2014-02-02
776
ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ТП
ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ТП и МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОЙ ТОЧНОСТИ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ
Гидравлический и пьезометрический уклоны
Для характеристики относительного изменения полного напора по длине потока вводят понятие гидравлического уклона.
Средний гидравлический уклон на участке между сечениями 1–1 и 2–2 (рис. 4.6) определяется как отношение потери напора к длине участка:
,
где l 1-2 - расстояние (по пути движения) между сечениями 1–1 и 2–2.
Гидравлический уклон - безразмерная положительная величина.
Гидравлический уклон в сечении потока определяется выражением
.
Знак «-» указывает на убывание полного напора по течению.
Понятие об уклоне можно ввести и для пьезометрической линии.
Средний пьезометрический уклон
.
Пьезометрический уклон для некоторого сечения потока
.
Пьезометрический уклон может быть положительным, равным нулю и отрицательным.
Литература по содержанию лекции:
1. Чугаев Р. Р. Гидравлика (Техническая механика жидкости). - Л.: Энергоиздат, 1982. - 672 с.
2. Штеренлихт Д. В. Гидравлика. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 640 с.
Под надежностью ТП понимают его способность обеспечивать изготовление изделий в полном соответствии с технической документацией.
Надежность ТП – это вероятность того, что изготавливаемое изделие будет годным, т. е.
| H=NГ/Nобщ, | (5.11) |
где: NГ – число годных изделий, Nобщ – общее число изделий.
| Nобщ=NГ+NГ/Д+NД/Г+NД. | (5.12) |
Здесь NГ/Д и NД/Г – число годных изделий, признанных дефектными, и наоборот, из-за несовершенства выходного контроля, NД – число дефектных изделий.
Если изготовление изделия состоит из трех фаз (входного контроля, ТП и выходного контроля), то надежность производственного процесса состоит из трех составляющих:
| Hпр=H1H2H3, | (5.13) |
где: H1, H2 и H3 – надежность входного контроля, ТП и выходного контроля соответственно.
H2= Hi,
| (5.14) |
где: k – число операций, Hi – надежность i -ой операции.
Показателем надежности является вероятность появления на выходе ТП, состоящего из k операций, m дефектных изделий, т. е.
| P1,2,, k(m)=(λm/m!)e-λ, | (5.15) |
где: λ – математическое ожидание числа дефектных изделий.
Нормально ограниченный ТП характеризуется малым количеством дефектных изделий, т. е. m мало.
При m= 
| P1,2,, k=λe-λ, | (5.16) |
Разложением функции е в ряд Маклорена можно получить, ограничиваясь первым числом разложения, P(1)≈λ.
Среднее количество дефектных изделий на выходе ТП определяют по эмпирической формуле
| λ=akz, | (5.17) |
где: а – коэффициент, зависящий от ритма производства, k – количество операций, а z – экспериментально определяемый параметр.
Кроме того, величина может быть определена статистическим путем.
Так, например, при сборке блока ХПК λ=0,023k1,425.
Вероятность появления брака на одном рабочем месте сборщика или монтажника выражается как
| Pоп= λ/k, | (5.18) |
где: 
– среднее число дефектов, допускаемых оператором на рабочем месте, а k – число операций.
Тогда вероятность выхода годных изделий с этого рабочего места, т. е. вероятность данной технологической операции
| Hоп=1-Pоп. | (5.19) |
Рассчитав вероятности появления брака на всех фазах ТП изготовления РЭС в соответствие с ходом протекания ТП (последовательная, параллельная, смешанная) и формулами сложения и умножения вероятностей, производят оценку его надежности.
Вероятность безотказного функционирования ТС выразится как произведение соответствующих вероятностей по группам отказов. При этом отказы III группы должны рассматриваться как зависимые, связанные с вероят-ностью их возникновения на предшествующих операциях [25].
Данная оценка надежности не учитывает роли и возможности контрольных операций. Если получен отказ по данному параметру и параметр вышел за пределы допуска, то контрольная операция исключает это изделие, ликвидирует последствия отказа, существенно повышая надежность ТС. Однако такие возможности не безграничны. Обычно стремятся свести к минимуму контрольные операции, наличие которых требует дополпительных материальных затрат. Сам процесс контроля имеет определенный уровень надёжности, и, наконец, не все параметры и не все изделия подвергаются контролю, а отбраковка большого числа изделий недопустима с экономических позиций.
Итак, надежность ТС связана с надежностью осуществления отдельных операций ТП, особенно финишных, что зависит от надежности технологического оборудования, организации методов контроля, совершенства данного ТП, от того запаса надёжности, которым он обладает.
Повышение качества управления ТС означает снижение потерь в управляемом ТП и улучшение результатов функционирования системы. Чем выше уровень управления или объем работ в системе, охватываемых управлением, тем в большей степени зависят потери от качества управления и тем критичнее этот показатель.
Для обеспечения высокого качества управления необходимы: своевременное получение исходной информации (о состоянии ТП, тенденциях его протекания, условиях производства и задачах управления); ее обработка в течение определенного ограниченного периода времени с использованием достаточно совершенных математичес-ких методов и моделей; своевременная реализация полученных решений. Резкое повышение качества управления возможно при автоматизации управления.
Нежелательные внешние случайные воздействия на ТС носят название помех. Различают аддитивную и мультипликативную помехи. Аддитивная помеха вызывается внешними по отношению к рассматриваемой ТС факторами (нестационарными процессами в питающей сети, возмущениями электромагнитных полей, атмосферными разрядами и т.п.), а мультипликативная связана случайными изменениями характеристик элементов самой системы (контактные термо- и гальвано-ЭДС, временное случайное запаздывание и т. п.).
Способы защиты от возведения электрических помех для систем, работающих с непрерывными сигналами, и для систем, работающих с дискретными сигналами, различаются. Если для первых основные решения, позволяющие повысить помехозащищенность, реализуются при проектировании датчиков, вторичных приборов, соединительных линий и выборе соответствующих правил монтажа элементов, то для дискретных систем основным методом защиты от помех является помехоустойчивое кодирование информации.
В общем случае устойчивой считается ТС, отклоиение у которой от данного состояния (равновесия или движения по заданному закону) в переходном процессе, вызванном ограниченным по величине воздействием, со временем не возрастет (в реальной системе уменьшается). Если это отклонение возрастает, то система считается неустойчивой. Нелинейность системы, т.е. изменение значений ее параметров с отклонением, приводит к тому, что отклонение не нарастает беспредельно и его увеличение прекращается при достижении некоторой величины. При периодической неустойчивости устанавливаются колебания с некоторой амплитудой, носящие название автоколебаний (при резании, трении, вибрациях).
Область устойчивости ТС определяется совокупностью знаний параметров (режимов обработки, геометрии и конструкции инструментов и технологической оснастки), при которой система заданной структуры является устойчивой. Степень устойчивости системы определяет ее способность рассеивать энергию, вносимую внешним воздействием, и может быть оценена по быстроте затухания отклонений параметра в переходном процессе.
Сложность ТС и качество управления во многом определяют ее устойчивость.
Даже при хорошо организованном контроле ТП всегда остается вероятность попадания дефектных изделий в готовую продукцию, что снижает показатели надежности процесса.
Одним из путей повышения количественных показателей надежности выпускаемых изделий, широко применяемых при изготовлении ЭА, является отбраковка потенциально ненадежных изделий путем их технологической тренировки.
Еще более эффектным является сплошной контроль по входу и выходу на каждой операции ТП, но это значительно повышает себестоимость готовой продукции, хотя и применяется при производстве ЭА оборонного и космического назначения.
