- •Основные понятия и определения
- •1. Классификация узлов и деталей
- •2. Механические свойства конструкционных материалов
- •Предельные состояния и критерии
- •4. Требования к деталям
- •4.1. Требования к деталям по критериям общей и метрологической работоспособности
- •Виды отказов объектов
- •Показатели надежности неремонтируемых объектов
- •Возможные модели процессов развития отказов
- •Лабораторные испытания на повреждающую нагрузку.
- •Назначение норм долговечности
- •5. Особенности деталей приборов
- •5. 1. Особенности деталей приборов
- •5.1. Валы, опоры и направляющие
- •1. Муфты приводов
- •1.1. Назначение муфт, применяемых в машинах
- •1.2. Муфты, постоянно соединяющие валы
- •1.3. Муфты сцепные управляемые
- •1.4. Муфты сцепные самоуправляемые
- •5.6. Корпусные детали
- •5.7. Детали вспомогательных устройств
- •5.8. Детали отсчетных и кодирующих устройств
- •5.9. Детали электрических контактов, разъемов и переключателей
- •6. Расчеты элементов механизмов на прочность,
- •Прочность Концепция комплексного расчета механизмов: от расчетной схемы - до вопросов прочности
- •Содержание
- •1.1 Основы концепции комплексного расчета
- •2. Исследование кривошипно-шатунного
- •2.2.2. Расчет с использованием понятий темы "Кинематика
- •2.2.3. Анализ полученных результатов.
- •2.3.2. Уравновешивание
- •2.4. Прочностной расчет элементов механизма.
- •2.4.1. Прочностной расчет кривошипного вала.
- •7. Механизмы: типовые конструкции и методы механической регулировки (на примере электромеханических приборов)
- •8. Взаимозаменяемость деталей и технические измерения (2 часа) [о.-л.3(с.195-204)]
- •8.1. Основы взаимозаменяемости и элементы теории точности детали приборов
- •8. Взаимозаменяемость деталей и узлов и технические измерения
- •8.1. Основы теории расчета допусков
- •8.2. Расчет производственных допусков в рэа
- •Методика
- •Содержание
- •1. Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.
- •2. Функциональная взаимозаменяемость.
- •2.1. Исходные положения, используемые при конструировании изделий.
- •Влияние зазора (функциональный параметр) в сопряжении поршень-цилиндр на эксплуатационные показатели компрессора 2ав-8(31).
- •2.2. Исходные положения, используемые при производстве изделий.
- •2.2.1. Запасные части и контроль изделий в процессе эксплуатации.
- •Литература:
- •8. 4. Технические измерения
- •8.2. Технические измерения
- •9.1. Об основах конструирования приборов
- •9.2. Основы проектирования приборов
- •Основные виды зубчатых механизмов
- •Модули зубчатых и червячных колес
- •9.3. Качество и надежность
- •10. Технические измерения
- •Модель измерения
- •Основные постулаты метрологии
- •В качестве истинного значения при многократных измерениях параметра выступает
- •Качество измерений
- •Kосвенные измерения
- •9. Основы конструирования приборов
- •9.1. Этапы проектирования и принципы конструирования
- •9. 1.1. Этапы и конструирование
- •Стадии конструирования деталей, узлов и приборов
- •9.1.1. Конструирование современных электромеханических систем
- •3. Компьютеров
- •9.2. Создание и конструирование средств измерений - приборов
- •Алгоритм создания приборов
- •Гистограмма статической обработки материалов при конструировании приборов
- •9.6. Комплексные исследования эксплуатации приборов
- •Средние коэффициенты использования
- •Алгоритм
- •9.3. Создание конструкторской документации
- •9.5. Примеры приборов для конструирования
- •Параметрическая оптимизация им
- •Вероятный анализ с учётом допусков на параметры
- •Отсутствует страница 9.
- •Противодействующий момент – м
- •Измерительные приборы завода "Мегомметр". Трансформаторы тока т-0,66.
- •Измерительные приборы завода "Мегомметр". Омметр м41070/1.
- •Измерительные приборы завода "Мегомметр". Омметр щитовой м419 (замена омметра м143).
- •Измерительные приборы завода "Мегомметр". Микроомметр ф4104-м1 Исполнение прибора ф4104 – брызговлагозащищенное
- •Измерительные приборы завода "Мегомметр". Мегаомметры эс0202/1г, эс0202/2г
- •Назначение аппарата
- •Сущность метода работы аппарата атв - 1м
- •Технические данные и свойства аппарата
- •Конструкция атв - 1м
- •Расположение и назначение органов управления
- •9.6. Пример аспектов конструирования и модернизации приборов
- •9. Основы конструирования
- •9.6. Эксплуатация, ремонт и поверка сконструированных си
- •Список используемой литературы
- •Приложения узлы приборов – примеры выполнения сборочных чертежей
Показатели надежности неремонтируемых объектов
Рис. 1 Группы объектов, различающиеся
показателями надежности.
Такие объекты работают до первого отказа. Для оценки надежности неремонтируемых объектов используют вероятностные характеристики случайной величины — наработки до отказа Т. Под наработкой понимают продолжительность или объем работы объекта, измеряемые в часах, километрах, гектарах, циклах, кубометрах или в других единицах. Когда наработку выражают в единицах времени, иногда используют термин «время безотказной работы», или, что то же самое, «время до появления отказа».
Полной характеристикой любой случайной величины является ее закон распределения, т. е. соотношение между возможными значениями случайной величины и соответствующими этим значениям вероятностями. Распределение наработки до отказа может быть описано с помощью различных показателей надежности неремонтируемых изделий. К числу таких показателей относятся: функция надежности p(t); плотность распределения наработки до отказа f-(t); интенсивность отказов K(t}.
Функцией надежности называют функцию, выражающую вероятность того, что случайная наработка до отказа объектов — будет больше заданной наработки, отсчитываемой от начала эксплуатации.
Во многих задачах в качестве показателя надежности используется вероятность безотказной работы — вероятность того, что в пределах заданной наработки не возникает отказа объекта. Эту условную вероятность можно определить по функции надежности.
Надежность малых неремонтируемых объектов не всегда удобно характеризовать вероятностью безотказной работы, так как для небольших периодов заданной наработки значения будут близкими к единице. Например, вероятность безотказной работы слюдяного конденсатора в течение 1 ч равна 0,9999999. Поэтому используются и другие показатели надежности, например плотность распределения наработки до отказа
Для малых неремонтируемых объектов, например элементов электронных схем, средняя наработка до первого отказа является понятием условным, так как обычно они не эксплуатируются столь долго и устаревают гораздо раньше, чем успевают наработать.
Показатели надежности ремонтируемых восстанавливаемых в процессе применения объектов
Показатели надежности таких объектов вычисляются лишь в календарном времени.
Восстанавливаемые в процессе применения ремонтируемые объекты можно разделить на две группы.
К первой группе относятся объекты, для которых в течение заданного времени работы допускаются отказы и вызванные ими кратковременные перерывы в работе. Для объектов этой группы большое значение имеет свойство готовности — способности находиться в процессе эксплуатации максимальное время в работоспособном и готовом к применению состоянии.
Ко второй группе относятся объекты, отказы которых в течение заданного времени недопустимы. Если в этих объектах (системах) имеются избыточные элементы, то при отказах некоторых из них объект остается работоспособным и можно проводить ремонт отказавших элементов во время выполнения задачи.
Один и тот же объект может быть отнесен к разным группам в зависимости от режима его применения.
Получение экспериментальных данных о надежности объектов
а) Источники информации о надежности (рис. 2)
Одной из основных трудностей при исследовании вопросов надежности является ограниченность и неупорядоченность статистической информации о процессе эксплуатации объектов. Эти сведения могут быть получены путем наблюдения за работой объектов либо в условиях реальной эксплуатации, либо при испытаниях на безотказную работу. Данные испытаний обычно не могут полностью заменить эксплуатационные данные. Реальная же эксплуатация представляет собой недостижимый по своим масштабам в лабораторных условиях эксперимент. Однако и при реальной эксплуатации далеко не всегда удается получить нужную информацию.
Во-первых, данные реальной эксплуатации всегда относятся к морально стареющим устройствам. Конструкция и технология изготовления современных технических объектов меняются столь быстро, что нередки случаи, когда данные об эксплуатации объектов, выпущенных несколько лет назад, имеют лишь историческое значение. Вместе с тем основной целью любых исследований в области надежности является повышение надежности будущих объектов.
Во-вторых, данные реальной эксплуатации обычно являются неполными. Это объясняется рядом причин: организационными трудностями сбора и обработки сведений, трудоемкостью исследований при переносной контрольно-измерительной аппаратуре, недостаточной чувствительностью и точностью этой аппаратуры и не всегда высокой квалификацией работников. Из-за ограниченности объема статистических данных во многих случаях трудно получить достоверные характеристики надежности для различных условий применения объектов.
В-третьих, иногда трудно осуществлять наблюдение за работой некоторых объектов при их реальной эксплуатации. Перечисленные причины определяют необходимость широкого применения испытаний изделий на безотказную работу и моделирования процесса эксплуатации.
В процессе испытаний на безотказную работу группа объектов работает (выполняет свое основное назначение) до момента выхода из строя всех или определенного количества объектов. Испытания на безотказную работу почти всегда связаны с физическим моделированием условий эксплуатации. При проведении этих испытаний обычно удается преодолеть большинство перечисленных выше трудностей получения сведений о работе объектов. Однако эксперимент обычно продолжается очень долго (например, при испытаниях механических деталей на износ).
Для проведения эксперимента необходимо значительное количество специального оборудования. Обычно эксперимент стоит очень дорого; часто при испытаниях приходится расходовать значительное количество дефицитных деталей. Испытаниям подвергаются лишь серийно выпускаемые изделия, тогда как часто желательно иметь хотя бы некоторую информацию о проектируемых изделиях. Поэтому нельзя ограничиться лишь испытаниями на безотказную работу. Возникает вопрос о применении и всемерном развитии моделирования процесса эксплуатации изделий.
Рис. 2 Пути получения экспериментальных данных о надежности изделий
Этот путь лабораторных исследований дает возможность проводить эксперимент в течение очень короткого времени (минуты вместо месяцев и лет), многократно повторять и видоизменять его. Кроме того, можно в какой-то мере исследовать поведение будущих, проектируемых объектов. В процессе эксперимента не нужно расходовать значительное количество иногда дефицитных объектов. Однако при моделировании всегда необходима входная информация, получаемая из реальной эксплуатации или в результате испытаний на безотказную работу. Иными словами, моделирование не может полностью заменить реальную эксплуатацию и испытания на безотказную работу, хотя роль моделирования может быть очень большой.
В большинстве технических наук стремятся применить моделирование вместо натурного эксперимента, потому что последний слишком дорог, трудоемок, продолжителен и пр., хотя принципиально осуществим. Это справедливо и для моделирования процесса эксплуатации объектов. Вместе с тем при эксплуатации некоторых объектов существует много ситуаций, когда почти невозможно вести натурные эксперименты и моделирование является единственным путем экспериментального исследования.
б) Виды испытаний на безотказную работу
При проведении испытаний на безотказную работу обычно приходится так или иначе решать две группы задач.
1. Испытаниям на безотказную работу обычно подвергается сравнительно небольшое число экземпляров объектов. Поэтому существует проблема статистической оценки свойств объектов по результатам испытаний ограниченного числа экземпляров. Имеются два варианта постановки этой задачи, обычно связанные с различным назначением испытаний.
Во-первых, может быть поставлен вопрос, соответствуют ли значения показателей надежности заданным требованиям. Этот вопрос обычно возникает при контрольных и приемо-сдаточных испытаниях. При такой постановке задачи решение обычно ищется путем применения метода проверки статистических гипотез.
Во-вторых, можно ставить вопрос об определении численных значений показателей надежности испытываемых объектов. Такие вопросы обычно возникают при испытаниях блоков, узлов и макетов аппаратуры в ходе ее конструирования и применения. В данном случае обычно применяются методы оценки параметров распределения наработки до отказа.
2. Гораздо меньше исследован вопрос о сопоставлении результатов испытаний на безотказную работу с данными реальной эксплуатации. Испытания на безотказную работу в какой-то мере воспроизводят процесс реальной эксплуатации. Для использования результатов испытаний необходимо установить соответствующие соотношения подобия.
При этом встречаются значительные трудности.
Испытания на безотказную работу различаются в первую очередь по значению и характеру внешних воздействий на испытываемые изделия.
Параметры режима работы (испытаний) будем называть нагрузками. Полная нагрузка на элемент определяется совместным действием ряда нагрузок. Существуют тепловая, вибрационная, химическая (действие агрессивных сред), электрическая и другие нагрузки.
По значению нагрузки можно различать три вида испытаний на безотказную работу:
испытания при эксплуатационных нагрузках;
ускоренные испытания;
испытания на повреждающую нагрузку.
Продолжительность испытаний при эксплуатационных нагрузках очень велика: наработка до отказа каждого из испытываемых устройств близка к соответствующей наработке при реальной эксплуатации.
При ускоренных испытаниях на срок службы нагрузки значительно больше эксплуатационных. Поэтому испытуемые устройства быстро выходят из строя. Испытания на безотказную работу почти всегда стараются в той или иной мере ускорять. Чем раньше будут закончены эти испытания, тем больше ценность полученных результатов. Несмотря на явные преимущества ускоренных испытаний, они пока еще не получили широкого распространения. Такое положение в значительной мере объясняется трудностями определения зависимости между результатами ускоренных испытаний и данными реальной эксплуатации.