Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Диагностика электромеханических систем транспортного комплекса. Контактная сеть. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1411 12 13 14 > Следующая >>>

 запись результатов измерений с формированием архива изме- ренных параметров контактной сети на жёсткий диск ЭВМ рабочего места оператора ВИКС и накопитель информации на магнитном диске большой ёмкости типа ZIP или USB-флеш;

 вывод на печатающее устройство информации об измеренных параметрах контактной сети в графической форме;

 диалог оператора с ЭВМ без прерывания процессов приёма, об- работки, отображения и архивации результатов измерений;

 привязку результатов измерений к показаниям датчика скорости и пройденного пути, к точкам фиксации контактного провода;

 автоматизированное тестирование готовности ИВК к использо- ванию, обнаружение неисправностей и отображение на экране дисплея результатов диагностики;

 фиксацию отклонений параметров контактной сети от норматив- ных величин во время проведения инспекции на ВИКС; одновременно ведется документирование протокола отклонений на печатающем устройстве или запись на жесткий диск ЭВМ рабочего места оператора ВИКС;

 «балльную оценку» состояния инспектируемого участка кон- тактной сети на основе результатов измерений и визуальных наблюдений и занесение штрафных баллов в протокол отклонений;

 запись результатов тепловизионной диагностики в виде отдель- ных файлов с возможностью последующего просмотра и обработки.

Управление комплексом производится с двух рабочих мест операторов ИВК, одно из которых находится в аппаратном зале вагоналаборатории, другое – в помещении смотровой вышки.

Оператор аппаратного зала, используя программное обеспечение ЭВМ, управляет ИВК.

Оператор смотровой вышки в процессе визуального наблюдения за состоянием контактной сети вводит вручную в ЭВМ визуальные отклонения от правил содержания контактной сети, используя для этого специальный функциональный пульт.

Пункты подключения функционального пульта находятся также в аппаратном зале у боковых окон (смотровых фонарей), что позволяет вводить в ИВК данные по отклонениям, замеченным через правый или левый смотровой фонарь.

Важную роль в обеспечении электробезопасности на транспорте, особенно на железнодорожном, играют изоляторы, посредством которых к опорам подвешивается контактная сеть.

101

Система быстродействующей компьютеризированной УФ-диагностики изоляторов контактной сети (далее система) предназначена для ультрафиолетовой диагностики изоляторов контактной сети электрифицированных железных дорог в процессе инспекционной поездки вагона-лаборатории испытания контактной сети ВИКС ЦЭ.

Эта система состоит из следующих основных компонентов:

 ультрафиолетовой камеры;

 персонального компьютера системы;

 устройства видеозахвата;

 устройства защиты объектива ультрафиолетовой камеры;

 кронштейна для установки ультрафиолетовой камеры на вышке

ВИКС ЦЭ.

Система УФ-диагностирования устанавливается в аппаратном зале ВИКС ЦЭ и подключается по СОМ-порту к измерительно-вычислительному комплексу. Питание системы осуществляется от источника бесперебойного питания.

Программно-аппаратный комплекс диагностирования нагрева арматуры и изоляторов контактной сети (далее комплекс) предназначен для тепловизионной диагностики конструктивных элементов контактной сети электрифицированных железных дорог в процессе инспекционной поездки вагона-лаборатории испытания контактной сети ВИКС ЦЭ.

Комплекс состоит из следующих основных компонентов:

 тепловизионной системы для оценки состояния изоляторов кон- тактной сети в составе ВИКС;

 персонального компьютера тепловизионной системы с контрол- лером;

 дополнительного инфракрасного объектива;

 устройства защиты дополнительного инфракрасного объектива;

 кронштейна для установки тепловизионной камеры на вышке

ВИКС ЦЭ;

 устройства записи на жёсткий диск;

 двух накопителей на жёстких дисках;

 персонального компьютера комплекса;

 переключателя «KVM Switch».

Комплекс устанавливается в аппаратном зале ВИКС ЦЭ и подключается по СОМ-порту к измерительно-вычислительному комплексу ВИКС ЦЭ. Питание комплекса осуществляется от источника бесперебойного питания ИВК ВИКС ЦЭ.

102

Глава 4. НАДЁЖНОСТЬ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

4.1. Основные термины и определения понятий в теории надёжности

Терминология в области надёжности установлена ГОСТ 27.002–83 «Надёжность в технике. Термины и определения». Термины, предусмотренные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе. Рассмотрим основные из них.

Объект – техническое изделие определённого целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Объектами могут быть различные системы и их элементы.

Элемент – простейшая составная часть изделия, в задачах надёжности может состоять из многих деталей.

Система – совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Понятия элемента и системы трансформируются в зависимости от поставленной задачи. Например, станок, при установлении его собственной надёжности рассматривается как система, состоящая из отдельных элементов – механизмов, деталей, а при изучении надёжности технологической линии – как элемент.

Надёжность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

103

Надёжность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетания свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и со-

храняемости.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособлении к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказа, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путём проведения технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Различают пять состояний объекта: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное и предельное.

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, не соответствует всем требованиям нормативнотехнической и (или) конструкторской документации.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

104

Для характеристики переходов объекта из одного состояния в другое состояние введены следующие термины: дефект, повреждение, отказ, техническое обслуживание, восстановление работоспособного состояния, ремонт.

Дефект – каждое отдельное несоответствие объекта установленным требованиям.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

По типу отказы подразделяются:

 на отказы функционирования (выполнение основных функций объектом прекращается, например, поломка зубьев шестерни);

 отказы параметрические (некоторые параметры объекта изме- няются в недопустимых пределах, например, потеря точности станка).

По своей природе отказы могут быть:

 случайные, обусловленные непредусмотренными перегрузками, дефектами материала, ошибками персонала или сбоями системы управления и т. п.;

 систематические, обусловленные закономерными и неизбеж- ными явлениями, вызывающими постепенное накопление повреждений: усталость, износ, старение, коррозия и т. п.

Основные признаки классификации отказов:

 характер возникновения;

 причина возникновения.

Характер возникновения

Внезапные отказы обычно проявляются в виде механических повреждений элементов (трещины – хрупкое разрушение, пробои изоляции, обрывы и т. п.) и не сопровождаются предварительными видимыми признаками их приближения. Внезапный отказ характеризуется независимостью момента наступления от времени предыдущей работы.

Постепенные отказы – связаны с износом деталей и старением материалов.

Характер и причина возникновения:

 конструкционный отказ, вызванный недостатками и неудачной конструкцией объекта;

 производственный отказ, связанный с ошибками при изготовле- нии объекта из-за несовершенства или нарушения технологии;

105

 эксплуатационный отказ, вызванный нарушением правил экс- плуатации.

Техническое обслуживание – комплекс операций или операция по поддержанию работоспособного или исправного состояния объекта при использовании по назначению, при ожидании, хранении и транспортировке.

Восстановление работоспособного состояния объекта – операция по определению места и характера отказа, замены, регулирования и контролю технического состояния элементов объекта, а также заключительные операции контроля по работоспособности объекта в целом.

Ремонт – комплекс операций по восстановлению исправного или работоспособного состояния объекта и восстановлению ресурсов объектов или их составных частей.

Переход объекта из одного состояния в другое обычно происходит вследствие повреждения или отказа.

Работоспособный объект в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации, выполнение которых обеспечивает нормальное применение объекта по назначению.

Переход объекта из исправного состояния в неисправное происходит вследствие дефектов.

Для неремонтируемых объектов имеет место предельное состояние двух видов. Первый вид совпадает с неработоспособным состоянием. Второй вид предельного состояния обусловлен тем обстоятельством, что начиная с некоторого момента времени дальнейшее применение по назначению пока еще работоспособного объекта согласно определённым критериям оказывается недопустимым.

Для ремонтируемых объектов выделяют три вида предельных состояний. Для двух видов требуется отправка объекта в капитальный или средний ремонт, т. е. временное прекращение применения объекта по назначению. Третий вид предельного состояния предполагает окончательное прекращение применения объекта по назначению.

По характеру проведения обслуживания объекты подразделяются на обслуживаемые и необслуживаемые, восстанавливаемые и невосстанавливаемые, ремонтируемые и неремонтируемые.

Обслуживаемый объект – объект, для которого проведение технических обслуживаний предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

106

Необслуживаемый объект – объект, для которого проведение технических обслуживаний не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Восстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Невосстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Ремонтируемый объект – объект, для которого проведение ремонтов предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Неремонтируемый объект – объект, для которого проведение ремонтов не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Отказы объектов могут быть независимыми и зависимыми, внезапными, постепенными и перемежающимися.

Независимый отказ – отказ объекта, не обусловленный отказом другого объекта.

Зависимый отказ – отказ объекта, обусловленный отказом другого объекта.

Внезапный отказ – отказ, характеризующийся скачкообразными изменениями значений одного или нескольких заданных параметров объекта.

Постепенный отказ – отказ, характеризующийся постепенными изменениями значений одного или нескольких заданных параметров объекта.

Перемежающийся отказ – многократно возникающий самоустраняющийся отказ объекта одного и того же характера.

4.2. Показатели надёжности

Показатели надёжности – это количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надёжность. Все показатели надёжности можно представить состоящими из двух групп – это единичные и комплексные.

107

Единичный показатель надёжности – показатель надежности,

Единичные показатели

Комплексные

показатели

Показатели безотказности

Показатели долговечности

Показатели ремонтопригодности

Показатели сохраняемости

Вероятность безотказной работы

Средний ресурс

Вероятность восстановления работоспособности

Средний срок сохраняемости

Коэффициент готовности

Средняя наработка до отказа

Гаммапроцентный ресурс

Среднее время восстановления работоспособности

Гамма-процентный срок сохраняемости

Коэффициент оперативной готовности

Гамма-процентная наработка до отказа

Назначенный ресурс

–

Показатели технического использования

Средняя наработка на отказ

Средний срок службы

– – –

Интенсивность отказов

Гаммапроцентный срок службы

– – –

Параметр потока отказов

Назначенный срок службы

– – –

характеризующий одно из свойств, составляющих надёжность объекта.

Комплексный показатель надёжности – показатель надёжности, характеризующий несколько свойств, составляющих надёжность объекта.

Единичные показатели определяют свойства надёжности, такие как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохранность. В свою очередь эти свойства определяются с помощью целого ряда количественных показателей, зная которые, уже можно сравнивать различные объекты надёжности между собой. Далее дадим определение этих показателей надёжности.

Показатели безотказности характеризуют свойство объекта сохранять работоспособное состояние объекта. Основные показатели безотказности приведены в таблице.

Классификация показателей надёжности

108

Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пре-

( ) ( ),P t P T t

()

N n t





( ) ( )N P t P t   

( ) 1 ( )Q t P t

Рис. 4.1. График функции P(t)

делах заданной наработки отказа объекта не возникнет. В свою очередь наработка – продолжительность или объём работы объекта.

Обозначим вероятность безотказной работы Р(t).

Пусть t – время, в течение которого необходимо определить вероятность безотказной работы (заданное время);

– время работы ап-

паратуры от её включения до отказа.

Тогда согласно определению

т. е. вероятность того, что время

от момента включения аппаратуры

до его отказа будет больше или равно времени t, в течение которого определяется вероятность безотказной работы. Р(t) есть функция времени.

Основные свойства функции Р(t):

1) функция является убывающей во времени;

2) вероятность безотказной работы лежит в интервале 0 ≤ P(t) ≤ 1;

3) вероятность функции в мо-

мент начала работы объекта

Р(0) = 1, в конце – Р(∞) = 0.

Характерный вид функции по-

казан на рис. 4.1.

Практически значение Р(t)

определяется из статистических данных следующей оценкой:

, (4.1)

где

вероятности неисправной работы, или вероятность отказов. Так как отказ и исправная работа есть события несовместные, то

– количество объектов в начале испытаний;

п(t) – количество отказавших объектов за время t.

При

На практике иногда более удобна для пользования характеристика

, (4.2)

109

или согласно определению

( ) ( )Q t P T t

()

( ) ( )

dQ t

Q t f t





()

QtN

P t( )

( , )P t t

Из этого выражения видно, что вероятность отказа есть интегральная функция распределения времени работы

до отказа.

Тогда

т. е. производная от вероятности отказа выражается дифференциальным законом распределения времени работы аппаратуры до её отказа.

Выражение для статистического определения отказа следует из (4.1) и (4.2):

Вид функций Р(t) и Q(t) представлен на рис. 4.2.

никновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник.

казов, рассмотрим следующую задачу. Пусть объект проработал безотказно до момента t. Какова вероятность

интервале времени [0, t]; В – событие, обозначающее безотказную

Рис. 4.2. Функции P(t) и Q(t):

1 – P(t); 2 – Q(t)

Интенсивность отказов – условная плотность вероятности воз-

Чтобы определить количественные зависимости интенсивности от-

Пусть А – событие, обозначающее безотказную работу объекта на

110

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1411 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]