НАДЁЖНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

Г.А. Боярских

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

Общие положения

Качество и надежность машин, оборудования и приборов во многом определяют успех научно-технического прогресса в любой отрасли. Современное горное производство характеризуется высоким уровнем механизации и применением сложных высокопроизводительных машин. Вопросы, связанные с повышением качества и надежности, должны решать будущие инженерные работники — студенты, которые обязаны овладеть теоретическими знаниями в области надежности машин, чтобы на практике решить прикладные задачи теории надёжности.

Надежность различной техники, в том числе горного производства,— комплексная проблема, отражающая все этапы существования объекта (от конструкторской идеи до списания). Она постоянно находится в стадии развития по мере совершенствования базы знаний и умений специалистов, а также изменений и уточнений условий эксплуатации различных объектов. Однако создать совершенно безотказную и предельно долговечную машину невозможно потому, что с течением времени на нее непрерывно воздействуют различные факторы, изменяя свойства деталей и, как следствие, вызывая отклонения установленных показателей надежности. Экономические расчеты показывают, что создавать такую идеальную машину нецелесообразно, так как с течением времени изменяются требования к самой технике.

Возникнув вначале в авиационной технике, теория надежности стала одной из основных инженерных дисциплин, главная задача которой — обеспечивать высокую безотказность и долговечность любой техники.

Наука о надежности техники изучает закономерности изменения показателей работоспособности объектов с течением времени, а также физическую природу отказов, и на этом основании разрабатывает методы, обеспечивающие с наименьшей затратой времени и средств необходимую долговечность и безотказность объектов.

Специфические особенности теории надежности состоят в том, что все этапы создания и использования объектов влияют на надежность, а процессы изменения функциональных параметров объектов случайны; физические закономерности, определяющие изменения характеристик объектов, разнообразны и сложны; при этом во всех закономерностях отражается фактор времени.

Теоретические основы науки о надежности техники базируются на отдельных разделах фундаментальных наук: математической статистике и теории вероятностей, материаловедении и теории прочностей, на достижениях современной экономической науки,

К задачам, стоящим перед теорией надежности, относятся следующие:

— обеспечение минимальных затрат на создание, изготовление и эксплуатацию новых машин путем оптимального сочетания значения показателей надежности и других свойств, определяющих эффективность их работы;

—установление слабых мест в конструкции машины, приводящих к частым и длительным простоям;

—разработка мероприятий по совершенствованию конструкции, изготовления и эксплуатации машин, обеспечивающих дальнейшее повышение эффективности техники.

1.2. Основные термины и определения

В процессе освоения основ теории надежности и ее расчетов необходимо пользоваться определенной терминологией, сформулированной в ГОСТ 27.002—89.

Надежность — свойство объекта сохранять во времени в „установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Каждое из этих свойств оценивается своими показателями, физическая сущность и содержание которых у новых машин зависят от их конструкции, технологии изготовления и условий эксплуатации, а у отремонтированных— от качества ремонта и условий эксплуатации.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Работоспособное состояние — состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической документации.

Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Предельное состояние — состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и к поддержанию, и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость — свойство объекта сохранять работоспособное состояние в течение и после хранения и транспортирования.

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния. Критерий отказа — признак или совокупность признаков неработоспособного состояния объекта, установленных в нормативно-технической документации.

Восстанавливаемый объект — объект, для которого в рассматриваемой стадии проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической документации.

Для конкретных объектов и условий их эксплуатации основные свойства объектов, определяющие их надежность, могут иметь различную относительную значимость. Любая горная машина представляет собой восстанавливаемое изделие, поэтому свойство ремонтопригодности позволяет оценить затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Долговечность машины—свойство работать длительное время с возможными режимами, не снижая производительности и качества работы.

Сохраняемость — свойство горных машин сохранять свою работоспособность после длительного хранения в межсезонье.

Отказы горных машин

Горные машины и комплексы относятся к восстанавливаемым системам. Отказы при этом можно разделить на наносные, аварийные, технологические и ошибочные.

Износные отказы вызываются истиранием или контактной усталостью поверхностного слоя деталей.

Аварийные отказы возникают вследствие поломок, причинами которых являются конструктивные недостатки, некачественное изготовление или влияние на детали неучтенных условий эксплуатации.

Технологические отказы происходят при несоблюдении во время работы заданных параметров рабочего процесса, установленного технологией горного производства в пределах характеристики машины.

Ошибочные отказы происходят вследствие несоблюдения требований технического обслуживания машины, а также вследствие ошибок обслуживающего персонала из-за недостаточной квалификации или недисциплинированности, которые при оценке надежности машин в расчет не принимаются.

ЭКГ-5И ЭКГ-4,6 СБШ-250

Рис. 1.1 Причины отказов горных машин

На рис.1.1 показаны причины отказа некоторых горных машин. Если отбросить ошибочные отказы (группа IV). Можно отметить, что недостатки конструкции и дефекты изготовления и ремонта могут вызывать внезапные отказы, составляюшне значительную долю всех отказов горных машин. Накопление дефектов в процессе эксплуатации без нарушения режимов нагружения, которое приводит к постепенным отказам, составляет всего 25% и даже 5% (для СБШ-250), что говорит о больших резервах повышения надежности горных машин.

Эксплуатационные данные

Наработка, мото-ч	Условное число машин	Среднее число отказов за отрезок	Средняя наработка, ч	Параметр потока отказов, 1 /мото-ч

Уборочные машины МТФ-43А

0—81

16,44

2,04

39,8

0,0255

81—162

12,12

3,8

102,3

0,0467

162—243

8,53

4,04

182,2

0,0496

243—324

8,0

4,3

261,8

0,0528

324—405

6,06

4,48

342,3

0,0552

405—486

4,14

4,51

425,0

0,0555

486—567

3,7

4,71

503,2

0,0579

567—648

3,0

4,71

584,2

0,0579

648—729

3,0

4,71

665,2

0,0579

729—810

2,11

5,18

744,8

0,0645

r_ср(810)=3,86

T_ср (810) = 645,2 ч

ω (810) =0,0476 = 1 /мото-ч

Система ремонта и технического обслуживания, которая регламентирует периодичность и объемы ремонтных работ, в значительной степени определяет показатели эксплуатационной надежности машин. Эта система применительно к горным машинам должна строиться на основании введения периодических остановок машин для профилактических мероприятий и ремонта через заданные промежутки времени (или после выполнения заданного объема работы). Длительность остановок выбирается с учетом особенностей протекания процессов старения машин в данных условиях эксплуатации и начальных показателей их надежности.

Так как многие узлы и детали горных машин имеют большой разброс случайных величин, определяющих показатели надежности, интервалы профилактических замен могут значительно различаться между собой.

Свойство изделия, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин отказов и устранению их последствий путем ремонтов и технического обслуживания, как известно, называется ремонтопригодностью. Показатели этого свойства рассмотрены в главе 3.

Можно сформулировать требования к показателям ремонтопригодности с учетом требований к комплексным показателям надежности машины. Обычно коэффициент готовности машин K_г = = 0,9 — 0,95 и коэффициент технического использования K_ти = 075 — 0,9. Если воспользоваться выражениями: где τ_в и τ_об - соответственно средняя суммарная оперативная продолжительность ремонтов и технического обслуживания, можно записать уравнения

Разность между τ^∑_в и τ_об есть величина средней объединенной оперативной продолжительности плановых ремонтов и технического обслуживания

Поскольку то, задавшись значением средней суммарной продолжительности технических обслуживании τ^∑_то, получим значение средней суммарной продолжительности плановых ремонтов в ремонтном цикле, которое не должно превышать значения

Профилактическое и аварийное обслуживание тесно связано с надежностью оборудования и отличается характером этой связи и экономическими последствиями.

Повышение затрат на профилактическое обслуживание приводит к сокращению числа аварий, к уменьшению затрат, связанных с их ликвидацией, и убытков из-за простоев. При внезапных отказах часто простаивают и другие машины, связанные технологической цепочкой с отказавшей машиной. В ряде случаев убытки из-за простоев оборудования и затраты на ликвидацию отказов значительно превышают стоимость профилактики. Поэтому и возникает вопрос о выборе оптимального интервала плановых замен деталей, который можно определить, используя следующую формулу:

где K_с.з. - коэффициент суммарных затрат; Т_ср - средняя наработка элемента до отказа; τ_з - интервал профилактических замен элемента; Р(τ_з) —вероятность безотказной работы элемента за период τ_з; K_ст - коэффициент стоимости, равный отношению средней стоимости одной профилактической замены элемента к средней стоимости отказа.

Интервал профилактических замен должен выбираться таким, чтобы величина K_с.з. была минимальной.

С увеличением срока эксплуатации машины увеличивается накопление различных повреждений в деталях, исчерпывается ресурс у большего числа деталей машины, в связи с этим межремонтные сроки должны сокращаться. Межремонтный период с учетом старения машины может быть определен по формуле:

где Q _к и Q ₁- трудоемкость капитального ремонта текущего и первого соответственно; β - коэффициент возрастания времени на сборочно-разборочные работы.

Чем больше узел приспособлен к замене и демонтажу отдельных деталей, чем меньше времени требуется на отладку и настройку узла после замены или ремонта его деталей, тем ближе значение βк единице и тем больше возможностей для сохранения надежности машины.

Проведение ремонтно-профилактических работ даже при оптимальной их организации не исключает возможности появления внезапных отказов элементов машин до истечения времени τ_з. Поэтому весьма важным для поддержания надежности машин является правильное определение необходимого количества запасных частей для замены отказавших элементов и обеспечение их наличия. Эти вопросы относятся уже больше к курсу «Ремонт горных машин», где рассматриваются более подробно.

Действенной мерой поддержания надежности горных машин во многих случаях может быть своевременное выявление их технического состояния, своевременная техническая диагностика.

Это важно из-за большого разнообразия условий и режимов эксплуатации, различных экземпляров горных машин, а также различия в начальных показателях надежности каждого экземпляра, что приводит к значительным рассеяниям скоростей старения и соответственно времени достижения той или иной машиной предельного состояния.

Техническая диагностика изучает признаки изменений технического состояния машин, а также методы и средства, обеспечивающие возможность своевременного определения этих нарушений.

В связи с развитием механизации и автоматизации технологических процессов, насыщением производства высокопроизводительным оборудованием, форсированием режимов работы и т. п. техническая диагностика приобретает все большее значение. Применение средств и методов диагностики технического состояния машин, своевременное установление причин нарушения их работоспособности позволяет значительно снизить затраты на обслуживание, текущий и капитальный ремонт оборудования и изменить соотношение этих затрат в сторону уменьшения доли их на непроизводительные текущие работы.

Для различных изделий могут быть различными число и характер признаков (параметров),по которым можно судить об их техническом состоянии. Эти признаки можно разделить на три группы.

1. Состояние выходных параметров изделия или его узлов, которые определяют его работоспособность. Обычно эти параметры могут быть измерены теми же способами, которые применяются для контроля готового изделия. Однако по этому признаку нельзя определить место и вид повреждения, приводящего к отказу.

2. Наличие повреждений, которые приводят или могут привести к отказу изделия (износы, деформация, коррозия и т.п.). Выявление повреждений является обычно вторым этапом диагностики машины после контроля ее выходных параметров.

3. Степень исправности изделия, определяемая по косвенным признакам (акустическим сигналам, изменениям температуры, давления в системе, наличию в смазке продуктов износа, уровню вибрации и т. п.). Существенным преимуществом использования косвенных признаков является возможность оценки состояния изделия в процессе его работы.

При осуществлении процесса диагностирования машины выбираются те признаки и параметры, контроль которых дает наиболее объективные сведения о состоянии машины при наименьших затратах на создание средств диагностики.

Возможность полноценной диагностики при нормальной эксплуатации определяется тремя факторами: наличием средств диагностики, встроенных в оборудование; квалификацией обслуживающего персонала; организацией ежесменного технического обслуживания.

Процесс диагностирования — операция контрольная, результату диагностирования должны быть использованы для принятия правильных и своевременных решений о проведении технического обслуживания или ремонта в целях восстановления работоспособности отдельных элементов или машины в целом.

Уравнение для определения оптимальной периодичности диагностирования имеет вид (при экспоненциальном законе распределения наработки на отказ):

где τ - периодичность диагностирования; С_д - затраты на выполнение плановой диагностики; С_в.р- затраты на внеплановые ремонты; рекомендуется принимать С_д/ С_в.р≈ 0,3.

5.4. Основные правила обеспечения надежности на этапе

эксплуатации

1. Эксплуатация сложных технических систем должна соответствовать техническим условиям и специальным руководствам.

2. Для сложных ответственных изделий должна быть разработана система технической диагностики, которая должна выдавать сигналы о состоянии узлов, правильной работе системы смазки, появлении недопустимых вибраций, нагрузок и т. п.

3. Система обслуживания должна содержать регламентные работы, профилактические осмотры и ремонты, которые должны выполняться квалифицированными рабочими, знакомыми с особенностями данной конструкции машины.

4. Техническое обслуживание может включать принудительную замену отдельных деталей и узлов после определенной наработки или календарного времени.

5. В пределах общего срока службы изделия могут быть предусмотрены промежуточные ремонты, сроки которых определяются соображениями надежности и экономической целесообразности.

6.Надежность отремонтированных изделий должна подтверждаться специальными испытаниями.

7. Должны проводиться исследования конструкционной прочности деталей и узлов с эксплуатационными повреждениями (коррозия, забоины, износ и т. п.), на основании которых устанавливаются нормы и эталоны на допустимые повреждения.

Задача для самостоятельной работы

На основании данных эксплуатации тракторных дизелей (N_o - 25 шт.) (табл. 6.6) определить показатели надежности отдельных узлов и всего дизеля, построить гистограмму значений параметров потока отказов дизеля, кривую вероятности безотказной работы дизеля и график наработки на отказ дизеля.

При решении задачи необходимо воспользоваться порядком расчета, рекомендованным в нижней части табл. 6.6, и замечаниями, указанными ниже.

Контрольные вопросы

1. Понижается ли надежность горных машин в процессе эксплуатации? Какие методы могут поддерживать надежность машин, какие повышать надежность их в процессе эксплуатации?

2.. Какая информация позволяет определить показатели надежности горных машин в процессе эксплуатации? Каковы требования к этой информации?

3. Какие показатели применяются при оценке надежности горных машин на этапе эксплуатации?

4. Для чего нужна проверка правильности выбранного закона распределения времени безотказной работы по критериям согласия? Для чего определяются доверительные интервалы?

5. Сформулируйте основные правила обеспечения надежности на этапе эксплуатации.

Таблица 5.6

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П.1

Значение функции

z	Ф(z)		z	Ф(z)		z	Ф(z)
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95	0,000 0,020 0,040 0,050 0,080 0,100 0,118 0,138 0,156 0,174 0,192 0,210 0,230 0,242 0,260 0,274 0,288 0,302 0,316 0,323		1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,40 1,50 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50	0,341 0,353 0,364 0,375 0,384 0,385 0,403 0,419 0,433 0,445 0,450 0,464 0,471 0,477 0,482 0,486 0,489 0,491 0,491 0,494		2,60 2,70 2,80 2,90 3,00 3,25 3,50 3,75 4,00 4,25 4,50	0,495 0,496 0,497 0,498 0,499 0,499 0,499 0,499 0,499 0,500 0,500

Ф_о(z) = Ф(z) + 0,5

Таблица П.2

Значение гамма – функции

х	Г (х)		х	Г (х)
1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,50 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80	1,000 0,974 0,951 0,933 0,918 0,906 0,898 0,891 0,887 0,886 0,886 0,889 0,894 0,900 0,090 0,919 0,913		1,85 1,90 1,95 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00	0,946 0,962 0,980 1,000 1,3294 2,000 3,323 6,000 11,632 24,000 52,342 120,000 187,88 270,00 1871,20 5040,00

Таблица П.3

Значение плотности вероятности

z	f_о (z)		z	f_о (z)		z	f_о (z)
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45	0,3989 0,3984 0,3970 0,3945 0,3910 0,3867 0,3814 0,3752 0,3683 0,3605 0,3521 0,3429 0,3332 0,3230 0,3123 0,3011 0,2897 0,2780 0,2661 0,2541 0,2420 0,2299 0,2179 0,2059 0,1942 0,1826 0,1714 0,1604 0,1497 0,1394		1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80 1,85 1,90 1,95 2,00 2,05 2,10 2,15 2,20 2,25 2,30 2,35 2,40 2,45 2,50 2,55 2,60 2,65 2,70 2,75 2,80 2,85 2,90 2,95	0,1295 0,1200 0,1109 0,1023 0,0940 0,0863 0,0790 0,0721 0,0656 0,0596 0,0540 0,0488 0,0440 0,0396 0,0335 0,0317 0,0283 0,0252 0,0224 0,0198 0,0175 0,0154 0,0136 0,0119 0,0104 0,0091 0,0079 0,0069 0,0060 0,0051		3,00 3,05 3,10 3,15 3,20 3,25 3,30 3,35 3,40 3,45 3,50 3,55 3,60 3,65 3,70 3,75 3,80 3,85 3,90 3,95	0,0044 0,0038 0,0033 0,0028 0,0024 0,0020 0,0017 0,0015 0,0012 0,0010 0,0009 0,0007 0,0006 0,0005 0,0004 0,0003 0,0003 0,0002 0,0002 0,0002

Таблица П.4

Г.А. Боярских

НАДЁЖНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

Учебное пособие для студентов специальности

15 04 02 «Горные машины и оборудование»

____________________________________________

Издание УГГУ Екатеринбург 2009 г.

Боярских Г.А.

НАДЁЖНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ:

Учебное пособие для студентов специальности 15 04 02 «Горные машины и оборудование»

Оглавление

Введение………………………………………………………...…..…………......4

Предисловие……………………………………………………….……………....5

Глава 1. Основные понятия теории надежности…………………………………….………………..………………....7

1.1.Общие положения…………………………………….……………….….7

1.2.Основные термины и определения………………….………...................9

1.3. Причины и физическая природа отказов машин……………………...10

1.4 Отказы горных машин…………………………………………………..12

1.5 Физико-математические модели отказов………………………...…..13

Глава 2. Показатели надёжности и их выбор…………………....................17

2.1. Номенклатура показателей надёжности и их выбор……………...17

2.2 Единичные показатели надёжности…………………….…………....19

2.3 Статистические оценки показателей надёжности……..……………24

2.4 Комплексные показатели надёжности………………..…...................27

2.5 Математические модели (законы) распределения
вероятностей показателей надёжности………………..…...................32

Глава 3. Обеспечение надежности на стадии проектирования…….............37

3.1 Прогнозирование показателей надежности на этапе

технического задания…………………..…………………………………....38

3.2 Расчет показателей надежности на стадии технического проекта……………………………………………………………………......40

3.3 Определение показателей надежности на стадии
испытания опытных образцов……………………………….......................50

3.4 Особенности испытания на надежность

сложных систем……………………………………………………..............56

3.5 Рекомендации по обеспечению надежности на стадии
проектирования…………...……………………………….…......................59

Глава 4. Обеспечение надежности на стадии
изготовления…………………………………………….....………….……….61

4.1 Роль технологии в обеспечении надежности……………..…………...61

4.2 Надежность технологического процесса ……………………………...64

4.3 Контроль качества в процессе изготовления………………………......68

4.4 Испытания продукции на надежность

при изготовлении…………………………………………………………....71

4.5 Основные правила обеспечения надежности при серийном
производстве……………………………………….........………………..….76

Глава 5. Обеспечение надежности в процессе
эксплуатации…………………………………………...……………...........79

5.1 Влияние эксплуатации на надежность машин…...................................79

5.2 Оценка надежности по данным эксплуатации………….…………......80

5.3 Поддержание и восстановление надежности машин……………..…...88

5.4 Основные правила обеспечения надежности

на этапе эксплуатации…………………………………….……………....94

Глава 6. Пути повышения надежности горных машин………....……….......97

6.1.Конструктивные мероприятия повышения
надежности…….……………………………………………….…………...97

6.2 Технологические мероприятия повышения
надежности…….……………………………………………….…………...101

6.3 Эксплуатационные мероприятия повышения надежности………………………………………………………………….107

6.4 Резервы повышения эффективности горных машин…………………………………………………………………….....110

Заключение…………………………………………………………….……….114

Литература…………………………………………………………….…………….114

Приложение…………………………………………………………………….115

Таблица П.1……………………………………………………………………..115

Таблица П.2……………………………………………………………………..116

Таблица П.3……………………………………………………………………..117

Таблица П.4……………………………………………………………………..118

Таблица П.5……………………………………………………………………..119

ГОСТы…………………………………………………………………………..120

ВВЕДЕНИЕ

Высокая производительность горных предприятий обеспечивается как рациональной технологией ведения горных работ, так и уровнем техники, предназначенной для электрификации, механизации и автоматизации технологических процессов. Широкое применение технологических комплексов в горной промышленности поставило в качестве первоочередной проблемы обеспечение надежности этих систем. Отказ горных машин и оборудования, находящихся в составе технологических комплексов, ведет к нарушениям технологического процесса технологического процесса и может быть причиной возникновения аварий с недопустимыми последствиями. Особая ответственность выполняемых функций горных машин и оборудования связана с обеспечением безопасности обслуживающего персонала, надёжностью объектов жизнедеятельности горных предприятий. Возрастание функциональной ответственности горных машин и оборудования связано тем, что надёжность технологического комплекса, определяется их критичностью по последствиям отказов составных элементов комплекса.

Научной базой работ по обеспечению надежности технических устройств, машин и др. является теория надежности. К настоящему времени теория надежности представляет собой самостоятельную научную дисциплину. Ее основные задачи:

- установление видов количественных показателей надежности;

- выработка методов аналитической оценки надежности;

- разработка методов оценки надежности по результатам испытаний;

- оптимизация надежности на стадиях разработки и эксплуатации. Эти задачи могут решаться по двум направлениям.

Первое — основано на изучении вероятностных, статистических закономерностей появления отказов у множества однотипных систем, устройств. При этом отказы рассматриваются как некоторые отвлеченные события, а физические состояния устройств и элементов сводятся к двум –исправному и неисправному, которые описываются функциями надежности. Это математическое моделирование надежности.

Второе — основано на изучении физико-химических свойств элементов и устройств; происходящих в них процессов; физической природы и механизма отказов. При этом текущие состояния элементов и устройств описываются уравнениями, отражающими физические закономерности. Это физическое моделирование надежности.

Наиболее верным и современным направлением является сочетание вероятностных, статистических методов с проникновением в физическую сущность процессов, протекающих в критических элементах горных машин и оборудования.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Совершенствование горно-технологических процессов и внедрение новых, более эффективных технологий невозможно без использования систем автоматического управления и обработки информации. Рост единичной мощности оборудования также обуславливает повышение требований к его надежности, удобству управления и ремонтопригодности.

Горный инженер, по специальности 15 04 02 «Горные машины и оборудование», должен хорошо знать основы обеспечения надежности горных машин и оборудования на всех стадиях их жизненного цикла.

Содержание данного учебного пособия отражает основные квалификационные требования государственного образовательного стандарта по данной дисциплине.

В основу пособия положены лекции читаемые автором на протяжении ряда лет в Уральской государственной горно-геологической академии и Уральском горном университете.

Пособие предполагает знание теории вероятности, теории старения машин, принципов функционирования горных машин и оборудования и других базовых дисциплин.

Цель настоящего пособия – научить студентов основам теории надежности и ее применению в решениях задач оценки и обеспечения надежности технических систем и оборудования в горной промышленности.

Материал пособия можно разделить на 3 части. К первой части относится гл. 1. Здесь приводятся термины и определения, единичные и комплексные показатели надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых систем. Вторая часть пособия посвящена оценке надежности (гл. 2-3) резервированных и нерезервированных систем. Третья часть (гл. 4-6) посвящена методам оценки» надежности функционирования горных машин в составе технических систем. Изложение сопровождается контрольными вопросами после каждой главы, предназначенными для проверки усвоения дисциплины студентами, и иллюстрируется примерами описания, оценки и обеспечения надежности горных машин и оборудования.

Особенностью пособия является подробное рассмотрение типовых задач по каждой теме и наличие задач для самостоятельного решения.

Пособие может оказаться полезным и для студентов иных специальностей, а также инженерно-технических работников.

Авторы благодарны д.т.н. проф. УГТУ-УПИ Кожушко Г.Г.. (ИГД УрО РАН) за труд по рецензированию учебного пособия и сделанные при этом полезные замечания к изданию.

Авторы будут весьма признательны всем, кто пришлет свои замечания по улучшению содержания пособия.

Глава 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

Общие положения

К задачам, стоящим перед теорией надежности, относятся следующие:

—установление слабых мест в конструкции машины, приводящих к частым и длительным простоям;

1.2. Основные термины и определения

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒