуска или реализации. При этом вполне возможно, что некоторые из основных показателей безопасности по мере эксплуатации оборудования будут ухудшаться. Поэтому, на наш взгляд, одной из основных задач обязательной сертификации является подтверждение выполнения требований к безопасности в течение всего срока службы оборудования.
Добровольные сертификационные испытания выполняются по заказам потребителей деревообрабатывающего оборудования. Как правило эти испытания связаны с определением таких качественных характеристик обработки как технологическая точность, шероховатость обработанных поверхностей и др. Определение этих параметров не вызывает серьёзных затруднений.
Наибольшую сложность представляет проведение сертификационных испытаний оборудования на надёжность, при которых определяется способность оборудования сохранять качественные характеристики работы в процессе эксплуатации.
Отмеченное указывает на необходимость проведения специальных исследований по разработке экспресс методов определения показателей надёжности в обязательных сертификационных испытаниях. Эти же методы можно с успехом применить и при добровольной сертификации, которая не имеет таких жёстких временных рамок.
Даже предварительный анализ дереворежущего оборудования показывает необходимость серьёзного изучения безопасности его работы и создания специальных методик сертификационных испытаний.
В качестве объекта настоящего исследования выбраны круглопильные форматные станки. Эти станки получили широкое распространение, перспективны и ещё длительное время будут использоваться для раскроя плитных материалов в деревообрабатывающей промышленности. Немаловажным фактором, говорящим в пользу такого выбора, является то, что это оборудование довольно полно исследовано. Имеются работы по точности, эффективности и надёжности форматных станков. Это позволит, используя имеющиеся результаты, сократить объём наших исследований и сделать их более точными и представительными. Общность конструктивных решений форматных станков и другого дереворежущего оборудования позволяет распространить результаты настоящего исследования на представительную группу круглопильных станков для распиловки древесины и древесных материалов.
Для решения поставленных задач в работе использован комбинированный метод исследования, основанный на разработке методов и программ обязательных и добровольных сертификационных испытаний на надёжность с выполнением экспериментов на современных круглопильных станках для форматного раскроя и испытательном стенде.
На защиту выносятся: номенклатура и методики определения показателей безопасности и технического уровня, в том числе надежности, круглопильных форматных станков в сертификационных испытаниях; программа ускоренных стендовых испытаний на надежность; математический аппарат обработки результатов стендовых испытаний с учетом вероятности реализации спектра режимов эксплуатации; метод оценки параметрической надежности станков, основанный на сочетании стендовых ускоренных испытаний и прогнозирования надежности.
Законодательная и нормативная база сертификации, используемая для обязательного подтверждения соответствия деревообрабатывающего оборудования
Сформированная законодательная и нормативная база по сертификации охватывает два правовых уровня, при этом дополняется и корректируется по мере накопления опыта сертификации в отечественной и мировой практике.
Законодательную базу образуют основные законы в области сертификации и в смежных областях деятельности, к ним относятся Федеральные законы: «О техническом регулировании» - вступил в действие с 1 июля 2003 г.; «О защите прав потребителей», «Об охране окружающей среды», «Об обеспечении единства измерений». Законы «О сертификации продукции и услуг» и «О стандартизации» - отменены с 1 июля 2003 г.
Закон Российской Федерации «О сертификации продукции и услуг» являлся, до принятия Федерального закона «О техническом регулировании», основополагающим законодательным актом, устанавливающим правовые основы обязательной и добровольной сертификации продукции, услуг и иных объектов, права, обязанности и ответственность участников, единые требования к организации и проведению сертификации. Фундаментальным положением закона является норма о том, что обязательная сертификация осуществляется в случаях, предусмотренных законодательными актами Российской Федерации.
Нормативная база сертификации основывается на законодательных актах, в которых предусмотрены общие или специальные правовые нормы и требования к обеспечению качества продукции, в том числе к их безопасности для граждан и окружающей среды, а также определены необходимость, порядок и условия введения обязательной сертификации: «Номенклатура продукции и услуг, подлежащих обязательной сертификации)), «Система сертификации ГОСТ Р», «Правила по проведению сертификации в Российской Федерации» с изменениями. Сюда же относятся: Системы сертификации однородной продукции, Правила и рекомендации по метрологии, стандарты регламентирующие требования безопасности и степень воздействия промышленных выбросов в окружающую среду.
Перечень продукции, для которой требуется обязательное подтверждение соответствия, приведён в «Номенклатуре продукции и услуг, подлежащих обязательной сертификации», все типы деревообрабатывающего оборудования включены в данную Номенклатуру, при этом не исключается возможность проведения дополнительных испытаний в рамках добровольного подтверждения соответствия (добровольная сертификация).
До того, как будет опубликован тот или иной новый технический регламент, будут действовать все нынешние нормативные документы, правила, нормы и т.п. Поэтому вся дальнейшая работа ориентирована на существующую систему сертификации ГОСТ Р.
Сертификация деревообрабатывающего оборудования производится на соответствие требованиям государственных стандартов, санитарных норм и правил, норм безопасности, а также других документов, которые в соответствии с законодательством Российской Федерации устанавливают обязательные требования к продукции.
Основные законы и нормативные документы, которые могут использоваться в процессе сертификации деревообрабатывающего оборудования, приведены в Приложении 1.
Из перечня законов и нормативных документов, приведенных в Приложении 1, видно, что при обязательной сертификации основное внимание уделяется безопасности человека и защите окружающей среды от воздействия промышленных выбросов.
Применительно к условиям сертификации деревообрабатывающего оборудования основными документами, содержащими обязательные требования, являются стандарты на безопасность.
Для механической части это ГОСТ 12.2.026.0-93 и ГОСТ 25223-82, которые устанавливают требования безопасности к конструкции деревообрабатывающих машин производственного назначения: станков, автоматических линий и т.п. Эти стандарты содержат обязательные требования в части защитных, предохранительных и блокирующих устройств, органов управления, устройств для установления, закрепления и подачи заготовок и инструмента на стайке, устройств для удаления отходов, шумовым и вибрационным характеристикам и др. В части обязательных требований к предельно допустимым значениям контролируемых параметров и методам их измерения приведены ссылки на соответствующие стандарты: - ГОСТ 12.1.005-88 устанавливает предельно допустимое содержание пыли в воздухе рабочей зоны; -ГОСТ 12.1.003-83 определяет допустимые для оператора шумовые характеристики; - ГОСТ 12.1.012-90 определяет допустимые для оператора вибрационные характеристики; - ГОСТ 12.4.026-2001 содержит требования к сигнальным цветам и знакам безопасности.
Для электрической и электронной части деревообрабатывающих станков обязательные требования содержит ГОСТ Р МЭК 60204-1-99. Стандартом регламентируются общие требования к электрическим элементам и аппаратам, напряжению питания, электронному оборудованию, защитным мерам от поражения электрическим током, защите от короткого замыкания и перегрузки, требования к цепям управления и сигнализации, проводам и проводке и др.
Сертификация нестандартизованного в Российской Федерации оборудования, в том числе ввозимого из-за рубежа, производится по основополагающим государственным стандартам с учетом требований государственных стандартов на аналогичное по назначению оборудование, технических условий и (или) технических заданий, утвержденных в установленном порядке, по международным и (или) национальным стандартам других стран, [19].
Особенностью сертификации сложного деревообрабатывающего оборудования является то, что многие его виды представляют собой уникальные изделия, выпускаемые в единичных экземплярах или небольшими партиями (например, сложные автоматические линии для форматной обработки плитных материалов и др.). Поэтому сложное деревообрабатывающее оборудование в ряде случаев может быть испытано только у изготовителя или на месте эксплуатации в составе производственного комплекса.
Анализ нормативной документации по сертификации показывает то, что она носит общий характер часто без учёта специфики деревообрабатывающего оборудования. Отсутствует четкий перечень параметров, контролируемых в обязательных и добровольных сертификационных испытаниях. Некоторые стандарты устарели. Появились принципиально новые типы машин, которые действующими стандартами не могут быть охарактеризованы.
Показатели безопасности и технического уровня оборудования контролируемые в процессе сертификационных испытаний
Состав и количество показателей безопасности, которые контролируются в ходе обязательных сертификационных испытаний, установлен системой сертификации ГОСТ Р. Но, необходимо отметить, что перечень этих показателей носит общий характер без учёта специфики проведения испытаний деревообрабатывающего оборудования.
При выборе показателей применяемых в соответствии с системой ГОСТ Р надо исходить из стандартов, рекомендаций, ИСО и других международных организаций, занимающихся вопросами охраны природы, системой государственных стандартов в области охраны природы и охраны труда, правилами и нормами по технике безопасности, пожарной безопасности, производственной санитарии.
При разработке перечня показателей контролируемых в процессе обязательных и добровольных сертификационных испытаний нами за основу были приняты показатели технического уровня деревообрабатывающего оборудования по ГОСТ 4.404-88 и перераспределены в соответствии с требованиями и задачами сертификации. Конечно, перечень этих показателей будет отличаться от перечня приведённого в таблице 1.1, так как по определению обязательная сертификация уже понятия технического уровня. Но, в тоже время, подавляющее число показателей для оценки безопасности деревообрабатывающего оборудования идентичны, как по существу, так и по методам определения.
Отдельно следует остановиться на вопросе идентификации оборудования. Такого понятия в нормативной документации для оценки технического уровня не было. В то же время там были широко представлены показатели назначения, которые в достаточной степени выполняли те же задачи что и идентификация.
Рекомендуемый нами перечень показателей, определяемых в обязательных сертификационных испытаниях, приведён в таблице 2.1. Перечень показателей, представленных в табл. 2.1, позволяет выполнить идентификацию и оценить безопасность деревообрабатывающего оборудования по рекомендуемым показателям.
Существующей системой обязательной сертификации ГОСТ Р предусматривается определение показателей безопасности оборудования только после его сборки на предприятии-изготовителе или на момент реализации. Последующий контроль показателей безопасности на протяжении выработки ресурса существующими схемами сертификации не предусмотрен. Поэтому, на наш взгляд, одной из задач сертификации должно стать подтверждение выполнения требований безопасности в течение всего срока службы оборудована, т.е. полечение информации о надёжности.
В настоящее время, по желанию заказчика обязятельные сертификационные испытания можно дополнить добровольными. Добровольные сертификационные испытания позволяют выявить качественные показатели оборудования, которые в первую очередь интересуют потребителя.
Перечень показателей оцениваемых при добровольной сертификации определяется заказчиками, которых в настоящее время интересует ряд показателей качества обработки и эффективности станка, (таблица 2.2).
Для деревообрабатывающего оборудования могут быть определены такие качественные характеристики как: производительность, технологическая точность и стабильность изготовляемых деталей, стабильность физико-механических свойств, шероховатость обработанных поверхностей и др. При этом необходимо учитывать, что точность и шероховатость обработанных поверхностей непосредственно связаны с производительностью. Чем выше запас станка по точности, тем более напряжённые режимы работы могут быть применены. Испытания для определения этих показателей не вызывают серьезных затруднений.
Основными показателями, которые представлены в таблице 2.2, на наш взгляд являются показатели надёжности. Под надёжностью понимают способность объекта сохранять на протяжении всего периода эксплуатации свои допустимые показатели качества и безопасности.
Определение показателей надёжности вызывает наибольшую сложность, так как для получения информации необходимо проведение испытаний.
Показатели надёжности являются интегральными также и для оценки технического уровня и технического состояния деревообрабатывающего оборудования. Так даже за непродолжительное время сертификационных испытаний могут возникнуть внезапные отказы, как элементов безопасности, например, подвижных ограждений, так и технического уровня машины.
Оценочные показатели и измеряемые параметры
В качестве оценочных показателей при идентификации принято соответствие станка его заявленным характеристикам и свойствам. Измеряемыми параметрами являются: - минимальные и максимальные размеры обрабатываемой заготовки; - размеры установочных поверхностей станка; - характеристики режущего инструмента (диаметры пил, диаметры посадочных отверстий пил, ширина полотна пил, ширина резцов, число резцов); - частоты вращения и скорости поступательных движений рабочих органов станка; - установленная мощность; - габаритные размеры станка.
Измерения линейных размеров станка, его элементов и заготовок выполнялись с использованием средств измерений общего назначения: рулетка (О - 5 м) с ценой деления 1 мм, штангенциркуль электронный ART.327.00 с ценой деления 0,01 мм, штангенциркуль ШЦ-11-250-0,1 с ценой деления 0,1 мм, микрометр МК25 с ценой деления 0,01 мм.
Скорость поступательного движения пильного суппорта и каретки с зажимами станка измерялись по времени прохождения элементом станка мерного отрезка длиной 1 м. Для измерения интервала времени использовался секундомер СОС пр-2 6-2-000 с пределами измерения 0,2 с - 60 мин.
Перечисленные средства измерений поверялись в установленном порядке Сергиево-Посадским ЦМС.
При испытаниях на безопасность в качестве измеряемых параметров приняты: - силы на органах управления, а также для съёма и перемещения защитных устройств; - работоспособность и эффективность защитных и блокирующих устройств станка; - время торможения режущего инструмента и время отключения блокировки на ограждениях; - вес фильтров до и после отбора пробы воздуха рабочей зоны и время отбора пробы; - уровни звукового давления в контрольных точках, и уровни звука в ок-тавных полосах частот на рабочем месте оператора; - виброускорение на рабочем месте оператора и на загрузочном столе; - сопротивление изоляции электрооборудования станка; - электрическая прочность изоляции электрооборудования станка; - падение напряжения при оценке непрерывности цепи защиты электрооборудования станка. В каждой серии экспериментов определяется необходимое число повторений п опыта и рассчитывается для каждой измеряемой величины математическое ожидание, среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации [113, 118]. Необходимое число повторений и опыта находим задаваясь доверительной вероятностью у = 0,90 по таблицам. Также предварительно число повторений п опыта можно рассчитать по формуле где V— коэффициент вариации; а - уровень значимости (а = 1 — у); Грубые промахи обнаруживаем и исключаем при помощи -критерия Стьюдента.
Проверка выборок на нормальность осуществлялась по критерию согласия Колмогорова. 1) Оценка наличия и эффективности работы защитных устройств В соответствии с [29, 68, 71] станок должен удовлетворять ряду требований, характеризующих безопасность механической части. К этим требованиям в первую очередь относятся следующие: - наличие и эффективность функционирования защитных устройств, исключающих возможность соприкосновения человека с движущимися элементами станка; - наличие и эффективность функционирования подвижных и неподвижных защитных устройств зоны обработки с учетом размеров обрабатываемого материала; - наличие и возможность установки и открывания защитных устройств на перестраиваемых и регулируемых механизмах без применения слесарного инструмента; - наличие и эффективность работы блокирующих устройств на защитных устройствах, которые могут быть сняты без применения слесарного инструмента: - защитные устройства должны быть изготовлены из сплошного листового материала; допускается изготовление защитных ограждений из сетки или листового материала с отверстиями (при этом расстояние от движущихся деталей до поверхности ограждений должно соответствовать указанному в таблице [29], п. 3.1.5); - защитные устройства должны быть изготовлены и установлены с точностью, исключающей их перекос или смещение от заданного положения; подвижные части защитных устройств должны иметь крепления, не требующие применения слесарно-монтажного инструмента при наладке на размер обрабатываемых заготовок; - усилия для закрытия и открывания неподвижных ограждений вручную не должны превышать 80 Н; усилия для подъема или сдвигания подвижной части ограждения не должны превышать 60 Н; - защитные устройства не должны: снижать освещенность рабочего места; увеличивать шум, создаваемый движущимися частями станка; повышать вибрацию станка; затруднять удаление отходов; препятствовать наблюдению за работой режущего инструмента; , - крепление защитных устройств должно быть надежным, исключающим возможность самопроизвольного снятия; - наличие и эффективность работы тормозных систем рабочих органов при применении легкосъемных ограждений; время торможения после нажатия кнопки «СТОП» не должно превышать 6 с; тормозные устройства должны быть сблокированы с пусковым устройством; - при применении пневматических приводов должна быть исключена возможность травмирования людей стружкой и пылью при отбрасывании последних воздухом.
Для оценки уровня большинства перечисленных параметров используются простейшие измерительные приборы, поэтому методики измерения для них не приводятся.
Измерение сил для закрытия и открывания неподвижных ограждений и сил для подъема или сдвигания подвижной части ограждения осуществляется с использованием динамометра сжатия типа ДОСМ-3-0,05 (заводской № 244) пределы нагружения 0 - 500 Н со специальным пальцем. Пересчет показаний индикатора динамометра на силу выполняется по тарировочной таблице.
По времени торможения и времени отключения блокировки на ограждении пильного и подрезного шпинделей с режущими инструментами оценивается эффективность работы системы торможения. Время торможения измеряется секундомером СОС пр-26-2-000 с пределами измерения 0,2 с - 60 мин.
2) Измерение содержания пыли в воздухе рабочей зоны
При раскрое листовых материалов на форматном станке выделяется большое количество опилок и пыли.
Удаление пыли и стружки из зоны обработки осуществляется вытяжной (аспирационной) системой производительностью 4500 м3/час с тканевыми фильтрами. При этом часть пыли, выделяемой при пилении плит, просачивается в воздух рабочей зоны, т.е. полностью не удаляется.
ГОСТ 12.2.026.0-93 [29] регламентирует необходимость определения и оценки содержания пыли в воздухе рабочей зоны станка при сертификационных испытаниях.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) для веществ, которые могут выделяться при работе технологического оборудования определены в ГОСТ 12.1.005-88 [66].
ПДК для пыли растительного происхождения, древесной (с примесью диоксида кремния менее 2%) составляет 6 мг/м3. Преимущественно агрегатное состояние пыли в условиях производства — а (аэрозоль). Класс опасности IV. Особенность действия на организм - А, Ф (аллергические заболевания, фибро-генное действие).
Выполнение замеров концентрации пыли в воздухе рабочей зоны станка ЕВ 70 и обработка результатов испытаний выполняются в соответствии с ГОСТ 8.563-96 [61].
Отбор проб воздуха рабочей зоны с целью определения содержания в нём примесей осуществляется с помощью аспиратора модели 828. Аспиратор предназначен для эксплуатации в условиях умеренного климата при температуре от 10 до 35С, относительной влажности до 80 % при температуре 25С и атмосферном давлении от 84,0 до 106,7 кПа.
Характеристика параметров безопасности
Учитывая невозможность проведения ускоренных испытаний на надёжность на круглопильном форматном станке - по причине выработки ресурса и как следствие снижения его рыночной стоимости, ресурсные испытания выполнялись на экспериментальной установке.
Результаты испытаний на стенде представлены в табл. 4.4 в виде двух групп параметров, характеризующих начальный уровень и изменение показателей безопасности и технического состояния испытываемых пильных суппортов в зависимости от наработки Л
Испытания выполнены в соответствии с разработанной программой (п. 3.2.6) при чередовании трёх режимов нагружения: режим 1 (лёгкий, толщина плиты h = 16 мм, Vs = 12 м/мин); режим 2 (средний, толщина плиты h = 32 мм, Vs = 12 м/мин); режим 3 (тяжёлый, толщина плиты h = 64 мм, = 12 м/мин).
Общая продолжительность испытаний составила 380 часов. Пересчёт времени наработки на любой из режимов эксплуатации или их сочетание выполняется методом «вытягивания площадей» по известным из эксперимента значениям скоростей изменения у $ параметра на каждом из режимов по формулам (2.57,2.58), п. 2.7.
Так, например, если стенд будет обрабатывать только плиты толщиной 16 мм, то 380 часов испытаний будут эквивалентны 1108 часам выработки ресурса (гксп. і) на этом лёгком режиме 1. Аналогично, если обрабатывать плиты только толщиной 32 мм - 380 часов испытаний будут эквивалентны - 702 часам выработки ресурса на режиме 2: режим 1 (лёгкий, толщина плиты h = 16 мм) - /исп. і = 1108 час; режим 2 (средний, толщина плиты h = 32 мм) - /исп. 2 = =702 час; режим 3 (тяжёлый, толщина плиты h = 64 мм) - /исп. з = 300 час.
В пересчёте на обобщённый режим с учётом вероятности реализации каждого из режимов (лёгкий — 50,3 %, средний - 29,3 %, тяжёлый - 20,4 %) -380 часов испытаний будут эквивалентны 617 часам времени выработки ресурса на обобщённом режиме (гисп, обобщ. рсж. = 617 час).
Так как испытания проведены на стенде, то контролировались только некоторые показатели безопасности. Испытания периодически прерывались для контроля уровня показателей безопасности и технического состояния стенда.
После приработки стенда перед началом испытаний уровень звукового давления (УЗД) на рабочем месте оператора составил 88 дБЛ для холостого хода и 92 -з- 93 дБА при работе на каждом из трёх режимов, что превышает допустимый уровень - 80 д&А. Измерения УЗД выполнены при наработке М) час, =170 час, /=380 час стенда в испытаниях. Существенных изменений уровня звукового давления в течение испытаний и после регулировки не зафиксировано.
Параметры электрической прочности изоляции (испытания на пробой -1000 В, 1 с), сопротивления изоляции (122 МОм 1 МОм), непрерывности цепи защиты (0,19 -0,31 В 1 В) соответствуют требованиям ГОСТ Р МЭК 60204-1-99 и в процессе испытаний остались практически неизменными. Измерения параметров электробезопасности выполнены при наработке t — 0 час, / = 170 час, /= 380 час стенда в испытаниях.
Контроль изменения параметров технического состояния по сколам на пласти ламинированного щита ДСтП и амплитудам поперечных колебаний пильных суппортов показывает их зависимость от режима испытаний и наработки.
Так в зависимости от режима испытаний величины сколов (рис. 4.1) перед испытаниями (/ = 0) составили 2,0 мм для режима 1 и 3,0 мм для режима 3. В процессе испытаний величины сколов увеличились для режима 1 с 2,0 до 3, мм, а для режима 3 с 3,0 до 5,4 мм и приблизились к предельно допустимому значению 7 мм (для «чернового раскроя»). После регулировки суппортов величины сколов несколько уменьшились, тем не менее, их новые значения превышают начальный уровень.
Аналогичная картина имеет место для изменения поперечных вибраций суппортов рис. 4.2, что позволяет сделать вывод о влиянии амплитуд поперечных колебаний суппортов на величины сколов на пласта ламинированного щита ДСтП.
Для прогнозирования параметрической надёжности результаты испытаний по сколам и амплитудам поперечных виброперемещений пересчитаны на каждый из трёх возможных режимов эксплуатации и обобщённый режим. Расчётные графики зависимости Ск(і) и A(f) представлены на рис, 4.3 и 4.4, приведённые графики свидетельствуют о преобладающем влиянии тяжёлого режима 3 на скорость потери суппортом начального качества.
Оценка изменения технической системой (ТС) по параметрам геометрической точности включала проверки радиального биения консоли и торцевого биения опорной шайбы пильного шпинделя, измерения выполнены при наработке / = 0 час, t = 170 час, / = 380 час стенда в испытаниях. Графики изменения этих параметров в процессе испытаний представлены на рис, 4,5 и 4.7 и свидетельствуют о существенном изменении точности. Так радиальное биение за 380 часов испытаний изменилось от 0,029 до 0,042 мм для первого суппорта и от 0,032 до 0,046 для второго суппорта при допуске 0,05 мм, а торцевое биение - с 0,024 до 0,035 мм для первого суппорта и с 0,026 до 0,037 мм для второго суппорта, при значении допуска торцевого биения 0,05 мм на диаметре 100 мм.
Пересчёт результатов испытаний на режимы эксплуатации показывает, что для достижения зафиксированных в испытаниях величин радиального биения 0,042 мм и 0,043 мм для каждого из суппортов на режиме 1 (лёгкий) требуется 1108 часов эксплуатации, тогда как на тяжёлом режиме 3 (тяжёлый) - всего 300 часов, см. рис. 4.6 (график построен для 1 шпинделя). Аналогичные результаты по наработкам 300 и 1108 часов для тяжёлого и лёгкого режимов эксплуатации необходимы для изменения величины торцевого биения с 0,024 до 0,035 мм и с 0,026 мм до 0,036 мм для каждого из суппортов, на рис. 4.8 (график построен для шпинделя 1).
Жёсткость каждого из суппортов в процессе испытаний (рис. 4.9) уменьшилась с 3,75-102 до 2,10-102 Н/мм - для первого суппорта и с 3,72 102 до 2,07-10 Н/мм — для второго суппорта. При этом основной причиной являлся износ в кольцевом шарнире подъёма суппорта. После выполнения регулиров-ки удалось повысить жёсткость с 2,10-10 до 3,20-10 Н/мм - первый суппорт и с 2,0740і до 3,18 10z Н/мм - второй суппорт. Экспериментальные данные по жёсткости также были пересчитаны на каждый из трёх режимов эксплуатации и обобщённый режим для суппорта № 1 (рис. 4.10).