PGTU / 5 семестр / Надежность / Задачник_Тема 7

Тема 7. НАДЁЖНОСТЬ СИСТЕМ В ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ.

РАСЧЕТ ПЕРИОДОВ ПРОФИЛАКТИКИ

В данной теме рассматривается одна из задач расчета надежности в период эксплуатации – определение периодов профилактики. Эта методика приведена в пп.2.6.1 учебного пособия.

Профилактическое обслуживание – система предупредительных мер, направленных на снижение вероятности возникновения отказов (техниче­ские параметры, регулировки, замена комплектующих элементов, восста­новление защитных покрытий и токопроводимых контактов и др.).

Профилактика преследует две цели:

– предупредить возникновение отказов;

– обнаружить такие отказы элементов изделия, которые не могли быть обнаружены средствами контроля в процессе эксплуатации и оста­лись скрытыми, необнаруженными.

Профилактическое обслуживание может быть организовано по принципу обслуживания регламентного, календарного, а также комбини­рованного использования регламентного и календарного обслуживания.

Регламентное обслуживание – обслуживание, которое проводится по достижении параметрами изделия некоторых регламентированных показа­телей. Этот вид обслуживания применяется тогда, когда известна связь ра­ботоспособности и показателей некоторых технических параметров (силы тока, напряжения, сопротивления, яркости и т.д.).

Если же главный параметр, определяющий работоспособность изде­лий, – время, в течение которого изделие эксплуатируется или хранится, то профилактическое обслуживание назначается в строго определенные ка­лендарные сроки вне зависимости от состояния изделия. Такое обслужива­ние называется календарным.

В инженерной практике обычно связь работоспособности с показа­телями технических параметров, так же как и с временем использования, известна с некоторым приближением. Поэтому большее распространение получил комбинированный метод профилактического обслуживания.

В процессе эксплуатации параметры изделия контролируются, и по достижении ими критических значений производится профилактика. Про­филактика производится и тогда, когда время, измеряемое от последней профилактики, достигает значения времени, календарно запланирован­ного. Естественно, что время календарного обслуживания в этом случае может быть увеличено, поскольку существует некоторая вероятность пре­дупреждения отказа.

Выбор контролируемых параметров и контролируемых элементов должен осуществляться по оптимальным маршрутам, т.е. в определенной последовательности с учетом информативности, которую дает каждая из проверок. Как правило, такие задачи решаются методами технической ди­агностики.

Календарное обслуживание осуществляется на основе изучения закономерностей отказов. Обычно, как уже показывалось ранее, интенсивность отказов сложной технической системы изменяется с течением времени, что можно представить в виде графика (рис. 7.1.).

На участке 0 – t₁ преобладают отказы периода приработки и тренировки, на участке t₁ – t₂ – внезапные отказы (закон распределения времени до отказа – экспоненциальный), на участке от t₂ и далее – отказы износового характера и старения (закон распределения времени до отказа – нормальный). Период времени 0 – t₁ нельзя считать периодом нормальной эксплуатации, ему соответствует влияние скрытых дефектов производства. Профилактика, ориентированная на обеспечение надежности изделия с нормальными техническими характеристиками, начинается с момента времени t₁.

Время профилактической проверки назначается с учетом того, на каком этапе жизненного цикла находится система.

Рассмотрим участок t₁ – t₂, для которого  = const. Время профилактики берется так, чтобы вероятность появления отказа q не превышала допустимой вероятности отказа q_доп (рис.7.2).

Рис.7.1. Рис. 7.2.

Известно, что для экспоненциального закона вероятность отказа

Отсюда

(7.1)

Пример 1. Определить время календарного обслуживания для участка нормальной работы при =0,0001 ч^-1 если

Время календарного обслуживания

ч.

Рассмотрим участок времени, превышающий t₂. Время профилактики определяется также исходя из того, что вероятность отказа не превышала допустимой вероятности отказа. Однако для данного этапа жизненного цикла имеет место нормальный закон распределения.

На рис.7.3 допустимая вероятность отказа q_доп представлена заштрихованной площадью, ограниченной f(t). Для определения времени календарного обслуживания изделия, ориентированного на замену деталей и блоков, выработавших ресурс, предварительно определяется среднее время работы до отказа Т и среднеквадратического отклонения (как показано в пп.2.1.1 и 2.1.2 учебного пособия либо в теме 1 данного задачника).

Рис.7.3.

Тогда

(7.2)

где n – коэффициент при , соответствующий заданному значению q_доп:

qдоп	0,01	0,02	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,16	0,20
n	2,526	2,323	2,053	1,960	1,880	1,750	1,643	1,554	1,404	1,282

Пример 2. Определить время календарного обслуживания на этапе старения при 120 ч и 2 ч, если

Время календарного обслуживания:

ч.

Варианты для самостоятельных и расчетных работ

Задание : определить время календарного обслуживания для участка нормальной работы при заданном и время календарного обслуживания на этапе старения при заданном и , если известно .

1.1. 1,5∙10^-4 ч^-1 , 75 ч, 2 ч, , .

1.2. 2∙10^-4 ч^-1 , 80 ч, 3 ч, , .

1.3. 2,5∙10^-4 ч^-1 , 85 ч, 4 ч, , .

1.4. 3∙10^-4 ч^-1 , 90 ч, 2 ч, , .

1.5. 3,5∙10^-4 ч^-1 , 95 ч, 3 ч, , .

1.6. 4∙10^-4 ч^-1 , 100 ч, 4 ч, , .

1.7. 4,5∙10^-4 ч^-1 , 105 ч, 2 ч, , .

1.8. 5∙10^-4 ч^-1 , 110 ч, 3 ч, , .

1.9. 5,5∙10^-4 ч^-1 , 75 ч, 4 ч, , .

1.10. 6∙10^-4 ч^-1 , 80 ч, 2 ч, , .

1.11. 6,5∙10^-4 ч^-1 , 85 ч, 3 ч, , .

1.12. 7∙10^-4 ч^-1 , 90 ч, 4 ч, , .

1.13. 3∙10^-4 ч^-1 , 75 ч, 2 ч, , .

1.14. 3,5∙10^-4 ч^-1 , 80 ч, 3 ч, , .

1.15. 4∙10^-4 ч^-1 , 85 ч, 4 ч, , .

1.16. 4,5∙10^-4 ч^-1 , 90 ч, 2 ч, , .

1.17. 5∙10^-4 ч^-1 , 95 ч, 3 ч, , .

1.18. 5,5∙10^-4 ч^-1 , 100 ч, 4 ч, , .

1.19. 6∙10^-4 ч^-1 , 80 ч, 2 ч, , .

1.20. 6,5∙10^-4 ч^-1 , 85 ч, 3 ч, , .

1.21. 7∙10^-4 ч^-1 , 90 ч, 4 ч, , .

1.22. 3∙10^-4 ч^-1 , 100 ч, 2 ч, , .

1.23. 3,5∙10^-4 ч^-1 , 105 ч, 3 ч, , .

1.24. 4∙10^-4 ч^-1 , 110 ч, 4 ч, , .

1.25. 4,5∙10^-4 ч^-1 , 80 ч, 2 ч, , .

1.26. 5∙10^-4 ч^-1 , 85 ч, 3 ч, , .

1.27. 5,5∙10^-4 ч^-1 , 90 ч, 4 ч, , .

1.28. 6∙10^-4 ч^-1 , 95 ч, 2 ч, , .

1.29. 6,5∙10^-4 ч^-1 , 100 ч, 3 ч, , .

1.30. 7∙10^-4 ч^-1 , 105 ч, 4 ч, , .