14.3. Порядок виконання
Розрахувати показники надійності деталі, яка працює в умовах корозійно-механічного зношування за умови її максимального значення xmax = 2 мм. Вихідні дані для розрахунку наведено в Додатку 14.
14.4. Приклад виконання. Розрахувати показники надійності дифузійного апарата бурякоцукрового виробництва, який працює в корозійно-активному середовищі – дифузійному соку, якщо відомі такі вихідні дані:
– середня швидкість корозійно–механічного спрацювання корпусу Кср=1мм/рік;
– середнє квадратичне відхилення швидкості корозії k = 0,07 мм/рік ;
– середнє
квадратичне відхилення початкового
параметра
=
0,2 мм.
З умов функціонування апарата визначено допустиме значення величини корозійно-механічного спрацювання Хмах=2 мм (товщина захисного покриття на корпусі).
Потрібно розрахувати ресурс дифузійного апарата по базовій деталі (корпусу) при заданій імовірності безвідмовної роботи Р(Т) від 0,9 до 0,9999.
Для визначення терміну експлуатації виробу (ресурсу) Т користуємось квадратним рівнянням
(14.3)
Порядок
розрахунку полягає в тому, що для заданого
значення Р(Т) за таблицями для квантилів
нормального розподілу випадкових
величин знаходимо відповідні значення
U
та з наведеного рівняння (14.3) визначаємо
ресурс Т. Наприклад, взявши імовірність
безвідмовної роботи Р(Т) = 0,5, знайдемо
квантиль U
= 0 і за формулою отримаємо середній
термін експлуатації корпусу
:
. (14.4)
Таким
чином, якщо взяти
то середній термін експлуатації корпусу
дифузійного апарата становить
.
Підставивши у першу формулу значення вихідних даних і розв’язавши квадратне рівняння відносно Т , отримаємо формулу для розрахунку ресурсу по цьому квантилю:
. (14.5)
Результати розрахунків зведемо в табл. 14.1.
З наведених розрахунків виходить, що вибір ресурсу корпусу має бути досить точним, оскільки невеликі його зміни можуть значно вплинути на ймовірність безвідмовної роботи дифузійного апарата, адже його корпус є базовою деталлю.
Таблиця 14.1.
Залежність ресурса корпуса дифузійного апарата від імовірності його безвідмовної роботи
Імовірність безвідмовної роботи Р(Т) |
Квантиль |
Ресурс Т, років |
0,9 |
1,282 |
1,701 |
0,99 |
2,326 |
1,476 |
0,999 |
3,090 |
1,319 |
Ця методика розрахунку дає змогу на основі апріорної вихідної інформації про стан машин чи апаратів і можливі умови їх експлуатації розрахувати ресурс при заданій імовірності безвідмовної роботи, визначити заходи, які матимуть найбільший ефект для підвищення надійності й кількісно оцінити значимість кожного з чинників. Водночас, цю методику можна уточнювати у міру накопичення статистичних даних по кожному зразку технологічного обладнання.
14.5. Контрольні запитання
1) Якими параметрами можна описати термодинамічну систему при спрацюванні металів і сплавів у технологічних середовищах харчових виробництв?
2) Як визначити зведену швидкість спрацювання твердих тіл у технологічних середовищах?
3) Як керувати корозійно-механічним спрацюванням деталей за рахунок зміни електродного потенціалу контактуючих поверхонь пари тертя?
4) Як визначити термін експлуатації деталі з захисним покриттям за середнім значенням швидкості його спрацювання?
5) Опишіть порядок розрахунку ресурсу корпусу дифузійного апарата цукрового заводу, якщо відома середня швидкість його корозійно-механічного спрацювання і її середнє квадратичне відхилення, товщина протикорозійного покриття на корпусі та її середнє квадратичне відхилення за умови забезпечення заданої ймовірності безвідмовної роботи апарата.