Федюкин В.К. Квалиметрия. Измерение качества промышленной продукции (2013) (1092055), страница 41
Текст из файла (страница 41)
В случае общего резервирования вероятность отказа ~-й параллельной цепи определяется так: Так как в общей резервной системе (т+ 1) цепей, а отказ системы происходит при отказах всех цепей, то вероятность отказа такой резервированной системы и+1 Ратка.р(Г) Х~~~~ Ратко (Г) При одинаковости параллельных цепей, когда Р„„„, (г) = Р„„, (г), получаем, что итоговая вероятность отказов системы с общим резервированием такова: (8.14) 2тб Вероятность же безотказной работы системы изделия с общим резервированием записывается в виде следующего неравенства: (8.15) В случае когда все элементы системы равнонадежны, Р;(г) = РЯ, (8.16) Рассмотрим теперь соотношения вероятностей отказов и безотказной работы изделия за время г в случае раздельного резервирования элементов его системы.
При раздельном (поэлементном) резервировании каждый элемент системы фактически состоит из (т + 1) одинаковых и параллельно соединенных в звенья элементов. Значит, запись вероятности отказа раздельно резервированного элемента системы, т.е. звена, будет иметь вид: Р . — Р -~1 Р(!)~ Вероятность безотказной работы такого звена записывается в форме следующего уравнения: (8.17) Все раздельно резервированные элементы, став звеньями, соединяются в системе последовательно, поэтому вероятность безотказной работы такого изделия следует записать так: (8.18) Если все элементы системы равнонадежны, то вероятность безотказной работы изделия с полным раздельным резервированием имеет следующее математическое выражение: (8.19) Основными способами включения резервных элементов (объектов или цепей) при отказе основных являются следующие.
1. Постоянное резервирование, при котором резервные единицы (элементы, цепи или участки цепей) подключаются параллельно гтв основным в течение всего времени работы (в «горячем» резерве) и находятся в одинаковом с ним режиме. 2. Резервирование замещением, при котором резервные единицы замещают основные только после отказа основных.
При этом резервные единицы могут находиться в двух режимах работы: в иеиагружениом (в «холодном» резерве), при котором резервная единица не включена; в облегченном (в «теплом» резерве), при котором резервные элементы включены, но не несут нагрузки и поэтому их надежность в резервном состоянии выше, чем в рабочем.
Выбор метода резервирования и способа включения резервных элементов в систему всегда имеет некоторые ограничения, например по весу, габаритам, стоимости, по потребляемой мощности и т.д. Поэтому резервирование осуществляют так, чтобы обеспечить необходимое значение критерия надежности при имеющихся ограничениях на общие характеристики изделия (системы). При проектировании машины вначале создается ее структурная схема, в кОторой предусматриваются соответствующие соединения отдельных элементов машины. Обычно структурная схема любой машины достаточно сложна и состоит как из последовательных, так и из параллельных (резервированных) соединений ее частей.
Такая структурная схема машины называется комбинированной. Расчет безотказности такой комбинированной системы осуществляют совместным использованием уравнений (8.13), (8.14) и/или (8.19). Приведем простейший пример расчета вероятностей безотказной работы автомобиля со структурной схемой, изображенной на рис. 8.7, и с вероятностью безотказной работы каждого ее элемента, равной 0,9. Рис. 8.7. Структурная схема автомобиля В данной задаче структурная схема автомобиля представлена четырьмя первыми параллельно соединенными (зарезервированными) элементами (1 — 4), которые представляют собой блок четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.
Далее последовательно со- 217 единены два элемента (5 и 6) трансмиссии, а потом включены два зарезервированных элемента, соответствующие двум независимым системам торможения (ручной и ножной тормоза). Эти элементы обозначены цифрами 7 и 8. Последний (9) последовательно включенный элемент соответствует, например, системе питания машины. Для определения вероятности безотказной работы автомобиля в целом надо воспользоваться уравнениями (8.13) и (8 19).
Общее уравнение и его решение для условий данной задачи имеет вид: Р(Г) =(1 — [1 — Р, ~(Г)1 (хрз(Г)хРз(Г)х)1 — [1 — Ртз(Г)1 (хРэ(Г) = = [1 — (1 — 09) )х0,9х0,9х(1 — (1 — 0,9) ~х0,9 = 0,72. Видно, что итоговая безотказность работы машины всегда меньше безотказности ее составных частей. Расчетное значение вероятности безотказной работы за некоторый промежуток времени д полученное на этапе проектирования машины, впоследствии экспериментально определяется и уточняется натурными испытаниями или наблюдениями при эксплуатации.
8.4.2. Обеспечение безотказности в процессе производства технических изделий К числу требований, обеспечивающих эксплуатационную надежность деталей при производстве их заготовок (в заготовительном производстве), относятся: — обеспечение качества материала заготовки и соответствие его заданному конструктором по химическому составу и физико-механическим свойствам; — обеспечение качества заготовок — отливок, поковок,штамповок, заготовок из проката — в отношении достижения однородности материала и отсутствия поверхностных и внутренних дефектов (рыхлости, включений, раковин, трещин и др.); — обеспечение отсутствия внутренних напряжений.
Заготовки подвергают механической обработке с целью получения заданных форм и размеров деталей, а также для достижения необходимой чистоты поверхностей. Существует много методов, способов и специальных режимов механической обработки деталей машин, которые благоприятно влияют на надежность их работы. 218 Методы термической обработки металлических и других материалов обеспечивают повышение прочностных, физико-химических и других свойств, предопределяющих собой такое комплексное свойство машин, как надежность их работы. Качество сборки машин из деталей, узлов и отдельных устройств также существенно влияет на безотказность и долговечность машин. В процессе сборки неизбежны пригоночные работы, в процессе которых могут возникать перекосы, смещения сопряженных деталей, повреждения поверхностей и другие дефекты. Механизация и автоматизация сборочных работ не только облегчают труд сборщиков и увеличивают их производительность, но и повышают качество сборки, что способствует достижению большей безотказности и долговечности работы машин.
С повышением требований к надежности в целом увеличивается роль контроля качества при производстве изделий и их ремонте. Контроль имеет целью проверить соответствие качества изготовляемых или ремонтируемых изделий заданному уровню. Для этого контроль необходимо осуществлять на всех этапах производства, начиная с выполнения чертежей, далее при изготовлении заготовок и их обработке, при сборке изделия, и наконец, в процессе его эксплуатации. 8.4.3. Реализация безотказности машин н другой техники а процессе нх эксплуатации Очевидно, что качество машин и, в частности, их безотказность работы закладываются еще в процессе проектирования, исследований и конструирования, а обеспечиваются эти свойства при изготовлении. Однако реализуются надежностные свойства машин в процессе их эксплуатации.
Поэтому роль соблюдения правил эксплуатации техники в деле более полного проявления ее положительных функций чрезвычайно велика. Эксплуатация — это основная и наиболее продолжительная стадия существования технического объекта (изделия) в пользовании потребителя, представляющая собой процесс непрерывного или периодического применения объекта и расходования его технического ресурса. Расходование ресурса, например, машины тем рачительнее, чем выше качество ее эксплуатации, т.е.
чем более адекватны условия эксплуатации требованиям нормативно-технической документации к режимам использования (хранения, транспортирования, установки, работы, обслуживания и ремонтов) данной техники. 219 8.6. ПОКАЗАТЕЛИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ Т ='=' ж (8.20) где Г». — ресурс 1-го объекта; 3 Ж вЂ” число изделий, поставленных на испытания или в зксплуатапиак Гамма-процентный ресурс выражает наработку, в течение которой изделие с заданной вероятностью Т процентов не достигает предельного состояния. Гамма-процентный ресурс является основным 220 Локазатели долговечности характеризуют свойство технического изделия сохранять во времени работоспособность до наступления предельного состояния, когда оно теряет работоспособность при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
