Показники довговічності машин
Показники довговічності характеризують ресурс об'єкта, або термін служби. До основних показників довговічності відносяться процентний ресурс, середній ресурс, # 947; -відсотковий термін служби і середній термін служби, призначений ресурс, встановлений ресурс, ресурс.
Призначений ресурс, встановлений ресурс, ресурс відносяться до індивідуальних показників довговічності.
# 947; -відсотковий ресурс - напрацювання, протягом якої об'єкт не досягне граничного стану із заданою ймовірністю # 947; (в процентах). Якщо f (t) -функція щільності ймовірності напрацювань до граничного стану, то # 947; -відсотковий ресурс tр, # 947; визначається з виразу
Середній ресурс - математичне очікування ресурсу. Цей показник визначається за функцією щільності ймовірності напрацювань до граничного стану з виразу
· Середній ресурс між середніми (капітальними) ремонтами,
· Середній ресурс до списання,
· Середній ресурс до середнього (капітального) ремонту.
Середній термін служби - математичне очікування терміну служби (календарний рік).
середній термін служби між середніми (капітальними) ремонтами,
до середнього (капітального) ремонту,
Призначений ресурс - сумарне напрацювання об'єкта, при досягненні якої експлуатація повинна бути припинена незалежно від його стану. Цей показник встановлюється на підставі техніко-економічних розрахунків або вимог безпеки людини. Він застосовується для характеристики тих виробів, відмови яких призводять до великих економічних втрат, загрожують безпеці людини або призводять до шкідливого впливу на навколишнє середовище.
Встановлений ресурс - ресурс при # 947; 100% = 100. Цей показник відповідає зрушенню в функції розподілу ресурсу.
Ресурс (термін служби) - встановлене в НТД значення ресурсу (терміну служби) виробів, створених, вироблених і експлуатованих відповідно до вимог НТД, до закінчення якого наступ граничного стану неприпустимо.
Після закінчення ресурсу (терміну служби) експлуатація вироби триває. Вироби, граничні стани яких настали до закінчення регламентованого ресурсу (терміну служби), відносяться до дефектним за рівнем довговічності.
Показник «встановлений ресурс» є окремим випадком даного показника (коли з ймовірністю, яка дорівнює одиниці, наступ граничного стану неможливо). Таким чином, терміни «ресурс» і «термін служби» можуть використовуватися як поняття і як показники, що характеризують довговічність, одиничного вироби (індивідуальна норма довговічності).
Показники ремонтопридатності виробів
машинобудування
До показників ремонтопридатності відносяться ймовірність відновлення в заданий час, середній час відновлення, інтенсивність відновлення об'єкта, встановлений час відновлення і ін.
Імовірність відновлення в заданий час - ймовірність того, що час відновлення об'єкта не перевищить заданий. Якщо функція щільності часу відновлення f (t в). то
Середній час відновлення об'єкта - математичне очікування часу відновлення працездатності - визначається з виразу
Встановлений час відновлення - регламентований в НТД час, протягом якого працездатність об'єкта повинна бути відновлена.
До них відносяться # 947; - процентний термін зберігання, середній термін зберігання, встановлений термін зберігання, термін зберігання. Виділимо з них такі показники:
# 947; -відсотковий термін зберігання - термін зберігання, який буде, досягнутий об'єктом із заданою вірогідністю # 947; відсотків;
термін зберігання - встановлена в НТД календарна тривалість, протягом і після якої для виробів розглянутого типу зберігаються значення показників безвідмовності, довговічності і ремонтопридатності.
Останній показник є критерієм для класифікації виробі на придатні або дефектні за рівнем збереженості.
Комплексні показники надійності.
До комплексних показників відносяться коефіцієнт оперативної готовності в стаціонарному режимі, званий просто коефіцієнтом готовності, коефіцієнт ремонтопридатності і коефіцієнт технічного використання.
Всі відновлювані об'єкти, включаючи і системи, застосовувані для безперервної або тимчасової експлуатації, періодично вимагають обслуговування. Обслуговування буває двох видів:
- позапланове, необхідне внаслідок виникнення відмов або через неправильну роботу експлуатованого об'єкта;
- планове - обслуговування об'єкта через регулярні проміжки часу.
Метою позапланового обслуговування є відновлення функцій об'єкта шляхом заміни, ремонту або наладки елементів, що викликають порушення роботи.
Метою планового обслуговування є збереження об'єкта в працездатному стані. Воно включає контроль, перевірку, огляди, ремонтні роботи. Ці операції виконуються з метою запобігти зростанню інтенсивності відмов елементів і системи і не допустити перевищення її розрахункового рівня. Таке обслуговування називають також профілактичним.
Періодичність виконання обслуговування залежить від фізичних характеристик застосовуваних елементів об'єкта (деталей і складальних одиниць), статистичних характеристик зносу елементів, від інтенсивності відмов елементів і від вимог до надійності, з якою повинен працювати об'єкт.
Періодичності позапланового обслуговування (ремонту) строго залежить від інтенсивності відмов під час експлуатації об'єкта та, отже, є функцією величини, зворотної середньому наробітку на відмову Т0.
Для часу роботи сістемиt існує середнє число відмов
під час експлуатації і, отже, є середнє число позапланових обслуговуванні. Сумарна кількість відновлень nВ буде залежати від числа елементів, що викликають відмови.
Значення t / T0 може бути розкладено на t / T01. t / T02. t / Т03 і т.д. тобто на число заходів по обслуговуванню, які повинні виконуватися над окремими елементами з відповідними часом середнього напрацювання на відмову. Загальна середня кількість позапланових заходів по обслуговуванню для напрацювання t системи визначається так:
Якщо відомо, що для відновної операції необхідно затратити ТВі годин поi -му елементу, то сумарний час відновлення системи в дорівнюватиме:
Якщо цей час скласти з часом Тпроф, що витрачається на профілактичні заходи, отримаємо повне час обслуговування або час технічної експлуатації об'єкта:
Коефіцієнт оперативної готовності в стаціонарному режимі - ймовірність того, що об'єкт, перебуваючи в режимі очікування, виявиться працездатним в довільний момент часу і починаючи з цього моменту, буде працювати безвідмовно протягом заданого інтервалу часу.
Цей показник характеризує стаціонарну ймовірність безвідмовної роботи об'єкта протягом заданого часу роботи t0 і визначається для будь-яких розподілів часу роботи між відмовами і часу відновлення, що мають кінцеві середні значення t і # 964; ,
При експоненційному розподілі напрацювань між відмовами і часу відновлення коефіцієнт оперативної готовності визначається з виразу
де l - інтенсивність відмов, m - інтенсивність відновлення.
Фактично він представляє ймовірність того, що об'єкт із середньою напрацюванням на відмову, яка дорівнює Т0, що вимагає часу відновлення ТВ для кожної напрацювання Т0 буде готова до експлуатації в будь-який заданий момент часу t0 в майбутньому.
Загальновживаним позначенням коефіцієнта оперативної готовності в стаціонарному режимі є КГ - коефіцієнт готовності, який можна визначити за формулою
З точки зору надійності і ефективності експлуатації техніки можна зробити висновок:
- чим більше КГ. тим ефективніше техніка.
Коефіцієнт ремонтопридатності КР показує ймовірність того, що в сталому процесі експлуатації об'єкта в будь-який довільно обраний момент часу він буде перебувати в стані відновлення
Висновок: чим більше часу об'єкт буде знаходитися в працездатному стані, тим менше значення матиме КР. тим більш ефективніше буде експлуатація машини.
Коефіцієнт технічного використання - відношення математичного очікування часу перебування об'єкта в працездатному стані за деякий період експлуатації до суми математичних очікувань часу перебування об'єкта в працездатному стані, часу простоїв, обумовлених технічним обслуговуванням, і часом ремонтів за той же період експлуатації.
Коефіцієнт технічного іспользованіяКТІ показує яку частку загального часу експлуатації об'єкт знаходиться в працездатному стані
Розрахунок показників надійності автотранспортних засобів, їх агрегатів і систем на різних періодах експлуатації
Розглянемо надійність об'єктів в різні періоди експлуатації.
Для отримання повної інформації про надійність об'єкта досить знати такі характеристики, як щільність розподілу відмов або інтенсивність відмов. Спостереження за роботою складного механічного об'єкта дозволяють на підставі величезного статистичного матеріалу розглянути криву інтенсивності відмов такого вигляду (рісунок1).
Малюнок 1 - Крива кінетики зміни інтенсивності відмов за період експлуатації
Відразу ж після пуску механічного пристрою спостерігається статистично певну кількість відмов, які обумовлені такими факторами, як наявність прихованих дефектів (невідповідність міцності, порушення технології виготовлення, складання, монтажу і т.п.) У інтервал часу від 0 до t1 (ділянка 1) інтенсивність відмов, спочатку досить висока, швидко знижується. Цей період експлуатації називають приработкой або "випалюванням слабких елементів".
Потім спостерігається стабілізація відмов і протягом досить тривалого часу від t1 до t2 відмови стають відносно рідкісним явищем, носять випадковий характер і визначаються різними випадковими чинниками. Ділянка 2 називають періодом нормальної роботи і в цей період l = const.
У міру подальшого функціонування об'єкт накопичує різні ізносние відхилення (втома, старіння матеріалу, знос, ослаблення посадок і т.п.) і потрапляє в смугу поступових відмов, інтенсивність яких поступово зростає. В кінцевому підсумку можливе настання такого стану, при якому відмови слідують лавиноподібно. Це період інтенсивного зношування (ділянка 3), експлуатація в якому може бути небезпечною.
Цілком очевидно, що в залежності від часу експлуатації параметри надійності повинні розраховуватися з урахуванням різниці в кінетиці зміни інтенсивності відмов. Практика показує, що з позицій математичної статистики вона може бути описана за допомогою ряду так званих законів розподілу випадкових величин, під якими слід розуміти значення часу безвідмовної роботи або інтенсивності відмов.