WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 35 |

Для ряда изделий количество произведенной полезной работы оценивается достижением полезного эффекта (результата работы). В таких случаях нормируется величина расхода энергии, топлива на совершение работы, количество которой необходимо для достиже ния полезного эффекта (результата работы), т. е. выбираются абсо лютные показатели экономичности энергопотребления.

Ресурсосбережение, включающее экономное использование всех, а не только материальных и энергоресурсов, важно и должно обеспе чиваться и при создании (разработке и изготовлении) продукции, поскольку это является одним из условий обеспечения качества и конкурентоспособности этой продукции, но это уже относится к экономическим показателям качества продукции, которые рассмат риваются в подразд. 2.3.12.

2.3.3. Показатели надежности продукции В определении качества и конкурентоспособности продукции важ ную роль играют показатели надежности, поскольку самое совершен ное изделие по значениям показателей назначения не сможет выпол нить заданные функции, если оно не обладает необходимым уровнем надежности.

В соответствии с ГОСТ 27.002–89 «Надежность – свойство объек та сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования». Надежность явля ется сложным свойством, которое в зависимости от назначения объек та и условий его применения состоит из сочетаний свойств: безотказ ности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Для конкретных объектов и условий их эксплуатации эти свой ства имеют различную относительную значимость. Например, для неремонтируемых объектов основным свойством является безотказ ность, для ремонтируемых объектов одним из важнейших свойств может быть ремонтопригодность. К параметрам, характеризующим способность выполнять требуемые функции, относят, например, ки нематические, динамические, электрические, прочностные, скорос тные, точностные и другие параметры. С течением времени значения этих параметров могут изменяться. При изменениях, превышающих допустимые пределы, происходит переход объекта в неработоспособ ное состояние, являющееся одним из состояний объекта, в котором он может находиться или перейти в процессе использования по на значению. Схема основных состояний и приводящим к ним событий показана на рис. 2.2.

123456789 282 8 7 5 8 823828 789 282 8 7 945 8 823828 79349 9 789 282 8 7 49 9 789 282 8 7 Рис. 2.2. Схема основных состояний и событий: 1 – повреждение; 2 – отказ;

3 – переход объекта в предельное состояние; 4 – восстановление; 5 – ремонт При этом ГОСТ 27.002–89 предусматривает следующие определе ния состояний и событий (рис. 2.2).

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соот ветствует всем требованиям нормативно технической и/или конст рукторской (проектной) документации.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором зна чения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям НТД и конструктор ской (проектной) документации.

Неработоспособное состояние – это состояние объекта, при ко тором значение хотя бы одного параметра, характеризующего спо собность выполнять заданные функции, не соответствует требова ниям НТД и конструкторской (проектной) документации.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его даль нейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообраз но, либо восстановление его исправного или работоспособного состо яния невозможно или нецелесообразно. Критерий предельного со стояния – признак или совокупность признаков предельного состоя ния объекта, установленные в НТД и/или конструкторской (проект ной) документации.

Переход объекта из исправного в работоспособное состояние про исходит в результате повреждения, а в неработоспособное состояние из за отказа. Под повреждением понимается событие, заключаю щееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния, а под отказом – событие, заключаю щееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Критери ем отказа называют признак или совокупность признаков наруше ния работоспособного состояния объекта, установленные в НТД и в конструкторской (проектной) документации. Причиной отказа мо гут быть явления, процессы, события и состояния, вызвавшие воз никновение отказа объекта. В составе предусмотренных терминоло гическим стандартом разновидностей отказов особый интерес с точ ки зрения оценки показателей надежности представляют внезапный и постепенный отказы, характеризующиеся соответственно скачко образным или постепенным изменением значений одного или несколь ких заданных параметров объекта.

Для оценки показателей надежности принципиальное значе ние имеет деление объектов на восстанавливаемые и невосста навливаемые, ремонтируемые и неремонтируемые. Для восста навливаемого и ремонтируемого объектов характерно, что в рас сматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособ ного состояния или ремонтов соответственно предусмотрено НТД и конструкторской документацией. Для невосстанавливаемого и неремонтируемого объектов характерно то, что такие действия (восстановление работоспособности или ремонтов) не предусмот рены НТД.

Показатели надежности в виде единичных или комплексных, под которыми понимаются показатели, характеризующие одно или не сколько свойств объекта, устанавливаются для количественной оцен ки обусловливающих надежность безотказности, долговечности, ре монтопригодности и сохраняемости.

2.3.3.1. Показатели безотказности Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять рабо тоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Под наработкой понимается продолжительность или объем работы объекта, измеряемые в единицах времени (обычно в часах) или ха рактерных для выполняемых функций или работы некоторых физи ческих единицах (километрах, кубометрах, количестве деталей, из мерений, циклах работы и т. п.).

Для невосстанавливаемых объектов или заменяемых после пер вого отказа показателями безотказности являются: наработка до отказа, средняя наработка до отказа, гамма процентная наработ ка до отказа, интенсивность отказов, вероятность безотказной работы.

Наработка до отказа является случайной величиной. Закон ее распределения определяется плотностью вероятности f(t), с помощью которой могут быть определены показатели безотказности объектов.

Аналитическое выражение и геометрическая интерпретация фун кции плотности вероятности f(t) зависит от априори принимаемого (постулируемого), апостериори выявляемого на основе наблюдения за состоянием объекта в процессе эксплуатации или проведения спе циальных испытаний на безотказность объектов и их составных ча стей (элементов).

При допущении или реальном выявлении преобладания внезап ных отказов (распределение их во времени подчиняется закону Пуас сона) функция плотности вероятности f(t) в общем случае имеет вид распределения Вейбулла, а в случае преобладания постепенных от казов справедливы модальные распределения: нормальное (при рав номерной случайной функции изменения параметра объекта, опре деляющего его работоспособность) и a распределение (при веерной случайной функции изменения во времени определяющего парамет ра) [22, 40].

Наиболее распространенной в теории и практике надежности вер сией является допущение (часто подтверждаемое практикой) о пре обладании внезапных отказов, для которого справедливо распреде ление Вейбулла с плотностью вероятности b11 b 1 b t t 3 f(t) 5 exp 763 4 8, 9 (2.1) a a a 7 где a и b – постоянные (параметры распределения).

В частном случае, когда b = 1, распределение называется экспо ненциальным. В этом случае:

1 t 1 f(t) 3 exp (2.2) 5 6, a a 7 а в частном случае, когда b = 2, становится справедливым распреде ление Релея, описываемое выражением 2t t2 f(t) 3 exp 5 6.

(2.3) a2 5 a2 7 Для опытного определения показателей безотказности невосста навливаемых объектов проводится наблюдение за эксплуатацией или испытаниями n объектов в регламентированных НТД условиях. При этом определяются наработки объектов до отказа:

t1, t2,..., ti,..., tn. (2.4) С помощью этих n величин можно определить показатели безот казности.

Средняя наработка до отказа, под которой понимается математи ческое ожидание наработки объекта до первого отказа, определяемое:

по точной формуле tсредн. 1 dt, 2tf(t) (2.5) по приближенной формуле n tсредн. 1.

2ti (2.6) n iДля наиболее часто используемого экспоненциального распреде tсредн. 1 a ления, а экспоненциальное распределение принимает вид 1 1 t f(t) 3 exp 5 (2.7) tсредн. 5 tсредн. 6.

7 Вероятность безотказной работы, под которой понимается ве роятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет, на протяжении наработки t определяется:

по точной формуле p(1) 2 dt, 3f(t) (2.8) по приближенной формуле N(1) p(1) 2, (2.9) n где N(t) – число членов ряда (2.4), больших величин t, т. е. число объектов, оставшихся работоспособными до конца наработки t.

В случае экспоненциального распределения 1 p(3) 4 exp 6 (2.10) 6 7.

tсредн.

8 Интенсивность отказов, под которой понимается условная плот ность вероятности возникновения отказа объекта, при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник, определяется:

по точной формуле f(t) 1(t) 2, (2.11) p(t) по приближенной формуле Nt) 1 Nt 2 3t) ( ( 4(t) 5, (2.12) 3t N(t) где Dt – некоторый достаточно малый промежуток времени, на кото ром количество отказов можно определить как l(t)Dt.

Интенсивность отказов для экспоненциального распределения 1(t) 2 2 const.

(2.13) tсредн.

Весьма информативным показателем безотказности невосстанав ливаемых объектов является гамма процентная наработка до от каза, понимаемая как наработка, в течение которой отказ объекта не возникнет с вероятностью g, выраженной в процентах.

В случае экспоненциального распределения гамма процентная наработка до отказа определяется по формуле t1 4 tсредн. 2 5ln 67. (2.14) Обусловленный НТД процент объектов (g) является регламенти рованной вероятностью. Если, например, g = 90%, то соответству ющая наработка называется «девяностопроцентной средней наработ кой до отказа», и аналогично – при других значениях g. Так, при g = 90% по формуле (2.14) g90 = 0,105 tсредн..

При g = 100% гамма процентная наработка называется установ ленной безотказной наработкой, при g = 50% гамма процентная наработка называется медианной наработкой.

Для опытного определения показателей безотказности восстанав ливаемых объектов проводятся наблюдения за эксплуатацией или испытаниями объектов в заданных (регламентированных) условиях и определяется число mj(t) отказов каждого из этих объектов до на работки t. При этом основными показателями безотказности восста навливаемых объектов являются: среднее число отказов до наработ ки t, параметр потока отказов, наработка на отказ, вероятность бе зотказной работы.

Среднее число отказов до наработки t будет:

N (t) 2mj j(2.15) mсредн.(t) 1.

N В пределе при N ® характеристика потока отказов определяется N (t) 2mj j(2.16) Ht) 1 lim.

( NN На практике поток отказов восстанавливаемых объектов являет ся ординарным и не имеет последействия [19, 22]. При этих услови ях параметр потока событий и интенсивность потока событий совпа дают. Во избежание смешения понятия «интенсивность потока от казов» восстанавливаемых объектов и «интенсивность отказов» не восстанавливаемых объектов для восстанавливаемых объектов при меняется только термин «параметр потока отказов», под которым понимается отношение среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую его наработку к значению этой нара ботки.

Параметр потока отказов определяется по формулам:

точной dH(t) 1 (t) 2 ;

(2.17) dt приближенной NN (t 12t) 3 (t) 6mj 6mj j11 j(2.18) 4 (t) 5, N2t где Dt – достаточно малый промежуток времени.

На практике часто бывает так, что после некоторой наработки t = tфункция H(t) становится линейной и приобретает вид Ht) 1 Ht0) 2 3 (t 4 t0), (2.19) ( ( где w = const.

В этом случае период t = t0 называется периодом приработки, для определения и оптимизации которого по экономическим критериям разработана и используется специальная методика [52].

Средняя наработка на отказ, под которой понимается отноше ние наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожи данию числа его отказов в течение этой наработки (или среднее зна чение наработки восстанавливаемого объекта между отказами) оп ределяется по формулам:

точной t2 1 tT 2, (2.20) Ht2) 1 Ht1) ( ( приближенной t2 1 tT 2.

(2.21) mсредн.(t2) 1 mсредн.(t1) После периода приработки, т. е. при t t0, если при испытании N объектов получено m отказов, то N T 1, 2tj (2.22) m jгде tj – наработка j го изделия после периода приработки.

Вероятность безотказной работы в период между наработками t1 и t2 определяется по формуле p (t2 3 t1) 4 exp H(t2) 3 H(t1), (2.23) 1 а после периода приработки, т. е. при постоянном параметре потока отказов w = const, как t2 1 t2 p (t2 1 t1) 4 exp 5 6. (2.24) T 7 В конкретных условиях безотказность объекта определяют с по мощью рассмотренных показателей, которые выбирают с учетом осо бенностей объекта, режимов и условий его эксплуатации и послед ствий отказа, под которыми понимаются явления, процессы, собы тия и состояния, обусловленные возникновением отказа объекта.

2.3.3.2. Показатели долговечности Согласно ГОСТ 27.002–89 долговечность – свойство объекта со хранять работоспособное состояние до наступления предельного со стояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

В качестве показателей долговечности используются: средняя на работка до первого отказа (для невосстанавливаемых объектов); сред ний ресурс; гамма процентный ресурс; назначенный ресурс; средний срок службы; гамма процентный срок службы; назначенный срок службы. В основе этих показателей лежат такие основополагающие понятия как технический ресурс (ресурс) и срок службы, под которы ми понимаются соответственно – наработка объектов и календарная продолжительность от начала его эксплуатации или ее возобновле ния после ремонта определенного вида до перехода в предельное со стояние.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 35 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.