Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н. П. ОГАРЁВА»

Рузаевский институт машиностроения (филиал)

Лабораторные работы по дисциплине

«Надёжность и диагностика технологических систем»

для студентов специальности

151002 – «Металлообрабатывающие станки и комплексы»

РУЗАЕВКА

2012

Лабораторная работа №1.

Определение показателей надежности.

Цель работы: изучить методы определения количественных показателей безотказности и ремонтопригодности.

Порядок выполнения работы.

1. Обработать информацию об отказах систем станков, полученную в результате его испытаний и представленную в табл.2.3. Определить:

- количество отказавших станков N(t);

- отказавшие системы данных станков;

- наработку до отказа каждой из этих систем t_i;

- время отыскания и устранения каждого отказа t_вi.

2. Результаты обработки информации занести в табл.2.1, в последовательности появления отказов.

Таблица 2.1 - Последовательность появления отказов
Отказавший станок	Отказавшая система	Наработка до отказа ti	Время восстановления tbi, ч

3. По данным табл.2.1 определить количество отказов m и рассчитать количественные показатели безотказности и ремонтопригодности. А именно:

- вероятность безотказной работы P(t);

- суммарную наработку на отказ t_C;

- среднюю наработку на отказ станка в целом t₀;

- среднюю наработку на отказ механической части t_x;

- среднюю наработку на отказ электрооборудования t_Э;

- среднюю наработку на отказ гидросистемы t_Г;

- суммарное время восстановления Т_С;

- среднее время восстановления Т_В;

- коэффициент готовности К₁.

4. Результаты расчетов занести в табл.2.2.

Таблица 2.2 - Количественные показатели надежности

Общее количество станков

Время наблюдения

Количество отказов

Суммарная наработка на отказ

Суммарное время восстановления

Средняя наработка на отказ

Вероятность безотказной работы

Среднее время восстановления

Коэффициент готовности

Станков в целом

Двигателей

Коробки скоростей

Коробки подач

Электрооборудования

Гидросистемы

Шпиндельного узла

Системы управления

5. По результатам расчетов необходимо выявить самую ненадежную систему испытываемых станков и сделать об этом запись.

Методические указания

Для сбора исходной информации об отказах под наблюдение ставится определенное количество машин (изделий). Наблюдение ведется в течении определенного отрезка времени. При наблюдении фиксируется время появления отказа и указывается причина его возникновения. А также определяется время, затраченное на отыскание и устранение данного отказа.

Обработка исходных данных сводится к определению количества отказавших машин (изделий), отказавших систем (узлов, агрегатов) данных машин (изделий) и общего количества отказов. Также фиксируется время отказа каждой машины (изделия) и указывается время необходимое для отыскания и устранения отказа системы (узла, агрегата) машины (изделия).

Информацию полученную при обработке исходных данных, содержащую большое количество различных параметров, для удобства дальнейшего использования сводят в таблицу. Причем в таблице данные располагают во временной последовательности появления отказов машин.

Информацию, полученную при обработке исходных данных, содержащую большое количество различных параметров, для удобства дальнейшего использования сводят в таблицу. Причем в таблице данные располагают во временной последовательности появления отказов машин.

Затем приступают к расчетам.

Одним из основных количественных показателей безотказности машины (изделия) является вероятность безотказной работы P(t).

Вероятность безотказной работы P(t) - это вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не возникает отказ машины (изделия).

Эмпирически вероятность безотказной работы можно определить по формуле:

где N₀ - количество машин (изделий) поставленных под наблюдение;

N(t) - количество машин (изделий) отказавших за время наблюдения t

Следующим количественным показателем безотказности машины (изделия) является средняя наработка на отказ t_СР.

Для расчета этого показателя по данным испытаний используют выражение:

где tc - суммарная наработка на отказ машин (изделий) поставленных под

наблюдение, ч;

m - количество отказов машин (изделий) за время наблюдения t.

При этом необходимо отметить, что при обработке данных по наблюдению за группой машин (изделий), в одних случаях количество машин (изделий) отказавших за время наблюдения N(t) может быть равным количеству отказов машин (изделий) за время наблюдения m (N(t)=m), в других случаях данные величины численно не равны (N(t)<m).

Суммарная наработка па отказ машин (изделий) поставленных под наблюдение определяется но формуле:

где t_i - наработка i-ой машины поставленной под наблюдение (или одной из ее систем) до отказа, ч

Одним из основных показателей ремонтопригодности, характеризующей приспособленность к устранению отказов, является среднее время восстановления Т_В.

Данный параметр определяется по формуле:

где T_С - суммарное время восстановление отказавших машин (или их систем), ч

Суммарное время восстановления определяется по формуле:

где t_Bj - время отыскания и устранения j-го отказа, ч

Как видно из формул, среднее время восстановления характеризует среднее время вынужденного простоя Т_П; вызванного отысканием и устранением одного отказ. В суммарное время вынужденного простоя в общем случае включается время, необходимое для обнаружения и устранения отказов, регулировки и настройки машины, а также время простоя из-за отсутствия запасных частей. Во многих случаях Т_В=Т_П.

Наряду с показателями, характеризующими отдельные свойства надежности (безотказность, долговечность и т.п.), широкое применение находят комплексные показатели. Наиболее распространенным из них является коэффициент готовности К_Г. Под этим коэффициентом понимают вероятность того, что изделие будет работоспособно в произвольно выбранный момент времени в интервалах между плановыми техническими обслуживаниями.

Формула для подсчета коэффициента готовности, по данным испытаний, имеет следующий вид:

где Т_Р - время безотказной работы машины (изделия) поставленной под наблюдение, ч.

Для общего случая, время безотказной работы машины (изделия) поставленной под наблюдение Т_Р можно приравнять к средней наработки на отказ t_СР (Т_Р=t_СР).

Полученные расчетным путем значения вероятности безотказной работы P(t), средней наработки на отказ станк t₀ и среднего времени восстановления Т_В следует округлить до ближайших значений по ГОСТ 13216-74.

По результатам расчетов делается предварительное заключение о надежности машины в целом и ее отдельных систем.

Самой ненадежной системой машины считается та система, у которой наработка на отказ минимальная.