4 Фрагментальный анализ надёжности структурной схемы

Для оценки надёжности подъёмного механизма платформы рассматривают не только физическую надёжность каждого из элементов, входящего в структурную схему, но и способ соединения элементов между собой.

В самом простом случае элемент может быть работоспособен (вероятность R) или неработоспособен (вероятность F), причём R+F=1.

Рисунок 4.1 – Структурная схема подъёмного механизма платформы

Для данной схемы вероятность безотказной работы можно определить по следующей формуле:

R = R_КОМ ∙ R_Н ∙ R_КУ­ ∙ R_ГЦ ∙ R₅ ,

где R_КОМ, R_Н, R_КУ, R_ГЦ – вероятности безотказной работы коробки отбора мощности, насоса, крана управления и гидроцилиндра соответственно;

R₅ =1 – (1– R_Ф)∙(1– R_КФ)

R_Ф, R_КФ - вероятности безотказной работы фильтра и клапана фильтра соответственно.

R₅ =1 – (1– R_Ф)∙(1– R_КФ) = 1 – (F_Ф ∙ F_КФ) = R_Ф R_КФ + R_Ф F_КФ + F_Ф R_КФ

Тогда:

R = R_КОМ ∙ R_Н ∙ R_КУ­ ∙ R_ГЦ∙ (R_Ф R_КФ + R_Ф F_КФ + F_Ф R_КФ) =

= R_КОМ ∙ R_Н ∙ R_КУ­ ∙ R_ГЦ∙ R_Ф R_КФ + R_КОМ ∙ R_Н ∙ R_КУ­ ∙ R_ГЦ∙ R_Ф F_КФ +

+ R_КОМ ∙ R_Н ∙ R_КУ­ ∙ R_ГЦ∙ F_Ф R_КФ

Таким образом, количество работоспособных состояний для данного изделия равняется 3.

5 Определение вероятности наступления внезапных и постепенных отказов

Для оцінки схемної надійності з урахуванням імовірності прояву тих або інших умов протікання процесів необхідно:

- установити фізичну сутність можливої відмови, тобто визначити вид несправності, стан елементів його обумовлюючих, умови протікання подій, що відбуваються при цьому;

- визначити тип відмови (поступовий або раптовий);

- виділити й позначити імовірності режимів роботи, які характерні для діапазону змін умов роботи;

- скласти аналітичне вираження для кожного типу відмови, відповідно до якого буде визначена сума можливих станів, характерна умовам його протікання;

- за значеннями характеристик надійності (імовірності станів) виконати розрахунок ймовірностей виникнення виділених відмов.

Таблица 5.1 – Влияние отказов отдельных элементов на отказы изделия в целом

№ п/п	Физическая суть отказа	Вероятность проявления	Отказы
1	Насос
1.1	Поломка привода	Fн	ВН*
2	Фильтр
2.1	Фильтр чистый, но клапан фильтра открыт	RФ, FКФ	П
2.2	Фильтр загрязнён, клапан фильтра открыт	FФ	П
3	Обратный клапан
3.1	Давление растёт, клапан не открывается	Fок	П
4	Трубопровод
4.1	Нарушена герметичность	Fтр	ВН

* ВН – внезапный отказ; П – постепенный отказ.

Вероятность внезапного отказа, исходя из табл. 5.1, можно рассчитать по формуле:

F_ВН = F_Н R_ТР + R_Н F_ТР + F_Н F_ТР

Вероятность постепенного отказа, исходя из табл. 5.1, можно рассчитать по следующей формуле:

F_ВН = F_ф ∙ R_ок ∙ R_тр­ + R_ф ∙ F_ок ∙ R_тр­ + R_ф ∙ R_ок ∙ F_тр­