Показатели долговечности

Количественными показателями долговечности являются ресурс и срок службы объекта.

Ресурс – наработка локомотива (элемента) от начала эксплуатации или её возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации локомотива (элемента) от её начала или возобновления после капитального ремонта до достижения предельного состояния.

В качестве нормируемых показателей долговечности используются средний и гамма-процентный ресурсы и срок службы до списания локомотива или элементов его конструкции.

Средний ресурс – это математическое ожидание ресурса. При наличии статистической информации о величинах ресурсов, например дизелей или тяговых электрических двигателей локомотивов, величина их среднего ресурса определяется как

где - выборочные значения ресурсов интересующего нас объекта наблюдений; количество наблюдаемых объектов или объём выборки.

Р ис. 4. 7. Определение гамма-процентного ресурса при помощи кривой надёжности и функции плотности распределения ресурсов

Гамма-процентный ресурс – это наработка, в течение которой локомотив (элемент) не достигнут предельного состояния с заданной вероятностью , выраженной в процентах.

Значение гамма-процентного ресурса можно определить с помощью кривой надёжности (вероятности безотказной работы) , взаимосвязь которых устанавливается выражением

где вероятность обеспечения ресурса , соответствующая значению

Судя по результатам, представленным на рис. 4.7, 90%-ный ресурс анализируемых изделий составляет 200 тыс. км. Это означает, что к моменту наработки 10% изделий свой ресурс могут исчерпать, а 90% могут ещё успешно функционировать.

Пример. В результате наблюдений получена выборка, состоящая из 16 значений ( ) величин ресурсов форсунок дизелей. Их ресурс был исчерпан после следующих наработок, представленных в порядке возрастания, 10³ км:

Требуется рассчитать оценки числовых характеристик распределения ресурса форсунок и найти их 80%-ный ресурс.

1. Находим числовые характеристики распределения ресурса форсунок.

Оценка математического ожидания ресурса форсунок

Поскольку , то величина оценки среднеквадратического отклонения ресурса форсунок, находится на основе выражения

2. По имеющимся данным рассчитываем координаты кривой убыли ресурса форсунок

и т.д. до .

3. Полученные координаты позволяют построить эмпирическую форму кривой убыли ресурса, а на её основе рассчитать величину 80%-ного ресурса форсунок, как показано на рис. 4.8.

Р ис. 4. 8. Эмпирическая кривая убыли ресурса и 80%-ный ресурс форсунок

Таким образом, в результате проведенных построений получаем оценку величины 80%-ного ресурса форсунок

Показатели ремонтопригодности

Свойство ремонтопригодности оценивается рядом показателей, характеризующих процессы восстановления работоспособности локомотивов после отказов, а также процессы выполнения плановых операций технического обслуживания и текущего ремонта локомотивов.

Процесс восстановления оценивается вероятностью восстановления за установленный промежуток времени и средним временем, затрачиваемым на восстановление работоспособности.

Время восстановления работоспособности (простоя локомотива при устранении отказа) охватывает всё время, в течение которого локомотив бездействует. Поэтому время восстановления – величина случайная, которая характеризуется плотностью и интегральной функцией распределения времени восстановления работоспособности.

Теоретически для любого изделия существует определённая вероятность восстановления работоспособности в заданное время, точно также как существует определённая вероятность безотказной работы. Поэтому вероятность восстановления в заданное время определяется по формуле

В статистической трактовке, оценка вероятности восстановления работоспособности в заданное время , определяется на основе выражения

где число восстановленных локомотивов или их узлов за заданное время ; общее число ремонтов, связанных с восстановлением работоспособности локомотивов после отказов.

Среднее время, необходимое для восстановления работоспособности локомотива в период от , при известной функции распределения , будет равно

В то же время, если на обнаружение и устранение отказов было затрачено время , то статистическая оценка среднего времени восстановления работоспособности будет равна

Например, для функции распределения, изображённой на рис. 4.9, вероятность восстановления работоспособности локомотива в течение 10 ч. составляет всего 20% ( ). И только после простоя в течение 34 часов работоспособность локомотива будет всегда восстановлена ( ), вне зависимости от тяжести или последствий отказа. Математическое ожидание времени простоя локомотива в депо после отказа составляет 17 ч.

Р ис. 4. 9. Вероятность восстановления работоспособности локомотива за и среднее время восстановления работоспособности

Операции технического обслуживания и текущих ремонтов оцениваются средними трудоёмкостями и средними стоимостями их проведения. Они могут исчисляться в абсолютных величинах – соответственно, в ч-часах или руб., или в относительных величинах. Для этого пользуются понятиями удельной трудоёмкости, т.е. отношения средней трудоёмкости к наработке за анализируемый период (ч-час/10³ ткм), и удельной стоимости – отношение средней стоимости технологических операций к наработке за тот же период (руб./10³ ткм).