Файл: Елизаветин М.А. Повышение надежности машин. Технологические основы повышения надежности машин.pdf

где 2 /Ï — суммарная наработка і-го изделия; mm — суммарное число отказов і-го изделия;

N — количество однотипных изделий.

Показателем надежности ремонтируемого изделия, получае­ мым по статистическим данным, является также среднее время, затраченное на отыскание и устранение одного отказа. Обычно этот показатель определяют без учета времени, затраченного на устранение отказов при проведении профилактических работ. Его называют средним временем восстановления Тв и определя­ ют по формуле

на устранение і-го отказа).

При наличии в ремонтируемом изделии нескольких устройств среднее время восстановления может быть рассчитано следую­ щим образом:

Тв = Т 2 щ Т ві.

Вероятность того, что ремонтируемое изделие будет работо­ способным в любой момент времени, определяют по формуле

где Кг — коэффициент готовности; Т — наработка на отказ;

Тв — общее время, затраченное на отыскание и устранение отказов и неисправностей.

Коэффициент готовности (Кг) означает вероятность того, что изделие будет работоспособно в произвольный момент времени в промежутке между плановыми техническими обслуживаниями. По статистической информации можно определить также коэффициент восстановления ресурса (КР) как отношение ресур­ са капитально отремонтированного изделия к среднему ресурсу того же изделия до капитального ремонта.

Для ремонтируемых изделий рассчитывается коэффициент технического использования (Ким), который представляет собой долю наработки изделия (в часах) за период сбора данных к сумме наработки и времени всех простоев, использованных на техническое обслуживание и текущие ремонты за тот же период. Коэффициент технического использования определяют из выра­ жения

По статистическим данным можно определить срок службы изделия (календарную продолжительность эксплуатации изде­ лия) и срок службы изделия до предельного состояния (кален­ дарную продолжительность эксплуатации изделия до достиже­ ния им предельного состояния). Можно определить и другие технические показатели в зависимости от конкретного типа из­ делия, его назначения, особенностей и условий эксплуатации; например, для электронно-вычислительных машин одним из час­ то употребляемых показателей, характеризующих надежность, является среднее время полезной работы в сутки.

Полученные по приведенным выше формулам оценки надеж­ ности в статистике называют точечными. Они используются только с указанием точности их получения. Оценка показателей надежности по статистической информации в соответствии с при­ веденными выше формулами должна даваться вместе с количест­ венной оценкой точности полученных результатов. Оценка точно­ сти полученных результатов должна осуществляться как при рас­ чете показателей надежности изделий, так и расчете показателей технологических процессов.

Правила статистического регулирования по оценке качества технологических процессов методом медиан и индивидуальных значений (х — Хі) регламентируются ГОСТом 15893—70.

Технологический процесс производства изделий включает: объект производства, средства для изготовления изделий, техно­ логическую документацию и организацию работ. Объекты про­

в чертежах, технических условиях на изготовление и приемку и должны быть обеспечены в производстве с определенной сте­ пенью надежности. Наряду с техническими показателями быва­ ет необходимо обеспечивать определенный уровень рентабельно­ сти производства, определяемый экономическими показателями. Средства производства (станки, оборудование, оснастка) также имеют показатели, определяющие эксплуатационные свойства изготовляемых изделий и рентабельность производства (точ­ ность, производительность, надежность и др.).

Техническая документация регламентирует режимы, условия, последовательность изготовления изделий и их качество. В связи с этим технологические процессы должны характеризоваться определенной надежностью. Под технологической надежностью процессов производства следует понимать степень соответствия технологических факторов (обрабатываемый материал, обору­ дование, оснастка, режимы) процессов производства основным эксплуатационным свойствам изделий, указанным в технических условиях на изготовление и приемку изделий. Методика анализа технологических процессов на технологическую надежность предусматривает группу показателей, характеризующих степень соответствия основных технологических факторов требованиям по точности, износостойкости, прочности и другим эксплуатаци­ онным свойствам изделий.

Показателями технологической надежности могут быть: ве­ роятность выпуска изделий, соответствующих техническим усло­ виям на изготовление и приемку: Р„ = 1 — КШ (JV — общее ко­ личество изделий, изготовленных за определенный период вре­ мени; К — количество изделий, изготовленных за этот же период, но несоответствующих техническим условиям); по­ казатель надежности настройки станка пли другого техноло­ гического оборудования; коэффициент нормативной надежно­ сти и др.

Понятие нормативной надежности дает количественную оцен­ ку качества продукции по каждому виду испытания отдельно и по всем видам испытаний вместе взятым, а также определяет

ность следует исчислять в двух случаях: когда частный коэффи­ циент нормативной надежности вычисляется по каждому виду испытаний и когда общий коэффициент ее исчисляется по всем видам испытаний, установленных стандартами и техническими условиями. Общий коэффициент подсчитывается на основе всей совокупности испытаний.

Практика организации статистических исследований в обла­ сти производства и эксплуатации машин выработала ряд общих рекомендаций, которые надо учитывать при анализе информа­ ции о надежности.

Объем статистического материала должен в первую очередь позволять определить законы распределения с достаточной для практики достоверностью. Обычно достаточно иметь 150—200 значений наработки для каждого типа машин, эксплуатируемых в одинаковых условиях. В первую очередь это относится к режи­ мам работы.

При оценке надежности изделий машиностроения следует определить так называемый период приработки. Период прира­ ботки — это тот период, в течение которого основной причиной неисправностей оборудования являются скрытые дефекты, не

обнаруженные в процессе производства на заводах-изготови- телях.

Рассматривая данные, характеризующие надежность, следует обращать внимание на процессы, происходящие в изделиях и приводящие к внезапным и постепенным отказам. Распределение отказов на внезапные и постепенные важно потому, что для рас­ четов надежности по этим отказам применяются принципиально различные методы.

Характер изменения величины среднего времени наработки

Рис. 10. Интенсивность отказов А, как функция числа циклов N или времени работы t:

/ — кривая старения (изменения параметров); 2 — область случайных отказов из-за обслуживания; 3 — область отказов, свойственных природе изделия

на отказ Т и среднего времени восстановления Тв изделий нужно

при оценке их надежности должны быть объединены по видам доработок и изменений.

При исследовании статистических материалов о повреждени­ ях изделий можно заключить, что повреждения являются след­ ствием ошибок, допущенных при проектировании, эксплуатации или изготовлении изделий.

Обработка статистических материалов по отказам изделий позволяет устанавливать закономерности, которым подчиняются эти случайные величины. Так, например, вероятность выхода из строя машин в зависимости от времени их работы может быть постоянной, возрастающей или попеременно возрастающей и убывающей в зависимости от вида закона распределения време­ ни выхода из строя.

Ошибки измерений часто описываются нормальным законом распределения. Многие изделия, если можно пренебречь ката­ строфическими отказами, выходят из строя вследствие износа. Срок службы таких изделий имеет нормальное распределение. У многих изделий наблюдается повышенное количество отказов в период приработки. Если время приработки невелико, заводыизготовители производят приработку изделий как технологичес­ кую операцию перед их выпуском. Зависимость интенсивности отказов К от времени работы t или числа циклов N представлена