Конспект лекций, страница 4

Существенно повысить надежность этих элементовможно путем герметизации конструкции. РИС. 3. ЗАВИСИМОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ДРОССЕЛЕЙ И КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ ОТ ТЕМЕРАТУРЫ СРЕДЫДЛЯ КЛАССОВ ИЗОЛЯЦИИ A, B, HПри действии температуры и влаги вследствие возникновения деформацийи электролитических явлений могут изменяться индуктивность катушек и собственная емкость. Это приводит к изменению добротности катушек индуктивностии может явиться причиной ухода выходных характеристик за допустимые пределы.Реле относятся к классу наименее надежных элементов. Наиболее частовстречающимися отказами являются спекание контактов и их незамыкание вследствие окисления, нагара или загрязнения.

Реже встречаются отказы из-за обрывови межвитковых замыканий обмотки, а также из-за механических поврежденийподвижных частей. Внешними проявлениями указанных отказов является обрывили короткое замыкание цепи.Среди реле наибольшее число отказов имеют силовые реле (контакторы) иреле, работающие в вибрационном режиме.18  Надежность реле существенно зависит также от числа контактов, плотноститока и числа срабатываний. Зависимость интенсивности отказов от указанных характеристик реле можно аналитически описать следующей эмпирической формулой:0к к Nкгде λ0 – интенсивность отказов реле данного назначения и конструкции, ∆λк – дополнительная доля интенсивности отказа одной пары контактов, зависящая отчисла срабатываний в час и от предельного числа срабатываний, ηк – коэффициент, учитывающий плотность тока контакта, Nк – число действующих контактов.Существенное влияние на надежность реле могут оказать вибрации.

Приопределенной амплитуде и частоте вибраций могут возникать ложные срабатывания. В связи с этим на подвижных объектах необходимо устанавливать реле таким образом, чтобы ускорения действовали в плоскости контактов. Для уменьшения вредного влияния ускорений часто приходится применять различные методыдемпфирования аппаратуры.Разъемы. Наиболее частыми отказами являются обрывы проводов в местахсоединения со штырьками, коррозия гнезд и штырьков, а также их механическиеповреждения. Эти отказы появляются вследствие вредных влияний окружающейсреды и вибраций.

Особо вредное влияние на надежность разъемов оказываетвлага. Надежность штепсельных разъемов также зависит от их сложности.Электрическая изоляция является необходимой принадлежностью большинства электрических элементов автоматики. Надежность элементов существенно зависит от электрической прочности, изоляции, которая определяется качеством изоляции и вредными влияниями окружающей среды, в особенности влагии температуры. Срок службы электрической изоляции от температуры окружающей среды хорошо описывается «законом 10 градусов», согласно которому срокслужбы изоляции при увеличении температуры среды на 10° C снижается вдвое.Если аппаратура работает при высокой температуре, то эта цифра уменьшается до8° C. Действие этого закона распространяется также на диэлектрики конденсаторов.19  В сложной аппаратуре элементы, как правило, работают при различных нагрузках, температурах, вибрациях и т.

п. В связи с этим интенсивность отказовдаже однотипных элементов оказывается различной. В этом случае для оценки λцелесообразно ввести поправочный коэффициент Ki, определяемый отношением:Kiii0где λi – интенсивность отказов элементов i-гo типа при реальных режимах его работы, λi 0 – интенсивность отказов того же элемента при номинальных условиях.Коэффициент Ki зависит от условий работы элементов.Приведенные зависимости интенсивностей отказов элементов от условий ихработы носят в основном иллюстративный характер, так как они получены толькодля отдельных типов элементов.

Подобные зависимости для других типов элементов могут иметь качественно такой же характер, но количественно значительно отличаться от приведенных.20  ЛЕКЦИЯ 3. ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ( ЧАСТЬ1)План блока «Основы теории надежности технических систем» (лекции 3-7)1. Основные используемые термины и понятия надежности.2.

Классификация отказов.3. Количественные показатели надежности.4. Определение основных показателей надежности невосстанавливаемых элементов.5. Специальные показатели для восстанавливаемых элементов. Определениепоказателей надежности восстанавливаемых элементов.6. Иерархическая структура технической системы. Элемент–система.7. Структура РЭС.

Общие принципы построения структурной схемы надежности.8. Основные типы соединений невосстанавливаемых и восстанавливаемыхэлементов.9. Надежность технической системы, работающей в условиях наличия отказови восстановления10. Резервирование в технических системах.a. Классификация способов резервирования.b. Кратность резервирования.c. Показатели надежности резервированной аппаратурыd. Задача оптимального резервирования.ОСНОВНЫЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ НАДЕЖНОСТИТерминология по надежности в технике распространяется на любые технические объекты (объекты)- изделия (элемент, устройство, подсистема, функциональная единица или система), рассматриваемые с точки зрения надежности наэтапах проектирования, производства, испытаний, эксплуатации и ремонта.

В ка21  честве подсистем могут рассматриваться сборочные единицы, детали, компоненты или элементы. При необходимости в понятие "объект" могут быть включеныинформация и ее носители, а также человеческий фактор (например при рассмотрении надежности системы "машина-оператор"). Т.е. объект может состоять изтехнических средств, программных средств или их сочетания и может в частныхслучаях включать людей, его эксплуатирующих, обслуживающих и/или ремонтирующих.Термин "объект" может относиться к конкретному объекту, и к одному изпредставителей, в частности, к наугад выбранному представителю из серии, партии или статистической выборки однотипных объектов. На стадии разработкитермин "объект" применяется к наугад выбранному представителю из генеральной совокупности объектов.

В зависимости от условий решаемой задачи один итот же объект может именоваться системой или элементом. Под системой (системой элементов) обычно понимают объект, в котором необходимо и возможноразличать определенные взаимозависимые части, соединенные воедино. Элемент– определенным образом ограниченный объект, рассматриваемый как часть другого объекта. Понятия "система" и "элемент" – относительны, любой объект прирешении одних задач может рассматриваться как система, а при решении других– как элемент.Основные понятия, термины и определения понятий в области надежностив технике даны в таблице 1.ТАБЛИЦА 1ТерминОпределение1.

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ1.1. НадежностьСвойство объекта сохранять во времени в установленныхпределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания,хранения и транспортирования.П р и м е ч а н и е. Надежность является комплексным свойством,которое в зависимости от назначения объекта и условий его примене22  ТерминОпределениения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойствП о я с н е н и я к т е р м и н у « н а д е ж н о с т ь » .

Границ понятия "надежность" не изменяет следующее определение: надежность - свойство объекта сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.Это определение применяют тогда, когда параметрическое описание нецелесообразно (например, для простейших объектов, работоспособность которых, характеризуется по типу "данет") или невозможно (например, для систем "машина-оператор", т. е. таких систем, не всесвойства которых могут быть характеризованы количественно).К параметрам, характеризующим способность выполнять требуемые функции, относят кинематические и динамические параметры, показатели конструкционной прочности, показателиточности функционирования, производительности, скорости и т.

п. С течением времени значения этих параметров могут изменяться.Надежность - комплексное свойство, состоящее в общем случае из безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Например, для неремонтируемых объектов основным свойством может являться безотказность. Для ремонтируемых объектов одним из важнейших свойств, составляющих понятие надежности, может быть ремонтопригодность.Для объектов, которые являются потенциальным источником опасности, важными понятиями являются "безопасность" и "живучесть". Безопасность - свойство объекта при изготовлениии эксплуатации и в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу дляжизни и здоровья людей, а также для окружающей среды.

Хотя безопасность не входит в общеепонятие надежности, однако при определенных условиях тесно связана с этим понятием, например, если отказы могут привести к условиям, вредным для людей и окружающей средысверх предельно допустимых норм.Понятие "живучесть" занимает пограничное место между понятиями "надежность" и "безопасность". Под живучестью понимают свойство объекта, состоящее в его способности противостоять развитию критических отказов из дефектов и повреждений при установленной системетехнического обслуживания и ремонта, или свойство объекта сохранять ограниченную работоспособность при воздействиях, не предусмотренных условиями эксплуатации, или свойствообъекта сохранять ограниченную работоспособность при наличии дефектов или поврежденийопределенного вида, а также при отказе некоторых компонентов.