Методы противодействия негативному влиянию внешних факторов на надежность технических систем.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 15Следующая ⇒

Пути обеспечения надежности разнообразны и могут быть связаны с повышением стойкости изделия к внешним воздействиям. Например, для механических систем относят методы создания прочных, жестких, износостойких узлов за счет их рациональной конструкции, применение материалов с высокой прочностью, износостойкостью, антикоррозийностью, теплостойкостью и т.д. Другой путь обеспечения достаточной надежности - это их изоляция от вредных воздействий: установка машины на фундамент, защита поверхностей от запыления и загрязнения, создание специальных условий по температуре и влажности, применение антикоррозийных покрытий, виброизолирующих устройств и т.д. Активным средством для решения проблемы надежности и безопасности является применение автоматики для обеспечения длительного выполнения системой своего служебного назначения в различных условиях эксплуатации.

Не менее значимым является обучение персонала вопросам безопасной эксплуатации технических систем.

Для недопущения отказов конструктивного, производственного и эксплуатационного характера существуют типовые мероприятия, методы и средства предупредительного, контролирующего и защитного характера, обеспечивающие надежность и безопасность технических систем. Их применяют на различных этапах жизненного цикла системы - в процессе проектирования, на последующих стадиях создания и эксплуатации системы.

Антикоррозийность - химическая устойчивость и малая испаряемость соединений, отсутствие на наружных поверхностях окислов, подгаров, подплавлений, глубоких вмятин и заметного изменения сечения деталей, сохранность планирующего слоя и защитного покрытия

Тема 4. Способы повышения надежности технических систем. Резервирование
Методы выявления «слабых мест» в конструкции машины технической системы
Наиболее высокая эффективность управления определенным процессом, механизмов или другим видом материальной действительности достигается саморегулированием, присущим главным образом живым организмам. Вместе с этим одним из основоположников кибернетики Н. Винером показано, что принципы саморегулирования живых организмов достаточно оригинально применяются в технике (термостат, сервомеханизм и др.), они могут с успехом применяться и при управлении другими системами. Используя эти методологические подходы в исследовании экономических процессов, О. Ланге разработал общую теорию регулирования и управления экономическими системами как совокупностями взаимосвязанных друг с другом действий, приемов (методов) работы, функций, операций и т. д., ведущих к желаемому результату. Поскольку идеальных систем нет, любые системы в целях регулирования должны тщательно изучаться для выявления слабых мест и недостатков, разработки приемов и методов, направленных на устранение (уменьшение) разрыва между фактическими и оптимальными значениями соответствующих показателей.

Во всех случаях управления надежностью систем и процессов исследуют изменение во времени состояния их основных элементов и связей между ними, оценивают в различные моменты времени качественно-количественные показатели выходных параметров, получаемых в результате функционирования системы или протекания процесса, чтобы определенными методами и средствами оказывать влияние на улучшение показателей, характеризующих качество выполнения заданной функции.

Процесс функционирования технической системы, так же, как и процесс ее поведения, в связи с воздействием множества случайных факторов характеризуется вероятностью показателей выходных параметров во времени. Каждый протекающий во времени вероятностный процесс можно исследовать с помощью синтеза и оценивать некоторым обобщенным качественным показателем (Ру, характеризующим технический уровень процесса и степень удовлетворения йм заданной функции.

Анализируя правую часть функционала, можно предположить, что на техническую систему (машину) с исходными значениями параметров элементов L ( 45) постоянно действуют во времени различные случайные факторы N, переводя ее элементы из одного состояния в другое и ухудшая этим выходные качественные показатели функционирования машины, например обобщенный показатель надежности Р.

Для обеспечения функционирования машины с достаточно высокими показателями надежности необходимо создать такую управляющую систему, основанную на принципах последовательного и единовременного возмещения годности элементов, которая могла бы посредством определенных управляющих (ремонтных) воздействий обеспечивать в течение достаточно длительного времени поддержание необходимых технических требований к выходным параметрам функционирования машины, несмотря на нестабильность исходного и текущего состояния ее элементов и внешних возмущений воздействий. Кроме того, управляющие воздействия на систему должны обеспечивать удовлетворительные выходные параметры, ухудшающиеся в связи с возникновением и развитием внутренних возмущающих факторов.

По мере наработки машины ухудшение обобщенного качественного показателя ее функционирования Р под действием случайных факторов обычно оценивается по основным характеристикам качества: выполнению технологического процесса, показателю безотказности, удельной величине затрат на выполнение - функций и т. д.

Чтобы функционирование той или иной машины в достаточной мере удовлетворяло требованиям производства, величина обобщенного качественного показателя функционирования ограничивается определенными значениями, поддержание их в установленных пределах гарантирует достаточно высокую экономическую эффективность ее использования.

Если принять величину оптимального значения обобщенного качественного показателя функционирующей машины Р0, а величину допустимого значения этого показателя Рд, то реализация случайной функции обобщенного качественного показателя функционирования машины во времени P(t)\ (46) считается допустимой, не выходящей из заданных пределов, в то время как реализация P(t) 2 не обеспечивает этих пределов и, следовательно, не отвечает требованиям, предъявляемым к машине.

Поддержание текущей величины обобщенного качественного показателя функционирования машины в пределах заданного допуска в течение определенного отрезка времени U составляет основную цель регулирования ее состояния. Средствами регулирования работоспособностью машины служит, как известно, система ремонтно-обслуживающих работ, обеспечивающая достаточно высокие показатели ее надежности.

Выбор способов управления надежностью машин производится в зависимости от характера процессов изнашивания и степени изнбса их элементов. Для выбора способов управления надежностью машин рекомендуется и классификация по характеру изнашивания и степени износа элементов ( 16).

Приведенные зависимости способов управления надежностью машин от характера изнашивания и степени износа элементов, а также анализ способов регулирования состояния элементов машин показывают, что в наибольшей мере обеспечивают выполнение поставленных задач и наиболее перспективны, следующие;

внешнее управление состоянием элементов машин, выполняемое в зависимости от воздействия окружающей среды;

частичное управление внутренними возмущениями, возникающими из-за износа недолговечных элементов машин;

общее управление внутренними возмущениями, возникающими из-за износа долговечных элементов машин.

Внешнее управление машинно-тракторным парком предназначается главным образом для снижения скорости их изнашивания и старения, происходящего под действием окружающей среды: главным образом температуры воздуха, его высокой запыленности, механических загрязнений топлива, маслами т. д. Устранение или ослабление воздействия на машину внешних возмущений достигается, как известно, защитой объектов управления своеобразными амортизаторами. К их числу относятся периодическая смазка элементов и сопряжений, обеспечение герметичности соединений, удаление накипи, очистка или установка новых фильтров для топлива и масел, подогрев агрегатов, узлов и применение капотов в холодное время, окраска, очистка от грязи и другие меры, предусмотренные правилами технической эксплуатации машин.

Частичное управление внутренними возмущениями предусматривает обеспечение необходимых показателей надежности замедлением процесса старения машин. Оно производится на основе контроля за текущими параметрами состояния элементов выравниванием отклонений фактических значений параметров от заданных с помощью последовательного возмещения годности элементов машин. Метод выравнивания этих отклонений, осуществляющийся на основе обратной связи, изложен в предыдущих главах.

Хотя регулирование методом выравнивания отклонений — основной способ обеспечения необходимой надежности технических систем, оно не имело до последнего времени достаточного научного обоснования и развития.

Организация регулирования состояния элементов машин, методом выравнивания отклонений требует совершенствования и массового внедрения средств контроля и оценки текущих параметров их состояния и особенно средств автоматического диагностирования. Это обусловливает необходимость разработки встроенных датчиков оценки состояния наиболее ответственных и дорогостоящих элементов и основных сопряжений с непрерывной выдачей информации по типу таких измерителей, как. манометры, амперметры, счетчики и т. д., а также разработки более точных и быстродействующих методов слежения за текущим состоянием элементов машин.

Общее управление внутренними возмущениями предусматривает достаточно полное восстановление исходных показателей надежности машин за счет периодической и достаточно полной их компенсации, осуществляемой на основе текущей информации о видах и интенсивности внутренних возмущений и - сложности вызываемых ими последствий. Это требует организации специальных исследований.по изысканию полной компенсации внутренних возмущений в механизмах машин.

Таким образом, для управления надежностью сельскохозяйственных машин следует применять все отмеченные способы регулирования состояния их элементов. В связи с этим метод управления их надежностью считается' комплексным. Вместе с тем из краткого анализа существующих способов регулирования работоспособности машин, очевидно, они нуждаются в существенном совершенствовании.

Анализ вероятности и критичности отказов
Если помимо влияния вида отказа рассматривается еще и степень его серьезности или относительный вес, то процедура называется анализом критичности отказов.

В этом случае каждый вид отказа ранжируется с учетом двух составляющих критичности - вероятности (или частоты) и тяжести последствий отказа. Понятие критичности близко к понятию риска и может быть использовано при более детальном анализе риска аварии. Определение параметров критичности необходимо для выработки указаний и приоритетности мер безопасности.

При анализе необходимо выделить четыре группы объектов, которым может быть нанесен ущерб от опасности (аварии): персонал, население, окружающая природная среда, материальные объекты (оборудование, сооружения промышленных предприятий и близлежащих населенных пунктов).

Анализ критичности (АК) используется после проведения ПАО или АВПО и классифицирует элементы по различным категориям критичности для различных видов отказов.

Категория 1. Отказ, потенциально приводящий к жертвам.

Категория 2. Отказ, потенциально приводящий к невыполнению основной задачи.

Категория 3. Отказ, приводящий к задержкам, сбою или потере работоспособности.

Категория 4. Отказ, приводящий к дополнительному, незапланированному обслуживанию.

Введение категорий критичности является очевидным " следующим шагом" после проведения АВПО, формируя объединенный метод - анализ видов, последствий и критичности отказов.

Примечание. При упрощенном вычислении можно пренебрегать коэффициентами KA и KE, а значение lG использовать в качестве приближенного значения интенсивности отказов для данного вида отказа и условий работы.
Данный метод не дает количественной оценки возможных последствий или ущерба. Основная его ценность заключается в улучшении качества системы путем определения:

- элемента, который должен быть подвергнут детальному анализу с целью исключения опасностей, приводящих к возникновению аварии, т.е. с целью создания надежной конструкции, снижающей интенсивности отказов или ограничения ущерба;

- элемента или узла, требующего особого внимания в процессе производства и более жесткого контроля качества и нуждающегося в особо осторожном обращении в течение всего времени использования;

- специальных требований для поставщиков, подлежащих включению в перечень характеристик, которые относятся к конструкции, функционированию, надежности, безопасности или гарантии качества;

- норм входного контроля, которые должны быть установлены для элементов, получаемых от смежников (субподрядчиков) и для параметров, подлежащих наиболее тщательной проверке;

- узлов систем (подсистем), где следует вводить специальные процедуры, правила безопасности, применять защитное оборудование, контрольные приборы или сигнальные системы;

- эффективного распределения средств на предотвращение аварий.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒