- •1. Надежность гидропривода
- •1.1 Общие термины и понятия
- •Основные понятия теории надежности
- •1.2 Отказ
- •1.3 Модели отказов
- •1.4 Общее уравнение надежности гидропривода
- •1.5 Законы распределения наработки на отказ
- •1.6 Показатели надежности невосстанавливаемых приводов
- •1.7 Показатели надежности восстанавливаемых приводов
- •1.8 Надежность систем с последовательным соединением элементов
- •1.9 Расчет надежности систем с параллельным соединением элементов
- •1.10 Резервирование
- •1.11 Расчет надежности систем с учетом восстановления резервных элементов
- •1.12 Метод структурных схем оценки надежности приводов
- •1.13 Расчет показателей надежности на этапе проектирования
- •1.14 Основные пути обеспечения и повышения надежности
- •2 Диагностика гидропривода
- •2.1 Техническая диагностика как наука о распознавании технического состояния
- •2.2 Постановка задач технической диагностики
- •2.3 Виды технического состояния
- •2.4 Диагностические признаки
- •2.5 Диагностические модели
- •2.6 Статистическая оценка технического состояния
- •2.7 Структура систем технической диагностики
1. Надежность гидропривода
1.1 Общие термины и понятия
Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.
Наука о надежности рассматривает только изменения показателей надежности во времени и не рассматривает вопросов достижения требуемых уровней показателей надежности.
Система управления качеством и надежностью
Проектирование (закладывается)
Доводка (обеспечивается)
Производство (обеспечивается и улучшается)
Эксплуатация (реализуется и улучшается)
Оценка надежности и технического состояния
Разработка мероприятий
Анализ причин
Информация об отказах
Рисунок 1 – Организация структуры обеспечения надежности
Надежность закладывается на этапе проектирования, обеспечивается на этапе доводки и производства, реализуется и улучшается на этапах эксплуатации и производства.
Объекты теории надежности:
Изделие – единица продукции, выпускаемая предприятием;
Элемент – простейшая составная часть изделия, может состоять из многих деталей;
Система – совокупность совместно действующих элементов, предназначена для самостоятельного выполнения заданных функций.
Описание системы включает:
функциональную особенность – гипотетическое отделение системы от ее окружения; состав входов и выходов; функциональное соотношение между входами и выходами;
структуру системы – идентификацию элементов системы и определение иерархического порядка (разделение сложной системы на подсистемы и элементы различных уровней сложности); определение свойств элементов; определение взаимосвязей между элементами.
Виды состояний:
исправное – при котором привод соответствует всем требованиям нормативно-технической документации (НТД);
неисправное – при котором привод не соответствует хотя бы одному требованию НТД;
работоспособное – при котором изделие способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах установленных НТД;
неработоспособное – при котором значение хотя бы одного заданного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям НТД;
предельное – при котором дальнейшая эксплуатация привода должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности, снижения эффективности и необходимости проведения ремонта.
Основные понятия теории надежности
Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной потере работоспособного состояния, т.е. отказ характеризует не только прекращение работы системы, но и выход хотя бы одного параметра системы за пределы НТД.
Повреждение – нарушение исправного состояния вследствие воздействия внешних факторов, превышающих уровни, установленные НТД. Повреждениями являются все неисправности, которые в данный момент не приводят к отказу, но являются отклонением от нормы.
Дефект – любое несоответствие требованиям НТД. Понятие дефекта применяется при контроле качества продукции в процессе ее изготовления, ремонта и дефектации технического состояния изделия.
Безотказность – свойство привода непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки в определенных условиях эксплуатации.
Долговечность – свойство привода сохранять работоспособное состояние да наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. При этом показателями предельного состояния являются моральный и физический износ:
Моральный износ – показатель предельного состояния с экономической точки зрения, отражает потребительскую стоимость привода и технического совершенство;
Физический износ – показатель предельного состояния, при котором затраты на эксплуатацию и ремонт превышают допустимые значения.
Наработка – продолжительность или объем работы привода, которые могут быть выражены временем, циклом срабатывания и т.д. Различают суточную, месячную, годовую наработку, до первого отказа, до первого ремонта и т.д.
Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации привода от ее начала или возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.
Ресурс – наработка привода от начала эксплуатации или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния. Отличие ресурса от срока службы заключается в том, что первый является оценкой фактической наработки привода, а второй характеризует продолжительность «жизни» привода с момента ввода в эксплуатацию независимо от характера его использования, в том числе хранения на складе.
Средний ресурс – среднее значение ресурса совокупности приводов одного типоразмера и использования:
где – количество приводов;
- ресурс j-го элемента.
Средняя наработка на отказ – отношение наработки восстанавливаемого привода к математическому ожиданию числа отказов в течение этой наработки.
Ремонтопригодность – свойство изделия, которое заключается в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонта.
Сохраняемость – свойство привода непрерывно оставаться в работоспособном состоянии во время и после хранения и транспортирования.
Восстанавливаемый – привод, работоспособность которого может быть восстановлена предусмотренной системой ремонтов. Восстанавливаемые приводы характеризуются:
Восстанавливаемостью – свойство изделия, заключающееся в возможности при определенных условиях эксплуатации возобновления допустимых значений его параметров в результате устранения причин. Восстанавливаемость оценивают отношением заданного параметра изделия после восстановления к допускаемому значению данного параметра;
Средним временем восстановления работоспособного состояния;
Вероятностью восстановления работоспособного состояния в заданное время.
В целом гидросистема относится к восстанавливаемым системам, т.к. после замены элемента (например, насоса) она полностью восстанавливает свои характеристики.
Невосстанавливаемый – не подлежащий восстановлению после отказа по техническим или эксплуатационным причинам.
Понятия «восстанавливаемое (невосстанавливаемое) изделие» и «ремонтируемое (неремонтируемое) изделие» не эквивалентны, т.к. последнее характеризует свойство изделия, а первое учитывает и условия его эксплуатации.
Неремонтируемое изделие является невосстанавливаемым, а ремонтируемое может быть как восстанавливаемым, так и невосстанавливаемым в зависимости от условий эксплуатации.
Коэффициент технического использования – один из показателей, определяющих долговечность привода; есть отношение математического ожидания времени работоспособного состояния за некоторый период эксплуатации к математической сумме времен работоспособного состояния и всех простоев для ремонта и технического обслуживания:
где - время работы привода за некоторый период эксплуатации;
- сумма продолжительности времени ремонтов за этот же период эксплуатации.
Коэффициент долговечности – равен коэффициенту технического использования за весь период эксплуатации:
где - сумма относительных ремонтных потерь;
- время до очередного ремонта.
Коэффициент готовности – вероятность того, что изделие окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени кроме периодов, в которых эксплуатация не предусматривается; определяется как отношение математических ожиданий времени нахождения в работоспособном состоянии к математическому ожиданию суммы времен внеплановых ремонтов.