Структура автоматизированных поточных линий и надежность их действия

Устройства, составляющие автоматизированную поточную линию, имеют единый темп работы и единый механизм управления. Структурная схема механизмов такой линии приведена на рис. 3.

Состав и организационная структура линии должны обеспечивать высокую производительность и бесперебойность в работе, а также высокую мобильность (быструю смену оснастки, переналадку, смену режимов обработки).

Линия должна быть компактна – занимать по возможности меньше производственной площади, бесшумна и безопасна и иметь высокую ремонтоспособность и удобство обслуживания.

Система управления автоматизированной линии должна обеспечивать ее работу в различных режимах и удобную взаимосвязь с АСУ ТП и АСУ литейного цеха, завода.

Наибольший эффект использования автоматизированных линий может быть достигнут лишь при условии надежной и бесперебойной их работы.

Надежность – это свойство машин, механизмов выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей. Основной функцией для литейных автоматизированных линий является выполнение технологических процессов, которые обеспечивают получение отливок требуемого качества и с определенным темпом выпуска. Надежность линии определяется надежностью составляющих элементов – механизмов, устройств, оснастки.

Рис. 3.1. Структурная схема механизмов автоматизированной (автоматической) линии

Автомат или автоматизированная линия могут иметь два состояния:

1) работоспособное, когда они выполняют заданные функции – выпускают продукцию требуемого качества;

2) неработоспособное, когда из-за неисправностей механизмов они не выполняют заданных функций. Переход линии из работоспособного состояния в неработоспособное называют отказом.

Отказы из-за несрабатывания какого-либо конструктивного элемента линии или невыполнения рабочего цикла характеризуют, надежность функционирования. Отказы, когда все механизмы срабатывают и рабочий цикл выполняется, но выдаваемая линией продукция оказывается бракованной, характеризуют технологическую ненадежность линии. Все показатели надежности автоматов и автоматизированных линий можно разделить на показатели безотказности, ремонтопригодности и долговечности.

Важнейшим показателем безотказности является вероятность того, что линия или ее элементы сохранят свою работоспособность в течение регламентированного промежутка времени.

Показатели безотказности машин не стабильны во времени. Так, в период пуска и освоения интенсивность отказов высока из-за конструктивных дефектов, неосвоенности технологии, недостаточной квалификации обслуживающего персонала. Постепенно интенсивность отказов снижается, наступает период относительной стабилизации. Затем наступает период прогрессирующего износа – интенсивность отказов возрастает настолько, что машина выводится в планово-предупредительный ремонт.

Ремонтопригодность – это свойство линии и ее элементов быть приспособленными к предупреждению, обнаружению и устранению отказов путем технического обслуживания и ремонтов. Ремонтопригодность автоматов и автоматизированных линий оценивают длительностью единичных простоев для обнаружения, устранения и предупреждения отказов.

Показатели долговечности характеризуют свойство линии и ее элементов сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Предельное состояние механизмов линии определяется обычно невозможностью дальнейшего их использования, связанной с потерей ими технических качеств.

Расчетная надежность машин и линий, т.е. коэффициент надежности, может быть определен по формуле

(13)

где – среднее за год время работы между двумя простоями; – время восстановления отказов, включающее время обнаружения и время исправления.

Если при этом учесть и время планового ремонта t_п, то можно подсчитать коэффициент технической готовности линии

(14)

Коэффициент использования линии (с учетом простоев липни по организационным причинам

(15)

Коэффициенты надежности автоматизированных линий обычно составляют

Коэффициенты использования этих же линий

Наряду с этим большое значение для бесперебойной работы имеет структура автоматизированных линий и в первую очередь характер связи между ее рабочими элементами (машинами). По этому признаку различают линии с жесткой и гибкой связью.

Линии с жесткой связью состоят из рабочих машин, связанных между собой транспортирующими органами, передвигающими одновременно в определенном темпе все находящиеся на них изделия па один шаг (рис. 3). Простой любого из технологических элементов вызывает одновременную остановку всей линии.

Остановки будут тем чаще, чем больше в линии составляющих элементов и чем меньше надежность каждого из них.

Таким образом, коэффициент надежности работы линии может быть выражен как произведение коэффициентов надежности каждого элемента (механизма) линии

Если допустить, что то

Ниже приводятся коэффициенты надежности машин и различных механизмов линий.

Формовочные машины однопозиционные 0,92...0,93

Формовочные машины многопозиционные 0,90...0,92

Выбивные решетки 0,90...0,98

Прошиватели 0,89...0,75

Распаровщики 0,85...0,98

Механизмы сборки форм 0,95...0,98

Грузоукладчики 0,85

Приводные рольганги 0,99

Сталкиватели 0,99

Пневмоцилиндры 0,99

Для уменьшения простоев таких линий идут по пути: а) увеличения надежности элементов линии; б) уменьшения числа элементов линии; в) использования резервных элементов.

Обычно осуществляют резервирование только тех элементов линии, выход из строя которых наиболее вероятен. Схема автоматизированной линии с резервным элементом приведена на рис. 3.3.

Помимо приведенных, применяются также линии с «гибкой» связью между ее элементами. Они представляют отдельные участки, имеющие свои независимые транспортирующие органы и промежуточные накопители.

При простое какого-либо элемента остановка других или последующих элементов не будет происходить, так как наличие подвижных заделов продукции в промежуточных накопителях создает условия для независимой работы участков линии. Такая «гибкая» связь между элементами линии повышает коэффициент ее надежности.