Практическая работа №2 расчет основных показателей надежности текстильных машин

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Ознакомление с порядком расчета основных показателей надежности тек­стильных машин на основании данных, полученных в ходе эксплуатационных испытаний машин.

2.1. План выполнения работы

1. Определить минимальный необходимый объем испытаний на безотказность.

2. Определить суммарную наработку машины в ходе испытаний, сравнить ее величину с минимальным необходимым объемом испытаний машины.

3. Определить средние групповые показатели данной серии.

4. Определить единичные показатели надежности машины.

5. Определить комплексные показатели надежности машин.

6. Определить количество успешных циклов испытаний, необходимых для контроля установленной безотказной наработки машины.

2.2. Краткие теоретические сведения

Показатели надежности текстильных машин определяются на основе ин­формации об отказах и простоях машин в ходе их определительных испытаний на надежность. В соответствии с ГОСТ 27.003-83 оборудование текстильной и легкой промышленности относится к группе 2, виду 1. При этом номенклатура показателей надежности восстанавливаемых изделий содержит:

Т_у - установленная безотказная наработка;

Т_уст1к - установленный срок службы до 1-го капитального ремонта;

Т_о - средняя наработка на отказ;

T_в - среднее время восстановления ;

Т_сл1к - средний срок службы до 1-го капитального ремонта.

Номенклатура показателей надежности восстанавливаемых изделий включает: Т_у и Т_о.

Согласно рекомендациям ГОСТ 27.002-89 испытания текстильных машин на надеж­ность проводятся по плану [NRT].

Для плана [NRT] минимальная продолжительность наблюдений при оцен­ке средних показателей безотказности машины определяется согласно ГОСТ 27.502-83 по формуле:

, (2.1)

где N - число машин под наблюдением;

- прогнозируемая средняя наработка машины на отказ, задается исходя из опыта эксплуатации машины прототипа;

ζ - коэффициент, определяемый из таблицы 2.2 (соответствует таблице 10 ГОСТ 27.502-83) при задаваемых нами предельной относительной ошибке δ доверительной вероятности γ₁; для текстильных машин обычно принимают γ₁=0,8, δ=0,2.

Найденное численное значение необходимой продолжительности наблю­дений округляют до ближайшего значения ряда R70 по ГОСТ 11.001-73 (см. таблицу 2.3).

После проведения испытаний машин на надежность определяют суммар­ную наработку машин в период испытаний:

t_сум= t_набл-(t₁+ t₂+ t₃+ t₄+ t₅) (2.2)

где t_набл = 8*S*N*R- календарное время наблюдений за машинами, маш*ч;

S - количество смен в рабочем дне;

N - количество машин под наблюдением;

R - количество рабочих дней в период испытаний;

t₁ - простои машин в период испытаний, связанные с их техобслуживани­ем, маш*час;

t₂ - простои, связанные с обнаружением и устранением отказов машин, маш*ч;

t₃ - простои, связанные с проведением планово-предупредительного ре­монта машин, маш*ч;

t₄ - простои машин по организационным причинам (отсутствие сырья, ра­бочих, электроэнергии и т.д.), маш*ч;

t₅ - простои, связанные с технологическим обслуживанием машин (ликви­дация обрыва нити, съем паковок, установка пустых патронов и т.д.), маш*ч.

Суммарная наработка машин в период испытаний считается достаточной, если выполняется условие:

, (2.3)

где: Т - минимальная продолжительность наблюдений, ч.

Далее определяют средние показатели надежности машины по результатам испытаний. Средняя наработка изделия на отказ равна:

, (2.4)

где m - количество полных отказов машин в период испытаний;

m_прив - количество приведенных отказов машин в период испытаний.

, (2.5)

где К - количество частичных отказов машин в период испытаний;

n - количество технологических мест на машине.

Среднее время восстановления работоспособного состояния машины:

, (2.6)

где t_i - время простоя машины при i-том полном отказе, маш*ч;

σ_j- время простоя технологических мест при j-том частичном отказе ма­шин, вер.*ч;

n_j - количество технологических мест, отказавших при j-том частичном от­казе машин.

Средний срок службы до 1-го капитального ремонта машины

, (2.7)

где Т i - срок службы i-той машины до 1-го капитального ремонта, месяцев;

N - количество машин, находившихся под наблюдением.

При расчете показателей надежности часть отказов может не учитываться: это отказы элементов, пополняемых из ЗИПа, отказы, не приводящие к наруше­нию производственного цикла, отказы, наносящие незначительный ущерб.

Далее определяем единичные показатели надежности испытываемой ма­шины.

Установленная наработка машины на отказ:

, (2.8)

где: Т_о - средняя наработка машины на отказ, маш*ч;

B₁ - коэффициент, определяемый по номограмме на рис. 2.1; Для определения коэффициента необходимо знать закон распределения безотказной наработки, коэффициент вариации V₁ и заданный уровень доверия γ₁.

Установленный срок службы до 1-го капитального ремонта: , (2.9)

где В₂ - коэффициент, определяемый по номограмме на рис. 2.1, для его опре­деления необходимо знать закон распределения сроков службы до 1-го капи­тального ремонта, коэффициент вариации V₂ и уровень доверия γ ₂.

Далее определяем комплексные показатели надежности машин:

,

где: К_г- коэффициент готовности.

,

где К_ти - коэффициент технического использования

ПРИМЕР 2.1

Варианты заданий в таблице 2.1. Для оборудования текстильной и легкой промышленности обычно прини­мается экспоненциальный закон распределения времени безотказной рабо­ты, т.е. закон Вейбулла при коэффициенте вариации V =1, а для срока службы до 1 капитального ремонта нормальный закон распределения с коэффициен­том вариации V₂ = 0,3 см. рис. 2.1. Уровень доверия принимается обычно равным Y₂=80%. При таких заданных параметрах получаем по номограмме на рис. 2.1б:

; .

Далее определяем количество успешных циклов испытаний, необходимых для контроля найденной установленной наработки машины на отказ. За цикл испытаний принимается период времени Т_и ≥ Т_у.

Необходимое количество циклов испытаний N определяем из таблицы 2.3 задавшись уровнем доверия γ₃ и доверительной вероятностью β.

ПРИМЕР 2.3

Варианты заданий в таблице 2.1. Для оборудования текстильной и легкой промышленности обычно прини­мается γ₃=0,8; β= 0,8, тогда из таблицы 2.3 получаем необходимое коли­чество циклов испытаний N = 8. Если испытываются 8 машин, то все они долж­ны отработать в течение цикла испытаний Т = Т_у без отказов. Если испытывается одна машина, то она должна отработать без отказов 8 циклов. После каждого цикла машина останавливается, производится поддержание ее рабочего состоя­ния, техническое обслуживание, после чего испытание возобновляется.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Таблица 2.1.

1.Для нечетных вариантов: δ=0,2, γ₁ =0,8; n_j =1; γ₂=80%; V₁ =1; V₂=0,3; γ₃=0,9; β=0,8; Для четных вариантов δ=0,15; γ₁=0,8; n_j =2; γ₂=90%; V₁=0,6; V₂=0,4; γ₃=0,8; β=0,9. Для вариантов с 1 по 20: закон распределения безотказной наработки - Вейбулла, закон распределения срока службы до первого капитального ремонта - логарифмически нормальный. Для вариантов с 21 по 45: закон распределения безотказной наработки - логарифмически нормальный, закон распре­деления срока службы до первого капитального ремонта - нормальный.

№ Ва ри ан та		Марка ис- пытываемо- го оборудо- вания		Про- гнозии руе- мая нара- ботка на отказ, То, маш* ч.		Кол- во рабо чих дней в пе- риод ис- пы- та- нии, R		Кол- во смен в рабо- чем дне, S				Кол- во ма- шин под на- блю дени ем, N				Простои машин в период испытаний по группам, маш*час																Кол-во отка- зов в период испытаний						Кол- во тех- нол. мест на маш				Суммарное время восста- новления от- казов						Сред- ний срок служ- бы до пер- вого кап. рем. меся- цев
																t1			t2			t3				t4			t5			пол- ных, m				час- тич- ных, k		^nj
1		2		3		4		5				6				7			8			9				10			11			42				13		14				15			16			17
1		БД-200RС		320		190		3				10				41,2			96			0				82			67			7				183		200				95			198,7			36,7
2		БД-200RС		230		175		3				12				67			89,8			120				85			94			5				241		200				88			185			40,1
3		БД-200RС		260		195		3				14				51			81			140				76			77			9				208		200				80,6			181			34,5
4		БД-200RС		250		205		3				18				61			84			0				91			84			6				179		180				83			192,6			39
5		БД-200RC RС		300		186		3				11				44			91			105				83			89			8				198		180				90,6			178,7			41
6		БД-200RC		200		198		2				9				49			95			101				74			69			7				230		180				94			189			37,8
7	БД-200RС				220		166				2				12			57			102				0			96			75			5	212					160		101				193,4		34,5
8	БД-200RС				210		190				2				11			54			98				104			77			84			8	187					160		97				195,2		38,2
9	БД-200RC				240		181				2				11			65			86				135			90			66,8			6	204					160		85				189		35,7
10	БД-200RC				180		188				2				14			• 67			80,4				131			75			82			9	196					200		79,4				181		40,6
11	СТБ2-330				180		193				3				8			59,1			87				0			97			83			5	-					1		87				-		30,1
12	СТБ2-330				170		181				3				7			96,6			68				115			85			64,1			7	-					1		68				-		29,6
1	2				3		4				5				6			7			8				9			10			11			42	13					14		15				16		17
13	СТБ2-330				195		190				3				4			99,1			85				120			88			76			6	-					1		85						24,5
14	СТБ2-330				160		170				3				5			87,7			91,1				0			101,8			73			5	-					1		91,1				-		30,8
15	СТБ2-330				175		180				3				6			76,6			106				126			94,8			86			9	-					1		106				-		36,7
16	СТБ2-330				165		182				2				7			104			112				97			76			69			7	-					1		112				-		40,1
17	СТБ2-330				190		195				2				6			94			135				0			83			75			6	-					1		135				-		38,2
18	СТБ2-330				200		176				2				5			71			98				91			74			64,4			8	-					1		98				-		32,6
19	СТБ2-330				185		187				2				4			85			87				80			92			79,3			5	-					1		87				-		38
20	СТБ2-330				205		179				2				5			106			81				114			97			95,6			7	-					1		81				-		42
21		ПМ-88Л6			340		165			3				6			110				96			90				82			91			5	322						320		95			181			24 — -I
22		ПМ-88Л6			310		196			3				7			90				120			127				64			74			6	253						320		119			242			20
23		ПМ-88Л6			330		160			3				8			75				85			93				89,2			83			7	295						300		84			198			32
24		ПМ-88Л6			300		178			3				1			67				94			74				78			92			8	332						300		93			291			35
25		ПМ-88Л6			320		184			3				6			85				89			83				69			76			4	427						340		87			335			35
26		ПМ-88Л6			315		165			2				5			94				101			99				89			85			7	436						340		100			276			28
27		ПМ-88Л6			345		176			2				4			108				95			0				84			82			6	419						320		94			228			35
28		ПМ-88Л6			325		197			2				5			89				87			131				77			90			5	348						320		86			217			30
29		ПМ-88Л6			305		188			2				6			81				98			114				94			97			4	352						300		97			288			26
30		ПМ-88Л6			335		179			2				7			78				118			122				67			85			8	408						300		117			295			27
31		АТПР-102У			280		198			3				8			116				94			0				75			124			6	-						1		94			-			39
32		АТПР-102У			295		171			3				7			86				79			150				90			86			5	-						1		79			-			33
33		АТПР-102У			210		179			3				9			98				120			164				78			91			4	-						1		120			-			36,8
34		АТПР-102У			230		172			3				6			102				141			152				93			73			8	-						1		141			-			41
35		АТПР-102У			285		186			3				5			95				112			168				89			87			7	-						1		112			-			38
36		АТПР-102У			290		195			2				4			91				105			0				74			71			6	-						1		105			-			32
37		АТПР-102У			305		192			2				5			84				126			127				91			99,5			8	-						1		126			-			29
38		АТПР-102У			310		175			2				6			81				98			138				105			110			4	-						1		98			-			35
39		АТПР-102У	180			168			2				7			105				84			0				102			89,8			5				-		1					84					28
40		АТПР-102У	225			179			2				8			89				87			119				96			94,4			6				-		1					87			-		40
41		П-75-А	320			185			3				7			98				135			0				131			98			7				223		240					134			208		29
42		П-75-А	305			169			3				6			91				106			108				67			115			8				280		240					105			190		35
43		П-75-А	240			190			3				5			192				115			95,5				75			88			4				267		288					114			255		32
44		П-75-А	300			164			3				4			79				126			0				127			79			5				302		288					125			236		31
45		П-75-А	250			180			3				5			105				95			100				95			90			6				287		312					94			214		36

Таблица 2.2

Значение коэффициента ζ

Значение ζ для планов [NTR][NMT] Предельная относи­тельная ошибка δ	ζ при γ1
	0,80	0,90	0,95	0,99
0,05	331	684	1052	2625
0,10	88	217	346	714
0,15	56	114	170	358
0,20	29	59	116	232

Таблица 2.3.

Количество циклов испытаний без отказов необходимые для контроля установленной наработки машины на отказ.

Уровень доверия γ 3	Кол-во циклов испытаний N при доверительной вероятности
	β =0,80	β=0,90	β=0,95
0,80 0,90 0,95	8 16 31	11 22 45	14 29 58

Рис. 2.1. Номограммы определения ресурсных показателей при распределении

а — нормальном; б — Вейбулла; в — логарифмически нормальном