Егоров О.С., Подураев Ю.В. - Мехатронные модули. Расчет и конструирование (1053456), страница 45
Текст из файла (страница 45)
По времени возникновения отказы делят на приработочные, возникающие в первый период эксплуатации, связанные с отсутствием приработки и с попаданием на сборку дефектных элементов; при нормальной эксплуатации (за период до появления износных отказов); износовые. 11.2. Характеристики надежности Основными характеристиками надежности являются: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемосгь!37). Безотказность — свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени или наработки. Это свойство особенно важно для ПР, отказ в работе которых связан с опасностью для жизни человека, с перерывами в работе и остановкой автоматизированного производства или с браком дорогого изделия. Показатели безотказности.
Вероятность безотказной работы Р(10) — вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ не возникнет: где Щ) — функция распределения наработки до отказа. Средняя наработка до отказа — математическое ожидание наработки до отказа невосстанавливаемого изделия. Под наработкой понимают продолжительность или объем выполненной работы объектом. Средняя наработка на отказ — отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки. Интенсивность отказов Х(1) — условная плотность вероятности возникновения отказа невосстановленного объекта для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого времени отказ не возник.
Ее определяют как отношение среднего числа отказавших в единицу времени (или наработки в других единицах) объектов к числу объектов, оставшихся работоспособными: Приближенно: г~(1) в— У.Ы где л — число изделий, отказавших при испытании в течение интервала времени Ьб У вЂ” общее число испытанных изделий. Для большинства обьектов зависимость х(1) можно'изобразить кривой (рнс.
17.)), имеющей три участка. Х Рис. 11.1 304 Первый участок 05 г я г, называют периодом приработки или периодом ранних отказов. Появление отказов в этот период обычно вызвано конструктивными или производственными дефектами. Второй участок О к г я гз постоянной интенсивности характеризует нормальную эксплуатацию на этом участке РЯ= е ~'. Третий участок г > 1, называют периодом износовых отказов. Параметр потока отказов — показатель надежности восстанавливаемых изделий, равный отношению среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую его наработку к значению этой наработки (соответствует интенсивности отказов для неремонтируемых изделий, но включает повторные отказы). Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.
Показатели долговечности. Технический ресурс (ресурс) — наработка объекта от начала его эксплуатации или возобновления эксплуатации после ремонта до предельного состояния. Ресурс выражают в единицах времени работы (часах), длины пути (километрах) и в единицах выпуска продукции. Для невосстанавливаемых изделий понятия технического ресурса и наработки до отказа совпадают.
Срок службы — календарная наработка до предельного состояния. Выражают обычно в годах. Для деталей мехатронных модулей в качестве критерия долговечности используют технический ресурс. Показатели долговечности делят на гамма-процентные, средние до текущего (или капитального) ремонта, полные, средние до списания. Они характеризуют долговечность изделий при заланной вероятности сохранения работоспособности. Например, гамма- процентный ресурс гг — наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью т, выраженной в процентах.
Для изделий серийного и массового производства наиболее часто используют 90% ресурс. Если отказ опасен для жизни людей, т-ресурс приближают к! 00%. Ремонтопригодность — приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению 'и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Сохраняемость — свойспю изделия сохранять значение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после установленного срока хранения и транспортирования.
з05 Показатели ремоптопригодпостп и сохраняемости. Среднее время восстановления работоспособного состояния, срок сохраняемости ,"1 средний и т-процентный. Комплексные показатели надежности. Коэффициент технического использования — отношение математического ожидания времени работоспособного состояния за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий времени работоспособного состояния и всех простоев для ремонтов и технического обслуживания. Коэффициент готовности — вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме периодов, в которых эксплуатация не предусматривается. Его определяют как отношение математического ожидания времени нахождения в работоспособном состоянии к математическим ожиданиям суммы этого времени и времени внеплановых ремонтов.
11.3. Безотказность Основным показателем безотказности является вероятность Р(г) безотказной работы — вероятность того, что в течение заданного времени или заданной наработки отказ не возникнет. Вероятность безотказной работы оценивают относительным количеством работоспособных элементов: Р(г) = — д=)- — -(-д(г), У п Ф У где М вЂ” общее число испытанных (эксплуатируемых) образцов; Фг — число работоспособных образцов после испытаний (эксплуатации); л — число отказавших образцов после испытаний; Д(г)- вероятность отказа, оцениваемая относительным числом отказов: а(г)- —" йг' Так как безотказная работа и отказ взаимно противоположные события, то Ри + Ц(г) = 1.
При ~0 и в=0 получим Яг)=0 и Р(г)=Е При г=~ и п=Рг, Д(г) 1 и Р(г)=0. Распределение отказов по времени характеризуют функцией плотности распределения Яг) наработки до отказа. В статистической трактовке". 306 дл Ьь)(г) ф~ Я ° Ж И.д~ а~ в вероятностной трактовке при г=т ' ф~)=)уфой=); о 0() = )У(г)й»' о е о Интенсивность отказов Цг) относится к числу работоспособных объектов Юр. В статистической трактовке: Ьл Ф, дг' в вероятностной трактовке: х(~) = Ю Р(г) ' Вероятность безотказной работы в зависимости от интенсивности отказов можно записать в виде: -)хф)и р(Г) е а Это одно из основных соотношений теории надежности. 11.4. Надежность н период нормальной эксплуатации В период нормальной эксплуатации мехатронного модуля постепенные отказы еще не проявляются и надежность характеризуется внезапными отказами. Эти отказы вызываются неблагоприятным стечением многих обстоятельств и поэтому имеют постоянную интенсивность, не зависящую от продолжительности предшествующей эксплуатации изделия: ЗОУ где Лл н ойг) — приращение числа отказавших объектов н соответственно вероятности отказов за время да Вероятности отказов н безотказной работы в функции плотности распределения выражают зависимостями; А(г) = Х = солзг, 0,001 0,0001 0,999 0,9999 р(г) е (эчв+х11д Для определения на основании опытов интенсивности отказов оценивают среднюю наработку до отказа: -.
1" ж~ и Г и . ~~' 11 ~ ьн где Лг — обгцее число наблюдений (изделий); г, -— длительность 1— го промежутка времени; Х- число промежутков времени. 1 где А = — — постоянная интенсивность отказов; оь — средняя на- И, работка до отказа (обычно в часах). Тогда А выражают числом от- казов в час. В этом случае вероятность безотказной работы: — )~й РИ=,а ' =е ~. Она подчиняется зкспоненцнальному закону распределения времени безотказной работы. Если, как обычно, Аг я 03, то РЯ = 1 — )~г. Плотность распределения: .(,) дЩ о9 Значения вероятности безотказной работы в зависимости от х(г) г= — ' (37): а, Х(бг 1 0,1 0,01 Р(г) 0,368 0,9 0,99 Так как при — =1 вероятность р(г)=0,368, то 63,2% отказов ! возникает за время г < ог, и только 36,8% позднее.
Для обеспечения вероятности безотказной работы 0,9 'нли 0,99 можно испольэовать только малую долю среднего срока службы (соответственно 0,1 или 0,01). Если работа изделия происходит при разных режимах, а следо- вательно, и интенсивностях отказов А1 (за время г~) и Хэ (за время !э)> то: зов Тогда 1 Х = =.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
