Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

16.52 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 449 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

- когда средство расходует свой ресурс, главным образом на ходясь в фазе применения, а расход ресурса в других фазах на столько мал, что его можно не учитывать.

Различают следующие ресурсы: ресурс до первого ремонта, меж ремонтный ресурс, средний ресурс, гамма-процентный ресурс и др.

В дальнейшем с целью сокращения ресурс до первого капиталь ного ремонта будем называть техническим ресурсом, а гамма-про центный ресурс до первого капитального ремонта - установленным техническим ресурсом.

Для количественной оценки долговечности средства на интер вале времени, заключенном между моментом начала его эксплуата ции и моментом, когда необходим первый капитальный ремонт, при меняются следующие показатели:

-	технический ресурс	Т*р ;
-	средний технический	ресурс Ттр ;
-	дисперсия технического ресурса б 2(Г7*0);

-установленный технический ресурс 7^ ;

-гарантийный ресурс (гарантийная наработка) Тг .

Любое средство обладает своим определенным индивидуальным ресурсом до первого капитального ремонта, т .е . своим индивиду альным техническим ресурсом Т* . Опыт эксплуатации средств

автоматизированного управления и связи показывает, что величи на Т*р является случайной и, как всякая случайная величина, определяется законом ее распределения (рис.5 .1 ).

При известной плотности распределения гі?д(Тт р) техниче

ского ресурса	средства	Т*		средний технический ресурс	его
определяется	по формуле		н
	V				(5 .1)
	V
а дисперсия технического ресурса - по формуле
	К	,	- у	г » Л , >dTr f ■	t5 -2)
	о		эксплуатационных мероприятий		(сроков
При планировании ряда			эксплуатационных мероприятий		(сроков

отправки средств в ремонт, загрузки ремонтных предприятий, рас

хода ресурса	средств и т .п .)		пользуются установленным	техниче
ским ресурсом	71 средства.
Величина	Т (рис.5 .1)	может быть определена следующим об
разом. Вероятность РЛТ*		»	Т ) того, что величина	техни-
	ТР

ческого ресурса конкретного средства будет равна или превзой дет величину установленного технического ресурса, определится по формуле

(5 .3)

Для

определения

величины

на

практике

вероятность

Рд {Т*р è

;г )

должна быть

задана

виде

условия

А (Г* а т ) = - 2L ,

(5 .4 )

дѵтр

'i '

где

заданное (обусловленное) число процентов

средств

дан

ного типа, у которых величина технического ресурса

равна

или

больше

величины установленного технического ресурса.

В этом случае из уравнения (5 .3) можно найти такое значе

ние

при котором будет обеспечиваться условие

(5 .4 ).

В частности, когда технический ресурс

Т*

средства распре

делен по

нормальному закону

Ттр э.

3 0 ( Т*р )

величину

при заданном

можно найти

из

соотношения

Ti I I l

50-1

(5 .5 )

6 %*р)

-1

0 ( Т* )

где

среднее

квадратическое

отклонение технического

ресурса

средства;

Ф	fr Тт.р - функция Лапласа с аргументом х=
Ф	[ W T%)\
	определяемая по формуле
	Ф(х) = —j= r	х	. £
	Ф(х) = —j= r	f е	2 d t .
	У2зГ J
		о
После	выработки средством	установленного технического ре

сурса оно должно быть подвергнуто техническому освидетельство ванию. По результатам технического освидетельствования принима ется решение о необходимости проведения капитального ремонта на данном конкретном средстве. С вероятностью Рд( Т*р> ^ ^ J o Ö

возможны случаи, когда у ряда средств техническое состояние бу

дет таким,что их индивидуальные технические ресурсы Тт		окажут
ся больше установленного	технического ресурса. Эксплуатацию та
ких средств, у которых	Ттр> Ту , целесообразно продлить.
По названию символа	ß и его смыслу величину 7^ можно на
зывать гамма-процентным техническим ресурсом средства.
При установлении условия (5 .4) необходимо учитывать		с.-ядую
щие обстоятельства:
1. Слишком большую регламентированную вероятность		брать,

как правило, экономически нецелесообразно, так как это может из влечь или же необоснованное снятие с эксплуатации средств и их

замену новыми, или же необходимость проведения		более	частых
определений фактического технического состояния средств.
2. Необоснованно малую вероятность	брать	также	эконо

мически нецелесообразно, так как при массовой эксплуатации средств автоматизированного управления и связи у значительно го количества их индивидуальные технические ресурсы окажутся меньше величины Ту , что потребует дополнительных (незаплани рованных) затрат на ввод в эксплуатацию средств и внесет труд ности в процесс планирования поставок новых систем.

Установленный ресурс приводится в формуляре (паспорте) сред ства.

Гарантийный ресурс (гарантийная наработка) - наработка сред ства, до завершения которой завод-изготовитель гарантирует и обеспечивает выполнение установленных требований к средству и несет материальную ответственность при условии соблюдения пра вил эксплуатации, в том числе правил хранения и транспортиро вания.

Первоначально понятие "гарантийный ресурс" появилось в свя зи с тем, что обычно не было возможности проводить необходимую "тренировку" средств на заводе-изготовителе. Вследствие этого или весь участок приработки средства (р и с .5 .2 ), или часть его включалась в период его эксплуатации в войсках.

В	связи с тем, что в течение участка приработки интенсив
ность	отказов	средства Л(и) больше допустимого для нее уров-
кя Л 8оп и что		причиной этому, как правило, являются производ
ственные дефекты, дли
тельность гарантийного
ресурса должна		выби
раться равной		той	ча
сти участка приработки,
которая не выработана
на заводе-изготовителе.
Впоследствии		длитель
ность	гарантийного		ре
сурса из-за различных
соображений увеличива

лась, и в	настоящее время, как правило, гарантийный ресурс пе
рекрывает	длительность участка приработки средства. Обычно до
окончания выработки гарантийного ресурса завод-изготовитель
устраняет	все	неисправности, возникшие в средстве по его вине,
в соответствии		с предъявляемыми рекламациями. Однако средства,

вышедшие из строя до окончания выработки гарантийного ресурса вследствие нарушения правил их эксплуатации, рекламации не под лежат.

Гарантийный ресурс представляет часть установленного тех нического ресурса и указывается в эксплуатационной документа ции или договорах между изготовителем и заказчиком.

Для количественной оценки долговечности средств автомати зированного управления и связи между смежными капитальными (сред ними) ремонтами применяются следующие показатели:

-	межремонтный ресурс	Т*	;
-	средний межремонтный ресурс Тм р ;
-	дисперсия межремонтного ресурса			6 2{Т*р ) ;
-	установленный (гамма-процентный) межремонтный ресурс Т
-	межремонтный гарантийный ресурс			Т,	МРѴ
		Т„р		м.р.г
Межремонтный ресурс		Т„р	средства	- интервал	времени его

работы между предыдущим капитальным (средним) ремонтом и момен том, когда необходим последующий капитальный (средний) ремонт.

Опыт эксплуатации показывает, что межремонтный (иногда его называют послеремонтным) ресурс Т* р так же, как и технический

ресурс Т*р , является величиной случайной и по своей физической сущности аналогичен ему.

При известной плотности распределения межремонтного ресур

са Т*р величины Тмр и	6 2(Т*р)	могут	быть определены по
формулам, аналогичным (5 .1)	и (5 .2 ).	Тмр у
Установленный межремонтный ресурс		Тмр у	средств автомати

зированного управления и связи, аналогичный по своей сущности установленному техническому ресурсу 7^ , может быть вычислен по той же методике.

После выработки установленного межремонтного ресурса сред ство должно быть или снято с эксплуатации (если его техническое состояние не удовлетворяет требованиям ТУ), или же отправлено еще раз в капитальный (средний) ремонт. Отправка средства в ка питальный ремонт должна быть, как правило, экономически оправ дана, так как в ряде случаев экономически выгоднее заменить его новым.

Сущность межремонтного гарантийного ресурса та же, что и гарантийного ресурса средства. Отличие состоит в том, что в дан ном случае материальную ответственность несет не завод-изгото витель, а ремонтное предприятие.

Вобщем случае средство, выработавшее установленный техни ческий ресурс, может подвергаться периодически (после выработ ки установленных межремонтных ресурсов) капитальному ремонту до тех пор, пока оно не будет снято с эксплуатации из сообра жений или экономичности, или безопасности, или снижения эффек тивности (надежности) и т .п .

Вэтом случае общая продолжительность работы средства в пер вом приближении составит

			тц ~ Ті + % Тмр Ь ’	(5,6)
где	п	-	число капитальных ремонтов;
	Тмр	-	установленный межремонтный ресурс между	( L + I )-м
	1		и L -м капитальным ремонтом.
	Величину	71 будем называть установленным суммарным ресур

сом средства.

При условии равенства установленных межремонтных ресурсов

(7	=	7___= . . . = 7	"P u	= 7	)	в	соответствии с вы-
4 ”РЬ		"Ph	"P u		'
ражением		(5 .6 ) получим
		тц	7I+ п т.<рг				(5 .7)
		тц	7I+ п т.<рг
Из выражения (5 .7) следует, .что при					/7 =	0	( т .е . при эксплуата

ции без капитальных ремонтов) установленный суммарный ресурс совпадает с установленным техническим ресурсом.

§ 5 . 3 . СРОК СЛУЖБЫ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ И СВЯЗИ

Вобщем случае средства теряют способность к сохранению и поддержанию заложенных в них качеств (расходуют ресурс) во всех фазах процесса эксплуатации, кроме фаз среднего и капитального ремонтов. Поэтому долговечность средств, процесс эксплуатации которых складывается из чередующихся различных фаз, удобнее оценивать сроком службы.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации средства до момента возникновения предельного состояния, ого воренного в эксплуатационно-технической документации, или до списания.

Впрактике эксплуатации средств различают срок службы до первого капитального (среднего) ремонта, срок службы между ка питальными ремонтами, средний срок службы и др.

Установим связь между сроком службы средства и его ресур

сом.

Пусть средство, эксплуатирующееся в различных режимах, на

ходится	в среднем s	-ю часть	времени эксплуатации z в рабочем
режиме,	г>-ю часть	времени эксплуатации в режиме проведения
регламентных работ,		а (I - s	-г)-ю часть времени эксплуатации
в режиме хранения.

Кроме того, для этого средства нам известны следующие дан

ные:

I . Установленные технический 7^ и межремонтные ресурсы

Т” РЪ = Т” РЬ	Т" Р %л = Т” Р1 ’	какому-ли
где п - обоснованное число	капитальных ремонтов по	какому-ли
бо критерию.

Согласно выражению (5.7)

ТЦ	\ + пТ”РЪ '
2. Средняя продолжительность выполнения одного капитально
го ремонта Тн . Величина Тнр	равна среднему интервалу вре

мени между моментом принятия решения о необходимости проведения капитального ремонта и моментом получения средства из ремонта. Очевидно, что суммарное среднее время, затрачиваемое на капи

тальные ремонты средства, будет
	Т	- п Т	.	<5 -8 >
	Z н.р	К-р
3.	Время исправного состояния средства во всех рассматри
ваемых режимах эксплуатации распределено по экспоненциальному
закону.	При этом интенсивности отказов средства во время работы
(Лр) ,	во время хранения (Лір) и при проведении регламентных

работ (Лрр) не равны.
	Суммарный срок службы Ъ'к			как календарная продолжительность
эксплуатации средства может быть представлен в виде суммы:
			Д' = s z + г г + { l - s - r ) г +Т		,
где	52	-	средняя суммарная продолжительность			работы	сред
	г г		ства в течение всего срока его эксплуатации;
	г г	-	средняя суммарная продолжительность			хранения
			средства в течение всего срока его эксплуата
( f - s - r ) z			ции;
( f - s - r ) z		-	средняя суммарная продолжительность			выполнения
			регламентных работ в течение всего			срока	экс
			плуатации.
	Понятно,	что расход запаса		работоспособности	(надежности)

будет происходить только в фазах применения, хранения и техни ческого обслуживания. В фазе же капитального ремонта происхо дит возобновление запаса ресурса до величины, равной установ ленному межремонтному ресурсу.

При вычислении израсходованного запаса работоспособности в каждой из фаз процесса эксплуатации средства будем принимать, что с переходом из одной фазы в другую и обратно физические

процессы утраты запаса работоспособности сохраняются, но может изменяться их интенсивность. Кроме того, в целях упрощения ана лиза будем полагать, что замена отдельных элементов в процессе

текущего ремонта не приводит к изменению оставшегося запаса ра ботоспособности средства.

При.этих допущениях можно воспользоваться физическим прин ципом надежности*' для установления количественных зависимостей между сроком службы средства и его ресурсом. Согласно этому принципу могут быть записаны следующие интегральные соотноше ния:

I V	z ’ ep ^ z *	Iл р(2, ер) dz,
ч		Tpt
		jAp(Z,Ep)dz ,		(5.10)
оО		о
(/-S-r)Ez		ТРЗ
j A* / z > V rfz“		j APU ,	,
где Лр (z , £р) ,	Кх р { г ,	Ехр), Лрр U , £ p.p)		-интенсивности

отказов при соответствующих условиях.

Левые части системы соотношений (5.10) выражают собой вели чины израсходованного запаса работоспособности средством соот

ветственно	за время работы	s 2	, время проведения регламентных
работ г г	и время хранения	{/ - s - г ) г .
Правые	части этой системы		выражают собой те же величины из

расходованного запаса работоспособности средства соответствен

но за	время ТрІ	, Тр2 и	Тр3 . Отсюда	следует,	например, что хра
нение	средства	в течение	времени (/	- s - г ) г	эквивалентно

(по расходу ресурса) работе этого же средства в течение време ни Тр3.

По условию задачи

Л р(2 , 8р) = Лр= c o n st,

АхР= const *

Л р р ^ > £ р.р)= Л р.р= c o n s t •

Сущность физического принципа надежности, сформулирован ного Н.М. Седякиным, изложена в первой главе данного учебника.

Подставив эти значения интенсивностей отказов в выражения (5.10)

ивыполнив интегрирование, получим:

рР /»’

Арр^^~ А-p Трг 1

Произведя раздельное сложение левых и правых частей систе мы соотношений (5 .I I ) и решив полученный результат относитель но величины 2 , найдем

г= ____ АР^Тр>+ Трг+ Трз)--------- .	(5.12)
skp+ rApp+U-s-r) Ахр

В рассматриваемом нами случае ресурс расходуется в различ ных фазах процесса эксплуатации средства. Поэтому суммарный срок службы средства Ън следует рассматривать как интервал вре мени эксплуатации, заключенный между началом его эксплуатации и моментом, когда будет израсходован установленный суммарный

ресурс средства Тг			. Это означает, что			при расчете			суммарного
срока службы средства Ън суммарная наработка							(Тр1 +		TpZ + Тр3) в
выражении	(5.12) должна			быть приравнена		величине		Т	, опреде
ляемой из	формулы (5 .7 ).							^
С учетом последнего				замечания выражение			(5.12) приводится
к виду
		z - ^ +/77W		sA	+ r A B0+{1-s-n)A				(5.13)
								хр
					РР	ѵ	'
Подставив		значения г и			ТX к.р , определяемые			из	соотноше
ний (5.13)	и	(5 .8 ),	в выражение (5 .9 ), получим
			Р1'	SAp+ г App+(!-s-r)A хр +пТ«Р ' (5.14)

С помощью данного выражения определяется связь между суммарным сроком службы и установленным суммарным ресурсом средства,экс плуатирующегося в переменном режиме.

Из выражения (5.14) вытекают	следующие частные	случаи:
I . Для средства непрерывного	использования s +	п = I . В

этом случае выражение (5.14) приводится к виду

4* ~ ^ ТЦ+ пТм.рч)	г А рр + пТх р	(5.15)
П ' S A „ +	г А рр + пТх р
и при Лр = Ар р - к виду
+	>+пТк,	(5.15а)
+	>+пТк,

Из выражения (5.15а) следует, что суммарный срок службы средства непрерывного использования при проведении на нем ка питальных ремонтов отличается от установленного суммарного ре сурса на величину n lH .

Если средство непрерывного использования не подвергается

капитальному ремонту ( /7 = 0 ) ,	то выражение (5.15а) приводится
к виду
Л	(5.156)

Отсюда следует, что для средства непрерывного использования,, на котором капитальные ремонты не проводятся, понятия ресурса и срока службы совпадают.

2 . Для ряда средств однократного применения можно допустить,

что S % 0 и /»*- 0.
В этом	случае выражение	(5.14) приводится		к виду
	пТм . р ^ А хр + пТн.р			■	(5.16)
	пТм . р ^ А хр + пТн.р			■
Отличие этого выражения от выражения (5.15а)			заключается только
в наличии	в нем масштабного коэффициента,		равного		Л-
в наличии	в нем масштабного коэффициента,		равного		-----— -
					А хр
Если капитальный ремонт на средстве однократного примене
ния не проводится ( /7 = 0 ),		то
		Л„			(5.16а)
	~	А хр 1 '			(5.16а)
	~	А хр 1 '

Отсюда следует, что срок службы средства однократного примене

ния больше его установленного технического ресурса в -^Д -раз. Зависимость между установленным межремонтным ресурсѣ сред

ства ТМр и его сроком службы между капитальными ремонтами

2> • і	по аналогии с (5.16а)	определяется	по формуле
		А,
	м РЪ	Т.	(5.17)
	м РЪ	ЬХр 'м- п	■

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 449 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ