Комплексные показатели надежности

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 11Следующая ⇒

Коэффициент готовности К_Г – вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых его использование по назначению не предусматривалось (проведение плановых ТО или ремонтов). В статистической форме К_Г определяется отношением наработки на отказ T₀ к сумме (Т₀+Т_В), где T_B - среднее время восстановления работоспособности объекта.

Коэффициент технического использования К_ТИ – отношение математического ожидания времени пребывания объекта в работоспособном состоянии t_сум за некоторый период эксплуатации к сумме (t_сум+t_ТО+t_рем) математических ожиданий времени пребывания объекта в работоспособном состоянии, времени простоев, обусловленных ТО, и времени ремонта за тот же период эксплуатации, т.е. К_ТИ= t_сум/(t_сум+t_ТО+t_рем). При этом время простоев по организационным причинам не учитывается.

Надежность системы

Надежность горных машин, как правило, определяют при рассмотрении их как систем, которые могут быть последовательными, параллельными и комбинированными.

Если система состоит из N объектов и структура системы такова, что отказ любого из элементов вызывает отказ всей системы, то вероятность безотказной работы последовательной системы P_c(t) в течение времени t равна произведению вероятностей безотказной работы ее элементов

Структура последовательной системы имеет следующий вид:

При ориентировочном расчете надежности данной системы делается упрощающее предположение – все однотипные элементы равнонадежны, т.е. независимо от режимов работы все однотипные элементы имеют одинаковую интенсивность отказов, равную среднестатистическому ее значению. С учетом принятого допущения вероятность безотказной работы системы равна

где N_i – число элементов i-го типа; r – число типов элементов;

l_i - среднестатистическая интенсивность отказов элементов i-го типа.

Последовательные системы, состоящие из одинаковых элементов (грузовая или приводная цепь, зубчатое колесо, подшипник качения, в которых элементами являются звенья, зубья, шарики или ролики, и т.п.), получили название «система типа цепь». В горных машинах к таким системам можно отнести исполнительные рабочие органы в виде многозаходных фрез с элементами – резцами или зубками, расположенными в одной плоскости резания.

Резервирование

Надежность проектируемой горнодобывающей техники обеспечивается конструктивными, технологическими и эксплуатационными мероприятиями.

Для повышения надежности системы применяется резервирование, т.е. метод повышения надежности объекта введением избыточности.

Избыточность – это дополнительные средства и возможности сверх минимально необходимых для выполнения объектом заданных функций.

Основной элемент – элемент структуры объекта, минимально необходимый для выполнения объектом заданных функций.

Резервный элемент – элемент, предназначенный для обеспечения работоспособности объекта в случае отказа основного элемента.

Общее резервирование, при котором резервируется объект в целом.

Раздельное резервирование, при котором резервируются отдельные элементы объекта или группы.

Применяют три вида резервирования элементов и объектов:

- постоянное резервирование (с горячим резервом), при котором резервные элементы участвуют в функционировании объекта наравне с основными;

- резервирование замещением (с ненагруженным или холодным резервом), при котором функции основного элемента передаются резервному только после отказа основного;

- резервирование с резервом, работающим в облегченном режиме.

Кратность резервирования – это отношение числа резервных элементов к числу резервируемых или основных.Дублирование – резервирование с кратностью, равной единице.

Структурное резервирование предусматривает использование в объекте избыточных элементов структуры.

Резервирование наиболее широко применяют в радиоэлектронной аппаратуре, в которой резервные элементы малогабаритны и легко переключаются.

В горном машиностроении резервирование применяют преимущественно при опасности аварий, а также в машинах и установках, которые обеспечивают основные технологические операции в составе автоматизированных комплексов. При этом резервные элементы могут использоваться как рабочие в часы «пик»; в ряде систем резервирование обеспечивает сохранение работоспособности, но с пониженными эксплуатационными показателями. В ответственных приводах используют, например, двойную систему смазки, комбинированные уплотнения, сдвоенные подшипники.

Прогнозирование надежности

На этапе проектирования расчеты показателей надежности производятся с целью прогнозирования ожидаемой надежности создаваемого изделия. Они необходимы, во-первых, для проверки соответствия показателей надежности разрабатываемого изделия с показателями в техническом задании и, во-вторых, для выбора оптимального варианта структуры проектируемого изделия.

В отличие от прогнозирования надежности на этапе проектирования расчеты надежности на этапе испытаний и эксплуатации носят характер констатации. Они показывают, какой надежностью обладает фактически данное изделие. На их основе выявляются слабые места изделия и разрабатываются меры по повышению его надежности.

При прогнозном расчете надежности проектируемый объект представляют как систему в виде структурной схемы, в которой элементы, отказ которых приводит к отказу всей системы, изображаются последовательно, а резервные элементы – параллельно.

Работы по обеспечению надежности на этапе проектирования следует вести по двум направлениям:

- уменьшение интенсивности отказов системы;

- применение резервирования.

В работах первого направления основными методами повышения надежности являются:

1. Упрощение структурной схемы, сокращение числа элементов и связей между ними;

2. Использование новых высоконадежных элементов, основанных на более надежных принципах функционирования, или элементов, для которых достигнут стабильный надежный уровень работы, подтвержденный результатами испытаний;

3. Применение облегченных режимов работы элементов (нагрузочное резервирование), что достигается применением элементов с номинальными нагрузками, превышающими реальные эксплуатационные, т.е. увеличение запасов по статической и усталостной нагрузке;

4. Исследование физики отказов «слабых» звеньев и использование результатов для повышения надежности;

5. Стандартизация и унификация.

При применении резервирования кратность его должна быть минимальная, обеспечивающая требования по его безотказности, т.к. в противном случае увеличиваются масса и стоимость машины.

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒