0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое безотказность двигателя

Свойства надёжности оборудования 1ч

Часть 1

Введение

Надежность является лишь одним, хотя и важнейшим, из свойств любого технического изделия, определяющих его качество. Но сама надежность, в свою очередь, также характеризуется рядом различных свой­ств. Основными из них в настоящее время принято считать:

безотказность;
долговечность;
ремонтопригодность;
сох­раняемость.

До сравнительно недавнего времени как в нашей, так и в зарубежной печати надежность изделия нередко отождест­
влялась с его безотказностью. Конечно, для многих изделий, как мы увидим дальше, безотказность является основным, важнейшим требованием, определяющим их надежность. Однако для других изделий не меньшее значение при оцен­ке их надежности могут иметь долговечность, ремонтопригод­ность и сохраняемость. Поэтому рассмотрим каждое из этих свойств несколько подробнее.

Безотказность

Под безотказностью, в соответствии с установленной тер­минологией, принято понимать свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынуж­денных перерывов. Иными словами, это способность изделия не иметь отказов в течение требуемого времени при эксплу­атации его в заданных условиях. Применительно к трубопроводной арматуре время безотказности запорных устройств порой доходит до нескольких десятилетий.

Иногда говорят, что в технике нет свойства безотказности, так как любое изделие когда-нибудь неизбежно откажет. Но ведь в приведенном определении безотказности и не выдвига­ется требования, чтобы отказов в изделии не было никогда, в нем говорится лишь о способности изделия проработать без отказов в течение некоторого времени (наработки), тре­буемого условиями эксплуатации. А такие условия в ряде случаев бывают и крайне необходимы, и вполне выполнимы.

Возьмем любое техническое изделие или систему, наруше­ние работоспособности которых может быть связано с опас­ностью для жизни человека. Решились ли бы мы отправить человека в космический полет, если бы не были уверены в безотказности космического корабля, в том, что за все требуе­мое время полета в нем не произойдет ни одного отказа?

Все более широкая номенклатура различной аппаратуры применяется в медицине. Существует, например, аппаратура, предназначенная для поддержания деятельности сердца боль­ного во время операции. Нужно ли говорить, что требование безотказности такой аппаратуры является абсолютно необ­ходимым, что если в ней в течение времени, требуемого для операции, произойдет хотя бы кратковременное нарушение работоспособности, это может стоить человеку жизни.

Однако требование безотказной работы в течение задан­ного времени важно не только для изделий, связанных с безопасностью человека. Оно может иметь большое значе­ние и для многих видов промышленного и сельскохозяйствен­ного оборудования.

Известно, что многие сельскохозяйственные машины ра­ботают всего несколько месяцев, а иногда и несколько недель в году. Так, зерноуборочные комбайны работают в среднем всего 20—30 дней в году. Если в эти дни в комбайне про­изойдет тот или иной отказ и машина станет на ремонт, это может сорвать своевременную уборку урожая и привести к большим потерям хлеба. Поэтому, естественно, что для ком­байна очень важное значение имеет безотказность в работе в течение уборки. После же окончания уборки можно спокой­но проверить состояние каждого комбайна и, если нужно, произвести необходимый ремонт.

Следовательно, для многих машин, аппаратов, приборов безотказность является основным требованием, определяю­щим их надежность. И все же, как мы уже говорили, отож­дествлять безотказность и надежность нельзя. Действительно, если комбайн используется лишь во время уборки урожая, самолет—только в часы полета, то большинство машин и механизмов работает круглый год. В течение всего года рабо­тает оборудование заводов, фабрик, парк автомобилей, железнодорожный транспорт и т. д. Поэтому совершенно по­нятно, что для такого оборудования, машин, механизмов очень важное значение имеет не только безотказность в рабо­те в течение какого-то ограниченного времени, но и сохране­ние их работоспособности (конечно, при условии своевремен­ного проведения необходимых ремонтов) в течение возможно более длительного времени.

Ведь даже когда мы говорим, что важнейшим требовани­ем, обусловливающим надежность комбайна, является безот­казность, мы, конечно, не имеем в виду, что, проработав без отказов в течение всей уборки, комбайн затем будет списан в лом. Каждому понятно, что использовать такой комбайн было бы экономически невыгодно. Нужно, чтобы после осмот­ра и ремонта комбайна по окончании уборки он мог быть использован и на следующий сезон и, чем больше лет он про­работает, тем будет выгоднее для государства.

Возьмем еще более простой пример из нашего быта. Конечно, каждому из нас хотелось бы, чтобы отказы в на­шем телевизоре происходили возможно реже и нам реже приходилось бы вызывать для его ремонта техника из ателье. Но этого мало, нам хотелось бы также, чтобы наш телеви­зор при условии своевременного проведения ремонта мог сохранять свою работоспособность, т. е. обеспечивать хоро­шее качество изображения, звука и т. д., не год, не два, а в течение по крайней мере нескольких лет.

Значит, надежность многих технических изделий обуслов­ливается не только их безотказностью, но и их долговечно­стью.

Долговечность

Долговечность — это свойство изделия сохранять рабо­тоспособность оборудования до предельного состояния, с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

В зависимости от назначения изделий на первый план при оценке их надежности в одном случае может выдвигаться безотказность, в другом—долговечность. Возьмем для приме­ра металлорежущий станок. Конечно, нужно стремиться к то­му, чтобы отказы в нем происходили возможно реже, чтобы, скажем, всю смену он работал безотказно. Но это скорее яв­ляется желательным, чем абсолютно необходимым требовани­ем. Ведь отказы станка ни с какими катастрофическими по­следствиями не связаны. Если конструкция станка хорошо продумана, устранение каждого отказа должно занимать не­много времени, и поэтому вынужденные перерывы в его ра­боте будут очень непродолжительными. Конечно, все же лю­бой отказ связан с какими-то дополнительными расходахми, с теми или иными потерями. Однако требование полной безот­казности станка в течение длительного времени может вести к такому увеличению его стоимости, что его окупаемость рас­тянется на многие годы, иногда превышая срок его морально­го и физического износа.

Поэтому, если, скажем, для самолета на первое место выдвигается безотказность и уже затем учитывается долго­вечность, то для металлорежущего станка, как и для многих других видов оборудования, на первом плане стоит долговеч­ность, а уще затем рассчитывается экономически обоснован­ная, требуемая условиями производства соответствующая безотказность.

В приведенном определении долговечности все было бы понятным, ёсли бы не слова «до предельного состояния». Может быть, можно было бы сказать проще: «Свойство изде­лия сохранять работоспособность до полного износа»?. Эта было бы проще, но менее точно.

Действительно, предположим, что речь идет об авиацион­ном двигателе. Если его использовать до полного износа и отказ его произойдет в полете, это может привести к аварии. Поэтому авиационный двигатель должен эксплуатироваться не до полного износа, а до какого-то предельного состояния, устанавливаемого исходя из требований обеспечения безо­пасности полетов.

Читать еще:  Датчик оборотов вентилятора двигателя

Каждое изделие, предназначенное для длительного ис­пользования, может ремонтироваться за весь срок своей службы много раз. Допустим, вышел из строя в автомобиле двигатель—можно сменить его. Сломалась рама—можно поставить новую. Можно, наконец, заменить и весь кузов. Но до каких пор стоит ремонтировать автомобиль? Очевидно, наступает такое его состояние, когда дальнейший ремонт становится уже экономически невыгодным, а связанные с ним расходы—неоправданными.

Следовательно, предельное состояние каждого изделия может определяться исходя либо из требований безопасности, либо из экономических или каких-либо других соображений.

Долговечность изделия зависит главным образом от долговечности его деталей. Определить долговечность любой детали сравнительно просто. Скажем, долговечность колен­чатого вала автомобиля определяется числом часов работы или числом километров пробега с учетом времени работы вала после произведенных перешлифовок шеек; вал сдается в лом, когда дальнейшая перешлифовка становится невозможной.

Значительно труднее определить долговечность всего изделия в целом. Мы уже говорили, что любое изделие мож­но ремонтировать много раз, заменяя изношенные детали. Стремиться при всех условиях к максимальной долговечности технических изделий было бы неправильно. Необоснованно завышенные сроки службы оборудования, машин, приборов могут привести к техническому застою, затормозить темпы технического прогресса. Очевидно, для каждого вида изделий должны быть выбраны и обоснованы показатели не макси­мальной, а оптимальной долговечности. Если оптимальная долговечность изделия определяется исходя из экономических соображений, должны учитываться расходы как При произ­водстве, так и при эксплуатации данного изделия. Это совер­шенно закономерно, ибо иногда небольшая экономия при из­готовлении изделия ведет к значительному увеличению расхо­дов при его эксплуатации, и, наоборот средства, затраченные в производстве на повышение срока службы изделия, во мно­го раз окупаются при его эксплуатации.

Иногда, отождествляя надежность с безотказностью, говорят, что изделие может быть надежным, но недолговеч­ным. После всего сказанного должно быть ясно, что такое выражение неточно. Правиль­нее говорить, что изделие может быть безотказным, но не­долговечным, или наоборот.

Уточним еще раз различие между безотказностью и долго­вечностью. И та, и другая характеризуют свойство изделия сохранять свою работоспособность. И тем не менее различие между ними весьма существенно.

Безотказность свидетельствует о способности изделия сохранять работоспособность в течение какого-то заданного, ограниченного промежутка времени, без вынужденных перерывов.

Долговечность свидетельствует о способности изделия длительно сохранять работоспособность, но зато с перерыва­ми для необходимых ремонтов.

Лишь для некоторых изделий понятия «безотказность» и «долговечность» могут оказаться тесно связанными.

Что такое безотказность двигателя

Главная Асинхронный двигатель и асинхронные машины

ные узлы, необходимые для заказа технологического оборудования.

При разработке рабочих проектов базовых двигателей, их модификаций и специализированных исполнений изготовление рабочих чертежей ведется подсистемой конструкторского проектирования по данным, находящимся в подсистеме автоматизированного ведения документации, либо задаваемым конструктором в диалоговом режиме. В случае необходимости выполняются оптимизационные и поверочные расчеты.

Технико-экономический эффект от внедрения САПР АД достигается за счет следующих факторов; повышения качества проектируемых изделий; повышения производительности труда расчетчиков в 6. 7 раз; ожидаемого повышения производительности при разработке и выпуске чертежей в 3. 5 раз.

Общее сокращение сроков проектирования и конструирования, включая изготовление и испытания образцов, на 10. 15%.

Кроме того, САПР АД позволяет в процессе проектирования получить эффект за счет более глубокой расчетной и конструкторской проработки различных вариантов исполнения.

Вопросы для самоконтроля

1. Какой критерий положен в основу оптимального проектирования серий асинхронных двигателей?

2. Каким математическим аппаратом пользуются при оптимальном проектировании серий асинхронных двигателей?

3. Какие основные исходные данные принимают при оптимальном проектировании серии двигателей?

4. Как осуществляется увязка номинальной мощности машин серий с установочными размерами?

5. Как выбирают внешние диаметры и длины сердечника статора?

6. Из каких основных элементов состоит система автоматизированного проектирования двигателей?

Надежность асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели — самые распространенные электрические машины. Повышение их надежности и долговечности обеспечивает большой технико-экономический эффект в различных отраслях народного хозяйства. Основными показателями надежности асинхронных двигателей являются интенсивность отказов и вероятность безотказной работы. В результате совершенствования конструкции и технологии изготовления современных асинхронных двигателей вероятность их безотказной работы за время 10 тыс. ч удалось довести до 0,95. Долговечность асинхронных двигателей определяется их гамма-процентным ресурсом, который в современных двигателях составляет 20 тыс. ч с вероятностью 0,9.

11.1. Причины и характер отказов электродвигателей

Изучение материалов эксплуатации асинхронных двигателей в различных отраслях народного хозяйства показало, что 85 . 95% отказов происходит из-за повреждения обмотки статора; 2. 5% отказов — из-за повреждения подшипников. Асинхронные двигатели малой и средней мощности имеют в основном всыпную обмотку. В такой обмотке около 93% отказов приходится на межвитковые замыкания, 5%-на повреждения межфазовой изоляции и 2% — на повреждения корпусной изоляции.

Причинами отказов являются низкое качество изготовления двигателей (30 . 35%). недостатки эксплуатации (35 . 50%) и несоответствие конструктивного исполнения двигателей условиям эксплуатации (15 . 35%). В эксплуатации двигатели отказывают в основном из-за отсутствия или неудовлетворительного состояния тепловой защиты, так как при использовании плавких предохранителей двигатели не защищены от недопустимого повышения тока при работе на двух фазах. Существенно влияют на надежность

двигателей частота их включения и влажность окружающей среды. При частых включениях и реверсах быстрее разрушаются сепараторы подшипников, а в обмотках возникают значительные динамические усилия и коммутационные перенапряжения, снижающие надежность обмотки. При работе двигателя в условиях повышенной влажности в изоляционных материалах происходят процессы адсорбции влаги, особенно при недостаточно качественной пропитке, что значительно снижает их электрическую прочность. Наличие

влаги может также привести к ухудшению качества смазки подшипниковых узлов.

Применение двигателей в защищенном исполнении на предприятиях с повышенным содержанием пыли приводит к более частым повреждениям обмотки статора по сравнению с двигателями в закрытом обдуваемом исполнении. То же имеет место при эксплуатации двигателей в условиях повышенной температуры окружающей среды. Всего 10. 12% двигателей выходят из строя в результате процессов износа и старения. Асинхронный двигатель-изделие ремонтируемое. Однако при отказе обмотки статора, требующем полной ее перемотки, стоимость ремонта примерно равна стоимости изготовления нового электродвигателя. Поэтому в случае такого отказа асинхронный двигатель с экономической точки зрения можно рассматривать как перемонтируемое изделие.

Одним из основных показателей надежности двигателей является интенсивность отказов


Рис. 11.1. Зависимость интеисивности отказов от времени т наработки двигателя

Этот показатель определяется по статическим данным при испытаниях на надежность, как отношение количества отказавших двигателей Лотк(0 к среднему количеству Лср исправно работавших в течение интервала времени A

Читать еще:  Двигатель 8dc9 технические характеристики

В процессе эксплуатации интенсивность отказов Xit) асинхронных двигателей изменяется по кривой (рис. 11.1). Эту кривую можно разбить на три характерных периода. Первый период от О до Л называют периодом приработки. В этот период отказывают электродвигатели, имеющие скрытые производственные дефекты, не выявленные при техническом контроле на заводе-изготовителе. По мере выявления этих дефектов интенсивность отказов Я (О постепенно уменьшается до некоторого постоянного значения. При на-

дежном контроле и включении в его программу приработочных испытаний рассматриваемый участок кривой может отсутствовать.

Далее в период нормальной эксплуатации от до tz главной причиной отказов являются аварии, недопустимые перегрузки, неправильные условия эксплуатации и т. п. В этот период, когда скрытые дефекты уже выявлены, а старение изоляции еще незначительно, двигатели чаще всего выходят из строя из-за повреждения обмоток, если они недостаточно защищены от проникновения влаги или если имеет место большая скорость нарастания температуры при заторможенном роторе.

В течение периода от во

Средняя наработка до отказа равна площади под кривой вероятности безотказной работы. При испытаниях на надежность она

работы 1-го двигателя.

5. Средняя наработка на отказ:

Теория надежности устанавливает следующие зависимости указанных показателей от интенсивности отказов K

На основании статистических данных об отказах асинхронных двигателей общего применения установлено, что период приработки составляет у них 4 тыс. ч, а распределение вероятности безотказной работы в этот период можно описать законом Вейбулла с параметрами распределения а = 0,217 и А,о= 1/54,7:

Плотность вероятности отказов при этом распределении

а интенсивность отказов

Период нормальной работы составляет 20 тыс. ч. При этом принимают интенсивность отказов (/)=const, вследствие чего вероятность безотказной работы соответствует экспоненциальному закону распределения

Средняя наработка на отказ в этот период 7= а плотность распределения отказов

Что такое безотказность двигателя

Способность военной и специальной техники (ВСТ) сохранять свои качества в процессе длительной эксплуатации определяется ее надежностью. Существенное влияние на надежность оказывает старение материалов и износ деталей, что приводит к ее снижению и росту параметров потока отказов. Одним из основных факторов, влияющих на надежность ВСТ, является величина моторесурса двигателя.

В связи с этим при принятии решения о продлении сроков эксплуатации необходимо определить совокупность организационно-технических мероприятий, обеспечивающих, требуемое значение обобщенного показателя надежности объекта R.

К техническим мероприятиям относятся работы по замене приборов и узлов, выработавших технический ресурс или обуславливающих наибольший процент параметра прироста отказов из-за протекающих процессов старения. Однако в настоящее время доработки, направленные на повышение надежности ВСТ, ведутся в недостаточном объеме.

Двигатель ВСТ является одним из наиболее важных элементов, т.к. он обеспечивает ее подвижность и автономность, исправность и готовность к использованию.

Опыт эксплуатации автомобильной (АТ) показал, что в течение года среди всех неисправностей отказы двигателя составляют от 41 до 54 %. Из них 51 % – из-за эксплуатации за пределами гарантийных сроков и дефектов. Дефекты составляют от 15 до 22 %. За период с 2010 по 2015 годы неисправности двигателей составили 27 %.

Таким образом, двигатель является наименее надежной системой. В то же время, он существенно влияет на обобщенный показатель надежности R, который имеет вид:

где Р(tс) – вероятность доведения решения на выполнение задачи за время tс; КГ – показатель технической готовности; Р(tз) – вероятность выполнения задачи за время tлс; Р(tп) – вероятность выполнения своих функций подвижным составом ВСТ за время tп; Р(tпл) – вероятность выполнения функции в течение времени tпл применения спецоборудования.

Из этого выражения видно, что обобщенный показатель надежности отражает потенциальную, заложенную при проектировании, опытной отработке и производстве ВСТ надежность в различных режимах функционирования, а также совершенство системы эксплуатации, позволяющей в большей или меньшей степени реализовывать практически заложенные в нем потенциальные возможности.

Надежность двигателя влияет на величину обобщенного показателя надежности R через такие частные показатели, как КБГ, Р(tп).

В процессе эксплуатации при отказах элементов любая система, в том числе и двигатель, может находиться в одном из конечного множества несовместимых состояний Хr∈Х, которое характеризуется некоторым значением условной вероятности Рi(t) выполнения функций системой.

Отказы системы возникают в случайные моменты времени. Система будет считаться отказавшей, если значения ее выходных элементов Yj, соответствующих состоянию Хi, будут принадлежать некоторой области Стg допустимых значений.

определяет вероятность безотказной работы системы при условии, что реализовалось некоторое количество отказов ее элементов. Вероятность Рi(t) позволяет оценить степень влияния отказов отдельных элементов на уровень ее надежности.

Вероятность Р нахождения системы в работоспособном состоянии R будет иметь вид:

Р(R) = Pj(Xi∈Стg)Рi(t), (3)

где Pj(Xi) – вероятность нахождения j-го элемента в работоспособном состоянии, если система находится в состоянии Xi.

Таким образом, структурный анализ надежности системы сводится к формированию множества несовместимых состояний системы Х и определению вероятностей множества Рi(t) для элементов этого множества.

Ввиду того, что опыт эксплуатации АТ показывает, что двигатель – наименее надежная система, то, опираясь на неравенство Буля, можно утверждать, что

где Рсу(Тэ) – вероятность безотказной работы двигателя в течение периода эксплуатации Тэ.

Следовательно, чтобы обеспечить необходимую величину обобщенного показателя надежности, необходимо резервирование и большое количество запасных частей, инструмента и принадлежностей (ЗИП), что приводит к значительным затратам на эксплуатацию технологического оборудования и подвижного состава ВСТ.

Интенсивность отказов двигателей lсу(t) равна:

, (5)

где k – количество подсистем; λi(t) – интенсивность отказов i-й подсистемы.

Таким образом, увеличение моторесурса двигателей АТ является важным средством повышения уровня ее надежности.

Среди неисправностей двигателя наиболее сложными и требующими больших временных и материальных затрат являются неисправности топливных насосов высокого давления (ТНВД), связанные с нарушениями в работе насосных прецизионных элементов (НПЭ). Поэтому НПЭ во многом определяют ресурс агрегата, а значит, и параметр потока отказов двигателей.

Интенсивность отказов НПЭ имеет вид:

, (6)

где ωc(t) – эффективная частота процесса; vгр – граничное значение параметра; mv(t) – математическое ожидание текущего значения параметра; σv(t) – среднеквадратическое отклонение процесса.

Процесс изнашивания в пределах нормальной эксплуатации по исследованиям Лоренца всегда может рассматриваться как линейная закономерность. Поэтому параметры, определяющие lнпэ(t) будут иметь вид:

mv(t)=mvo+(t – to)m*v; (7)

где mvo – математическое ожидание значение параметра v в момент времени to; m*v – скорость изменения параметра v; s*v – математическое ожидание скорости изменения параметра v.

Определив допустимую величину интенсивности отказов НПЭ можно определить требуемый моторесурс силовой установки Тмрс.

Для компенсации возможных существенных потерь КГ необходимо иметь резервные агрегаты в количестве ?N взамен отправленных в ремонт. Величина ?N определяется из выражения:

Читать еще:  Что такое система управление двигателем ваз 21099

где N – количество случаев отправки в ремонт; DКГ – величина возможного снижения КБГ.

где tрем – продолжительность ремонта; Тэ – период эксплуатации.

Необходимость наличия резервных агрегатов увеличивает эксплуатационные расходы Сэ на величину DСэ:

DСэ = (Cn + ТэС*э)Ntрем/ТэКГ, (12)

где Cn – себестоимость одного агрегата; С*э – средние удельные затраты на эксплуатацию одного агрегата в течение года.

В двигателе величина моторесурса во многом определяется состоянием ТНВД. В силу недостаточного финансового обеспечения в период выхода за гарантийный ресурс, возможно и экономически целесообразно поддерживать требуемую надежность двигателей путем замены узлов ТНВД, выработавших свой технический ресурс, на модернизированные и имеющие больший моторесурс, нежели ранее использовавшиеся.

Исходя из этого условия, задача исследования заключается в выборе варианта проекта узла ТНВД, позволяющего повысить моторесурс двигателя. Предположим, что качество выбранного варианта проекта повышения моторесурса ТНВД оценивается скалярным критерием F(x), состояние и характеристики проектируемого узла – вектор-функцией m(a, e), через a обозначим вектор проектных решений, определяющих в условиях неполной информации структуру и отдельные параметры проектируемого узла. Этот вектор подлежит выбору в процессе принятия решения.

Выбор элемента α∈A дает множество возможных состояний:

Каждому из состояний проектируемого узла и каждому набору его характеристик из числа хα∈Хa(E) соответствует некоторое значение критерия F(хa), имеющаяся информация позволяет в этом случае говорить лишь о том, что в результате проведенного выбора, значение скалярного критерия, оценивающего качество варианта проекта, при условии, что выбран элемент α∈A, и что ха=m(a, e), а ε∈E, будет не хуже .

Вычисление сводится к следующему: каждому α∈A ставится в соответствие результат F(Za), Za = m(a, εа). Элемент εа вычисляется согласно соотношению:

. (14)

Задача выбора рационального варианта будет формулироваться в рассматриваемом случае так: найти такой вариант проектного решения α∈A, который доставит максимум функций F(Za).

В этом случае для решения задачи рационального выбора проектного решения в условиях неполной информации необходимо отыскать решение оптимальной модели.

Таким образом, совершенствование НПЭ, направленное на увеличение их моторесурса, может привести к значительному увеличению надежности ТНВД и двигателя в целом.

Детали машин

Работоспособность и надежность деталей, механизмов и машин

Понятие надежности машины

Работоспособность — состояние изделия, при котором в данный момент времени его основные параметры находятся в пределах, установленных требованиями нормативно-технической документации и необходимых для выполнения его функциональной задачи. Попросту говоря, работоспособность изделия – это его способность нормально выполнять заданные функции.

Работоспособность количественно оценивается следующими показателями:

  • Прочность — способность детали выдерживать заданные нагрузки в течение заданного срока без нарушения работоспособности .
  • Жесткость — способность детали выдерживать заданные нагрузки без изменения формы и размеров .
  • Износостойкость — способность детали сопротивляться изнашиванию .
  • Стойкость к специальным воздействиям — способность детали сохранять работоспособное состояние при проявлении специальных воздействий (теплостойкость, вибростойкость, радиационная стойкость, коррозионная стойкость и т.п.) .

Неработоспособное состояние наступает вследствие отказа.
Отказ — событие, нарушающее работоспособность.
Отказы делятся на постепенные и внезапные; полные и частичные; устранимые и неустранимые.

Надежность – свойство изделия сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Надежность характеризуют состояниями и событиями.

Свойство надежности количественно оценивается следующими показателями: наработкой на отказ (среднее время работы изделия между двумя, соседними по времени отказами) , коэффициентом готовности или коэффициентом технического использования (отношение времени работы изделия к сумме времен работы, обслуживания и ремонта в течение заданного срока эксплуатации) , вероятностью безотказной работы и некоторыми другими.

Показатели качества изделия по надежности: безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени.

Долговечность – свойство изделия длительно сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при соблюдении норм эксплуатации. Под предельным понимают такое состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособности путем технического обслуживания и ремонта.

Понятия надежности во времени: наработка, ресурс и срок службы.

Наработка – продолжительность или объем работы изделия (в часах, километрах пробега, числах циклов нагружения).

Ресурс – суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние (в часах, километрах пробега и др.).

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделия от начала до перехода в предельное состояние. Выражают обычно в годах. Срок службы включает наработку изделия и время простоев.

Основными показателями надежности являются:

  • по безотказности – вероятность безотказной работы и интенсивность отказов;
  • по долговечности – средний и гамма–процентный ресурс;
  • по ремонтопригодности – вероятность восстановления.

Надежность машин и теория вероятности

Под вероятностью P(t) безотказной работы понимают вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не возникает отказ изделия.
Если за время t наработки из числа N одинаковых изделий были изъяты из-за отказов n изделий, то вероятность безотказной работы изделия:

P(t) = (N – n)/N = 1 – n/N .

Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов:

Отсюда следует, что чем больше элементов в изделии, тем ниже его надежность .
Эксплуатация изделия с низким показателем P(t) может оказаться нецелесообразной.

Интенсивность отказов (t) .
В разные периоды эксплуатации или испытаний изделий число отказов в единицу времени различно.
Интенсивностью отказов называют отношение числа п отказавших в единицу времени t изделий к числу изделий (N – n) , исправно работающих в данный отрезок времени, при условии, что отказавшие изделия не восстанавливают и не заменяют новыми:

Вероятность безотказной работы можно оценить по интенсивности отказов:

Для деталей машин в качестве показателя долговечности используют средний ресурс (математическое ожидание ресурса в часах работы, километрах пробега, миллионах оборотов) или гамма–процентный ресурс (суммарная наработка, в течение которой изделие не достигает предельного состояния с вероятностью, выраженной в процентах) .
Для изделий серийного и массового производства наиболее часто используют гамма–процентный ресурс: для подшипников качения, например, 90 %-ный ресурс.

Под вероятностью восстановления понимают вероятность того, что время восстановления работоспособного состояния изделия не превысит заданное значение.

Основы надежности закладывает конструктор при проектировании изделия (точностью составления расчетной схемы). Определение показателей надежности выполняют методами теории вероятностей, их используют при выборе оптимальных вариантов конструкции.
Надежность зависит также от качества изготовления (неточности влияют на распределение нагрузок в зоне силового взаимодействия) и от соблюдения норм эксплуатации.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector