Лекции - Основы надежности машин - файл n2.rtf

Лекции - Основы надежности машин
скачать (9531.5 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.rtf3368kb.02.08.2010 01:42скачать
n2.rtf1221kb.29.05.2010 16:26скачать
n3.pdf13761kb.01.06.2010 00:06скачать

n2.rtf

Лекция №6

Долговечность изделий

Долговечность – свойство машины сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации с необходимыми перерывами для Т.О. и плановых ремонтов.

Показатели долговечности – ресурс и срок службы.

Ресурс характеризует запас работоспособности, выраженной в единицах (часах, метрах куб. и т.д.) наработки до предельного состояния. Ресурс, которым обладает определенный процент машин или устройств называется гамма процентный ресурс. Гамма процентный ресурс применяется к массовым изделиям. Обусловленный процент изделий является регламентированной вероятностью.

Например, при g = 90% для подшипников качения соответствующий ресурс называют «девяносто процентным», который обеспечивает вероятность не разрушения 0,9 (к определенному сроку службы). Наработка изделия, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена, называется «назначенным ресурсом», который устанавливается исходя из безопасности и экономичности.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделия до момента возникновения предельного состояния, поверенного в технической документации или до списания, если изделие не ремонтируется.

Различают срок службы до первого капитального ремонта между капитальными ремонтами, до списания.

Для машин, у которых определяющим фактором оценки последствий отказа является простой, рекомендуются показатели Tрg - гамма процентный ресурс; Tр.ср. – средний ресурс; Tсл. – срок службы; KГ – коэффициент готовности; KТ.И. – коэффициент технического использования.

Технико-экономические показатели надежности.

Себестоимость эксплуатации

С1 – расходы на заработанную плату;

C2 – затраты на электроэнергию, топливо и т.п.;

C3 – затраты на смазочные, обтирочные и заправочные материалы;

С4 – затраты на Т.О. и ремонты (кроме капитального);

C5 – накопление в фонд амортизации;

C6 – потери из-за простоев и косвенные затраты;

Cm – все остальное.

Коэффициент весомости каждого вида поэлементных затрат , где

Ki – затраты на изготовление и приобретение машины.

Для новых машин аналогичного назначения для оценки уровня надежности пользуются коэффициентом:



Kси – себестоимость изделия с существующим уровнем надежности

Kс – себестоимость нового изделия

a – коэффициент из опытных данных (0 < a < a)

T и Tп – среднее время наработки на отказ старого и нового изделий

K и Kп – коэффициент простоя старого и нового изделий

Kп = 1 – KГ; KГ – коэффициент готовности

Определение ресурсных показателей и сроков службы машин.

Если ресурс имеет распределение с плотностью вероятности , то средний ресурс или статистическая оценка



Для определения точности полученного среднего ресурса рассматривается предельная ошибка или доверительные границы Tн и Tв. Для нормального распределения случайных величин

a - заданная доверительная вероятность (находят по таблице Стьюдента)



При распределении Вейбулла , интегрируя, получим ; откуда

При экспоненциальном распределении

Средний ресурс машины в мотто-часах можно подсчитать по формуле

Ta - заданный срок службы до списания в годах



C – коэффициент сокращения межремонтных циклов

K – предполагаемое число межремонтных циклов

Величина гамма процентного ресурса до первого капитального ремонта

Kg - отношение среднего предполагаемого числа межремонтных циклов к гамма процентного ресурса, зависящее от вида распределения с соответствующим коэффициентом вариации и заданные g (уровня регламентируемой вероятности)

Коэффициент вариации ресурса

Лекция №7

Надежность системы

Когда требуется определенная надежность системы взаимосвязанных объектов, то ее представляют в виде последовательно или параллельно соединительных элементов.

  1. Надежность системы с независимыми элементами, работающими до первого отказа. Отказ любого элемента вызывает отказ всей системы.




Вероятность безотказной работы системы

Если распределение отказов подчинено экспоненциальному закону, закон распределения отказов системы также будет экспоненциален с параметрами .

Средняя наработка до отказа системы

Вероятность отказа за период t:

  1. Отказ возникает при отказе всех входящих в систему элементов (система с параллельными элементами) резервирования, дублирующие элементы.




Вероятность безотказной работы системы

Надежность восстанавливаемой системы

Соединения элементов (в смысле надежности) – последовательное, т.е. отказ одного ведет к отказу всей системы.

Предположим, что элементы после отказа восстанавливаются мгновенно, т.е.

Если моменты отказов всех элементов отметить на общей оси, то получится поток отказов системы. Этот поток есть сумма потоков отказов элементов.


Среднее число отказов системы до момента t: интенсивность потока отказов

Наработка на отказ системы на интервале t1; t2:

Интенсивность потока отказов каждого элемента стремится к пределам типа

Если наработка на отказ каждого элемента подчиняется экспоненциальному закону, то поток отказов будет простейший для каждого элемента и поток отказов системы также простейший

Надежность восстановления системы с конечным временем восстановления.

Т.е. время восстановления соизмеримо с временем работы.

- закон распределения наработки на отказ k-того элемента

- закон распределения времени восстановления k-того элемента



В простейшем случае полагают, что на рассматриваемом участке времени интенсивность потоков отказов изменение незначительно (т.е. считаем l = const). Тогда периоды работы распределяются по экспоненциальному закону .

Периоды восстановления имеют распределение

Наработка на отказ системы

Среднее время восстановления системы

Коэффициент готовности на заданном участке определится как

Если система работает достаточно долго, то интенсивность - приближаются к своим пределам. Тогда соответственно



Оценка эффективности машин в связи с изменением их надежности

Изменение надежности серийно выпускаемых и новых машин вызывает изменение затрат в сферах создания и использования машин. На стадии разработки увеличиваются затраты на прогнозирование показателей расчетным методом; проектирование машин с заданными показателями; испытания макетов, моделей и опытных образцов; управление процессом обеспечение надежности.

Повышение затрат в сфере производства вызвано применением более качественных материалов, совершенных технологий изготовления, затратами не на управление качеством изготовления.

При эксплуатации машины возрастают расходы на Т.О., диагностику, снабжение запасными частями.

Изменение надежности сказывается на изменении потребности в машинах, рабочей силе, ГСМ, запасных частях, строительстве и реконструкции ремонтных предприятий и пр.

Потребность, в определении эффекта от использования машин с измененным по отношению к базовому варианту, уровнем надежности, возникает при решении следующих задач:

  1. обоснование решения по рациональному уровню надежности серийных машин при модернизации;

  2. определение степени, влияния, изменения показателей надежности на результирующие показатели деятельности строительных организаций.

Уровень надежности может быть охарактеризован средними значениями показателей Б – безопасности, долговечности, ремонтопригодности и комплексных показателей отражающих стоимостные и трудовые затраты.

Лекция №8

На предварительной стадии проектирования показатели условий использования техники (могут быть плохие, средние, хорошие). Влияние условий или их изменения можно учитывать с помощью поправочных коэффициентов.

Показатели надежности следует задавать до первого года эксплуатации. Влияние последующей наработки на величину показателей надежности может быть также учтено с помощью поправочных коэффициентов. Должно учитываться, что показатели ремонтопригодности и комплексные показатели отражают как свойства машин заложенные при проектировании, так и качественный уровень изготовления, а также уровень организации эксплуатации парка машин.

Различают первичный и конечный результат изменения уровня надежности машин.

Под первичным результатом понимают изменения следующих характеристик:

  1. производительности , Б – безопасность; Д – долговечность; Р – ремонтопригодность

  2. денежных эксплуатационных затрат – зарплата машинистов, стоимость топлива и масел, затраты на ремонт и Т.О. амортизационные отчисления и пр. , Ki – комплексные показатели, отражающие стоимостные и трудовые затраты на ремонт и Т.О.

  3. трудовых эксплуатационных затрат (на управление машиной, затраты на ремонт и Т.О. и пр.)

  4. удельных сопутствующих капитальных вложений, приходящихся на одну машину (передвижные средства ремонта и Т.О., стационарные средства ремонта и Т.О., страховочный и ремонтный резерв)

  5. оптовой цены машины

Конечный результат изменения уровня надежности машины при решении первой и третьей задач характеризуется годовым эффектом. Конечный результат изменения надежности при решении второй задачи находят отражение в величинах экономических показателей эксплуатирующих машины организаций и подразделений – основных потребителей машин. К этим показателям относятся:

экономия материальных затрат Эм

Определение эксплуатационной производительности машин

Средняя производительность i-той машины в t-гом году

Wit – средняя сменная производительность в натуральных единицах

Kсм – средний коэффициент сменности за год

Дф.г. – годовой календарный фонд времени

Kи.к. – коэффициент использования календарного фонда, отражающий целодневные простои.

Сменная производительность

Wr – выработка за час (нормативная, т.е. по норме)

tсм – длительность смены

Kф – коэффициент освоения нормы

Kо – коэффициент, учитывающий случайные простои в течение смены ® по организационному применению из-за отказов, метеоусловий и т.д.

, где

tпр – средние простои за смену, ч.

tсп –средние случайные простои за смену, обусловленные исправлением работ низкого качества

tпз – время на подготовку запланированной операции

tоб – время на обслуживание машин

tпо – перерывы на отдых

0,4 < Kо < 0,98 Ю на практике.

Для удобства анализа производственной нормы выработки представим в виде произведения

Wr.неп – средняя часовая производительность машины при непрерывной работе в конкретных условиях

Kис.н. – нормативный коэффициент использования машины в смену

Kис.р. – реальный -//-//-//-//-//-



tо – основное время работы машины

tпр – простои не учитываемые при разработке нормативов



Коэффициент использования календарного фонда времени

, До – время основной работы машины

Коэффициент сменности

М1, М2, М3 – количество машин данного определенного типа, отработавших в первой, второй, третьей сменах

МГ – общее количество таких машин

Основное время работы машины (в часах)



Kи.ч. – коэффициент использования часового фонда времени

Tф – плановый часовой фонд времени



Kи.ч. может быть выражен

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации