Испытания машин на сборке

Испытания машин представляют собой важнейший этап сборки, так как на этом этапе в эксплуатационных условиях или приближенных к ним оценивают качественные характеристики машин. Указанные характеристики являются эксплуатационными и проявляются при приемочных испытаниях, проводимых по специальной программе. Испытания могут проводиться в автоматическом режиме.

После устранения дефектов возможны контрольные испытания, а в отдельных случаях обкатка готовых машин. Для отдельных видов машин предусмотрены специальные испытания по особой программе. Наилучшие результаты дают испытания отдельных узлов машин, например коробок скоростей шпиндельных узлов станков, ходовой части транспортной машины и др. Естественно, что для такой работы необходимы специальные стенды, оснащенные регистрирующей аппаратурой. Конструкция стендов согласуется с технологическим процессом сборки и позволяет оценивать основные выходные параметры машин. Во многих случаях качество машин оценивается после проведения испытаний. Основным преимуществом испытаний является возможность учета одновременного действия многих факторов, чего нельзя или трудно учесть расчетными методами. Более того, очень важно определить рассеяние выходных параметров машин, прогнозировать период работы изделия до момента выхода параметра за допустимые пределы и выявить другие параметры, связанные с технологическим обеспечением качества. Наилучшими являются такие стенды, которые позволяют не только определять выходные параметры, т. е. устанавливать пригодность данного соединения для эксплуатации, но и указывать метод достижения заданного значения параметра.

Проведение не только испытаний, но и сборки вообще без стендов уже не представляется возможным. Однако их применение может вызвать дополнительные погрешности, поскольку в ходе испытаний стенды сами могут создавать такие силовые факторы, которые при эксплуатации отсутствуют. Это обстоятельство следует учитывать.

Качество испытаний зависит от совершенства измерительных устройств. Предпочтение следует отдавать прогрессивным, прежде всего бесконтактным средствам контроля. Они позволяют оценивать параметры качества на ходу, в очень широком диапазоне скоростей и ускорений движущихся частей. Например, на голографических установках можно воспроизводить пространственное изображение деформированных в ходе испытаний деталей машин. В ряде случаев удовлетворительные результаты дает тензометрирование и применение метода фотоупругости. Механические измерительные системы все больше заменяются оптическими, электронными, лазерными.

Во всех случаях испытаний узлы оценивают по главным характеристикам. Так, для высокооборотных шпиндельных узлов важнейшим показателем качества является траектория вращения собственно шпинделя. Центр шпинделя перемещается при его вращении в пределах зазоров в подшипниках. Поэтому траектория центра представляет собой весьма сложную замкнутую кривую, которая не повторяется при каждом новом обороте шпинделя. Испытаниями в данном случае предусмотрена оценка качества высокооборотных шпинделей по форме совокупности траекторий и по отклонению от круглости этой совокупности. Такие испытания проводят на специальных стендах с помощью регистрирующей аппаратуры.

Программу испытаний, установление количественных значений характеристик - показателей качества, продолжительность обкатки следует назначать исходя из физической сущности взаимодействия элементов конструкции. Это важнейшее положение часто нарушается на практике, когда условия испытаний устанавливают волевым порядком, ориентируясь главным образом на формальные сроки сдачи готовой продукции. Физическая картина взаимодействия деталей собранных конструкций также бывает в ряде случаев не выяснена до конца, а научный подход к решению вопроса игнорируется.

В ходе испытаний возможны замены отдельных деталей конструкции, повторные испытания с целью достижения высокого качества методом проб. Естественно, что такие мероприятия не могут быть организованы на потоке. Методом проб, например, можно установить такие зазоры в подшипниках, что траектории вращательного и поступательного перемещения узлов лишь незначительно будут отличаться от окружности и прямой линии. Последовательно в корпус устанавливают подшипники качения с различными зазорами и натягами. Различные комбинации подшипников на обоих концах вращающегося вала дают самые различные результаты в виде форм траекторий. Сборка проводится до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат. Очевидно, что сам принцип подбора в описанном случае не может быть признан прогрессивным. Достичь заданного качества узла можно регулировкой в ходе испытаний. В производственных условиях это означает, что узел устанавливают на испытательный стенд с регистрирующей аппаратурой, способный регулировать соответствующие входные параметры узла. Параметры изменяют в ходе испытаний, добиваясь заданного значения выходных параметров. При этом фиксируют положения регулирующих элементов.

Наилучших результатов при достижении заданного качества можно до­биться комплексными испытаниями, когда одновременно оценивают многие параметры машины.

Так, на одном из стендов МВТУ им. Баумана одновременно оценивался износ подшипников, нагрев конструкции, изменение жесткости во времени, а также изменение крутящего момента. Результаты таких испытаний позволяют не только оценить конструкцию, но и получить необходимые данные для проектирования и изготовления обкаточных стендов.