книги из ГПНТБ / Рябинин И.А. Надежность судовых электроэнергетических систем и судового электрооборудования учебник

Таблица 18

Данные об отказах электропожарных насосов

значения Т, применим критерии Dn для проверки гипотезы о законе

ченный результат полностью подтверждает (на уровне значимости 0,10), что отказы действительно случайны и получены из совокуп­ ности, подчиняющейся закону F (I) = 1 — ехр ( — ТЩо) • ^ а Р и с ' ^5

построены статистическая Q* (/) и гипотетическая Q (/) функции распределения. Из рисунка видно, что максимальное фактическое расхождение Dn составляет 0,112.

Проанализируем причины, которые обусловили появление от­ казов у электропожарных насосов. Наиболее характерными были

электродвигатель оказывался включенным в сеть на две фазы, пере­ гружался и сгоралЧетыре других отказа были связаны со случай­ ным затоплением насоса морской водой. Таким образом, можно утверждать, что выходы из строя электропожарных насосов объяс­ няются в основном специфическими для судна внешними воздей­ ствиями. Случайный характер этих воздействий и предопределял достаточно хорошее совпадение статистических распределений с экс­ поненциальным законом распределения.

1П

Пример 14. По данным об отказах санитарных насосов типа ЭСН-8, приведенным в табл. 19, учитывая, что основной причиной отказов явился износ отдельных частей, проверим прежде всего гипотезу

основной причиной отказа служит износ уплотнения гидравлической части, т. е. причина отказа носит неслучайный характер. Насос имеет горизонтальное исполнение. Вода, просачиваясь через не­ плотности, проходит по валу и попадает в подшипник и обмотку двигателя, вызывая их отказ. Действительно, из 12 отказов, которые имели место на трех судах в течение последних полутора лет, пять отказов были связаны с повреждением обмотки, а три — с отказом подшипника из-за попадания в них воды.

Пример 15. Определим характеристики надежности палубных электромеханизмов ряда судов отечественной и зарубежной постройки с учетом реальных условий их эксплуатации. На долю этих механиз­ мов, при их относительной малочисленности, приходится 20—25%. всех отказов судового электрооборудования; трудоемкость их вос­ становления составляет до 30%, а трудоемкость обслуживания — до 40—50% трудоемкости восстановления и обслуживания всего' электрооборудования судна. Рассмотрение данной группы электро­ механизмов позволяет наглядно представить, как и с какой тщатель-

112

костью необходимо осуществлять анализ реальных режимов работы и внешних воздействии, выбирать показатели надежности и произво­ дить их сравнительную оценку. В этом примере используются ре­ зультаты работы, выполненной С Ф. Мелькановпчем [19]. В табл. 20 приведены данные о количестве обследованных электроприводов т, суммарной длительности обследованного периода т о б (в кварталах) и зарегистрированном числе отказов п. На электроприводы грузо­ подъемных механизмов приходится 3596 отказов из 3992, или 90% всех отказов электромеханизмов.

Будем называть нагрузки, вызываемые условиями эксплуатации, но не связанные с работой оборудования, нерабочими. Нагрузки, возникающие при работе оборудования, называются рабочими на­ грузками.

Целесообразно рассмотреть раздельно режимы использования

Основным показателем режима использования грузоподъемных механизмов является их наработка за определенный период. В табл. 21 приведены данные о средней наработке за квартал (в часах) для 32 судов, обследованных в период с 1962 по 1969 гг.

Как показали исследования, при общей продолжительности сто­ янки судов, составляющей 48—55% календарного периода, стоянка судов, связанная с грузовыми операциями, выполняемыми с по­ мощью судовых средств, составляет только 18—22%, а общая на­ работка грузовых кранов и лебедок — всего 4,5—8,0% календар­ ного времени. Однако общую наработку грузоподъемных меха­ низмов нельзя считать исчерпывающей характеристикой режимов работы их электроприводов. Для получения более полного пред­ ставления о причинах отказов необходимо учитывать такие харак­ теристики режимов работ, как интенсивность грузовых операций (количество циклов в час), масса поднимаемых грузов, относитель­ ная продолжительность включения электродвигателей, частота вклю­ чения. Характеристики работы электроприводов грузовых лебедок в портах основных направлений эксплуатации имеются в работе [19].

Вследствие периодичности режимов использования палубных электроприводов отказы возникают и устраняются как во время работы, так и в нерабочие периоды эксплуатации. По причинам возникновения все отказы можно разделить на две группы: «рабочие», вызываемые в основном воздействием рабочих нагрузок, и «нерабо­ чие», являющиеся следствием внешних воздействий. По условиям восстановления отказы также можно разделить на «рабочие» и «не­ рабочие» в зависимости оттого, устраняются они во время работы или в нерабочие периоды эксплуатации. «Нерабочие» отказы в зависи­ мости от климатической зоны, в которой они возникли, можно под­ разделить на «тропические» и «умеренные».

Принятая классификация позволяет дифференцировать влияние основных факторов эксплуатационного характера на формирование отказов и восстановлений.

114

Определим по формуле (3.58) основной показатель безотказности восстанавливаемого изделия — среднее статистическое значение па­ раметра потока отказов со* (/). Так как отказы возникают и во время работы, и в нерабочие периоды, то в качестве расчетного времени при изучении закономерностей отказов принимается наработка /, т. е. продолжительность работы изделия (для рабочих отказов), а также общее время эксплуатации т (для нерабочих или для всех отказов).

ш, 1/кЬарта.л

ш, 1/кбарта.л

1

\

0,8

Кроме того, для определения характеристик надежности электро­ приводов в зависимости от условий эксплуатации в различных клима­ тических зонах время т делится на время эксплуатации в тропиках т т р

вых кранов и лебедок. Общей закономерностью для палубных

тельной сборкой и постройкой схем, недостаточным объемом приемо­ сдаточных испытаний электроприводов на судне, особенностями

116

организации обслуживания. Из приведенных кривых видно, что наибольшее значение со (т) достигается преимущественно во 2-м квартале эксплуатации, а длительность приработки составляет 5—7 кварталов. После периода приработки значение со (т) стабили­ зируется около среднего уровня со*, характеризующего период уста­ новившейся эксплуатации и равного

как влияют на формирование потока отказов режимы использования и условия эксплуатации. Самым простым способом решения этой

бочих» отказов от наработки t, параметра потока «нерабочих тропи­ ческих» отказов от длительности эксплуатации в тропиках т т р и

117

ков отказов отдельных групп классификации можно использовать

и в умеренном климате после периода при­ работки.

На возникновение рабочих отказов электромеханизмов, для которых наработка не определяет потока отказов (например, якорношвартовных механизмов, топенантных лебедок), в основном влияют пусковые перегрузки. Анализ условий эксплуатации показал, что количество рабочих операций таких электромеханизмов распределено приблизительно равномерно по времени эксплуатации. Поэтому для приводов топенантных лебедок, брашпилей, шпилей параметр по­ тока рабочих отказов целесообразно определять по общему времени

типных электроприводов всех обследованных судов, в течение ко­ торого было зарегистрировано общее число Np рабочих отказов.

С учетом статистических данных об отказах, а также о распреде­

характеризуют влияние, оказываемое на показатели надежности режимами работы и условиями эксплуатации. Параметры потоков рабочих отказов для электроприводов грузовых кранов и лебедок определены в зависимости от наработки t, для электроприводов осталь­ ных механизмов — в зависимости от общего времени эксплуатации т.

Дадим сравнительную оценку показателей надежности электро­ приводов. Результаты раздельного анализа потоков отказов по груп­ пам принятой классификации могут быть использованы для объектив­ ного сравнения показателей надежности электроприводов, одно­ типных по назначению, но различных по исполнению и условиям эксплуатации. В качестве сравниваемых показателей целесообразно принять значения параметров общих потоков отказов (т. е. отказов всех групп классификации), приведенных к одинаковым условиям эксплуатации и режимам работы. Формула для определения пара­ метра общего потока отказов соо б в зависимости от общего времени

119

эксплуатации включает в себя значения параметров потоков отдель­

На основании данных, приведенных в табл. 24, в качестве пока­ зателей усредненных условий эксплуатации можно принять следую­

Учитывая особенности определения сор электроприводов топенантных лебедок и якорно-швартовных механизмов, при расчетах сооб этих приводов коэффициент рабочего времени принимают равным 1.

приведены в табл. 23Подставляя в формулу (5.8) коэффициенты времени, соответст­

вующие условиям эксплуатации судов на различных направлениях (см. табл. 24), можно определить соо б для основных районов экс­ плуатации (табл. 25).

120