Файл: Стандартизация и качество машин учеб. пособие.pdf

А

2 »ч (О

1=1

тср — (49)

N

Если количество наблюдаемых изделий очень велико, то эта ве­ личина будет называться х а р а к т е р и с т и к о й п о т о к а о т к а ­ зов:

Тогда точное уравнение для определения параметра потока отказов запишется так

и превышает в среднем обусловленное число (у) процентов изделий данного тила.

Н а з н а ч е н н ы й р е с у р с — наработка изделия, при дости­ жении которой эксплуатация его должна быть прекращена незави­ симо от состояния изделия.

С р о к с л у ж б ы — календарная продолжительность эксплу­ атации изделия до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в технической документации, или до списания. Следует различать «срок службы до первого капитального (среднего) ре­ монта», «срок службы между капитальными ремонтами», «срок службы до списания».

В отличие от показателей, имеющих размерность наработки, эта группа показателей учитывает только календарную продолжитель­ ность эксплуатации изделия независимо от фактического времени эксплуатации (или наработок) за этот календарный срок.

С р о к г а р а н т и и — период, в течение которого изготовитель гарантирует' и обеспечивает выполнение установленных требований

вершения которой изготовитель гарантирует и обеспечивает выпол­

48

нение определенных требований к изделию при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, в том числе правил хранения и транспортирования. Срок гарантии и гарантийная наработка уста­ навливаются в технической документации или договорах между из­ готовителем и заказчиком.

Отличие между сроком гарантии и гарантийной наработкой со­ стоит в том, что в первом случае гарантия назначается в календар­ ных единицах времени, во втором — в единицах наработки.

К основным показателям ремонтопригодности относятся сле­ дующие.

С р е д н е е в р е м я в о с с т а н о в л е н и я — среднее время вы­ нужденного или регламентированного простоя, вызванного отыска­ нием и устранением одного отказа.

где i — порядковый номер отказа;

тi — среднее время отыскания и устранения /-го отказа.

Если задана функция плотности вероятности времени восстанов­

С р е д н я я т р у д о е м к о с т ь т е х н и ч е с к о г о о б с л у ж и ­ в а н и я — средняя величина времени в нормо-часах, затрачиваемого на проведение технических обслуживаний изделия.

Широкое распространение в практике оценки надежности меха­ нических систем получили два комплексных показателя (коэффи­ циент технического использования и коэффициент готовности), ха­ рактеризующие одновременно свойство долговечности и ремонто­ пригодности.

К о э ф ф и ц и е н т т е х н и ч е с к о г о и с п о л ь з о в а н и я — отношение наработки изделия в единицах времени за некоторый пе­ риод эксплуатации к сумме этой наработки и времени всех простоев, вызванных техническим обслуживанием и ремонтами за тот же пе­ риод эксплуатации:

ское обслуживание.

К о э ф ф и ц и е н т г о т о в н о с т и — отношение наработки на

отказ изделия в единицах времени к сумме этой наработки и сред­ него времени восстановления:

С р е д н и й с р о к с о х р а н я е м о с т и — средняя календар­ ная продолжительность хранения изделия, в течение которой сохра­ няется его работоспособность, после чего оно списывается либо ре­ монтируется.

Г а р а н т и й н ы й с р о к с о х р а н я е м о с т и — гарантирован­ ный с определенным уровнем доверия срок сохраняемости изделия, в течение которого изделие сохраняет работоспособность и может использоваться по назначению.

Резервирование. В функциональной схеме механизма, машины, электронного блока, производственного участка и любой другой си­ стемы отдельные элементы могут быть соединены последовательно или параллельно. Возможны, конечно, и различные комбинации этих двух основных видов соединений. При последовательном соединении элементов отказ любого из них приводит к отказу всей системы. В случае отказа одного из элементов, соединенных параллельно, си­ стема продолжает работать, поскольку функции отказавшего эле­ мента выполняются оставшимся исправным элементом.

Следовательно, надежность всей системы определяется не только надежностью входящих в нее элементов, но и их количеством и спо­ собом их соединения. Так, вероятность безотказной работы P(t) си­ стемы, составленной из последовательно соединенных элементов,

С увеличением числа последовательно соединенных элементов надежность системы уменьшается и при очень большом числе высо­ конадежных элементов такая система может оказаться практически неработоспособной.

При параллельном соединении надежность системы повышает­ ся с увеличением числа элементов. В этом случае вероятность от­

каза F(t) системы равна произведению вероятностей отказа состав-

П

ляющих ее элементов F (/) = П Ft (t). i=1

Согласно ГОСТ 13377—67 р е з е р в и р о в а н и е определяется как метод повышения надежности путем введения резервных ча­ стей, являющихся избыточными по отношению к минимальной функ­ циональной структуре изделия, необходимой и достаточной для выполнения им заданных функций.

50

Из определения следует, что резервирование является одним из конструктивных методов повышения надежности, позволяющим из элементов с низкой надежностью создавать изделия в принципе с любой высокой надежностью. Это достигается путем введения в конструкцию изделия резервных элементов, идентичных с основ­ ным, которые в случае отказа основного элемента выполняют его функции. Это могут быть узлы, блоки, а при необходимости — ма­ шины, механизмы.

Если не лимитировать вес и стоимость изделия, то число резерв­ ных элементов могло бы быть произвольным и большим; каждый из них подключался бы в случае отказа основного элемента или предыдущего резервного. В результате можно было бы обеспечи­ вать сколь угодно высокий уровень надежности системы.

Совокупность основного и резервных элементов называют ре­ зервной группой. Примерами резервных элементов в машинострое­ нии могут служить, например, сдвоенные колеса автомашин, дуб­ лированные станки автоматических поточных линий.

Обычно различают три вида резервов:

нагруженной — резервные элементы находятся в том же режи­ ме, что и основной элемент. Вероятность их безотказной работы до определенного момента времени не зависит от того, в какой момент времени произошел отказ основного элемента, а резервные элемен­ ты стали выполнять его функции;

ненагруженный — резервные элементы находятся в выключен­ ном состоянии до момента отказа основного элемента. Принимает­ ся, что до момента включения отказ резервных элементов невоз­ можен;

облегченный — резервные элементы до момента их включения находятся в менее нагруженном режиме, чем основной элемент. В этом случае вероятность отказа элемента, находящегося в резер­ ве, меньше, чем у основного нагруженного элемента. Рассмотрим методы расчета надежности резервированных систем без восстанов­ ления, т. е. когда отказавший элемент не восстанавливается и не заменяется.

Н а г р у ж е н н ы й р е з е р в . Пусть резервная группа состоит

из п элементов с вероятностями безотказной работы /\(0> Я» (О, • -

Л, (О-

Схема резервной группы, состоящей из одного основного эле­ мента и (п—1) резервных элементов, приведена на рис. 11.

Чтобы наступил отказ этой резервной группы, должны отказать все п элементов. При условии, что отказы элементов независимы и вероятности отказов системы переключения резервов равны нулю, получим, что вероятность отказа резервированной системы и ве­ роятность ее безотказной работы соответственно равны: