- •Дисциплина: «Эксплуатация электрооборудования» Лекция №3. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И
- •УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ: 1 Основные показатели Системы ТО и Р. 2 Выбор периодичности ТО
- •1.Основные показатели Системы ТО и Р:
- •Объем ТО и Р определяется количеством выполняемых операций и выражается в единицах времени
- •2. Выбор периодичности ТО и Р.
- •Недостатком этого метода то, что он не учитывает возможные постепенные отказы элементов (износ,
- •В отличие от указанных методов определение периодичности работ на основании результатов периодического контроля
- •2.1 Выбор периодичности технического обслуживания и ремонта из условий максимальной вероятности обнаружения неисправности
- •Рисунок 3.1 – Возможные состояния оборудования в процессе эксплуатации
- •В случае, если времена Т1 и Т2 независимы и имеют
- •Рассмотрим случаи, когда значения времени Т1 и Т2 независимы и
- •Определим вероятности двух других ситуаций, возможных в момент начала выполнения ТО-1.
- •Как показано ранее, для расчета оптимальных сроков проведения работ при ТО необходимо знать
- •Используя эти данные, можно определить оценки математических
- •Зная значения Tср и Tср1 , определяем оценки соответствующих
- •Таким образом, последовательность выполнения расчетов оптимальных сроков проведения работ сводится к следующему:
- •2.2 Выбор периодичности технического обслуживания и ремонта из условия минимального коэффициента неработоспособного состояния
- •Оптимальное время
- •2.3 Выбор оптимальной периодичности технического обслуживания и ремонта из условия минимальной стоимости работ
- •Необходимое время на проведение одного ТО и Р:
- •С учетом (3.23) и (3.24) выражение (3.22) запишем:
- •2.4 Выбор оптимальной периодичности технического обслуживания и ремонта электрооборудования, находящегося в дежурном режиме
- •При этом воспользуемся следующими допущениями:
- •За рассматриваемый отрезок времени оборудование будет в не
- •Обозначим левую часть уравнения (3.32) через ᵠ(tр).
- •3. Определение оптимальной продолжительности технического обслуживания и ремонта электрооборудования
- •В качестве количественной характеристики, позволяющей учесть влияние продолжительности работ по ТО и Р
- •Учитывая, что
- •Продолжительность ТО и Р включает в себя следующие
- •Принцип построения плана ТО и Р оборудования в целом заключается в следующем:
- •Рисунок 3.2 – План-график ТО и Р
- •ЛИТЕРАТУРА
В случае, если времена Т1 и Т2 независимы и имеют
экспоненциальные распределения с параметрами λ1 и λ2 , соответственно, параметр потока отказов (t) будет определяться следующим выражением [3,5,6]:
t |
|
1 2 |
|
|
1 2 |
||
|
1 e 1 2 t .
Если ТО проводятся с периодичностью tр, то после каждого ТО значение параметра потока отказов становится равным нулю, а
между ТО изменяется. |
|
|
Порядок вычислений следующий: |
|
|
1. |
Находят плотность распределения f(t) времени отказа. |
|
2. |
Определяют вероятности Pн tp1 |
и P о t p1 |
3. |
Находят искомую вероятность |
Pн о t p1 |
|
Поэтому целесообразно после определения срока вычислить и скорректировать с учетом этого значения.
Рассмотрим случаи, когда значения времени Т1 и Т2 независимы и
имеют экспоненциальное распределение с параметрами λ1 и λ2 , соответственно. Вероятность запишется:
Pно t p1 |
|
|
1 |
|
2 t p1 |
|
1t p1 |
|
|
|
|
e |
|
e |
|
. |
(3.4) |
||
1 |
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Для определения оптимального срока проведения ТО получим:
|
|
|
|
tp,опт |
ln |
|
1 |
ln |
2 |
, |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
или |
t p, опт |
, |
где |
|
|
|
|
1 |
; |
|
ln |
. |
||||
2 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
2 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Для удобства пользования, рассчитанные значения функции сводятся затем в таблицу, (табл.П2.2, П2.3).
Определим вероятности двух других ситуаций, возможных в момент начала выполнения ТО-1.
Вероятность того, что за период между ТО не возникнет неисправность равна:
Pн tp1 e 1tp1.
Вероятность возникновения отказа определим из уравнения:
1tp1 |
|
1 |
1tp1 |
|
2 1 tp1 |
|
|
||
Pо tp1 1 e |
|
|
|
e |
1 e |
. |
(3.8) |
||
1 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
При практических расчетах может быть также применена формула:
Pо tp1 1 Pн tp1 Pно tp1 . |
(3.9) |
Подставив (2.44) в (2.42) и (2.45), после преобразований получим:
Pн e ; |
Pно |
|
e e . |
(3.10,11) |
1 |
Как показано ранее, для расчета оптимальных сроков проведения работ при ТО необходимо знать плотности распределения f1(t) и f2(t), а для расчета оптимальной периодичности – параметры:
|
|
|
1 |
; |
|
|
|
1 |
. |
|
|
2 |
|||||||||
|
|
|
||||||||
1 |
|
Tср1 |
|
|
|
Tср2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные для получения f1(t), f2(t), λ1 (илиТср1 ) и λ2 (или Тср2) получены в результате эксплуатации. По статистическим
данным за период эксплуатации оборудования можно подсчитать:
n(1)
- суммарное количество неисправностей определенного типа, 1 обнаруженных при ТО;
- количество отказов n, которым предшествовали неисправности рассматриваемого типа.
Так как неисправности предшествовали отказам, то общее количество неисправностей, проявившихся в устройствах за этот
срок эксплуатации равно: |
n1 |
n (1) n. |
За этот же срок |
|
|
эксплуатации известна наработка всех N испытуемых изделий.
Используя эти данные, можно определить оценки математических |
|||||||||||||||||||
ожиданий: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
времени наступления неисправности |
|
|
|
|
|
|
|
|
tN |
|
|
tN |
; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
n1(1) n |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
n1 |
|
|
|||||||
времени возникновения отказа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
N |
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T ср |
|
|
|
|
||||||
Воспользовавшись выражением , |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|||||||||||
T |
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
ср |
|
ср1 |
|
|
ср2 |
|
|
|
|
|||||||
по известным значениям Tср и |
|
ср1 |
находим оценку для |
|
|||||||||||||||
T |
|
математического ожидания второй стадии развития отказа:
T |
T |
|
|
|
n1(1) tN |
. |
(3.14) |
|
T |
||||||||
ср2 |
ср |
|
ср1 |
|
n n1(1) n |
|
|
Зная значения Tср и Tср1 , определяем оценки соответствующих
интенсивностей, необходимые для нахождения оптимального
периода профилактических работ: |
|
|
|
|
|
1 |
(1) |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
n1 |
n ; |
|||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
Tñð1 |
|
tN |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
1 |
|
n n1(1) n . |
|||||||
|
T |
|
||||||||||
|
2 |
|
|
n |
(1) |
t |
N |
|||||
|
|
|
|
|
ñð 2 |
1 |
|
При оценке точности характеристик обычно задаются значениями
доверительной вероятности =0,8 0,95. Доверительные границы
для |
|
ср и Tср1 определяют по формулам: T1н |
|
t N r2 |
r2 |
|
|
ср1; |
||||
T |
||||||||||||
T |
||||||||||||
n1 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
T |
|
t N r1 |
|
r |
|
|
, |
|||
|
|
|
T |
|||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
1в |
|
n1 |
1 ср1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где r1 и r2 – коэффициенты, рассчитанные по параметрам α1,n1 (α, n) распределения Пуассона. Все данные расчетов сводятся в таблицу [Приложение табл.П2.4], откуда и берутся значения коэффициентов r1 и r2 [2,3].
Таким образом, последовательность выполнения расчетов оптимальных сроков проведения работ сводится к следующему:
1. Находят интенсивности, соответствующие средним значениям времени возникновения неисправности и второй стадии развития отказа:
|
|
|
|
|
|
1 |
|
; |
|
|
|
|
|
1 |
. |
|
||
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
|
Tср1 |
|
2 |
|
Tср2 |
|
|||||||||||
2. Вычисляют значения периодичности tр.опт ТО, при которой |
Pно |
|||||||||||||||||
обеспечивается наибольшее разрежение потока отказов (max |
||||||||||||||||||
вероятности ): где |
|
|
|
|
|
|
|
|
– значения коэффициента [3]. |
|||||||||
|
|
|
|
1 |
|
Рн (tр), Ро (tр). |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
3. Строят графики функций: Рно(tр),2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основе анализа, полученного значения tропт графиков функций и
особенностей организации и выполнения работ принимают окончательное решение относительно периодичности проведения технического обслуживания.
2.2 Выбор периодичности технического обслуживания и ремонта из условия минимального коэффициента неработоспособного состояния оборудования
Оборудование может часть времени находиться в работоспособном состоянии, а другую часть времени – в неработоспособном состоянии: неисправно или в режиме проведения технического обслуживания и ремонта. Доля времени простоя оборудования в период между ТО может быть оценена коэффициентом неработоспособности Кн. Кн представляет собой отношение суммарного времени устранения неисправностей (отказов) за i-й период между ТО к общему времени проведения i-го ТО и i-го периода между ТО. Максимальной готовностью обладает то оборудование, которое имеет Кн=min. Уменьшение возможно за счет увеличения периода между ТО и за счет сокращения времени на ТО и Р. Следует найти оптимальную величину tpi , соответствующую Кн=min.
Оптимальное время |
периода между ТО из условия минимального |
|||||||||||
значения коэффициента неработоспособности равно: |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 pt |
в |
|
|
||
t |
|
|
T |
|
1 |
|
|
|
1 . |
|||
|
|
|
|
|||||||||
|
p,опт |
рег |
|
|
|
qT T |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
в рег |
|
|
Следовательно, величина периода между ТО определяется временем проведения работ ТРЕГ, средним временем
восстановления работоспособности при одном отказе ТВ,
интенсивностью внезапных отказов p и коэффициентом постепенных отказов q.
На практике для приближенного расчета величины периода между ТО можно пользоваться упрощенной формулой:
t p, опт |
|
2Tрег |
|
. |
|
qTв |
|||||
|
|
|
|
2.3 Выбор оптимальной периодичности технического обслуживания и ремонта из условия минимальной стоимости работ
Суммарные затраты на ТО и Р оборудования определяются по формуле: С = Срег + Св, (3.21) где СРЕГ – стоимость работ при проведении ТО и Р; СВ – стоимость
устранения одной неисправности в период между ТО. Стоимость работ при ТО и Р определяется:
Срег С0регТрег СN N m,
где С0РЕГ – стоимость одного часа проведения работ; ТРЕГ – время, затраченное на проведение одного ТО и Р; СN – стоимость
замененного элемента (блока); N – количество замененных элементов при проведении одного ТО и Р; m – количество проведенных ТО и Р за рассматриваемый промежуток времени эксплуатации.