pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Рис. 9.2. Формирование закона распределения на- работки (срока службы) до отказа Продолжение табл. 9.2 Закон Вейбулла т1 ' -~'"! т, ~~1) = — е — с ут, Р(1) =е Релея ~ (~) е — Р/2а „2 Р(1) =е Гамма-распределение ф)= е — 1/Т~ Т, Г(т) к~~= Ъа Равномерное распределение при Т1»» 1»» Т2 Ф)= 1 Т2 — Т! )=т,' 'Т, Обозначения: 1 — время (аргумент); М(1) — математическое ожидание; о — среднее квадратическое отклонение; Ф вЂ” функция Лапласа (0,5~Ф~1); Х вЂ” интенсивность отказов; Г (т) гамма-функция 112]: Т„Т, о„т — параметры законов распределения, При известном законе распределения для заданного периода времени т=Т можно определить вероятность безотказной работы РЯ [см. (9.2) ] или, задаваясь значением Р(1), определить 1 = Т. Численно значения Р(1) и Р(1) равны соответственно части площади под кривой распределения ~(1) до и после значения 1=Т (см.
рис. 9.2). Показатель надежности выбирают одним из следующих способов 1см. (9.2)]. 1. При высоких требованиях к надежности изделия (станка или его элементов и механизмов) задают допустимое значение Р(1)=у, ~~~, и определяют время работы изделия 1 = Т,„ соответствующее данной регламентированной вероятности безотказной работы.
Значение Т„ называют гамма-процентным ресурсом и по нему судят о большей или меньшей надежности изделия. 2. При обычных требованиях к надежности (когда отказ не приводит к тяжелым последствиям) задают ресурс изделия 1=Т,, например, из условия необходимости проведения планового ремонта станка. В этом случае о надежности изделия судят непосредственно по значению Р(1). Вероятность безотказной работы изделия РЯ за соответствующий период его функционирования 1= Т является основным показателем надежности. Однако при определенных условиях этот показатель не выполняет своих функций, и требуется привлечение следующих дополнительных показателей надежности. 1.
Если в течение данного периода времени отказы, как правило, возникают (например, легко устранимые отказы, связанные с застреванием заготовки в транспортном лотке автоматической линии), т. е. РЯ- О, то харак- Значение РЯ Показатель безотказности Р (Е) — э- 0 0~ РЯ ~ 1 Р(~) -з- 1 (9А) Кн = Хулах/Хзм-= 1. Кт.и =Траб/ (Т раб+ Трем) ~ (9.6) 9.3. Показатели безотказности работы объекта Наличие отказов за рассматриваемый промежуток времени Как правило, имеют место Могут быть или нет (редкое событие) Недопустимы теристикой безотказности будет служить среднее число отказов И(1) в данном интервале времени от 0 до Т (так называемая ведущая функция) или параметр потока отказов: ю =аЯ/Ж =1/Т„ где Т, — наработка на отказ (средняя продолжительность работы изделия между отказами). Параметр потока отказов характеризует среднее число отказов изделия в единицу времени.
2. Если за рассматриваемый промежуток времени отказы недопустимы, т. е. Р(1) 1, то для оценки безотказности следует принять показатель запаса надежности К, по отношению к заданному выходному параметру станка Х. Для определения запаса надежности объекта в данный момент времени 1=Т~ необходимо установить наибольшее (экстремальное) значение Х,„выходного параметра Х, которое он может принимать (см.
рис. 9.2) при работе станка во всем диапазоне допустимых условий и режимов эксплуатации. Если предельно допустимое значение параметра Х„„„Х„, то запас надежности по данному параметру Х Запас надежности можно подсчитать так же, как отношение Х,„к такому значению параметра Х„при котором с вероятностью 7 параметр не выйдет за данные пределы, т. е. К,=Х,„/Х . (9.5) Запас надежности по выходному параметру точности является одним из основных показателей при оценке надежности прецизионных станков.
Указанные показатели безотказности сведены в табл. 9.3. Показатели долговечности связаны с оценкой ресурса станка по показателю точности с учетом затрат времени на восстановление утрачиваемой при эксплуатации работоспособности. Для характеристики этих затрат применяют коэффициент технического использования К,„, который определяет долю времени нахождения объекта в работоспособном состоянии относительно рассматриваемой продолжительности эксплуатации: а — параметр потока отказов Р(г) — вероятность безотказной работы ʄ— запас надежности где Тр,б и Т„„— соответственно суммарная продолжительность работы станка за период его эксплуатации и суммарные простои в ремонте и техническом обслуживании.
Если известны сроки службы (наработки) до ремонта или технического обслуживания всех основных узлов станка Т„Т,, ..., Т„, ч, и соответствующие трудоемкости их ремонта т1, т~, ..., т„, ч, то значение К, „можно подсчитать на стадии проектирования: "Т; К,„= 1+ ~ ' .
(9.7) ~=1 Значения трудоемкости т; берут из нормативов по ремонту и техническому обслуживанию станков, а сроки службы Т; рассчитывают в зависимости от причин отказа (изнашивания (см. п. 9.3), усталостной прочности и др.). Трудоемкость ремонта связана с понятием ремонтопригодности, которое заключается в приспособленности объекта к обнаружению, предупреждению и устранению отказов и повреждений путем проведения ремонтов и технического обслуживания.
Ремонтопригодность является составной частью долговечности. Из формулы (9.7) следует, что основные методы повышения долговечности станка связаны с повышением сроков службы его деталей и узлов и сокращением трудоемкости их ремонта и технического обслуживания. Коэффициент готовности К„можно определить по формуле (9.6), если учитывать все простои, кроме плановых, т. е. непредусмотренные отказы, возникшие в процессе работы оборудования. Значение К, определяет вероятность того, что станок окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, для которого предусмотрено его использование по назначению.
Для оценки надежности можно применять достаточно широкую номенклатуру показателей, которая для различных изделий машиностроения предусмотрена ГОСТ 27.002 — 83. Для оценки надежности станков целесообразно применять показатели, указанные в табл. 9.4. Ресурс станка связан с потерей станком точности (ресурс станка по точности) и либо назначается (Т ), либо определяется при заданном значении у=РЯ, %,— гамма-процентный ресурс (Т.,). 9,4. Номенклатура показателей для оценки надежности станков Обозначение Показатель Примечание Вероятность безотказной работы Ресурс (установленный) Т Наработка на отказ (средняя) Коэффициент готовности То К,=. Т,/(Т +Т,) Запас надежности по выходному параметру Коэффициент технического ис- пользования Ресурс по точности Тр определяют: а) на стадии проектирования расчетом станка на надежность (см.
п. 9.4); б) для опытного образца станка на основе испытания и прогнозирования (см. п. 1?.3); в) для станков, находящихся в эксплуатации, оценивают фактическое значение Т, с использованием средств контроля, диагностики и статистических методов 15, 101. Запас надежноети К„сначала устанавливают или определяют для нового станка по выходным параметрам точности (см. п. 2.2); он показывает, насколько фактические параметры, определяющие точность станка, отличаются от заданных предельных значений, при которых наступит отказ по точности.
При работе станка запас надежности уменьшается и при К, = 1 наступает отказ по точности. Чем больше К„, тем выше потенциальные возможности станка по сохранению своей работоспособности. Запас надежности К„определяется при программном методе испытания станков (см. и. 17.3), и его оценка не связана с д,ительь- ностью работы станка, как это имеет место для всех других показателей надежности. Коэффициент техкичесхого: использования К,„ задает-.
изготовитель; К,. зависит' м: вре;-- мени, необходимого'для. проведения профнлак;. тических„: диагностических:и, ремонтных работ,' - предусмотренных системой. ремонта и технического обслуживания„. для- поддержания оборудования в работоспособном состоянии-. Коэффициент технического иснользования может быть определен: на стадии проектиро:- вания на основании расчета на долговечность узлов и элементов станка, ц трудоемкость: ремонта и техническощ обслуживанця назначают в сощветствии: с нормативами' системы 11ПР. При эксплуатации станка К,.. определяют по фактическим затратам времени на реМонт и техническое обслуживание. При установленном значении Р®=у, %, продолжительность работы 1 = Т вЂ” гамма-процентный ресурс Определяется периодом работы до капитального (среднего) ремонта или назначается Оценивает потенциальные возможности станка по сохранению работоспособности Допустимые значения К,,„определены нормативами системы ремонта и технического обслужи- вания Значение Т, определяет параметр потока отка- зов в Оценивают на основе эксплуатационных данных Наработка иа отказ Т, — средняя продолжительность работы станка между отказами характеризует способность к непрерывной работе станка, его комплектующих изделий и системы управления.
Нормативы для То устанавливает изготовитель станка для различных категорий отказов в зависимости от сложности восстановления и последствий отказа (согласно принятой предприятием или отраслью классификации) и раздельно для механической части станка, его электрических и электронных устройств и системы управления. Фактические значения наработки на отказ определяют по статистическим данным, полученным при эксплуатации станка. Если известны наработка на отказ Т, и среднее время восстановления. Т, утраченной работоспособности станка в период.его работы,- то коэффициент готовности (9.8)" Показатели надежности нормируют с учетом достигнутого уровня и выявленных тенденций йовышения надежности отечественных и зарубежных аналогов, результатов исследований н опытно-конструкторских разработок, а также. технико-экономических возможностей.
промыш- ' ленности. Нормироиание показателей надежнос-': ти связано, в первую очередь, с айализом: отказов станка 'и с оценкой: тех последетвий; к. которым; они приводят. Отказы, возникающие при работе станка, весьма разнообразны. по. своей природе н последствиям. В первую очередь их следует подразделять. на постепенные (износные) и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
