2. Расчет комплектов запасных частей

Недостаточно обоснованный состав комплектов ЗЧ приводит, с одной стороны, к созданию неиспользуемых запасов на складах служб материально-технического обеспечения (МТО) отдельных объектов, а с другой, – к значительному дефициту некоторых агрегатов, узлов и деталей.

Оптимизация состава ЗЧ и системы их обеспечения позволяет решить следующие задачи:

- повышение технико-экономической эффективности использования объектов во время эксплуатации;

- уменьшение дефицита необходимых ЗЧ;

- сокращение неиспользуемых запасов на складах материально-технического обеспечения;

- уменьшение расходов на приобретение, доставку и хранение ЗЧ;

- установление номенклатуры и количества запасных агрегатов, узлов и деталей.

Задача обоснования номенклатуры запасных частей и их количества требует особого внимания. Для ее решения используются специальные методы. Состав заменяемых частей зависит от многих факторов: ресурса заменяемых частей и степени его использования; годовой наработки и межремонтного ресурса деталей; степени старения и износа деталей; внешних воздействий; условий эксплуатации. Кроме того, при определении количества запасных частей нужно учитывать сроки выполнения заказов, особенно дорогостоящих и технологически сложных по выполнению, а также возможность доставки их на объекты. В общем случае обоснование состава комплектов ЗЧ заключается в предварительном определении их номенклатуры, а затем количества элементов каждого наименования.

Для установления номенклатуры запасных частей анализируются конструкция объекта, технологические возможности по замене элементов в зависимости от сил и средств технического обслуживания и ремонта. При определении номенклатуры одиночного комплекта выявляются возможности персонала, эксплуатирующего объект (квалификация, наличие времени с учетом конструкции образца оборудования). При определении номенклатуры ЗЧ группового комплекта учитываются технологические возможности ремонтного подразделения (предприятия, базы), а также наименования элементов, подлежащих планово-предупредительным заменам.

В основу расчетов количества запасных частей каждого уже установленного наименования в комплектах ЗЧ при их разработке может быть положено использование параметра потока заявок на ЗЧ (обозначим его χ). Показатель χ – количество запросов на ЗЧ одного наименования в единицу времени (часы, сутки, год) при расчете соответствующего комплекта ЗЧ.

Пользуясь показателем χ, можно определить среднее количество z_ср запасных частей (одного наименования), расходуемых за установленное время t: z_ср = χt. Обоснование комплекта с помощью z слишком приближенное. Это объясняется тем, что z_ср – математическое ожидание количества израсходованных ЗЧ, а вероятность того, что будет использовано не более z_ср запасных частей, равна 50 %. Даются более высокие значения вероятности 90, 95, 99 % определить потребное количество ЗЧ:

P(k) = z_ср^k/k!·e^-Zср ,

где P(k) – вероятность того, что будет израсходовано ровно k одноименных ЗЧ.

Тогда вероятность того, что фактически будет израсходовано не более z одноименных ЗЧ:

P(z) = .

Тогда:

P(z) = e^-Zср· _ср^k/k!.

Пользуясь последним выражением, по заданному значению P(z) и предварительно вычисленному z_ср, можно установить фактическую потребность запасных частей z. Обычно для этой цели берут таблицы или номограммы (таблица 1).

Таблица 1. Отношение требуемого количества запасных частей z к его математическому ожиданию z_ср

zср	z/ zср
	P(z) = 90%	P(z) = 95%	P(z) = 99%
1	1,8	2,3	3,4
2	1,65	2	2,65
3	1,57	1,83	2,4
4	1,5	1,75	2,25
5	1,47	1,67	2,05
6	1,4	1,63	2
7	1,37	1,60	1,85

Установлено, что для достаточно больших значений z_ср > 20 значения z при P(z) = 95 % можно вычислять по приближенным формулам:

z = 5 + 1,12·z_ср, при 20 ≤ z_ср ≤ 60 …70.

z = 10+ 1,06·z_ср, при z_ср ˃ 60 …70.

На практике при разработке одиночных комплектов ЗЧ для определения показателя χ ограничиваются учетом лишь интенсивности отказов λ соответствующего элемента и количества n всех элементов в объекте.

Тогда χ = λ· n.

Пример 1. Участок контактной сети, содержащий n = 350 однотипных элементов, имеющих интенсивность отказов λ = 0,86∙10^-5 1/ч, должен находиться в эксплуатации t = 2000 ч. Требуется определить число запасных элементов z для одиночного комплекта ЗЧ, если гарантийная вероятность должна составлять P(z) = 0,99.

Решение:

Определим z_ср = χ· t = λ· n· t = 0,86∙10^-5∙350∙2∙10³ = 6. Из таблицы 1 для z_ср = 6 и Р(z) = 0,99 находим отношение z_/ z_ср = 2. Отсюда z = 2z_ср = 2·6 = 12.

Для обеспечения в течение 2000 часов эксплуатации участка контактной сети, содержащей 350 однотипных элементов, требуется одиночный запасной комплект из 12 запасных элементов.

В случае расчета группового комплекта ЗЧ учитывается количество объектов N_г – для которых предназначен комплект. В связи с этим при расчете групповых комплектов применяется формула:

χ_г= λ· n· N_г.

Пример 2. Определить требуемое количество однотипных элементов для группового комплекта ЗЧ при Р(z) = 95 %, если комплект пополняется при t = 20000 часов и предназначен для N_г = 14 трансформаторов, каждый из которых содержит n = 25 однотипных элементов с λ = 3∙10^-7 1/ч.

Решение:

Определим z_ср = χ_г· t = λ· n· N_г · t = 3∙10^-7 ∙25·14∙2∙10⁴ = 2,1. Округляем до ближайшего целого числа и получаем z_ср = 2.

Из таблицы 1 для z_ср = 2 и Р(z) = 0,95 находим отношение z_/ z_ср = 2. Отсюда z = 2z_ср = 2·2= 4.

Для обеспечения эксплуатации в течение 20000 часов трансформаторной подстанции, содержащей 14 однотипных трансформаторов, требуется групповой комплект из 4 однотипных элементов.

Результаты расчетов значений z для каждого наименования выбранной номенклатуры элементов позволяют в совокупности сформировать одиночный или групповой комплект ЗЧ. При формировании группового комплекта ЗЧ, следует также учесть ЗЧ, необходимые для замены не только отказавших элементов, а и для планово-предупредительных замен при проведении ТО. Так, если элемент подлежит планово-предупредительной замене при j-м обслуживании, то для таких обслуживаний в интервале t времени эксплуатации N_г объектов потребуется в групповом комплекте z_j = N_г·t /T_ТО запасных частей.

Если планово-предупредительные замены элемента проводятся при ТО нескольких видов (i), то:

Z_ТО = _j.

Таким образом, при формировании групповых комплектов ЗЧ учитываются элементы, предназначенные как для восстановления работоспособности объекта после отказов, так и для проведения ТО соответствующих видов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выводы по материалу занятия.

2. Ответы на вопросы.

3. Задание на самостоятельную работу

ЛИТЕРАТУРА:

1. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: Учебник для вузов ж/д транспорта/ А.В. Ефимов, А.Г. Галкин. – М.: УМК МПС России, 2000.