Факторы, влияющие на надежность машины, технической системы

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 15Следующая ⇒

Надежность сложных систем зависит от разнообразных факторов, раздельное и комплексное изучение которых необходимо, поскольку без раскрытия физической природы отказов затруднительно выбрать наиболее подходящие направления работ по обеспечению и повышению надежности как отдельных видов оборудования, так и систем в целом.

Все множество факторов, влияющих на оборудование сложных систем, принято классифицировать по области их действия (рисунок 2).

Рисунок 2. Классификация факторов по области действия

В зависимости от вида оборудования классификация факторов, влияющих на надежность, может несколько видоизменяться. Например, для такого специфического оборудования, как АСУ, классификацию факторов можно представить в виде, приведенном на рисунке 3.

К конструктивным факторам относятся:

– выбор структурной и функциональной схем, способов резервирования и контроля;

– определение материалов и комплектующих элементов;

– выбор режимов и условий работы элементов в системе;

– назначение требований к допускам на технологические характеристики элементов;

– выбор установок и защит на технологические параметры установки;

– учет психофизиологических особенностей операторов;

– разработка эксплутационной документации и др.

При проектировании и конструировании объекта закладывается его надежность.

К производственным факторам (технологическим факторам производства, монтажа и наладки оборудования систем) относятся следующие:

– входной контроль качества материалов и элементов, получаемых от предприятий-поставщиков (смежников);

– организация технологического процесса изготовления оборудования;

– контроль качества продукции на всех этапах технологического процесса (точность выполнения заданной формы и размеров, обеспечение прочностных, электрических, магнитных и других характеристик объектов, обеспечение требуемой шероховатости обработанной поверхности, прочности соединений и т.п.);

– квалификация изготовителей;

– обеспечение качества, контроль монтажа и наладки оборудования систем;

– условия работы на производстве и др.

При производстве (изготовлении) объекта обеспечивается его надежность.

Эксплуатационные факторы. К эксплуатационным относятся факторы, которые появляются вне сферы проектирования и производства объектов. По характеру воздействия на объект эксплуатационные факторы можно подразделить на объективные (воздействия внешней среды) и субъективные (воздействие обслуживающего персонала). Объективные факторы, оказывающие влияние на надежность объектов, можно классифицировать на две группы: внешние и внутренние факторы.

К внешним факторам относятся воздействия, обусловленные внешней средой и условиями применения. Это, прежде всего, климатические факторы (низкие и высокие температуры, влажность, солнечная радиация), механические воздействия (вибрация, удары), электромагнитное и радиационное излучения, агрессивная среда и др. Внутренние факторы связаны с изменением параметров объектов и конструкционных материалов: старением, износом, коррозией. Эти изменения происходят с течением времени под влиянием внешних факторов. Необходимо отметить, что в действительности все перечисленные факторы влияют на надежность объекта в комплексе.

Из климатических факторов наиболее существенно на объекты влияют солнечная радиация, низкие и высокие температуры воздуха, влажность воздуха, скорость ветра, туманы, метели, пыльные бури и т.п. Изменения свойств материалов также зависят от интенсивности и продолжительности воздействия перечисленных факторов и их наиболее неблагоприятного сочетания. Воздействие климатических факторов вызывает определенного вида отказы, интенсифицирует потоки отказов, возникающих в результате случайных перегрузок, усталостных явлений в металле, действия сил трения, несовершенства структурной схемы объекта и др. Так, насосно-компрессорное оборудование находится в основном в закрытых помещениях, и поэтому действие на него климатических факторов и атмосферных явлений ограничено. Однако большая часть технологического оборудования предприятий добычи, транспорта и переработки нефти эксплуатируется на открытом воздухе и в негерметизированных помещениях и подвержено воздействию климатических факторов и атмосферных явлений. Для такого вида оборудования влияние климатических факторов показано на рисунке 4. Меры защиты от неблагоприятного воздействия климатических факторов, атмосферных влияний и других объективных факторов должны приниматься на этапах проектирования и конструирования объектов.

Рисунок 4 – Схема комплексного влияния основных климатических факторов и атмосферных явлений на надежность объектов

Под субъективными эксплуатационными факторами, влияющими на надежность объектов, понимается:

– квалификация обслуживающего персонала;

– обученность обслуживающего персонала;

– организация и качество технического обслуживания и регламентных работ;

– методы и способы организации эксплуатации объектов;

– организация сбора и анализа сведений о надежности объектов. Особо важное значение влияние субъективных факторов имеет для надежности сложных систем, таких как «человек—техника».

Повышение эксплуатационной надежности, обусловленной влиянием на нее человека, осуществляется в двух направлениях:

1) приспособления техники к психофизиологическим особенностям человека-оператора в процессе ее проектирования (рациональное расположение приборов, кнопок, рычагов, стрелок, индикаторов, выбор освещенности, ограничение шума, учет требований к быстроте реакции человека, к объему его памяти и т.д.);

2) приспособления человека к техническим требованиям машины (отбор операторов, тренировка и обучение их выполнению операций обслуживания).

Расчеты систем на надежность занимают одно из центральных мест в теории и практике надежности. Рассчитать систему на надежность — это значит определить одну или несколько характеристик надежности. Расчеты надежности производят на различных этапах разработки, создания и эксплуатации объектов. Многочисленные цели расчетов привели к большому их разнообразию. Выбор метода расчета надежности системы зависит от ряда факторов. Основными из них являются:

– этап разработки системы;

– характер отказов элементов в системе;

– способ соединения элементов в системе;

– вид закона распределений времени безотказной работы;

– режим работы элементов системы;

– восстанавливаемость объекта;

– способ анализа объекта;

– класс системы и др.

Обоснование безопасности машины на проектной стадии.

На этапе проектирования расчет надежности производится с целью прогнозирования (предсказания) ожидаемой надежности проектируемого объекта. Такое прогнозирование необходимо для обоснования предполагаемого проекта объекта, а также для решения организационно-технических вопросов: выбора оптимального варианта структуры; способа резервирования; глубины и методов контроля; периодичности и объема профилактики; количества запасных частей; обоснования требований к надежности элементов системы. Поэтому на этапе проектирования выполняют следующие расчеты надежности:

– расчет норм надежности (распределение требований к надежности элементов системы);

– ориентировочный расчет надежности;

– окончательный (полный) расчет надежности.

Если на этапе проектирования изготавливают опытные экземпляры объекта, то производится оценка надежности по результатам испытаний.

На этапе создания и эксплуатации расчеты надежности проводят по результатам испытаний и эксплуатации. Такие расчеты носят, как правило, характер констатации. Результаты расчетов в этом случае показывают, какой надежностью обладали объекты, прошедшие испытания или используемые в некоторых условиях эксплуатации. На основании этих расчетов разрабатывают меры по повышению надежности, определяют слабые места объектов, дают оценки надежности объекта и влияний на нее отдельных факторов.

По характеру отказов элементов системы различают методы расчета надежности при внезапных, постепенных и перемежающихся отказах, а по способу соединения элементов в системе — расчет надежности при основном и резервном соединении элементов.

В зависимости от вида закона распределения времени безотказной работы применяют расчеты надежности при экспоненциальном, нормальном, вейбулловском и других законах распределения.

Режим работы объекта существенно влияет на выбор методов расчета надежности, которые в этом случае учитывают непрерывность действия (насосы, системы управления и защиты, тепловыделяющие сборки, турбины, генераторы и т.д.), периодичность действия (задвижки, клапаны, ЭВМ, если они не выполняют функций управления, элементы системы аварийного расхолаживания и др.), одноразовое и многократное использование элементов объекта.

По признаку восстанавливаемости объекта методы расчета можно разделить на методы расчета восстанавливаемых и невосстанавливаемых объектов. При этом может учитываться глубина и периодичность контроля объектов.

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