2014-02-03
978
Классификация машин и аппаратов по надежности
Классификация машин и аппаратов по надежности может производится по двум свойствам: безотказности и долговечности.
Безотказность определяется работой наиболее ответственных узлов и систем (таблица 7.1), так как в любой машине есть узлы, выход из строя которых не приводит к недопустимым последствиям. Например, во время эксплуатации…
Таблица 7.1 - Классификация машин и аппаратов по последствиям отказа (по безотказности)
| Последствия отказа | Допустимая вероятность безотказной работы | Тип машины | |
| Катастрофические | Авария Катастрофа Невыполнение ответственного задания | Р (t)  1,00
| Подъемно-транспортные машины Машины химического производства |
| Экономический ущерб | Повышенные простои в ремонте Работа на пониженных режимах Работа с ухудшенными параметрами | Значительный ущерб Р (t) ³ 0,99 | Технологическое оборудование |
| Незначительный ущерб P(t) ³ 0,90 | |||
| Без последствий (затраты на ремонт в пределах нормы) | P(t) < 0,90 | Отдельные узлы и элементы машин |
При классификации машин и аппаратов по долговечности (таблица 7.2) указываются в первую очередь причины, приводящие к необходимости направлять машину в ремонт.
|
|
|
Именно потеря основных показателей качества машины определяет как ее ресурс до капитального ремонта, так и затраты времени и средств, необходимых для восстановления работоспособности машины.
Таблица 7.2 - Классификация машин и аппаратов по долговечности
| Категория машины | Назначение | Тип машины | Основные параметры, определяющие работоспособность машины |
| Технологические | Изменение формы и свойств объекта труда | Станки, прессы, сварочные машины | Качество продукции, производительность |
| Химико-технологические | Получение новых материалов | Машины химических отраслей промышленности | Качество продукции, производительность, безопасность |
| Транспортные | Перемещение объекта | Автомобили, железнодорожный и водный транспорт, подъемно-транспортные машины | Скорость, безопасность, грузоподъемность |
| Энергетические | Преобразование одного вида энергии в другой | Электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, турбины | КПД, мощность |
| Контрольно-измерительные | Контроль параметров объекта | Измерительные приборы и машины, испытательные машины | Точность измерений |
| Счетно-решающие | Решение математических задач | Электронно-вычислительные цифровые и аналоговые машины | Правильность решений |
Восстановление основных характеристик машины требует существенных ремонтных затрат, поскольку обеспечиваются работоспособностью многих узлов, величина которых является критерием для назначения ресурса до планового ремонта.
|
|
|
Рассмотрим область работоспособности изделия в представлениях n-мерного фазового пространства (рисунок 6.1). Границы области G зависят от требований к изделию. Более высокие требования к его выходным параметрам сужают область работоспособности.
Рисунок 7.1 - Области работоспособности исостояний изделия
На рисунке 6.1 показаны две области работоспособности изделия G1—для обычных и G2—для более жестких технических условий на параметры изделия.
Следует различать действительную G и расчетную G', которая диктуется требованиями ТУ.
Из рисунке 7.1 видно, что между областями действительной G1, и расчетной G
1 работоспособностей изделия имеется разница. В зависимости от соотношения их границ может существовать область неиспользованных возможностей A, когда по ТУ изделие считается потерявшим работоспособность, хотя оно еще может функционировать, и область неучтенных параметров В, когда согласно ТУ можно эксплуатировать изделие, которое в действительности уже стало неработоспособным.
Процесс потери работоспособности характеризуется фазовой траекторией случайного процесса Х (t). Например, для процесса Xi (t) i-го изделия при t = t3 считается, что произошел отказ, согласно требований ТУ, а при t = t4 изделие действительно потеряло работоспособность. Область, в которой могут с определенной вероятностью находиться реализации процесса Х (t), назовем областью состояний. Она определяет возможные состояния изделия, которые оцениваются значениями выходных параметров, т. е. в общем виде вектор-функцией Х (t).
Существует понятие об устойчивости изделия к отказам, что особенно важно при высоких требованиях к надежности.
Если эта область состояний Сt является частью области работоспособности G, т. е. его подмножеством, то изделие будет устойчиво по отношению к отказам, так как вероятность его возникновения F (t) = 0.
Вероятность возникновения отказа наступит лишь после того момента времени, когда будет возможно пересечение множеств Gt. и G Кн =1. До этого периода времени работа изделия будет протекать в устойчивой зоне по отношению к отказам и запас устойчивости может характеризоваться значением запасf надежности Кн < 1.
Значение t = Тр, при котором станет К (t) = 1, будет являться ресурсом изделия по данному параметру или по их совокупности. Если изделие находится в области устойчивости, то гарантируется его безотказная работа. Однако такое состояние достигается, как правило, за счет большого запаса надежности элементов изделия, что связано со значительными материальными затратами при его производстве.
Лекция 8. Источники информации по надежности. Испытания на надежность: объекты, виды и методы испытаний
