Надёжность / Все лекции по надёжности
.pdf
Рис.8. Схема резервирования с ненагруженным резервом
Расчет показателей надежности при комбинированном соединении элементов.
Расчет показателей надежности при комбинированном соединении элементов (рис.9)
сводится к составлению эквивалентной схемы, когда часть элементов рассматривается как подсистема последовательно соединенных элементов, а часть – как система параллельно соединенных элементов, затем подсистемы объединяются как последовательно соединенные.
Рис.9 Схема с комбинированным соединением элементов.
Лекция 9
Методы испытаний машин и оборудования на надежность. Классификация методов испытаний машин на надежность. Планирование объема испытаний. Методы ускоренных испытаний.
Методы испытаний машин и оборудования на надежность
Рис. 1. Схема классификации методов испытаний машин на надежность.
Виды испытаний
Контрольные испытания проводят для контроля надежности и качества машин и их элементов и подтверждения стабильности заявленных показателей надежности.
Оценочные испытания проводят для предварительной оценки надежности и качества машин и их элементов без установления требований точности и доверительной вероятности оцениваемых параметров.
Предварительные испытания проводят предприятия-разработчики для проверки соответствия машины или сборочной единицы техническому заданию и технической
документации.
Приемочные испытания проводят для всесторонней оценки надежности и качества изделия, определения соответствия его техническому заданию, требованиям стандартов и технической документации. Основным видом приемочных испытаний являются сравнительные испытания.
Приемо-сдаточные испытания проводят для контроля продукции серийного производства.
Типовые испытания продукции проводят после внесения изменений в конструкцию или технологию изготовления для проверки эффективности мероприятий и сравнительной оценки надежности изделия.
Периодические испытания проводят для контроля стабильности качества производимой продукции через установленные промежутки времени.
Государственные, межведомственные и ведомственные испытания опытных образцов или партий проводят для решения вопроса о целесообразности постановки изделия на производство и ввода его в эксплуатацию.
Определительные испытания проводят для определения значений параметров надежности и качества продукции с установленной точностью.
Исследовательские испытания проводят для изучения свойств объекта
(безотказности, ремонтопригодности, долговечности) и закономерностей изменения этих свойств в процессе его работы.
Доводочные испытания проводят в процессе отработки конструкции объекта для оценки влияния вносимых в нее изменений с целью достижения требуемых показателей надежности и качества.
Граничные испытания проводят для определения зависимостей между показателями надежности объекта и параметрами режимов эксплуатации. По результатам данных испытаний устанавливают границы допустимых значений параметров режимов работы объекта.
Планирование объема испытаний
При планировании и проведении определительных и некоторых видов контрольных испытаний широко применяют метод однократной выборки. Этот метод состоит в том, что надежность изделия оценивают по результатам испытаний заранее рассчитанного числа образцов.
При этом число образцов и продолжительность испытаний зависят не от каждого отдельно взятого значения показателя, а от общего числа изготовленных изделий и характера определяемых показателей. Метод однократной выборки несложен в применении и поэтому нашел широкое распространение в исследованиях надежности машин.
Показатели надежности определяются методом выборки. Учитывая значительное рассеивание первичной информации, при испытании машин главное значение имеет правильный выбор количества одновременно испытуемых машин (повторность информации).
Недостаточное количество машин при испытании может внести ошибку в результаты расчета показателей надежности и сделать их непригодными для практического использования.
Слишком большая повторность испытаний, хотя и обеспечивает высокую точность расчета, неприемлема из экономических соображений вследствие высокой стоимости таких испытаний. Поэтому необходимо испытывать такое количество машин, при котором получается достаточная точность конечных результатов при невысоких затратах
В теории вероятностей получены уравнения, связывающие величину относительной ошибки и количество объектов в выборке:
а) для нормального закона распределения:
б) для закона распределения Вейбулла:( + 1)
Определение количества объектов в выборке
Определение необходимого числа испытуемых машин выполняется в следующей последовательности:
-задаются величиной доверительной вероятности β0 и величиной относительной ошибки δ не более 20%;
-по коэффициенту вариации ν или параметру β определяют значение левой части уравнений
-по таблице приложения определяют количество объектов наблюдений,
необходимых для расчета показателей надежности.
Значения доверительной вероятности β0 = 0,80...0,90 выбирают для машин,
неожиданный выход из строя которых не влечет за собой тяжелых последствий
(человеческих жертв, больших материальных затрат на устранение отказа или потерь от вынужденных простоев). Для высокопроизводительных машин значения доверительной
вероятности принимают в пределах β0 = 0,90...0,99. Аналогичным образом определяют число объектов наблюдений N, когда значения показателя распределяются по другим законам.
Методы ускоренных испытаний
При ускоренных испытаниях методы и условия их проведения обеспечивают получение необходимого объема информации в более короткий срок, чем в предусмотренных инструкцией условиях и режимах эксплуатации. Продолжительность испытаний сокращают путем форсирования режимов испытаний по одному или нескольким параметрам (нагрузке, скорости, температуре), что ведет к интенсификации процессов,
вызывающих отказы и повреждения, и интенсификации проведения испытаний за счет сокращения перерывов в работе исследуемого механизма.
Проводят ускоренные испытания на специальных полигонах или в лабораторных условиях на специальных стендах. Основным недостатком этих испытаний является отсутствие соответствия между процессами, происходящими в исследуемом механизме при испытаниях, и аналогичными процессами в реальных условиях эксплуатации. Это отрицательно сказывается на точности получаемых результатов. Тем не менее, в настоящее время этот вид испытаний получил широкое распространение.
Лекция 10
Пути повышения надежности на этапах проектирования, изготовления и эксплуатации. Принципы конструирования и проектирования, обеспечивающие получение надежных систем. Обеспечение надежности в процессе производства и эксплуатации технических и технологических систем.
Принципы конструирования и проектирования, обеспечивающие получение
надежных систем
1.Повышение стойкости изделий к внешним воздействиям. Сюда относятся методы создания прочных, жестких, износостойких узлов за счет их рациональной конструкции и применения материалов со стабильными характеристиками (свойствами).
2.Использование высоконадежных элементов для создаваемой конструкции. В
качестве таковых целесообразно применять унифицированные и стандартизованные детали и узлы, обладающие повышенной надежностью и меньшей стоимостью.
3.Выбор оптимальных конструктивных решений узлов, механизмов, сборочных единиц, обеспечивающих нормальные режимы работы изделия.
4.Обеспечение максимальной взаимозаменяемости деталей, узлов и механизмов.
5.Агрегатирование (модульность) конструкции машины
6.Оптимальная компоновка механизмов, сборочных единиц на изделии должна обеспечивать возможность легкого доступа к наименее надежным сборочным единицам и удобство осмотра
7.Разработка эффективных устройств для очистки воздуха, топлива, масел и рабочих жидкостей.
8.Ограничение опасных последствий отказа.
9.Резервирование отдельных элементов машины.
10.Защита техники от случайных ошибок персонала.
11.Упрощение эксплуатационной документации.
Технологические методы повышения надежности машин
1. Тщательный подбор материалов деталей в соответствии с требованиями
технической документации и контроль их качества для своевременного обнаружения
скрытых дефектов или несоответствия физико-механических свойств требуемым свойствам. 2. Упрочнение деталей и их рабочих поверхностей путем термической, химико-
термической обработки и поверхностного пластического деформирования.
3.Повышение износостойкости и коррозионной стойкости деталей за счет нанесения специальных покрытий.
4.Строгое соблюдение и совершенствование технологии производства.
5.Повышение требований к точности основных размеров деталей и к качеству их поверхности.
6.Применение автоматизированного оборудования с программным управлением,
обеспечивающих высокую точность и стабильность характеристик качества изделий, для
изготовления деталей машин.
7.Входной, текущий и выходной контроль качества изготовления деталей, введение системы бездефектного изготовления продукции.
8.Введение автоматизированной системы управления производством.
9.Внедрение на предприятиях системы качества.
Обеспечение надежности машин при эксплуатации
1.Качественная обкатка новых и отремонтированных машин в эксплуатационной организации.
2.Совершенствование организации технического обслуживания и создание для его проведения необходимой материально-технической базы.
3.Проведение периодических технических осмотров машин
4.Строгое соблюдение рекомендаций заводов изготовителей по применению топлив,
масел, смазочных материалов и жидкостей гидросистем.
5.Контроль и обеспечение достаточной герметизации агрегатов и механизмов машин.
6.Соблюдение установленных правил транспортировки и хранения машин.
7.Повышение уровня квалификации обслуживающего персонала и инженерной службы эксплуатационного предприятия.
8.Совершенствование системы сбора, обработки и анализа информации о надежности машин, разработка рекомендаций по повышению надежности машин и их элементов.
Повышение надежности машин при ремонте
1.Проведение диагностирования для определения необходимых ремонтных воздействий и разборки соответствующих агрегатов машин.
2.Обеспечение сохраняемости ремонтного фонда, поступающего на ремонтные предприятия
3.Выполнение разборочных работ без повреждения деталей и разукомплектовки соответствующих пар.
4.Выполнение на ремонтных предприятиях качественной очистки машин, агрегатов и
деталей
5.Контроль и дефектация деталей.
6.Введение на ремонтных предприятиях входного контроля запасных частей
7.Подбор деталей цилиндропоршневой группы (поршней, шатунов, поршневых пальцев) по массе.
8.Динамическая балансировка деталей и сборочных единиц.
9.Обеспечение регламентированных зазоров и натягов в соединениях, усилий затяжки резьбовых соединений и других требований при сборке
10.Обеспечение хорошей герметизации агрегатов и сборочных единиц
11.Внедрение стендовой обкатки и испытаний агрегатов и машин.
12.Повышение качества окраски ремонтируемых машин за счет лучшей подготовки окрашиваемых поверхностей, применения эффективных грунтов и эмалей, окраски отдельно агрегатов и машин в сборе, внедрения прогрессивных методов окраски