Лекц. 2. Влиян. Экспл. Факт. 23.09.20г. (822739), страница 3
Текст из файла (страница 3)
средняя наработка до отказа определяется формулой (8).Показатель средняя наработка до отказа может применяться не только в периодэксплуатации изделия, но и в период его хранения и транспортировки.18Методы определения показателей надёжности.1. Гамма – процентная наработка до отказа – это наработка, в течение которой отказ изделия не возникает с вероятностью g (при этом g указывают впроцентах), т.е. гамма-процентная наработка – это квантиль функции вероятности безотказной работы, определяемый как корень одного из уравнений:или.(1)Величина гамма-процентной наработки Tg и Tg1 для значений g и g1 представлена на рисунке 1.Интенсивность отказов – это условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого изделия, определяемая для рассматриваемогомомента времени при условии, что до этого момента отказ не возник.
Используя (6) и (12), получаем:.(2)Средняя наработка на отказ – это отношение наработки восстанавливаемого изделия к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки. Средняя наработка на отказ и параметр потока отказов используются вкачества показателя безотказности восстанавливаемого изделия, например,технологического оборудования или обрабатывающего инструмента. Эксплуатация таких изделий может быть описана следующим образом.
В начальныймомент времени изделие начинает работу и работает до отказа, после отказапроисходит его восстановление и изделие вновь работает до отказа. Моментыотказов на оси суммарной наработки или на оси непрерывного времени образуют поток отказов. В качестве характеристики потока отказов используют ведущую функцию W(t) данного потока – математическое ожидание числа отказов за время t, т.е.:,(3)19где М – символ математического ожидания; r(t) - число отказов за время t.Поэтому средняя наработка на отказ ТСР будет определяться из соотношения.(4)Поток отказов также характеризуют параметром потока отказов ω(t) отношением среднего числа отказов восстанавливаемого изделия за произвольно малую его наработку к значению этой наработки, т.е.:.(5)Коэффициент технического использования - отношение наработки изделияв единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме средних значений наработки и времени всех простоев, вызванных техническим обслужи- ванием и ремонтами за тот же период эксплуатации.Коэффициент готовности - вероятность того, что изделие будет работоспособно в произвольно выбранный момент времени в промежутках междувыполнениями планового технического обслуживания.2.
Безотказность изделия, машины.Безотказность характеризуется следующими показателями: - вероятностьбезотказной работы; - средняя наработка до отказа; - гамма-процентная наработка до отказа; - интенсивность отказов; - средняя наработка на отказ; - параметр потока отказов.Вероятность безотказной работы РН - это вероятность того, что в пределахзаданной наработки отказ изделия не возникает. Используя и тот факт, что отказ и безотказная работа образуют полную группу несовместных событий, получаем:.(6)Вероятность безотказной работы выражается через плотность распределения на основе соотношения,20(7)РH(0)= 1, PH(¥)= 0.(8)Важной особенностью вероятности безотказной работы является то, чтоуказание её величины без указания пределов наработки не имеет смысла, таккак вероятность безотказной работы изделия изменяется с течением времениего эксплуатации (рис.1).
Задавая допустимое значение g вероятности безотказной работы изделия в период его эксплуатации [0,Тg] предполагается, что в этотпериод вероятность безотказной работы изделия должна удовлетворять условию РH(t)³g. В связи с тем, что РH(t) убывающая функция, верхняя граница еенаработки до отказа t = Тg определится из условия РH{t = Tg} = g, чем и гарантируется выполнение неравенства РH{t£Tg} ³ g.
Поэтому для изделия указаниеего вероятности безотказной работы без указания периода эксплуатации неимеет смысла. Например (рисунок 3), у одного и того же изделия вероятностьбезотказной работы РH (Tg) = g, рассматриваемая в период наработки [0, Tg], вомного раз больше вероятности безотказной работы РH(Tg1) = g1, рассматриваемой за период наработки [0, Tg1]при Tg1 > Tg.Рис.
1. Вероятность безотказной работы изделия в зависимости от длительностивремени его эксплуатацииДля режимов хранения и транспортировки могут также использоватьсятермины вероятность безотказного хранения или вероятность безотказнойтранспортировки.На основе этого определения также вводятся показатели вероятность выполнения технологического задания для технологических систем и вероятность выполнения задания по параметру качества в расчетах на надежность.213. Способы определения долговечностиДолговечность изделия характеризуется следующими показателями: ресурсом (средним, гамма-процентным, назначенным, техническим); сроком службы(средним, гамма-процентным, назначенным).Долговечность машины, ее отдельных узлов или деталей определяется на основании лабораторных, стендовых, полигонных или эксплуатационных испытаний.При лабораторных испытаниях лишь в определенной мере имитируются эксплуатационные условия взаимодействия отдельных деталей.
Для ускорения испытаний влияние главных факторов, определяющих долговечность детали,обычно усиливается В качестве показателей долговечности при лабораторныхиспытаниях используются относительные срок службы, износостойкость, усталостная прочность и др. Зная срок службы стандартной детали и относительную эффективность ее упрочнения по новому методу, установленнуюпри лабораторных испытаниях, можно приближенно определить срок службыупрочненной детали.
Полученные при этом данные могут быть использованыдля расчета эконо-г1ической эффективности предлагаемых технологическихМероприятий на проектной стадии.Для получения более точных сведений о долговечности узлов или отдельныхответственных деталей машин проводят стендовые испытания. В этом случаедетали или узлы обычно соответствуют чертежам проекта машины и испытываются в одном, а иногда и в нескольких эксплуатационных режимах. В качестве контрольных показателей долговечности используют число часов работы,число циклов нагружения при данном режиме испытаний, число включений ивыключений определенного механизма, число торможений и т.
д.Для оценки фактической долговечности машины или ее отдельных узловпроводят испытания машины в условиях эксплуатации. В методике испытанийпредусматривают соблюдение соответствующих режимов работы машины,обеспечивающих нормальную эксплуатационную нагрузку. Показателем долговечности машины при эксплуатационных испытаниях является длительность22работы до разрушения, выраженная, например, в часах, в числе циклов эксплуатационного нагружения определенной интенсивности, в кубических метрах выбранного грунта и др.В процессе разработки конструкции машины, станка, агрегата закладываютсяосновы долговечности и надежности отдельных узлов и деталей.При изготовлении машины большое влияние на качество и долговечность деталей оказывают различные технологические факторы. От правильности выбора метода изготовления, назначения соответствующей упрочняющей обработкиметалла, качества сборки во многом зависят надежность и долговечность наиболее нагруженных сопряженных деталей,рабочих органов машины.
И, наконец, большое влияние оказывают условияэксплуатации машины, субъективные особенности обслуживающего персонала.Таким образом, при создании машины и последующей ее эксплуатации используются различные методы увеличения срока службы ее деталей и узлов. Этиметоды можно разделить на три основные группы: конструктивные, технологические и эксплуатационные.Долговечность деталей машин определяется главным образом их прочностью, жесткостью и износостойкостью.
При проектировании наиболее полноудается решить вопросы обеспечения прочности деталей. Для тех случаев, когда в процессе эксплуатации могут возникнуть не поддающиеся точному расчету перегрузки отдельных деталей или узлов, необходимо либо найти способ автоматического выключения этих деталей, либо предусмотреть предохранительные средства, исключающие возможность поломок основных дорогостоящихчастей данного механизма. Более сложно обеспечить высокую износостойкостьдеталей, определяющую в основном их долговечность. Для этого необходимопредусмотреть достаточную жесткость базисных деталей: станин, корпусов,коробок, ферм и др.
Кроме того, следует обеспечить строгое соблюдение правил технической эксплуатации и технологическую дисциплину. Необходимосвоевременно компенсировать износ трущихся поверхностей и производитьтребуемую регулировку деталей машин и механизмов. В системе планово23предупредительных ремонтов следует предусмотреть мероприятия, способствующие предупреждению неисправностей в работе оборудования и созданиюусловий, при которых износ трущихся деталей был бы минимальным. В то жевремяосновныммероприятием,обеспечивающимнеобходимые-эксплуатационные свойства и в первую очередь износостойкость деталей машин, является выбор оптимальных материалов и соответствующих методов упрочняющей обработки.Конструктивные методы повышения долговечностидеталей машинвключают комплекс мероприятий, связанных с созданием рациональной конструкции машины.
Среди них наиболее существенными являются правильныйвыбор конструктивного решения, от которого зависит работоспособность сопряженных деталей при эксплуатации, экономичность и эффективность агрегата, а также правильный выбор конструктором материалов и обеспечение равнопрочности деталей и узлов. Практика показывает, что неудачную конструкциюможно значительно улучшить путем правильного подбора материалов для еедеталей; но нельзя успешно эксплуатировать машины, если материал детален иего свойства выбраны неверно. Чтобы обеспечить длительную эксплуатациюузлов машины, конструктор должен предусмотреть простоту их обслуживанияи ремонта.К технологическим методам повышения долговечности деталей машинотносятся мероприятия по улучшению свойств материалов, применяемых вданной конструкции. Свойства детали начинают формироваться в процессе литья, сварки, обработки давлением и механической обработки.
При выполненииэтих операций закладываются прочностные характеристики и другие показатели долговечности будущих деталей машины. Все последующие операции изготовления детали сводятся к улучшению свойств материала заготовки. Поэтомупрежде чем назначать улучшающую обработку, следует убедиться в правильности выбора материала и метода получения заготовки детали.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
