Отчёт НГ12-458-85 о работе 140-08-85

Поиск путей повышения надёжности фотокамер общего назначения и создания фотокамеры, отвечающей требованиям профессиональной работы

Государственный ордена Ленина и ордена Октябрьской революции Оптический институт имени С.И. Вавилова

«Утверждаю»
Зам. директора ГОИ,
кандидат технических наук
Б.В. Горбунов

Руководитель работы О.Г. Кудин
Начальник лаб. 145, кандидат технических наук В.К. Баранов
Начальник отдела 14, кандидат технических наук Ю.А. Дудников

Ленинград, 1986 г.

Список исполнителей

Заместитель начальника 14 н.о. Кудин О.Г. (1.1., 7)
Начальник НТО 34 Матвеев А.В. (2)
Ведущий инженер Игнатьева Л.С.(4, 5)
Ведущий инженер, отв. исполнитель Исполатов Г.Н. (Введение, 1, 3, 6, 7)
Ведущий инженер Мельников В.Н. (6)
Ведущий инженер Николаев И.И. (2, 6.3)
Старший инженер Бояров П.И. (1.1.)
Инженер Савельева Л.И. (2)
Младший научный сотрудник Субботенко Е.В. (3.4.)

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СВЕДЕНИЙ О НАДЁЖНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ ФОТОАППАРАТУРЫ
1.1. Нормирование, определение и контроль показателей надёжности отечественной фотоаппаратуры
1.2. Надёжность фотоаппаратов зарубежных фирм
2. РАЗРАБОТКА ТИПОВОЙ МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ ФОТОАППАРАТУРЫ НА НАДЁЖНОСТЬ
2.1. Необходимость в разработке типовой методики проведения испытаний на надёжность
2.2. Выбор номенклатуры показателей надёжности фотоаппаратуры, которые подлежат экспериментальному определению
2.3. Критерии отказа и предельного состояния изделий
2.4. Режимы и условия проведения испытаний. Метрологическое обеспечение испытаний
2.5. Номенклатура испытываемых изделий и объём испытаний
2.6. Организационные вопросы проведения испытаний
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ НАДЁЖНОСТИ ФОТОАППАРАТУРЫ
3.1. Цель и условия проведения экспериментальных исследований фотоаппаратов на надёжность
3.2. Результаты испытаний фотоаппаратов типа «Алмаз»
3.3. Результаты испытаний фотоаппаратов типа «Зенит»
3.4. Результаты испытаний фотоаппаратов типа «Киев»
3.5. Результаты испытаний на надёжность образцов иностранной фотоаппаратуры
3.6. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА НАДЁЖНОСТИ ЗАТВОРОВ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ФОТОАППАРАТОВ
4.1. Номенклатура испытанных фотозатворов. Контролируемые параметры
4.2. Результаты испытаний фотозатворов
4.2.1. Отечественные затворы
4.2.2. Зарубежные затворы
4.2.3. Выводы по испытаниям фотозатворов
4.3. Исследование причин низкой надёжности отечественных затворов
4.3.1. Анализ рекламаций
4.3.2. Основные причины производственных отказов
4.3.3. Основные причины конструкторских отказов
4.4. Основные мероприятия, необходимые для повышения качества и надёжности затворов
4.5. Выводы
5. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К НАДЁЖНОСТИ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К ЗАТВОРАМ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ФОТОАППАРАТОВ
5.1. Требования к надёжности отечественных фотоаппаратов и затворов
5.2. Методика испытаний затворов на надёжность
5.3. Требования, предъявляемые к надёжности фотозатворов за рубежом
5.4. Выводы
6. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ ФОТОАППАРАТАМ
6.1. Особенности профессиональной фотографии
6.1.1. Количественная сторона профессиональной работы
6.1.2. Условия съёмки
6.2. Отличительные особенности профессиональных фотоаппаратов
6.3. Требования к надёжности профессиональных фотоаппаратов
6.4. Основные технические требования к профессиональному фотоаппарату для 35-мм плёнки
6.5. Основные технические требования к профессиональному среднеформатному фотоаппарату
7. РАЗРАБОТКА ПЛАНА РЕАЛИЗАЦИИ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЁЖНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ФОТОАППАРАТУРЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ «Типовая программа и методика испытаний фотоаппаратов на надёжность с целью определения степени их соответствия требованиям по надёжности, предъявляемым при профессиональной работе»

Перечень условных обозначений, символов, единиц и терминов

(см. раздел «Вопросы и ответы»: «Качество и надёжность фототехники» 1))

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших задач, стоящих перед серийным производством отечественной фотоаппаратуры, является задача существенного повышения надёжности изделий.

Развитие отечественной аппаратуры (в особенности малоформатной) происходило до настоящего времени в основном по пути совершенствования аппаратуры в части расширения её технических и эксплутационных возможностей. Фотоаппаратура предназначалась для удовлетворения спроса фотолюбителей. В некоторой степени развитие среднеформатной фотоаппаратуры типа «Киев» (6×6 см) было направлено на удовлетворение потребностей фотолюбителей высокой квалификации и в некоторой степени профессионалов. Данный вид аппаратуры смог бы удовлетворить потребности профессионалов (фоторепортёров), если бы данная аппаратура обладала более высокой степенью надёжности и имела более высокий технический уровень.

В настоящее время возникла потребность в отечественной фотоаппаратуре для профессионалов в связи с изменившейся ситуацией в части значительного ограничения возможности приобретения импортной аппаратуры для профессионального использования различными организациями.

Возникшая проблема может быть разрешена двумя путями:

на основе анализа выпускаемых моделей фотоаппаратов выбрать те модели, которые наиболее близко отвечают требованиям профессиональной работы и провести ряд работ непосредственно на предприятиях по повышению технических параметров, в особенности — по улучшению надёжности;
создание совершенно новой модели с использованием новых перспективных конструкционных материалов, новых конструкций, новых технологических решений, новых приёмов конструирования с широким использованием ЭВМ в части выбора и расчёта параметров динамических нагрузок и износа основных узлов и деталей фотоаппаратов.

Решение задачи повышения надёжности фотоаппаратуры стало тем актуальнее, что за последнее время её надёжность заметно снизилась.

Это снижение уровня надёжности выпускаемой фотоаппаратуры отчасти связано с отсутствием в течение длительного времени обоснованных требований к надёжности изделий. В отрасли длительное время не проводилась единая научно-техническая политика в области выбора, нормирования, определения и контроля показателей надёжности, отсутствовали соответствующие отраслевые нормативно-технические документы. В качестве показателей безотказности в одних случаях применялась наработка на отказ, в других — вероятность безотказной работы в течение заданной наработки, в качестве показателей долговечности применялся в основном средний ресурс, реже — гамма-процентный ресурс или средний срок службы, определяемый в соответствии с ГОСТ 27.002-83.

Целью данной работы является поиск путей повышения надёжности фотоаппаратов общего применения и разработка технических требований на фотокамеру для профессионального применения. Работа проводилась во исполнение приказов Министра от 30.12.84 № 476, от 30.12.85 № 525, совместно с предприятиями ЛОМО им. В.И. Ленина, ПО «Красногорский завод» и ПО «Завод Арсенал» с представлением различных отчётов.

1. АНАЛИЗ СВЕДЕНИЙ О НАДЁЖНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ ФОТОАППАРАТУРЫ

1.1. Нормирование, определение и контроль показателей надёжности отечественной фотоаппаратуры

Как отмечалось во введении, из-за отсутствия соответствующих отраслевых нормативно-технических документов каждое предприятие отрасли решало задачу обеспечения надёжности индивидуально на основе собственных документов, в которых на разных предприятиях на однотипные изделия устанавливались различные требования к надёжности и по разному решался целый ряд организационно-методических вопросов по надёжности. Это приводило к тому, что в технических заданиях и технических условиях на однотипные изделия устанавливались различные требования по надёжности, что делало практически невозможным производить сопоставление надёжности этих изделий.

Численные значения показателей надёжности, заданные в ТУ на однотипные изделия, в ряде случаев отличались друг от друга на порядок.

В таблице 1.1 приведены численные значения показателей надёжности, записанные в ТУ на ряд аппаратов. Для фотоаппаратов, выпускаемых заводом «Арсенал», приведены значения наработок на отказ, полученных расчётным путём, исходя из требований к вероятности безотказной работы, заданных в ТУ.

Таблица 1.1.

Показатели надёжности отечественной фотоаппаратуры, заданные в ТУ
№ п/п	Наименование изделия	Класс фотоаппаратуры	Завод-изготовитель	Гарантийный срок эксплуатации, мес.	Наработка на отказ, цикл
1	Зенит-19	I класс (высокий)	ПО «КЗ» 2)	18	3000
2	Киев-88		Арсенал	18	30765
3	Киев-60 ТТЛ		Арсенал	18	18460
4	Киев-4М	II класс (средний)	Арсенал	18	61350
5	Киев 1730		Арсенал	18	30765
6	Салют-С		Арсенал	18	30765
7	Зенит-TTL		БелОМО ПО «КЗ»	18	3000
8	Алмаз-102		ЛОМО	12	5000
9	Алмаз-103		ЛОМО	12	5000
10	ЛОМО-135ВС		ЛОМО	18	2500
11	Сокол-2		ЛОМО	18	2500
12	Электра-112		ЛОМО	12	2000
13	Силуэт-электро		БелОМО	12	2000
14	Зенит-Е	III класс (простой)	БелОМО ПО «КЗ»	18	6000
15	Зенит-ЕМ		ПО «КЗ»	24	6000
16	Вилия		БелОМО	12	2000
17	Вилия-авто		БелОМО	12	2000
18	Орион-ЕЕ		БелОМО	12	2000
19	Смена-символ		ЛОМО	18	2750
20	Любитель-166		ЛОМО	18	2500
21	Смена-8м		ЛОМО	18	2000
22	Любитель-2		ЛОМО	18	2000

Как видно из этой таблицы, наработка на отказ задавалась в интервале от 2000 до 61350 циклов работы фотоаппарата. Средний ресурс задавался в интервале 5000–10000 циклов работы фотоаппарата, средний срок службы от 5 до 10 лет.

Показатели безотказности на одни изделия были существенно занижены, а на другие — завышены, однако, и в том, и в другом случае они не соответствовали фактическим. Требования к величине среднего ресурса были крайне низкими и значительно отличались от требований, которые предъявляются к ресурсу однотипных изделий зарубежными фирмами, более чем на порядок. Так, например, по данным работы [1], фотоаппарат Canon F1n гарантирует не менее 100000 срабатываний механизмов, фотоаппараты Leica проходят выборочную проверку ресурса на 100000 срабатываний, стандарт ГДР выдвигает требования к гамма-процентному ресурсу не менее 30000 циклов работы фотоаппарата.

Как показал опрос заводов отрасли, численные значения показателей надёжности задавались в ТЗ и ТУ волевым методом, без научно-технического обоснования.

Часто при задании в ТУ показателей безотказности и долговечности не указывались критерии отказов и предельного состоянии или эти критерии нуждались в уточнении. Как известно, отсутствие критериев отказа и предельного состояния не позволяет определить показатели надёжности, а различное их толкование приводит к различным результатам испытаний. Так например, при определении критериев отказа некоторых фотоаппаратов за отказы принимали только те неисправности, которые приводили к невозможности проведения съёмки. При таком определении критерия отказа можно было не учитывать отказы вспомогательных элементов и узлов (отказы автоспуска, экспонометрической системы и т.п.).

По нашему мнению, такой подход к определению критериев отказа неправильный. В ряде случаев при определении критериев наступления параметрических отказов отказом считают состояния изделия, при котором хотя бы один из его параметров не соответствует требованиям ТУ, предъявляемым к новому изделию при приёмо-сдаточных испытаниях, т.е. не указываются допустимые отклонения параметров изделия от заданных в ТУ требований в зависимости от наработки изделий. Такое определение понятия параметрического отказа мы так же считаем неправильным, так как к изделию фактически предъявляются требования к неизменяемости его параметров в процессе эксплуатации. При определении критерия отказа, связанного с изменением параметров изделия, необходимо задавать допустимые изменения параметров изделия от значений, установленных в ТУ и контролируемых при проведении приёмо-сдаточных испытаний. Критерии отказа могут меняться в зависимости от наработки изделий.

В ряде случаев в ТУ требования к предельным значениям параметров, контролируемых при приёмо-сдаточных испытаниях, задавались на таком низком уровне, что даже при соответствии этих параметров установленным в ТУ требованиям изделия фактически при наработке, проводимой при приёмо-сдаточных испытаниях, уже находились на грани параметрических отказов, т.е. они не обладали запасом работоспособности даже на период гарантийного срока эксплуатации.

По нашему мнению, необходимо в ТУ, задавать более жёсткие требования к предельным значениям параметров, контролируемых при приёмо-сдаточных испытаниях новых изделий, и менее жёсткие требования к предельным значениям параметров, которые гарантируются изготовителем в течение гарантийного срока эксплуатации (т.е. нельзя предъявлять одни и те же требования к новым изделиям и к изделиям, проработавшим гарантийный срок эксплуатации).

Только в этом случае изготовитель в действительности может давать гарантию о том, что параметры изделия соответствуют требованиям ТУ в течение гарантийного срока эксплуатации (так как имеется запас по работоспособности) и учитывается реальный факт, что изделия в процессе эксплуатации физически не могут не изменять свои начальные параметры, так как закономерно идут процессы старения и износа элементов и материалов изделия в процессе эксплуатации потребителем.

При определении и контроле показателей надёжности на большинстве заводов использовался экспоненциальный закон распределения наработки до отказа и наработки между отказами в то время, как правомерность применения этого закона к оптическим приборам, в том числе — к фотоаппаратуре, ещё никем ни экспериментально, ни аналитически не обоснована.

Принятие за основу экспоненциального закона равносильно предположению постоянства интенсивности отказов во времени, т.е. отсутствия процессов старения и износа в изделиях.

Проведённый ГОИ сбор информации о фактической надёжности кинофотоаппаратуры показал следующее: предприятия отрасли не проводили определительных испытаний на надёжность изделий; контрольные испытания на надёжность проводятся эпизодически; в отрасли отсутствует система сбора информации и не осуществляется сбор информации о надёжности кинофотоаппаратуры и наблюдательных приборов.

По этим причинам ГОИ не удалось получить с предприятий информацию о фактической надёжности изделий.

Важной задачей, возникающей при нормировании, определении и контроле показателей надёжности изделий, является задача установления условий и режимов испытаний изделий, для которых задаются, определяются или контролируются показатели надёжности. В этом вопросе так же не было единообразия в отрасли.

В целях наведения порядка в вопросах выбора, нормирования, определения и контроля показателей надёжности оптических товаров народного потребления в 1983 г. ГОИ был разработан отраслевой стандарт ОСТ 3-3435-83 «Оптические товары народного потребления. Надёжность и методы испытаний», который введён в действие с 1.01.85. и в значительной мере наводит порядок в столь важном и ответственном деле. Этот стандарт установил номенклатуру нормируемых в НТД (ТЗ, ТТ, ТУ, КУ и т.п.) показателей надёжности (безотказности и долговечности), методы их контроля и определения.

Одним из недостатков этого стандарта является отсутствие конкретных количественных требований к показателям надёжности кинофотоаппаратуры и наблюдательных приборов в зависимости от их сложности, вида, назначения и цели.

Количественные требования к показателям надёжности (безотказности, долговечности) в этом стандарте заданы в виде ряда значений, ограниченных снизу, что даёт возможность заводам-изготовителям предъявлять требования по надёжности к однотипным изделиям в широких пределах. Так, например, для фотоаппаратов значение вероятности безотказной работы, задаваемой в ТЗ или ТУ, может быть выбрано из ряда 0,95; 0,96; 0,95; 0,97; 0,98; 0,99; 0,995 в течение наработки, выбираемой из ряда 400, 500, 650, 800, 1000, 1250, 150, 2000 циклов (за цикл принимается комплекс операций, которые необходимо провести для экспонирования одного кадра плёнки), значение гамма-процентного ресурса может быть выбрано из ряда 8000, 10000, 12500, 15000, 20000, 25000 циклов при гамма равной 0,95.

По этой причине и возникает необходимость экспериментального исследования надёжности выпускаемой кинофотоаппаратуры и создания единых методик для проведения этих экспериментов с целью получения сопоставимых результатов.

С целью исправления сложившегося положения нашим предприятием совместно с предприятиями-соисполнителями был разработан отраслевой стандарт ОСТ 3-4425-85 «Фотоаппараты. Типовая форма технических условий», в котором определена форма и порядок изложения требований к надёжности фотоаппаратов, правила приёмки и методы контроля показателей надёжности, что позволило навести порядок в области выбора предприятиями отрасли параметров надёжности, а также разработан отраслевой стандарт ОСТ 3-3435-83, в котором определены требования к надёжности отечественных фотоаппаратов; этот стандарт был доработан в части ужесточения требований к надёжности за счёт введения новых показателей.

Таблица 1.2.

Внесённые изменения в ОСТ 3-3435-83

Показатели	Значения показателей
Показатели	До корректировки	После корректировки
Количество образцов (объём испытаний)	5 (3)	6
Периодичность	1 раз в 1–2 года	Ежеквартально
Вероятность безотказной работы — приёмочный уровень — браковочный уровень — за наработку, циклов	0,9 0,5 500	0,95 0,8 500 (630, 800)
Гамма-процентный ресурс, циклов при приёмочном уровне браковочном уровне	8000 (допускалось 6000) 0,95 0,75	8000 (12500) 0,96 0,75
Введены дополнительно согласно требованиям ГОСТ 27.003-83
Установленная календарная продолжительность безотказной эксплуатации	--	Время гарантии +0,5 года
Установленный срок службы	--	10 лет

В заключение этого раздела следует отметить, что в настоящее время ГОИ разработаны отраслевые стандарты: не только на типовую форму технических условий на фотоаппараты, но и на ТУ на киноаппараты, диапроекторы, кинопроекторы, фотоувеличители, фотообъективы, в которых стандартизованы форма и порядок изложения требований к надёжности изделий, правила приёмки и методы контроля показателей надёжности изделий. Указанные отраслевые стандарты в значительной мере улучшили положение дел в области выбора, нормирования, определения и контроля показателей надёжности кинофотоаппаратуры и наблюдательных приборов.

1.2. Надёжность фотоаппаратов зарубежных фирм

(В качестве данного подраздела приведён незначительно сокращённый аналитический обзор [2])

На современном этапе развития фотокинотехники передовые зарубежные фирмы придают особое значение в завоевании рынков сбыта высокому качеству и надёжности продукции.

Указанные фирмы применяют различные формы и методы стимулирования выпуска аппаратуры высокого качества.

Так, на изделия оптической промышленности Японии распространено действие некоторых американских военных стандартов. Принят государственный закон о порядке инспекции экспортной продукции, создан институт инспекции фотокинотехники Japan Camera Inspection Institute (JCII). Согласно действующему в Японии закону, ни один из видов оптической продукции не может быть экспортирован без специальной инспекционной проверки этого института [12].

Инспекция оптической продукции осуществляется по программе, включающей типовые испытания, в том числе испытания экспортной продукции. (Примечание: здесь сохранена терминология [2]. «Типовые», «массовые или выборочные» испытания по своему содержанию соответствуют «контрольным», «определительным» или «оценочным» испытаниям по ГОСТ 16504-81)

Типовым испытаниям подвергаются несколько произвольно выбранных образцов из каждой партии изделий, предназначенных для экспорта. Если хотя бы один из испытуемых образцов не соответствует техническим требованиям по какому-либо параметру, вся партия возвращается изготовителю. Партия, прошедшая типовые испытания, в зависимости от её величины подвергается массовым или выборочным испытаниям.

При выборочных испытаниях образцы отбираются произвольно, их количество определяется по таблице выборки. Например, из партии 300 фотоаппаратов для испытаний отбирают 40 образцов и испытывают их по 16 основным параметрам.

При испытаниях изделий любительской фотоаппаратуры на японских фирмах большое значение придаётся оценке надёжности и долговечности. Объём ресурсных испытаний при этом довольно велик. Например, по данным фирмы Рико (Ricoh), он составляет 50000 циклов срабатываний [15].

По имеющейся информации, некоторые модели японских фотоаппаратов по долговечности имеют очень высокие показатели. Например, согласно данным фирмы Канон, в фотоаппарате Canon F1n гарантируется не менее 100 тыс. срабатываний механизмов [13].

В проспекте фирмы Nippon Kogaku K.K. указывается, что затвор фотоаппарата Nikon F3 (фокальный с титановыми шторками) обеспечивает 150 тыс. срабатываний [14].

По данным фирмы Рико, в её фотоаппаратах гарантируется 100 тыс. циклов срабатываний в температурном диапазоне от минус 15 до +60°C и влажности до 90%. В последние годы практически не было рекламаций на фотоаппараты этой фирмы со стороны японского института инспекции качества [15].

В проспекте японской фирмы Олимпус сообщается, что фотоаппарат Olympus OM1 успешно выдержал испытания на долговечность, отработав более 100 тыс. циклов в температурном диапазоне от минус 20 до +50°C [18].

Первостепенное внимание вопросам качества уделяется на фирме Leica (ФРГ). Этим, по-видимому, можно объяснить тот факт, что требования стандарта указанной фирмы выше требований национального стандарта DIN, ФРГ. Заданному качеству должен отвечать любой, взятый на выбор из серии, фотоаппарат. Спусковой механизм затвора, например, проверяется на 100 тыс. срабатываний. Суммарные погрешности экспонирования проверяются для всех режимов работы фотоаппарата. При малейшем отклонении от требований качества фотоаппарат не выходит за пределы фирмы [17].

Большой интерес представляют результаты эксплуатации зарубежных фотоаппаратов в ТАСС и АПН, издательствах журналов «Советский союз», «Советское фото», «Физкультура и спорт», а так же газеты «Литературная газета» (таблица 1.3). Статистические данные получены от специалистов этих издательств и Союза журналистов СССР по 360 фотоаппаратам, из которых 276 составляли японские (фирм Canon, Nikon, Asahi), 52 — шведские (фирмы Hasselblad) и 32 — западногерманские (фирм Rollei и Leica). Данные таблицы подтверждают высокие показатели долговечности фотоаппаратов передовых зарубежных фирм. Например, фотоаппараты Nikon, отработав в течение 15–18 лет по 75–180 тыс. циклов, сохранили ремонтопригодность и пригодность к эксплуатации.

Высокими показателями по ресурсу работы отличаются также шведские и западногерманские фотоаппараты.

Кроме того, специалисты отмечают отсутствие случаев неисправностей у вновь купленной импортной аппаратуры. Отказы проявлялись, как правило, лишь при достаточно длительной эксплуатации фотоаппаратов.

Таблица 1.3.

Показатели надёжности зарубежных фотоаппаратов по результатам их эксплуатации в ТАСС и АПН, в издательствах «Советский Союз», «Советское Фото», «Физкультура и спорт», «Литературная газета»
Наименование фотоаппаратуры	Количество фотоаппаратов	Срок эксплуатации, лет	Наработка, тыс. циклов	Количество отказов из-за несовершенства конструкции	Количество отказов из-за неправильной эксплуатации
Canon F1	16	7	90	3	5
Canon A1	2	5	35	--	--
Nikon F	35	15–18	75–180	25	41
Nikon F2	82	7–12	42–165	23	34
Nikon F3	18	4,5–5	24–25	1	1
Nikon FE, FM	102	4–11	42–160	15	27
Pentax 67	18	5–6	15–50	5	10
Pentax MX	3	5	30	--	2
Hasselblad 500C, 500C/M	52	7–11	30–45	4	26
Rolleiflex X	8	7	28	4	1
Leicaflex 2	16	10	50	--	--
Leica R-3	8	4	16	1	2

Испытания образцов фотозатвора первого класса MFC-E865 японской фирмы Seiko, проведённые ПО «Красногорский завод» в октябре 1985 г., показали, что выход величины параметров за допустимые пределы и отклонения в работе затворов при наработке 5000 циклов не выявлены [16].

Тем же объединением в 1984 г. были проведены испытания затвора BX производства Pentacon (ГДР). На выдержке 1/1000 затвор отработал 25000 циклов.

Зарубежные фирмы уделяют большое внимание измерительным приборам для исследования и испытаний фотокиноаппаратуры. Выпускаемые ими приборы позволяют измерять с высокой точностью время экспонирования, скорость движения шторок затвора, время упреждения замыкания синхроконтакта, погрешность отработки диафрагмы и др.

2. Разработка типовой методики проведения испытаний фотоаппаратуры на надёжность

2.1. Необходимость в разработке типовой методики проведения испытаний на надёжность

(Опущено...) 3))

2.2. Выбор номенклатуры показателей надёжности фотоаппаратуры, которые подлежат экспериментальному определению

(Опущено...)

2.3. Критерии отказа и предельного состояния изделий

(Опущено...)

2.4. Режимы и условия проведения испытаний. Метрологическое обеспечение испытаний.

(Опущено...)

2.5. Номенклатура испытываемых изделий и объём испытаний (количество изделий и продолжительность испытаний)

Была предложена следующая номенклатура фотоаппаратов для испытаний на надёжность:
Фотоаппараты общего применения:
БелОМО: «Агат-18», «Эликон-35С», «Эликон-автофокус»
ПО «Завод Арсенал»: «Киев-20», «Киев-88TTL»
ПО «Красногорский завод»: «ЗЕНИТ-автомат»
ЛОМО им. В.И. Ленина: «Алмаз-103», «ЛОМО-компакт-А», «Смена-символ».
Кроме того, согласно ТЗ на данную НИР, на предприятиях отрасли должны были быть проведены испытания на надёжность фотоаппаратов «ЗЕНИТ-12сд» (КМЗ), «Алмаз-102» (ЛОМО), «Киев-90» («Арсенал»).
(Опущено...)

2.6. Организационные вопросы проведения испытаний

(Опущено...)

3. Исследования фактической надёжности фотоаппаратуры

3.1. Цель и условия проведения экспериментальных исследований фотоаппаратов на надёжность

Экспериментальные исследования фотоаппаратов проводились по частным техническим заданиям, программам и методикам, согласованным с нашим предприятием.

Целью испытаний фотоаппаратов на надёжность является следующее:

выявление деталей и сборочных единиц (узлов), обладающих недостаточной надёжностью;
выявление схемно-конструкторских недоработок;
определение степени влияния технологии на надёжность фотоаппаратов;
оценка количественных показателей надёжности;
поиск путей повышения надёжности и разработка программ повышения надёжности, создание предпосылок для разработки фотоаппаратов, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым при профессиональной работе.

Условия, порядок и режим испытаний осуществлялся по программам и методикам исследовательских испытаний фотоаппаратов, составленным на основе типовой методики, утверждённым и согласованным в установленном порядке.

Испытания проводились этапами по 500 циклов срабатываний каждый. Объём проводимых испытаний должен был составить 50000 циклов. Наработка осуществлялась вручную.

В качестве критериев отказов принималось выполнение требований ТУ на конкретные виды аппаратов. В процессе испытаний и после каждого опыта (500 циклов) проводилась проверка параметров и характеристик образцов. Результаты проверок зафиксированы в журналах испытаний каждого образца.

3.2. Результаты испытаний фотоаппаратов типа «Алмаз»

В связи с тем, что по техническим характеристикам фотоаппарат «Алмаз-102» наиболее близок к требованиям профессиональной работы, для испытаний предприятием была выбрана эта модель.

Испытаниям подвергнуты были 3 аппарата. Суммарное количество отказов при суммарной наработке 82681 циклов составило 26, в том числе:

параметрические отказы, проявившиеся в выходе параметров затвора за предельные значения допусков — 3;
отказы, связанные с разрушением деталей, с нарушением соединения деталей и затираним трущихся частей — 19.

Отмечено влияние нарушения технологии на надёжность фотоаппаратов. Эти нарушения сказались в быстром износе деталей (собачка Ю.47.58.435 — пропуск цианирования, барабан Ю.68.50.55 выполнен по настоянию технологов из латуни вместо стали), самопроизвольном нарушении взаиморасположения деталей (отвинчивание винтов, сдвигание подшипников, неправильно выставлены конструктивные зазоры).

Результаты испытаний фотоаппаратов «Алмаз-102» свидетельствуют о большом числе исполнительских, технологических и конструкторских дефектов, из-за которых не обеспечивается необходимая надёжность.

По результатам испытаний предприятием разработан план мероприятий по устранению дефектов, который включает предложения, проверенные на опытных образцах и макетах узлов и деталей, например ввести ряд конструктивных изменений (заменить материал барабана Ю.68.50.55, ввести механизм подрегулировки выдержек, изменить конструкцию кулачка Ю.68.20.65 с целью уменьшения усилия взвода затвора и повышения точности отработки выдержки 1/1000 с и т.д.).

Предприятие предполагает, что при реализации плана оргтехмероприятий по фотоаппарату «Алмаз-102» возможно достижение наработки на отказ, равной 50000 циклов срабатывания.

Указанные предложения учтены в эскизном проекте нового фотоаппарата «Алмаз-104», который рекомендован в качестве профессионального аппарата. Техническое задание на эту модель согласовано с Союзом журналистов СССР.

3.3. Результаты испытаний фотоаппаратов типа «ЗЕНИТ»

Испытаниям были подвергнуты 6 аппаратов серийного выпуска, отобранные методом случайного отбора по ГОСТ 18321-73 из числа фотоаппаратов, находившихся на участке упаковки и подготовленных для отправки на склад отдела сбыта.

Суммарное количество отказов при общей наработке 30000 циклов составляет 49 отказов. Ни один из испытанных образцов не достиг предельного состояния, определяемого в соответствии критериями, указанными в программе и методике испытаний (т.е. невозможность устранения отказа путём ремонта).

Количество параметрических отказов, выявленных в процессе испытаний — 14. Из отчёта предприятия видно, что выход параметров (неравномерность, эффективная выдержка) в основном происходит на выдержках 1/250 и 1/500 с.

Остальные отказы выразились в поломках деталей и узлов.

Так например, разрушение пружины моста подъёма зеркала — 8 раз, поломка контакта включения экспонометрического устройства — 4 отказа и т.д.

Некоторые отказы (износ первой шторки и наволакивание резины шторки на светозащитный щиток, вызванные попаданием масла или растворителя на шторку) свидетельствуют о низкой культуре производства.

По результатам испытаний определены количественные значения ВБР: точечная оценка ВБР и её верхняя и нижняя граница для наработок 500, 2000, 5000, 10000, 15000, 20000 циклов. Значения ВБР в зависимости от наработок показаны в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Значение вероятности безотказной работы в зависимости от наработки для фотоаппаратов «ЗЕНИТ-12сд»
Вероятность безотказной работы	Наработка ВБР, циклов
	500	2000	5000	10000	15000	20000
	Количество опытов
	600	170	87	63	49	49
Точечное значение ВБР	0,918	0,712	0,437	0,222	--	--
Нижняя граница ВБР	0,907	0,678	0,385	0,169	0	0
Верхняя граница ВБР	0,928	0,734	0,488	0,279	--	--

Для повышения надёжности и улучшения качества фотоаппарата «ЗЕНИТ-12сд» предложено провести ряд работ, направленных на повышение культуры производства и конструктивные, технологические улучшения.
Конкретное содержание работ отражено в плане оргтехмероприятий.
Согласно ЧТЗ предприятие должно было также провести экспериментальные исследования на надёжность фотоаппарата «ЗЕНИТ-автомат».
Указанные испытания проведены не были в связи с тем, что данная модель не выдержала государственных квалификационных испытаний из-за многочисленных отказов (протокол от 20.05.1986 г.).
Анализ причин отказов и результаты разработки одного из 7 представленных на квалификационные испытания образцов выявил массовое нарушение производственно-технологической дисциплины в ходе сборки образцов. Все представленные на испытания в ГОИ образцы возвращены на предприятие для подробного анализа причин отказов, после чего фотоаппараты должны быть представлены на повторные испытания.

3.4. Результаты испытаний фотоаппаратов типа «Киев»

Согласно частному техническому заданию на работу по данной теме предприятием должны были быть проведены экспериментальные исследования фотоаппаратов «Киев-20», «Киев-60ТТЛ» и «Киев-88ТТЛ» по программе, согласованной с ГОИ им. С.И. Вавилова 28.10.1985 г.
Несмотря на неоднократные напоминания отчёт по проведённым испытаниям своевременно предприятием предоставлен не был.
По этой причине анализ надёжности фотоаппаратов типа «Киев» был проведён на фотоаппаратах «Киев-19», представленных в ГОИ на государственные квалификационные испытания.
Надёжность образцов, представленных заводом на испытания, оценивалась определением истинного значения вероятности безотказной работы и сравнением полученных данных с требованием технических условий.

«Киев-19» — малоформатная однообъективная зеркальная камера со штатным объективом «Гелиос-81Н» или MC «Гелиос-81Н» 1:2/50 мм с «прыгающей» диафрагмой, управление экспозицией полуавтоматическое при рабочей диафрагме объектива, затвор фокальный, ламельный, механический с диапазоном выдержек 1/2–1/500 сек. и «B», эффективная выдержка Х-синхронизации — 1/60 сек.

Испытания фотокамеры проводились трижды: с отрицательным заключением по результатам первого и второго циклов испытаний. Заключение по третьему циклу испытаний в целом положительное. Основным дефектом представленных образцов явилась их неудовлетворительная надёжность. В процессе испытаний выявились отказы функционирования определённых узлов фотокамеры, имевшие следующее внешнее проявление:

затвор: нарастание нестабильности отдельных выдержек в процессе наработки;
механизм управления затвором (курок взвода — спусковая кнопка): заклинивание, срыв блокировки повторного взвода, самопроизвольный спуск затвора, заедание курка при обратном ходе;
гнездо установки источников питания: западание в фотокамеру;
экспонометрическое устройство (ЭУ): отказ индикации ЭУ, превышение допуска по суммарной погрешности отработки экспозиции на краях рабочего диапазона ЭУ, превышение допуска по остроте настройки ЭУ при низких значениях яркости объекта съёмки.

По техническим условиям на фотокамеру ТУ3-3.1826-85 вероятность её безотказной работы должна составлять не менее 0,85 за наработку, равную 630 циклам. Вероятность безотказной работы (ВБР) образцов, представленных на первый цикл испытаний, равна 0; вторым циклом испытаний установлено значение ВБР 0,65, что значительно ниже требований ТУ. Образцы, представленные на третий цикл испытаний, удовлетворяют требованиям ТУ по безотказности. Однако малый временной интервал между циклами испытаний и отсутствие акта о выполнении заводом плана организационно-технических мероприятий по устранению недостатков фотокамеры, разработанного ГОИ совместно с заводом по результатам первого и второго циклов испытаний, вызывают сомнение в устойчивости успехов производства, констатированных третьим циклом испытаний. Кроме того, завод не выполнил принятое им обязательство провести в срок до 20 апреля 1986 года испытания камеры на долговечность.

Таким образом, низкая надёжность фотокамеры «Киев-19» не позволяет использовать её как основу для создания профессиональной модели.

Конструктивно фотокамера «Киев-19» относится к классу любительских моделей по своим функциональным возможностям: диапазону выдержек, характеру экспонометрирования, отсутствию возможности применения сменных элементов видоискателя и других дополнительных комплектующих приспособлений. Кроме того, тип электронной схемы экспонометрического устройства (ЭУ), тип фотоприёмника и место его расположения в оптической схеме фотокамеры, необходимость экспонометрирования при рабочей диафрагме объектива обусловили следующие функциональные особенности ЭУ данной модели: нижняя граница рабочего диапазона яркостей ЭУ, определённая для полного относительного отверстия объектива, соответствует яркости 6,4 кд/м². Такую яркость имеет светлый объект при освещённости, примерно равной 100 лк. Необходимость диафрагмирования объектива при съёмке приводит к повышению минимального допустимого значения освещённости объекта, что ещё более ограничивает применимость фотокамеры для работы в условиях пониженной освещённости. Если объекты съёмки имеют яркости, не выходящие за пределы рабочего диапазона ЭУ, но близкие к его нижней границе, то применение ЭУ лишено оперативности: в условиях пониженной освещённости возрастают его инерционность и ширина полосы настройки. Указанные особенности приводят к тому, что увеличение светочувствительности фотоматериала не расширяет возможности фотографа в части съёмки при пониженной освещённости, а ограничивает со стороны длинных выдержек допустимый диапазон работы затвора — тем больше, чем больше число светочувствительности фотоплёнки.

Указанные конструктивные особенности фотокамеры «Киев-19» также приводят к заключению о нецелесообразности её использования в качестве базовой модели для создания профессиональной фотокамеры.

3.5. Результаты испытаний на надёжность образцов иностранной фотоаппаратуры

На испытаниях, проведённые в ГОИ, были отобраны фотоаппараты разных потребительских свойств, не бывшие в эксплуатации из имеющихся в наличии, японского производства.

Перечень иностранных фотоаппаратов приведён в таблице 3.2

Таблица 3.2.

Перечень испытанных фотоаппаратов и их краткие характеристики
Наименование фотоаппарата	Год выпуска	Фирма-изготовитель	Отечественный аналог	Техническая характеристика
Minolta CLE № 1014006	1980	Minolta Camera Co.	--	Дальномерный со сменными объективами. Автомат выдержки, шторный затвор 1...1/1000 с, «B», синхронизация X (1/60 с), управление электронное
Ricoh KR5 № 50349496	1979	Ricoh Co.	ЗЕНИТ-14	Зеркальный ТТЛ, полуавтомат экспозиции, байонет «K», стрелочная индикация, ламельный затвор, 1/8...1/500 с, синхронизация X (1/60 с)
Ricoh KR10 № 79113818	1980	Ricoh Co.	ЗЕНИТ-А	Зеркальный ТТЛ, автомат выдержки, байонет «K», ламельный затвор, управление электронное, 16...1/1000 с, синхронизация X (1/90 с)
Cosina AF № 9500106	1979	Cosina Co.	Эликон АФ	Программный автомат, объектив 1:2,7/38, встроенная лампа-вспышка, автофокусировка

Испытания фотоаппаратов Minolta CLE и Ricoh KR5 были проведены в 1982 г., остальные — в сентябре 1985 г.

Целью испытаний явилось определение фактической надёжности упомянутых фотоаппаратов. Испытания проводились только на безотказность.

В соответствии с программой испытания прекращались в случае отказа, вызванного поломкой или выходом параметров за допустимые пределы согласно требованиям отечественных стандартов ГОСТ 19821-81 «Затворы для фотоаппаратов. Основные параметры. Общие технические требования. Методы испытаний» и ОСТ 3-4403-81 «Фотокамеры с устройством автоматизированного управления экспозицией. Технические требования и методы испытаний».

Фотоаппараты Cosina AF и Ricoh KR-10 подвергались натурным испытаниям до испытаний на надёжность.

Результаты испытаний приведены ниже.

Minolta CLE

Фотоаппарат прошёл 10000 срабатываний без сбоев, поломок и параметрических отказов.

Ricoh KR5

На 4956 цикле испытания были прекращены вследствие заклинивания курка взвода.

Cosina AF

На 1878 цикле произошёл отказ, выразившийся в невозможности взвода курка. После перерыва в испытаниях отказ самоустранился.
После 3878 циклов установлен нерегулярный повторяющийся отказ, проявившийся в самопроизвольном спуске затвора в процессе взвода курка.
Контроль параметров после указанной наработки показал суммарную экспонометрическую погрешность +2 ступени (допустимая по ОСТ 3-4403-82 — ±1 ступень). На этом основании было принято решение дальнейшие испытания прекратить.

Ricoh KR10

На 5921 цикле произошёл отказ, выразившийся в свободном вращении курка взвода на своей оси, при нажатии на спусковую кнопку фотоаппарат не срабатывал. Отказ устранён без разборки.
После 6206 цикла курок стал возвращаться в исходное положение только принудительно. После перерыва — отказ самоустранился.
После 7542 цикла в процессе обратной перемотки плёнки зарегистрирован отказ вследствие поломки пластмассовой головки обратной перемотки плёнки.
После 10000 срабатываний возросло усилие на курке взвода.

Таким образом, в процессе испытаний наработка моделей составила:

Minolta CLE — 10000 срабатываний, без отказов.
Ricoh KR5 — 4956 срабатываний при одном отказе.
Ricoh KR10 — 10000 срабатываний, 4 отказа.
Cosina AF — 3878 срабатываний, 3 отказа (1 параметрический, 2 — нарушение работоспособности).

Результаты испытаний показывают, что 3 из 4 испытанных фотоаппаратов обладают безотказностью, соответствующей требованиям, установленным ОСТ 3-3435-83 «Оптические товары народного потребления. Надёжность и методы испытаний».

Для получения более достоверной информации о надёжности зарубежной фотоаппаратуры испытания должны проводиться на выборках из 5–7 фотоаппаратов каждой модели.

3.6. Выводы

1. Общий анализ выпускаемой отраслью фотоаппаратуры показал её недостаточную надёжность, что подтверждается результатами государственных испытаний за период с июня 1984 г. по 1986 г. (Ни один из представленных на госиспытания фотоаппаратов не выдержал испытаний на надёжность с первого раза).

2. Испытания фотоаппаратов типа «Алмаз», «ЗЕНИТ», «Киев», проведённые в рамках настоящей темы предприятиями-соисполнителями, показали низкую надёжность, основными причинами которой являются:

невысокое качество конструкторско-технологической документации;
низкая технологическая дисциплина;
недостаточно жёсткий контроль со стороны ОТК предприятия;
недостаточный объём проводимых испытаний фотоаппаратов на надёжность на предприятиях отрасли.

3. С целью качественного повышения надёжности на предприятиях отрасли необходимо провести целый комплекс мероприятий, включающий следующее:

повышение качества конструкторско-технологической документации;
строгое соблюдение технологической дисциплины;
осуществление жёсткого контроля за качеством исходных элементов и узлов, в том числе — материалов, из которых изготавливаются важнейшие узлы фотоаппаратов.

4. Имеющиеся данные по надёжности иностранной фотоаппаратуры недостаточны для получения истинной оценки соответствующего уровня зарубежной аппаратуры, так как испытывались единичные образцы. Полученные данные по надёжности поэтому могут быть использованы в НТД (например, в картах технического уровня и качества продукции) только для очень приблизительной оценки надёжности.

Необходимо провести экспериментальное определение показателей надёжности зарубежных образцов фотоаппаратуры по разработанной в ГОИ методике не менее чем на 5–6 образцах каждой модели, с целью получения объективных данных и возможности сравнения технического соответствия, отыскания путей дальнейшего совершенствования отечественной фотоаппаратуры и качественного повышения её надёжности.

4. Экспериментальная оценка надёжности затворов отечественных и зарубежных фотоаппаратов

4.1. Номенклатура испытанных фотозатворов. Контролируемые параметры

В настоящем разделе приведены результаты испытаний по надёжности 27 затворов 5 моделей отечественного производства и 6 иностранных затворов.

Оценка результатов проводилась по параметру безотказности.

Перечень затворов, количество испытанных образцов, время проведения испытаний, основные технические данные приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Данные об испытанных затворах
№ п/п	Наименование затвора или ф/а, в котором применён испытанных затвор	Количество испытанных образцов, фирма-изготовитель, страна	Срок проведения испытаний	Технические данные затвора			Примечание
№ п/п		Количество испытанных образцов, фирма-изготовитель, страна	Срок проведения испытаний	тип затвора, класс	управление	минимальная выдержка	Примечание
1	Затвор ф/а «ЗЕНИТ-19»	5 ПО КМЗ (СССР)	февр. 1981	ламельн. II	электр.	1/1000	одномагнитный
2	ФЗЛ-80	5 ПО КМЗ (СССР)		ламельн. I	электр.	1/1000	одномагнитный
3	Затвор ф/а «Киев-19»	5 ПО «З-д Арсенал» (СССР)	январь 1986	ламельн. III	механ.	1/500
3	Затвор ф/а «Киев-19»	5	март 1986	ламельн. III	механ.	1/500
4	«Восход 4У» ф/а «Смена-19»	5 ПЧЗ (СССР)		аперт. III	механ.	1/250
		5 г. Харьков (СССР)		аперт. диафр. III	механ.	1/250
6	Seiko MFC-86	2 Seiko (Япония)	окт. 1985	ламельн.	электр.	1/2000	двухмагнитный
7	BX	1 Pentacon (ГДР)	февр.1984	ламельн.	электр.	1/1000	двухмагнитный
8	Затвор ф/а Minolta CLE	1 Minolta (Япония)	май 1982	шторный	электр.	1/1000
9	Затвор ф/а Ricoh KR5 (Copal Compact Square)	Copal (Япония)	май 1982	ламельн.	механ.	1/500
10	Затвор ф/а Ricoh KR10 (Copal Miniatur Square)	Copal (Япония)	май 1985	ламельн.	электр.	1/1000

Целью испытаний являлось определение фактической надёжности упомянутых выше затворов в сравнении с требованиями к фотоаппаратам, в которых эти затворы применяются. Испытания проводились в лабораторных помещениях при нормальных параметрах окружающей среды.
В процессе испытаний периодически проводилась проверка параметров на соответствие требованиям ГОСТ 19821-83 «Затворы для фотоаппаратов. Основные параметры. Общие технические требования. Методы испытаний.»
Выход параметров за требования вышеуказанного стандарта учитывался как отказ.
Перечень контролируемых параметров и использованные средства контроля приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

Сведения о контролируемых параметрах
№ п/п	Перечень контролируемых параметров	Буквенное обозначение параметров	Средства и метод контроля
1	Значение эффективных выдержек	`t_l`	Измерители выдержек: ЭА-34М, ИВФ-3А, FL-400, ИВА-4У
2	Стабильность работы затвора	`p`	По методике ГОСТ 19821-85
3	Отклонения значения выдержек от расчётного значения	`b`
4	Неравномерность выдержек	`r`
5	Отношение выдержек на соседних установках	`q`

В таблице 4.3. приведены требования надёжности к фотоаппаратам, в которых применяются испытанные отечественные затворы.

Таблица 4.3.

Требования к надёжности фотоаппаратов
Наименование ф/а (затвора)	Тип фотоаппарата	Требования к параметрам надёжности			Суммарная наработка при 0 отказов
		безотказность		долговечность
		`ВБР (P₀)`	Циклы	`T_{Pγ %}` при `γ=`75% `P_α=`0,75 `P_β=`0,96
ЗЕНИТ-19	Зеркальный, средней сложности	0,80	500	10000	4025
ФЗЛ-80*	Зеркальный, высокой сложности	0,85	630	16000	7176
Киев-19	Зеркальный, средней сложности	0,85	630	12500	7176
Смена-19	Шкальный, упрощённый	0,80	500	8000	4025
ФЭД-35	Шкальный, средней сложности	0,80	500	8000	4025

* — затвор разрабатывался ПО КМЗ как базовый для ф/а средней и высокой сложности

ВБР (P₀) — вероятность безотказной работы;
t_з — заданная наработка;
T_Pγ% — гамма-процентный ресурс;
P_α — приёмочный уровень;
P_β — браковочный уровень

Иностранные модели, подвергавшиеся испытанию на надёжность, могут рассматриваться как затворы зеркальных фотоаппаратов средней и высокой сложности.

4.2.Результаты испытаний фотозатворов

4.2.1. Отечественные затворы

Затвор ф/а «ЗЕНИТ-19»

Согласно табл. 4.3. ф/а «ЗЕНИТ-19» при испытаниях должен отработать 4025 циклов.

В табл. 4.4. приведены механические отказы, имевшие место при испытаниях ф/а «ЗЕНИТ-19»

Таблица 4.4.

Таблица отказов и неисправностей
Номер фотокамеры	Дата и время отказа	Номер цикла, после которого последовал отказ	Причина отказа и номер причины	Характер отказа
81001407	13.02.81 16:00	2764	№ 1 ось задней крышки выполнена не по чертежу, отходит задняя крышка	производственный
81001407	17.02.81 10:30	6108	№ 2 деталь БЛ8.690.051 выполнена не по чертежу, ролик БЛ8.206.295 проскакивает под рычагом подъёма зеркала	производственный
81001408	12.02.81	300	№ 3 выскочила ось БЛ8.300.613	конструкторский
81001408	17.02.81 10:30	5230	№ 4 самоотвинчивается гайка БЛ8.934.112	конструкторский
81001070	12.02.81	32	№ 5 деформация пальца БЛ8.328.618	брак детали; производственный
	13.02.81	2670	№ 3	конструкторский
	13.02.81 10:30	2670	№ 6 ось БЛ8.316.178 развальцовывается	--
	14.02.81	3000	№ 7 брак в развальцовке контактного упора БЛ8.367.327 в контакте запуска схемы	производственный
	17.02.81	7080	№ 8 заклинило зубчатое колесо БЛ8.411.114 на втулке БЛ9.121.511	конструкторский
	17.02.81	7080	№ 9 сломалась отгибка рычага установки диафрагм	--
81001451	16.02.81	2900	№ 4	производственный
	17.02.81 16:30	3576	№ 10 Периодически вместо длинных выдержек работает 1/1000. Обрыв намотки катушки электромагнита	производственный
	13.02.81 10:30	2670	№ 11 не работает затвор; разрушилась пружина первой шторки в зоне отгиба зацепа	производственный
	14.02.81	3000	№ 12 Слабая намотка плёнки. Не выполнена чистовая обработка детали фрикциона БЛ8.411.236	производственный
81001473	13.02.81	1764	№ 12	--
	17.02.81	3500	№ 4	--
	18.02.81 10:30	4000	Зеркало остаётся в верхнем положении. Пружина БЛ8.380.630 изготовлена не по чертежу	производственный
	20.02.81	6000	№ 6	--
	20.02.81	6000	№ 13 отскок открывающей шторки; износ ПХВ трубки	конструкторский

Отказы затвора характеризуются причинами № № 4, 7, 11, 13.
До достижения наработки 4025 циклов трижды имел место отказ № 4 и один раз № 7. Отказ № 4 носит конструкторский, а отказ № 7 — производственный характер.
До достижения указанной наработки имели место 5 параметрических отказов, выходящих за поле допуска II класса ГОСТ 19821-83.
Таким образом суммарное число отказов только по затвору равно 9.

Затвор ф/а «ЗЕНИТ-19» не обеспечивает требований безотказности, предъявляемых к фотоаппарату.

Затвор ФЗЛ-80

Проверка безотказности затвора позволила выявить 4 механических отказа (см. табл. 4.5) и один параметрический отказ, полученный при испытаниях на устойчивость к воздействию тепла.

Таблица 4.5.

Сведения об отказах
№ затвора	№ отказа	Количество циклов, после которого отказ проявился	Внешнее проявление отказа	Причина отказа
17	1	450	Значительный выход за пределы допуска выдержек 1/500, 1/1000, нестабильность 1/1000	Самопроизвольный разворот регулировочного эксцентрика из-за недостаточной расклёпки.
17	2	1420	Погнулись ламели	Не выдержаны требования чертежа к плоскостности ламелей
18	3	630	Якорь не поджимается к электромагниту. Есть зазор.	Предполагается попадание инородного тела.
		800	Якорь не поджимается к электромагниту. Есть зазор.	Предполагается попадание инородного тела.
		1000	Якорь не поджимается к электромагниту. Есть зазор.	Предполагается попадание инородного тела.
19	4	10	Неправильная отработка всех временных параметров	Касание фиксирующей собачки БЛ8.364.431 закрывающей ламельной группы концом рабочей пружины БЛ9.174.072 (не выдержаны размеры пружины)

Таким образом в процессе испытаний зафиксировано 5 отказов. Отказы 1, 2, 4 носят производственный характер, возникший в результате несовершенства или нарушения установленного процесса изготовления. Отказ 3 носит перемежающийся характер (многократно возникающий, самоустраняющийся отказ объекта одного и того же характера).

По правилам оценки согласно проекту ТУ 3-3.1865-85 результаты испытаний признаются положительными, если при наработке каждым испытываемым затвором 2160 циклов не произойдёт ни одного отказа либо при наработке каждым фотозатвором 3900 циклов суммарное число отказов не превышает одного.

Отказы 1–4 произошли до наработки затворами 2160 циклов. Отказ № 5 произошёл до наработки затвором 3900 циклов. Затворы испытаний на безотказность не прошли.

Затвор «Восход-4у» (ф/а «Смена-19»)

За суммарную наработку 4025 циклов затворы не имели ни одного отказа. Таким образом, затворы обеспечивают требования надёжности, предъявляемые к фотоаппаратам.

Затвор ф/а «Киев-19»

При испытаниях в октябре 1986 г. до суммарной наработки 7176 циклов имели место 7 параметрических отказов, при испытаниях в январе 1986 г. зафиксировано 2 параметрических отказа. Таким образом в обоих случаях затворы не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к фотоаппаратам.

Затвор ф/а «ФЭД-35»

При испытаниях до суммарной наработки 4025 циклов имели место 14 отказов. Затворы испытаний на безотказность не прошли.

4.2.2. Зарубежные затворы

Затвор Seiko MFC-865 (Япония)

Испытания проводились на ПО «Красногорский завод». В соответствии с программой испытаний наработка проводилась до первого отказа, но не менее 5000 циклов для каждого затвора. Измерение временных параметров проводилось через 1000 циклов.

Выхода параметров за допустимые пределы I класса ГОСТ 19821-83 не было установлено

Затвор BX (ГДР)

Испытания проводились на ПО «Красногорский завод». Наработка до 25000 срабатываний, испытывалась выдержка 1/1000 с. Во время срабатываний был зарегистрирован 1 отказ, проявившийся в нестабильности выдержки при наработке 2000 циклов. В дальнейшем отказ самоустранился без подрегулировки затвора. Исходя из этого, опытное значение наработки на отказ составит 25000 циклов, а её нижняя граница, определённая при γ=0,8 составит 8325 циклов.

Затворы ф/а Minolta CLE, Ricoh KR5, Ricoh KR10 (Япония)

Периодичность контроля параметров в процессе испытаний приведена в таблице 4.6.

Таблица 4.6.

Периодичность контроля параметров
Наименование фотоаппарата	Периодичность в циклах
Наименование фотоаппарата	До испытаний	1000	2000	3000	5000	6000	10000
Minolta CLE	+	--	--	+	--	+	+
Ricoh KR5	+	--	--	+	--	--	--
Ricoh KR10	+	+	--	--	+	--	--

В соответствии с программой испытания прекращались в случае отказа, вызванного поломкой или выходом параметров за допустимые пределы согласно требованиям ГОСТ 19821-83.

Затвор ф/а Minolta-CLE прошёл 10000 срабатываний без сбоев, поломок и параметрических отказов.

Затвор ф/а Ricoh KR5 испытывался 4956 циклов также безотказно.

Затвор ф/а Ricoh KR10 испытывался до 10000 циклов безотказно.

4.2.3. Выводы по испытаниям фотозатворов

1) Обобщённые результаты испытаний затворов приведены в таблице 4.7. Опытное значение ВБР вычислялось по формуле
P₀ = I − d ⁄ m, где
d — количество отказов;
m — количество опытов.
m = суммарная_наработка ⁄ t_з

Таблица 4.7.

Результаты испытаний затворов
№ п/п	Наименование затвора или ф/а	Суммарная наработка	Количество отказов `d`	Количество опытов `m`	Опытное значение вероятности `P₀`
1	ф/а ЗЕНИТ-19	4025	9	8,05	0
2	ФЗЛ-80	13000	5	20,63	0,758
3	ф/а Киев-19	7176	7 2	11,30	0,381 0,824
4	ф/а Смена-19	4025	0	8,05	1
5	ф/а ФЭД-35	4025	14	8,05	0
6	Seiko MFC-865	10000	0	15,87	1
7	BX	25000	1	39,60	0,975
8	Minolta CLE	10000	0	15,87	1
9	Ricoh KR5	4950	0	7,85	1
10	Ricoh KR10	10000	0	15,87	1

2) Из таблицы 4.7. видно, что из отечественных затворов только затвор «Восход-4у» обеспечивает требования безотказности, предъявляемые к фотоаппаратам.

3) Затворы иностранных фотоаппаратов обеспечивают требования, предъявляемые к отечественным фотоаппаратам.

4.3. Исследования причин низкой надёжности отечественных затворов

4.3.1. Анализ рекламаций

Для более полного анализа причин отказов затворов в сентябре 1985 г. была проведена работа на ПО КМЗ, которая является одной из ведущих фирм по производству зеркальных фотоаппаратов.

Было установлено, что количество рекламаций к объёму выпуска составляют цифры, приведённые в табл. 4.8.

Таблица 4.8.

Сведения о рекламациях
Наименование фотоаппарата	7 месяцев 1985 г., %	7 месяцев 1984 г., %
ЗЕНИТ-11	15	5.3
ЗЕНИТ-12xp (сд)	1	0,01
ЗЕНИТ-18	24,8	10,5
ЗЕНИТ-19	41,6	49,8

Удельный вес отказов (в %) в рекламациях составляют:

производственные 56,4;
конструкторские 26,6;
отказы комплектующих, покупных 9,5.

Самая большая весомость отказов во всех фотоаппаратах приходится на затвор.

Причины наиболее частых отказов приведены в табл. 4.9.

Таблица 4.9.

Причины отказов затворов
Наименование фотоаппарата	Причины отказов
ЗЕНИТ-11	Нестабильность работы синхроконтакта Отскок 2 шторки Отклейка тесьмы шторок
ЗЕНИТ-ТТЛ
ЗЕНИТ-12xp (сд)
ЗЕНИТ-19	Заклинивание затвора из-за поломки ламелей Светопроницаемость
ЗЕНИТ-18
ФЗЛ-80

4.3.2. Основные причины производственных отказов

Причины производственных отказов заключаются в низком уровне производства, а именно:

низкий уровень технологической дисциплины;
низкая квалификация исполнителей;
поступление бракованных деталей;
отступление от чертежа из-за недостаточного контроля качества;
недостаточная оснащённость контрольных операций мерительным инструментом;
необеспеченность в полной мере технологией контроля и КЮ-аппаратурой;
отсутствие автоматизированных контрольных операций при изготовлении деталей;
низкая культура производства в сборочных цехах. Отсутствие автоматизированных поточных линий;
отсутствие и низкое качество КЮ-аппаратуры, особенно для контроля качества электронных узлов для комплексной проверки параметров;
низкое качество испытаний на надёжность, проводимых разработчиками;
не достигнута стабильность технологических процессов;
несоответствие использованных материалов предъявляемым требованиям.

4.3.3. Основные причины конструкторских отказов

Низкий уровень проектирования, заключающийся в отсутствии применения средств вычислительной техники, проведении этапов синтеза, анализа, оптимизации. Защиты ЭП, ТП, РП зачастую носят формальный характер, отсутствуют или недостаточны расчёты кинематических схем на максимум-минимум, низкий уровень технологичности конструкций.

В качестве примера можно привести оценку технологичности затворов ФЗЛ-80 (ПО КМЗ) и BX (ГДР), проведённую НИТИОП в 1984 году.

Конструкцию затвора можно разбить на следующие группы:

блок ламелей;
несущая плата со стойками;
узел силовых пружин;
узел магнита;
узел взвода;
узел спуска;
узел синхроконтактов;
узел механической выдержки.

Всего в ФЗЛ-80 219 деталей, в затворе BX — 173, в ламельной группе затвора ФЗЛ-80 — 73 детали, в затворе BX — 28 деталей.

В затворе BX обе группы ламелей одинаковы, имеют 8 простых для автоматизации сборки шарниров и собираются насыпным способом с одной стороны.

В затворе ФЗЛ-80 группы ламелей имеют в 2,5 раза большее количество деталей и по 12 сложных для автоматизации сборки шарниров.

Несущая плата затвора BX состоит из 12 деталей со стойками, установленными с одной стороны, что существенно упрощает процесс автоматической сборки, в затворе ФЗЛ-80 она состоит из 22 деталей со стойками, установленными в плате с разных сторон, что требует переворота платы в процессе автоматической сборки.

Отделка ламелей в затворе BX — массовое воронение, в затворе ФЗЛ-80 — поштучная электрофорезом;

Для ФЗЛ-80 требуется:

две автоматические 30-ти позиционные сборочные линии;
одна автоматическая позиционная сборочная линия;
три автоматические 5-ти позиционные сборочные линии;
21 сборочный автомат и полуавтомат;
24 единицы механизированного инструмента;

Стоимость разработки и изготовления 2 млн. 670 тыс. руб.

Для затвора BX требуется:

одна автоматическая 10-ти позиционная сборочная линия;
две автоматические 5-ти позиционные сборочные линии;
43 сборочных автомата и полуавтомата;
20 единиц механизированного инструмента;

Стоимость 830 тыс. руб.

Таким образом, стоимость сборочного оборудования для ФЗЛ-80 в 3 раза больше, чем для BX.

Расчёты велись для программ выпуска 600 тыс. шт. в год.

(Примечание: Таблица сравнительных характеристик сборочной технологичности фотозатворов ФЗЛ-80 и BX (ГДР) — опущена из-за своей объёмности...)

Примечание: с момента оценки НИТИОП технологичности затвора ФЗЛ-80 была проведена конструкторская доработка в сторону улучшения, но затвор всё равно технологически сложен.
Основными проблемными технологическими вопросами производства затвора являются обеспечение требуемой для плат, рычагов, ламелей необходимой плоскостности, точности межцентровых расстояний, перпендикулярности стоек, качества клёпок, пружин и их отгибок, регулировка якоря с магнитом и т.д.

4.4. Основные мероприятия, необходимые для повышения качества и надёжности затворов

1) Отработка конструкций узлов затворов на технологичность, в том числе для условий автоматической сборки.
2) Разработка критериев технологичности для условий автоматической сборки.
3) Разработка чёрных покрытий, пригодных для автоматизированного процесса покраски деталей.
4) Поиск новых материалов и технологии изготовления облегчённых ламелей.
5) Решение вопроса о поставке ленты стальной холоднокатанной, термообработанной, светлополированной, из стали марки У8А толщиной 0,05 мм с желобчатостью 0,02 мм по ширине ленты от 23 до 32 мм, толщиной 0,2–0,3 мм с допуском по толщине 0,01 и желобчатостью 0,03 мм по ширине 42 мм и 52 мм. Временное сопротивление разрыву не менее 160–180 кгс/мм² для толщины ленты 0,2–0,3 мм и 185–215 кгс/мм² для толщины 0,05 мм. Шероховатость поверхности R_a не более 0,63 мкм и R_z не более 3,2 мкм. Неплоскостность должна быть не более 1% от ширины на длине 1 м.
Эти материалы необходимы для изготовления ламелей, пластин (предприятие п/я А-1950 не согласовало ТУ на такую стальную ленту из-за отсутствия специального оборудования для обработки тонких лент).
6) Разработка, изготовление и внедрение следующих измерительных приборов:

автоматизированных приборов контроля параметров затворов;
автоматизированных приборов контроля синхроконтакта;
автоматизированных приборов контроля равномерности движения шторки;
приборов, измеряющих параметры затвора при климатических испытаниях;
автоматизированных универсальных стендов для наработки.

7) Разработка, изготовление и внедрение станков групповой и точечной клёпки.
8) Разработка, изготовление и внедрение автоматизированного оборудования для поузловой сборки.
9) Внедрение САПР «Механика».

Анализируя перечисленные мероприятия, следует сказать, что все перечисленные пункты, кроме 9 должны решаться силами заводов-изготовителей НПО «Оптика», ЦНИИМ, ГУ.
Пункт 9 целесообразно решать силами предприятия, проводившего подобные работы. Таким учреждением является ЛИТМО, которое разрабатывает на протяжении ряда лет САПР «Механика. Оптический прибор».
Следует сказать, что ГОИ им. С.И. Вавилова заключило хоздоговор с ЛИТМО сроком на 3 года (1986–1988 гг.) по теме «Разработка программного и математического обеспечения для проектирования механических устройств фотоаппаратов». Договором о творческом научном сотрудничестве к этой работе подключены заинтересованные предприятия отрасли.

4.5. Выводы

1) Экспериментальная оценка надёжности затворов отечественных и зарубежных фотоаппаратов показала, что из испытанных отечественных затворов затвор «Восход-4у» (ф/а «Смена-19») удовлетворяет требованиям, предъявляемым в отечественном стандарте к фотоаппаратам. Остальные затворы этим требованиям не удовлетворяют.

2) Иностранные затворы обеспечивают высокие показатели надёжности, обеспечивающие требования отечественного стандарта.

3) Исследование причин отказов показало, что причины отказов носят производственный и конструкционный характер и по существу отсутствуют отказы, носящие чисто надёжностный характер. Это связано с низким уровнем производства и конструирования. Приведён перечень необходимых мероприятий для повышения качества и надёжности затворов.

4) Основной причиной производственных отказов является разрыв, образовавшийся между требованиями, заложенными в техническом задании и воплощёнными в конструкции и уровнем технической оснащённости. В промышленности ощущается недостаток в автоматизированных линиях и многооперационных станках-автоматах, высокоточном инструменте, КЮ-аппаратуре и испытательных стендах, что порождает широкое индивидуальное производство деталей, применение ручного труда, неточность измерений.

5) Основной причиной конструкторских отказов является низкий уровень проектирования, связанный с отсутствием использования средств вычислительной техники, формальным подходом к эскизному и техническому проектированию, отсутствия или недостаточного проведения синтеза, анализа, автоматизации.

6) В целях повышения уровня конструкторского проектирования ГОИ им. С.И. Вавилова заключён договор с ЛИТМО на разработку программного и математического обеспечения для проектирования механических устройств фотоаппаратов.

5. Анализ требований к надёжности, предъявляемых к затворам отечественных фотоаппаратов

(Опущено...)

5.1. Требования к надёжности отечественных фотоаппаратов и затворов

(Опущено...)

5.2. Методика испытаний затворов на надёжность

(Опущено...)

5.3. Требования, предъявляемые к надёжности фотозатворов за рубежом

Конкретные требования, предъявляемые к иностранным фотоаппаратам за рубежом нам не известны и очень ограничены сведения по затворам.

В японском промышленном стандарте JISB 7091-1981 «Фотографические затворы» в п. 4.3. [1] сказано: «не должно быть неисправностей после срабатывания затвора 1000 раз подряд, состоящих из 500 срабатываний на кратчайшей выдержке и 500 срабатываний при любых других выдержках».

Этим требованиям в пересчёте на отечественный стандарт соответствуют P(α)=0,97, P(β)=0,85, t_з=1000, объём выборки равен 10, число отказов равно 0.

(Опущено...)

5.4. Выводы

(Опущено...)

6. Разработка технических требований к профессиональным фотоаппаратам

6.1. Особенности профессиональной фотографии

В настоящем разделе сделана попытка представления требований к съёмочной аппаратуре со стороны фотографов, занимающихся профессиональной репортажно-журналистской деятельностью. В дальнейшем это направление называется термином «профессиональная фотография».

Профессиональная фотография предполагает использование её либо для воспроизведения в полиграфической печати, либо использования в виде общественно-значимой фотографии, либо хранение в виде архива изображений. Но во всех этих случаях важнейшим является качество фотографического изображения. Исключение составляет газетная фотография, где качество изображения не определяет возможности использования фотоснимка. К качеству примыкает всё более расширяющееся применение цветной фотографии. Существенным является кратчайшее время между съёмкой и получением готовой фотографии.

Взаимоотношение этих основных, с нашей точки зрения, требований к конечному результату профессиональной фотографии различно в зависимости от конечной цели: фотография для иллюстрированного журнала или журнала мод чаще цветная, крупного формата и др., для газеты — чёрно-белая, крупноплановая, но снятая совсем недавно (например, вчера) и проч.

Если рассматривать соотношение конечного результата профессиональной и любительской фотографии, то можно отметить, что в большинстве случаев любительская фотография ограничивается небольшим форматом отпечатков, малым «тиражом» копирования, отсутствием ретуши. Профессиональная фотография, наоборот, чаще всего стремится к получению максимального качества изображения (запас с учётом потерь при последующих этапах воспроизведения), тяготеет к возможности получения больших увеличений (хотя бы с части снимков), к большим тиражам копирования (как полиграфического, так и фотокопии для выставок, по заказам и т.п.). Кроме того, профессиональная фотография всё более переходит на цветные изображения, что в любительской практике в нашей стране выявляется весьма замедленно.

6.1.1. Количественная сторона профессиональной работы

Число фотографов-журналистов, т.е. профессионалов, измеряется тысячами и, в оптимистическом случае, немногими десятками тысяч (по числу редакций изданий, имеющих штат фотографов и небольшому числу количеству в нашей стране внештатных фотографов редакций).

Профессиональная работа предопределяет регулярный большой объём съёмок. Точное определение числа съёмок одной камерой в условиях профессиональной работы до сих пор не произведено. Частные опросы профессионалов-фотографов дают цифры от не менее одной плёнки в день до 10–20 плёнок в сутки. Трудно при этом определить регулярность такой напряжённой работы. Вероятно, ежедневная работа со съёмкой 10–20 плёнок (360–720 кадров) несколько завышена. С достаточной хорошей степенью достоверности можно принять в среднем одну плёнку в день.

Однако очевидно, что количественно условия работы фотоаппаратов у профессионалов — тысячи и десятки тысяч снимков в год.

6.1.2. Условия съёмки

Профессионалы-фотографы, занимаясь фотосъёмками, работают. Конечно, и они стремятся к съёмкам в более или менее комфортных условиях, однако само понятие диапазона комфорта часто разительно отличается от таковых любителя. Кроме того «работа есть работа» — профессионалы часто сами находятся в условиях за пределами «комфорта», вместе с ними в суровых условиях по температуре, влажности, тряске, ускорениям, пыли и др. находится фотоаппаратура, чаще всего в состоянии готовности к съёмкам или в процессе съёмок.

Условия съёмок для профессионала предполагают получение удовлетворительного по качеству материала съёмок в соответствии с заданием и независимо от условий съёмки. Для этого применяются различные приспособления, сменные объективы, осветители и др. Круг видов съёмок, предлагаемых профессионалу для осуществления, весьма широк. Естественно стремление исполнения их с помощью более или менее универсальной аппаратуры, т.к. иметь для каждого вида съёмок свой вид фотоаппарата нереально (отличие от лабораторной фотографии, где каждый вид съёмки производится типом аппаратуры, наиболее подходящим в данном случае).

6.2. Отличительные особенности профессиональных фотоаппаратов

Казалось бы, очевидное положение о том, что профессиональный фотоаппарат должен отличаться от любительского, на практике реализуется с трудом. Тому есть несколько существенных причин. Одна из главных — функциональное сходство этих двух типов фотоаппаратов, пригодность любительских моделей для профессиональной работы (с некоторыми ограничениями) и, наоборот — профессиональных моделей — для любительства.

Другая причина — быстрое развитие фототехники, в результате которого отдельные высшие достижения (параметры) реализуются в скором времени в массовых любительских фотоаппаратах.

Третья причина — рекламные и престижные соображения, в результате которых любительский фотоаппарат престижно и коммерчески выгодно зачислять в семейство профессиональных.

Вероятно, в последние годы играет роль и сознательное ограничение технического срока службы фотоаппаратов, благодаря чему достигается несколько искусственное ускорение сменяемости моделей фотоаппаратов на мировом рынке.

Однако практическая деятельность фотографов выработала некоторые критерии профессиональных фотоаппаратов:

отмечается прежде всего некоторая консервативность профессиональных моделей, применение надёжных конструктивных решений, испытанных материалов, например — почти исключительно металла и т.п.;
уменьшение объёма автоматизации фотоаппарата в расчёте на высокую квалификацию фотографа;
уменьшение электронизации и электрофикации фотоаппарата, обеспечение функционирования основных его узлов вне зависимости от электропитания;
увеличение объёма дополнительных принадлежностей, включая объективы, приводы, многокадровые кассеты, дистанционное управление и др.
увеличение температуростойкости, влагостойкости, прочности фотоаппарата, а также пылевлагозащищённости узлов;
обеспечение возможности творческого влияния на процесс съёмки за счёт раздельного управления всеми основными функциями;
существенное повышение надёжности фотоаппаратов;
установление некоторой традиционности компоновки и размеров фотоаппаратов разных фирм вместе с эргономизацией управления фотоаппаратом;
нельзя не отметить, что сменяемость удачных моделей фотоаппаратов, признаваемых самими профессионалами действительно профессиональными, значительно более редкая, чем моделей для фотолюбителя, а стоимость — более высокая даже после длительного производства. Масса и габариты, как правило, больше.

Основные отличия, перечисленные выше, конкретизируются в разных моделях фотоаппаратов для профессиональной работы по-разному.
Контакты с отечественными фотографами-профессионалами, журналистами, а так же с фотографами, действующими в смежных областях фототехники, показали, что современный уровень требований отечественных фотографов более консервативен, чем за рубежом, ориентирован на зарубежные модели 8–12-летней давности.
Это объясняется понятными причинами задержки практического знакомства с новейшими моделями, а также существенно более суровыми климатическими условиями большей части страны, другой общественной ориентацией профессиональной фотографии, значительно менее обширным ассортиментом предлагаемых моделей на рынке.

6.3. Требования к надёжности профессиональных фотоаппаратов

Основываясь на этих соображениях и на выводах, сделанных в предыдущих главах настоящего отчёта, предполагаемую модель интенсивности эксплуатации фотоаппарата можно сформулировать в следующем виде.

Ежедневно фотоаппаратом снимается в среднем одна плёнка, содержащая 36 кадров. Предполагая, что фотокорреспондент имеет 1 месяц отпуска и 1 выходной в неделю, можно сделать вывод, что это соответствует 10000 циклам в год.

Срок службы фотоаппарата целесообразно соизмерять с периодом сменяемости моделей. Практика показывает, что этот период для профессиональных фотоаппаратов составляет 5–10 лет. С учётом годовой интенсивности работы фотоаппарата его ресурс должен быть не менее 50,0 тыс. циклов.

Данная модель интенсивности эксплуатации была положена в основу при разработке технических требований к надёжности профессиональных фотоаппаратов. Эти требования, разработанные с учётом всего вышеизложенного в данном отчёте, приведены далее.

При задании требований к безотказности в нормативно-технической документации значения показателя следует задавать в определённом интервале, ограниченном приёмочным и браковочным значением и рисками изготовителя α и потребителя β.

В нашем случае:

приёмочное значение вероятности безотказной работы P_α (т.е. то значение показателя безотказности, которое обеспечивается при разработке фотоаппарата и его изготовлении) за наработку 10000 циклов должно быть не менее 0,98;
браковочное значение вероятности безотказной работы P_β (т.е. то минимальное допустимое значение показателя безотказности, по которому определяется объём испытаний для подтверждения заданных требований к безотказности) за наработку 10000 циклов должно быть не менее 0,94.

6.4. Основные технические требования к профессиональному фотоаппарату для 35-мм плёнки

1. Назначение и область применения
Фотоаппарат предназначен для съёмки на 35-мм чёрно-белую и цветную фотоплёнку в стандартной кассете и предназначен для профессиональной работы.

2. Требования к конструкции и состав продукции
2.1. Габаритные размеры фотоаппарата с объективом, без футляра и крышки на объектив, должны быть не более 160×110×100 мм.
2.2. Масса фотоаппарата без объектива, кассеты, батареи и футляра должна быть не более 0,7 кг.
2.3. Фотоаппарат должен быть в «чёрном» исполнении. Покрытия деталей должны быть прочными и обеспечивать надёжную защиту от коррозии, исполнение УХЛ, ТС категории 1.1. по ГОСТ 15150-69, но для работы при температуре от минус 30 до плюс 45°C при отсутствии прямого воздействия атмосферных осадков и длительного воздействия солнечной радиации.
2.4. В состав комплекта фотоаппарата должны входить:

фотокамера — 1;
объектив типа «Волна-4»;
блок визира с пентапризмой — 1;
блок фокусировочный (экран) различных типов — не менее 3;
крышки объектива — 2;
держатель для вспышки с соединительным проводом — 1;
наглазник — 1;
батарея (источник питания) — 1;
футляр — 1;
руководство по эксплуатации — 1;
укладочные коробки и пр.

3. Показатели назначения
3.1. Размеры кадра — 24×36 мм.
3.2. Количество кадров — 36.
3.3. Система видоискателя — зеркальная, со съёмной пентапризмой.
3.4. Способ крепления объективов — байонет типа «K».
3.5. Объектив: «Волна-4», фокусное расстояние — 50 мм (ГОСТ 19322-81), отн. отверстие 1:1,4...22
3.6. Затвор — фокальный с вертикальным движением металлических шторок и механическим регулятором выдержек. Диапазон выдержек 1...1/1000 с и «B». Затвор должен соответствовать 2 кл. ГОСТ 19821-83.
3.7. Рабочий диапазон экспонометрического устройства (ЭУ) должен быть рассчитан на применение плёнок чувствительностью от 6 до 2000 ед. ГОСТ. Зона максимальной чувствительности ЭУ должна располагаться в центре поля зрения визира и ограничиваться кругом диаметром 12 мм. Отработка выдержки — полуавтоматическая.
3.8. Погрешность ЭУ для нормальной экспозиции не должна превышать ±0,8 ступени экспозиции в основном диапазоне яркости от 3,2 до 3200 кд/м² и ±1,0 в дополнительном диапазоне при полном относительном отверстии объектива (группа А по ОСТ 3-4403-81).
3.9. Видоискатель должен быть выполнен в виде съёмной пентапризмы с крышей и сменными коллективами. Увеличение окуляра 4,5–5^×. Для повышения светопропускания видоискателя предусмотреть просветление оптики. удаление входного зрачка окуляра — 18 мм.
3.10. Площадь поля зрения видоискателя должна составлять не менее 92% площади кадра. РО-фактор должен быть не менее 140 мм.
3.11. Наводка на резкость должна осуществляться по выбору снимающего: по клиньям, микрорастру и по матовой поверхности. С этой целью должны быть предусмотрены как минимум 3 вида фокусировочных блоков, например:

тип «A» — клинья и микрорастр в центре и матовая поверхность на остальном поле зрения;
тип «B» — матовое поле с сеткой через 5–6 мм;
тип «C» — микрорастр в центре и прозрачная поверхность на остальном поле зрения;

3.12. Предусмотреть возможность установки на окуляр видоискателя диоптрийных линз и др. приспособлений.
3.13. Визуальная разрешающая способность видоискателя в центральной зоне матового экрана с объективом типа «Волна» должна быть не менее 30 мм⁻¹. Дисторсия изображения видоискателя должна быть не более 7%.
3.14. В поле зрения видоискателя предусмотреть следующие элементы информации:

значение установленной диафрагмы;
значение установленной выдержки;
индикация недостаточной или избыточной экспозиции;

3.15. Светорассеяние в камере с объективом должно быть не более 2,2% при диафрагме 1:1,4 и не более 3% при диафрагме 1:5,6.
3.16. Диафрагма объектива должна управляться механизмом камеры в соответствии с конструкцией байонета «K».
3.17. Протяжка плёнки и взвод затвора должны осуществляться от одного движения курка с рабочим углом не более 120°. Усилие взвода на курке (с плёнкой) должно быть не более 10 Н.
3.18. Зеркало должно возвращаться в исходное положение после срабатывания затвора.
3.19. Фотоаппарат должен иметь механизм, позволяющий производить многократное экспонирование одного кадра.
3.20. Зарядка плёнки должна производиться упрощённым способом.
3.21. Фотоаппарат должен иметь автоспуск с временем предварительного хода 11±4 с.
3.22. Должен быть применён источник питания напряжением 3 В.
3.23. Включение электрической схемы аппарата должно производиться при лёгком предварительном нажатии на спусковую кнопку.
3.24. Конструкция лентопротяжного механизма должна предусматривать возможность подключения приставки с электродвигателем для автоматической протяжки плёнки и взвода затвора.
3.25. Система синхронизации типа «X». Штепсельное соединение со вспышкой должно соответствовать ГОСТ 10312-74.
3.26. Усилие на спусковой кнопке не должно превышать 3 Н.

4. Требования к надёжности
4.1. Вероятность безотказной работы фотоаппарата в течение 2000 циклов работы должна быть не менее 0,98. При испытаниях на надёжность принимают α=β=0,2 и отношение приёмочного уровня к браковочному q₁⁄q₀≤5.
4.2. Гамма-процентный ресурс фотоаппарата должен быть не менее 50000 циклов работы при γ=96%.
4.3. Критерии отказа и предельного состояния определяются при составлении технических условий.
4.4. Испытания по проверке требований к ресурсу могут быть совмещены с испытаниями на безотказность.
4.5. Срок службы фотоаппарата должен быть не менее 15 лет.
4.6. Фотоаппарат должен быть ремонтопригоден.

6.5. Основные технические требования к профессиональному среднеформатному фотоаппарату

1. Назначение и область применения
Фотоаппарат предназначен для использования фотографами-профессионалами и рассчитан на применение цветной и чёрно-белой плёнки типа 120.

2. Комплектация фотоаппарата
2.1. В комплект фотоаппарата должны входить:

сменные поворотные видоискатели: шахта, пентапризма, лупа;
сменные фотообъективы с фокусным расстоянием от 35 до 500 мм;
подсоединяемый электропривод;
сменные фокусировочные экраны: матовый, матовый с клиньями и микропризмами, матовый с сеткой;
компендиум раздвижной для установки фильтров и насадок;
съёмная ручка-основание с обоймой для лампы-вспышки;
дополнительные адаптеры для плёнки типа 120 с кадром 6×7, 6×4,5 и др.;
специализированный функциональный кейс для фотоаппарата, трёх сменных объективов, вспышки, фильтров, пентапризмы и дополнительных адаптеров;
фильтры, насадки, спусковой тросик и пр.;

3. Показатели назначения
3.1. Размер кадра 6×7, 6×4,5 см. Достигается за счёт применения сменных адаптеров для плёнки типа 120.
3.2. Фотокамера и адаптеры должны быть снабжены устройством передачи данных о типе плёнки, формате кадра и светочувствительности в фотоаппарат.
3.3. Фотоаппарат должен быть снабжён полуавтоматической системой регулировки экспозиции типа ТТЛ ДМ с интегральной и локальной зоной замера, «экспопамятью» и возможностью осреднения по трём точкам замера. Рабочий диапазон ЭУ должен быть рассчитан на применение плёнки светочувствительностью от 6 до 2000 ед. ГОСТ.
3.4. Затвор должен обеспечивать диапазон выдержек от 4 до 1/400 с. Должна быть обеспечена возможность повторного экспонирования кадра без сдвигания изображения или содрогания фотокамеры.
3.5. Видоискатель должен быть выполнен в виде съёмной пентапризмы с крышей и сменными коллективами. Удаление входного зрачка окуляра — 18 мм.
3.6. В поле зрения видоискателя должна быть предусмотрена следующая индикация: значение установленной диафрагмы, значение установленной выдержки, недостаточная или избыточная экспозиция.
3.7. Должна быть предусмотрена возможность подключения дистанционного управления камерой: длина кабеля — 1,5; 5 или 20 м. Желательно проработать вариант бескабельного управления.
3.8. Фотоаппарат должен быть в «чёрном» исполнении. Покрытия деталей должны быть прочными и обеспечивать надёжную защиту от коррозии, исполнение УХЛ, ТС категории 1.1 по ГОСТ 15150-69, но для работы при температуре от минус 30 до плюс 45°C при отсутствии прямого воздействия атмосферных осадков и длительного воздействия солнечной радиации.
3.9. Должны быть приняты меры для обеспечения максимальной пылевлагозащищённости механизмов фотокамеры.

4. Требования к надёжности
4.1. Вероятность безотказной работы фотоаппарата в течение 1000 циклов работы должна быть не менее 0,98. При испытаниях на надёжность принимают α=β=0,2 и отношение приёмочного уровня к браковочному q₁⁄q₀≤5.
4.2. Гамма-процентный ресурс фотоаппарата должен быть не менее 50000 циклов работы при γ=96%.
4.3. Критерии отказа и предельного состояния определяются при составлении технических условий.
4.4. Испытания по проверке требований к ресурсу могут быть совмещены с испытаниями на безотказность.
4.5. Срок службы фотоаппарата должен быть не менее 15 лет.
4.6. Фотоаппарат должен быть ремонтопригоден.

7. Разработка плана реализации предложений по повышению надёжности отечественной фотоаппаратуры

(Опущено...)

Заключение

1. В работе выполнен анализ надёжности отечественной и зарубежной фотоаппаратуры, разработаны и внедрены на предприятиях отрасли типовые методики проведения испытаний фотоаппаратов и фотозатворов на надёжность; дано обоснование выбора номенклатуры показателей надёжности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность).

2. На предприятиях-соисполнителях (ЛОМО им. В.И. Ленина, ПО «Красногорский завод», ПО «Завод Арсенал») по согласованным с ГОИ им. С.И. Вавилова частным техническим заданиям, программам и методикам проведены испытания выпускаемой отечественной фотоаппаратуры типов «Алмаз», «ЗЕНИТ», «Киев». Целью проведённых испытаний было выявление деталей и узлов, обладающих недостаточной надёжностью, оценка количественных значений показателей надёжности и разработка рекомендаций по повышению качества и надёжности фотоаппаратуры.

3. Предприятиями-соисполнителями по результатам испытаний составлены отчёты, отражающие результаты испытаний, анализ причин недостаточной надёжности узлов и элементов, предложения по материалам и комплектующим изделиям, а также проекты планов оргтехмероприятий, направленных на повышение качества и надёжности фотоаппаратов.

4. Обобщение результатов испытаний отечественной фотоаппаратуры выявило общие, свойственные всем предприятиям отрасли, причины низкой надёжности фотоаппаратов:

нарушение технологического процесса изготовления деталей, сборки узлов и фотокамер (плохая термообработка, применение технологии, не обеспечивающей длительной работоспособности и т.д.);
недостаточно тщательная регулировка приборов;
низкая требовательность ОТК завода-изготовителя, вызванная зависимостью по прямому подчинению;
недостаточный объём НИР, ОКР и работ на стадиях эскизного и технического проектирования, малый объём макетирования и неглубокое исследование изготовленных макетов, вследствие чего в опытные образцы и серию проникают непроверенные технологические и конструктивные решения.

5. Планируемая наработка на отказ для фотоаппаратов профессионального типа должна составлять не менее 50,0 тысяч циклов.
По данным зарубежных проспектов, эта величина находится в пределах от 50,0 (фирма Рико Ко, Япония) до 100,0 тыс. циклов и более (фирма Канон, Япония; Лейтц, ФРГ). Это подтверждается эксплуатацией импортной аппаратуры в ТАСС и АПН.

6. (Опущено...)

7. (Опущено...)

8. Данные проведённых исследований не позволяют на данном этапе однозначно рекомендовать в качестве профессиональной ни одну из выпускаемых предприятиями отрасли модель фотоаппарата.
Однако, из новых разработок наиболее близкой для профессионалов моделью является малоформатный фотоаппарат «Алмаз-104» (ЛОМО им. В.И. Ленина), начало серийного выпуска которого намечено на 1989–1990 гг.

9. Необходимо и в дальнейшем вести постоянную работу на предприятиях отрасли по доведению фотоаппаратов типа «Алмаз», «ЗЕНИТ», «Киев» и др. до показателей надёжности, установленных нормативно-технической документацией на них и ОСТ 3-3435-83. Данная работа находит своё отражение и в систематических проведениях государственных испытаний, которые непременно должны включать испытания на надёжность.

10. Систематически вести на предприятиях отрасли НИР и ОКР, направленные на повышение надёжности основных узлов фотоаппаратов (затвор, механизмы транспортирования плёнки и т.д.) и на расширение функциональных возможностей фотоаппарата. Эти работы должны включать:

совершенствование функциональных возможностей;
совершенствование методов испытаний на надёжность;
поиск новых конструктивных и технологических решений, материалов и пр., обеспечивающих выполнение повышенных требований к надёжности фотоаппарата;
совершенствование методов проектирования (применение ЭВМ, САПР и пр.)

Проведение данного вида работ предусмотрено «Комплексной целевой программой развития производства фотокинотехники и наблюдательных приборов на 1986–2000 гг.»

11. (Опущено...)

12. В целях улучшения качества новых разработок необходимо шире применять макетирование новых узлов и механизмов фотоаппаратов, экспериментально проверять их работоспособность для оценки будущей надёжности.
Для этого необходимо проводить макетирование новых узлов и деталей уже на стадиях эскизного и технического проектирования (одновременно и параллельно с выполнением чертежей).

Литература. Список использованных источников

1. А.А. Зорин, Е.М. Карпов. Оценка потребительских свойств и качества изделий любительской фотокинотехники за рубежом. Приложение к журналу «Оптико-механическая промышленность», № 1, 1984.
2. Показатели надёжности фотоаппаратов и наблюдательных приборов зарубежных фирм. Аналитический обзор. Составители: Бочаров В.Г., Ивченко П.Г., Дом оптики ГОИ им. С.И. Вавилова, М., 1986.
3. ОСТ 3-3435-83 «Оптические товары народного потребления»
4. Отчёт по экспериментальному исследованию надёжности фотоаппарата Алмаз-102, Ленинград, 1986.
5. Отчёт по экспериментальному исследованию надёжности фотоаппарата ЗЕНИТ-12сд, М., 1986.
6. ГОСТ 27.002-83 «Надёжность в технике. Термины и определения».
7. ГОСТ 27.103-83 «Критерии отказов и предельных состояний».
8. ОСТ 3-15.4432-85 «Система разработки и постановки продукции на производство. Фотокиноаппаратура и наблюдательные приборы. Основные положения».
9. ГОСТ 27.003-83 «Выбор и нормирование показателей надёжности. Основные положения».
10. ГОСТ 19152-80 «Ремонтопригодность. Общие требования».
11. ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для разных климатических районов, категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».

Источники, использованные в 12. Организация контроля экспортной оптической продукции в Японии. Оптическое приборостроение, 1982, выпуск II, М., Дом Оптики.
13. Canon F1 new. Проспект фирмы Canon, Amsterdam NV, 1981
14. Nikon F3. Проспект фирмы Nippon Kogaku, K.K., 1982
15. Н.К. Богачёва, Э.И. Бриллиантов, Н.Л. Муравьёва — Семинары иностранных фирм по оптическому приборостроению. Сборник ОПТНП, 1984, № 1.
16. Отчёт по испытаниям образцов затвора MFC-E865 фирмы Сейко.
17. Fotowiptshaft, 1983, № 10, стр. 7
18. Olympus Optical Co. Ltd., C06F-075D

Примечания:

Текст Отчёта для публикации набран Александром Храмовым.

1) — На указанной странице приведён сокращённый список терминов, которые взяты из настоящей работы.
2) — Производственное объединение «Красногорский завод» (правильное сокращение: ПО КМЗ)
3) — Не представляющие интереса части текста опущены.

Ссылки по теме:

ГОСТ 19821-74 Затворы апертурные и фокальные для фотоаппаратов.