МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

НАДІЙНІСТЬ І ДОВГОВІЧНІСТЬ ОБЛАДНАННЯ

(НАДІЙНІСТЬ І ДОВГОВІЧНІСТЬ МАШИН)

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання контрольної роботи

з викристанням програмного продукту “Microsoft Exel”

для студентів спеціальностей:

7.090221 “Обладнання переробних і харчових виробництв”,

6.090200 “Обладнання фармацевтичної та мікробіологічної

промисловості”, “Машини і технології пакування”,

6.090500 “Холодильні машини та установки”

денної форм навчання

та

контрольної роботи

для студентив заочної

та скороченої форм навчання

СХВАЛЕНО

на засіданні кафедри

матеріалознавства і техно -

логії машинобудування

Протокол №11

від 7 лютого 06 р.

Київ НУХТ 2005

Надійність і довговічність обладнання (Надійність і довговічність машин): Метод. вказівки до викон. модуль. контроль. роботи з викристанням програмного продукту “Microsoft Exel” для студ. спец. 7.090221 “Обладнання переробних і харчових виробництв”, 6.090200 “Обладнання фармацевтичної та мікробіологічної промисловості”,“Машини і технології пакування”, 6.090500 “Холодильні машини та установки” ден. форми навч. та контроль. роботи для студ. заоч. та скороч. форм навч./ Уклад.: О.А. Литвиненко, Ю.Г. Сухенко, О.І. Некоз, К.В. Якуба. – К.: НУХТ, 2006. – 33 с.

Рецензент: А. М. Носаченко, канд. техн. наук, доцент

Укладачі: О.А. Литвиненко, кандидат техн. наук

Ю.Г. Сухенко,

О.І. Некоз, доктори техн. наук

К.В. Якуба

Відповідальний за випуск: Є. В. Штефан, доц.

Визначення надійності та довговічності машин

Надійність і довговічність машин звичайно визначають на підставі даних про відмови, отриманих при їх експлуатації. Характеристики надійності, визначені за цими даними, відображають спільний вплив на працездатність та довговічність машин конструктивних і технологічних факторів, дотримання правил обслуговування в реальних умовах експлуатації машини.

На основі аналізу характеру та причин відмов можна розробити способи підвищення надійності з удосконаленням конструкції, зміною технології виготовлення, технічного обслуговування тощо. Аналізуючи повторення відмов у різних машинах, визначають окремі «слабкі» вузли й деталі в конструкції. З їх доробкою можна істотно підвищити загальну надійність машини без значних змін її конструкції.

Проведення робіт зі збору даних про роботу машин при експлуатації пов’язано з рядом ускладнень організаційного порядку й зі значними витратами часу й коштів. Тому завдання цих робіт мають не обмежуватися тільки визначенням кількісних показників надійності, а набувати характеру глибокого наукового дослідження. На підставі даних про відмови при експлуатації визначають закон розподілу відмов і його параметри, одержують математичні моделі, розробляють методи розрахунку надійності на стадії проектування, оцінюють ефективність проведених заходів щодо підвищення надійності.

Використання статистичних даних дозволяє уточнити методи визначення розрахункових та допустимих навантажень, установити оптимальні умови й режим експлуатації, правила технічного обслуговування тощо.

Метод визначення надійності й довговічності машин за експлуатаційними показниками має ряд недоліків. Сучасні машини складаються з деталей і вузлів, що мають, як правило, різні терміни служби. Накопичення статистичних матеріалів, достатніх для визначення достовірних характеристик надійності, систематизація й аналіз їх можливі тільки після тривалого часу експлуатації. Через те, що конструкції машин безперервно змінюються, впроваджуються нові прогресивні методи виготовлення й зміцнення деталей, одержувані за час експлуатації з великим запізненням результати обробки статистичних матеріалів можуть виявитися застарілими. Незважаючи на те, що відомості про відмови при експлуатації враховують вплив комплексу факторів, частина причин, відмов залишається невідомою (невідомі зовнішні навантаження, напруги, умови накопичення ушкоджень, зношування). Внаслідок цього багато висновків, зроблених на основі аналізу цих даних, потребують додаткових підтверджень і досліджень.

Кількість статистичних матеріалів про експлуатацію завжди обмежена нестачею часу для накопичення відомостей, крім того, значна частина їх виявляється непридатною через неповний або недостатньо кваліфікований опис вихідних умов, причин і характеру відмов. Незважаючи на це, відомості про експлуатацію дуже важливі для багатьох галузей промисловості, тому їх збору та систематизації слід приділяти належну увагу.

Відомо, що всі машини мають своїх «попередниць», у яких запозичені принципи роботи, вдалі конструктивні рішення, використані окремі вузли й деталі. Створити нову, більш досконалу машину можна тільки на підставі повних даних про переваги й недоліки більш ранніх конструкцій подібних машин.

Збір даних про роботу машин здійснюється за допомогою інформаційних карт, заповнюваних на підприємствах, де вони експлуатуються. Зміст карти залежить від типу й призначення машини, умов роботи, характеру необхідної інформації. У карті завжди повинні бути зазначені повні відомості про тип виробу (машина, вузол, деталь), час його виготовлення (дата випуску, номер), про час початку експлуатації й тривалості роботи до настання відмов, про умови роботи (режим, зовнішні фактори), характер й причини появи відмов, про ремонт із зазначенням його обсягу й тривалості.

Інформаційна карта є важливим первинним документом. Для повного, достовірного й правильного її заповнення необхідно провести велику роз'яснювальну роботу серед осіб, яким доручений збір інформації про стан використовуваних виробів. При заповненні інформаційної карти виникають ускладнення в поділі відмов і дефектів. Щоб виключити використання спеціальних класифікаційних відомостей, можна рекомендувати вносити в карти всі несправності, припускаючи їхню подальшу обробку фахівцями. Крім інформаційних карт завжди бажано одержати інформацію, що містить думку обслуговуючого персоналу про зручність використання та догляду за машиною, про причини відмов і можливі способи їх запобігання. Такі відомості є дуже важливими для конструктора.

Одним зі способів одержання найповніших даних про роботу машин у реальних умовах є контроль у процесі їхньої експлуатації. Оскільки машини, за якими вестимуться спостереження, можуть бути обрані заздалегідь, то стає можливим визначити багато вихідних параметрів і випадкові особливості їхніх деталей і вузлів (точність виготовлення й складання, вихідні властивості матеріалів тощо) Проведення аналізу причин відмов дозволяє оцінити вплив окремих факторів на надійність і довговічність машин.

Найбільший обсяг інформації про надійність і довговічність деталей і вузлів машин одержують при обробці результатів спеціальних випробувань. Завданнями таких випробувань можуть бути визначення параметрів надійності деталей, вузлів або всієї машини, перевірка відповідності технічним умовам, перевірка працездатності тощо.

У процесі випробувань, проведених у заводських або лабораторних умовах, можна порівняно швидко одержати необхідні відомості про поведінку матеріалів, деталей і вузлів у реальних умовах роботи. Мати такі відомості на етапі проектування дуже важливо, тому що це дозволяє не тільки вчасно виявити невдалі рішення й внести зміни в конструкцію, але іноді й оцінити доцільність виготовлення машини із прийнятим принципом роботи.

Перевагою лабораторних випробувань є можливість диференційованої оцінки впливу різних факторів на надійність і довговічність. Із цією метою на експериментальних стендах передбачається установка пристроїв, що дозволяють змінювати умови випробувань (зміна навантаження, швидкості, змащення, середовища тощо).

На відміну від даних, одержуваних у процесі спостереження за експлуатацією, дані лабораторних досліджень більш достовірні. Це пояснюється тим, що стенди оснащені різноманітною вимірювальною апаратурою, в лабораторіях можливе багаторазове відтворення умов і повторення експерименту, кваліфікація обслуговуючого персоналу вище.

Досить повну й достовірну інформацію про надійність машин можуть дати експлуатаційні випробування. При проведенні такого виду випробувань машини, оснащені різними засобами вимірювання і контролю, випробовуються в різних умовах експлуатації. Програма випробувань складається так, щоб були охоплені всі можливі варіанти застосування машини. У процесі випробувань проводиться широке дослідження умов роботи й навантажень на елементи конструкцій й агрегати машини. За результатами таких випробувань судять про взаємодію вузлів і вплив різних умов на експлуатаційну надійність машин, на їхній основі розробляють способи вдосконалення конструкції й створення модифікацій виконання машини для використання в різних конкретних умовах, установлюють періодичність оглядів, профілактичних ремонтів тощо. Дані експлуатаційних випробувань використовуються для розробки програм лабораторних стендових випробувань.

Експлуатаційні випробування застосовують й у тих випадках, коли стендові випробування деталей і вузлів відповідальних конструкцій не можуть бути достатньою гарантією для оцінки надійності всієї машини. Наприклад, на авіаційних заводах експлуатаційні випробування першого літака нової конструкції проводять досить тривалий час паралельно з нормальною експлуатацією нових серійних машин, але з деяким випередженням за кількістю годин роботи. Відмови випробуваної машини є сигналом для ретельних перевірок стану й заміни відповідних вузлів і деталей в інших машинах.