Забезпечення показників якості резервуванням заміщенням

Одним з найефективнішим засобом забезпечення надійності в експлуатації і, як наслідок, якості машин є резервування заміщенням.

Для машин в експлуатації знаходять застосування такі показники надійності:

– середнє напрацювання на відмову ;

– середній час відновлення працездатного стану ;

– коефіцієнт готовності .

Перший показник надійності характеризує безвідмовність об’єкту і може бути визначений як відношення повної тривалості роботи об’єкта до повного числа зареєстрованих відмов

. (2.16)

Другий показник характеризує ремонтопридатність об’єкта, його визначають як відношення сумарного часу, витраченого на відновлення , до загального числа відновлень, чисельно рівних кількості виниклих відмов :

. (2.17)

Коефіцієнт готовності – комплексний показник надійності. Він кількісно характеризує властивості як безвідмовності об’єкта, так і ремонтопридатності, і визначається як ймовірність того, що об’єкт опиниться в працездатному стані в довільний момент часу:

. (2.18)

Можна вважати, що чисельно рівний частці працездатних об’єктів у будь-який момент часу.

Для визначення перерахованих показників надійності ремонтованих об’єктів потрібний статистичний матеріал, який зазвичай збирається в умовах рядової експлуатації, або в умовах підконтрольних спеціальних випробувань.

Надійність об’єкту як системи, що складається з ряду елементів, можна визначити також по даним про надійність кожної її складової частини або елементу. Як правило, визначити показники надійності деталі або вузла простіше, ніж всієї системи в цілому. В даний час є необхідні методи і технічні засоби для випробування на надійність різних робочих органів, деталей, вузлів.

Надійність машини, як системи, залежить від її структури. Більшість машин і агрегатів – це системи з послідовною структурою, при якій відмова системи наступає у разі відмови будь-якого її елементу. Вид такої структури з трьох елементів представлений на рис. 2. 6. Це може бути, наприклад, ведучий міст базової машини, в якому елемент 1 – головна передача, елемент 2 – піввісь і елемент 3 – бортові редуктори. В цьому випадку говорять про послідовне з’єднання елементів в системі, а ймовірність безвідмовної роботи системи при незалежних відмовах елементів визначають по формулі:

(2.19)

де , і – ймовірність безвідмовної роботи елементів.

Рисунок 2.6 – Структурні схеми з трьох елементів:

а – послідовне з’єднання; б – паралельне з’єднання (постійне резервування);

в – резервування заміщенням

, (2.20)

де , і – ймовірність безвідмовної роботи основного і резервних елементів.

У мобільних машинах постійне резервування використовується значно рідше, ніж резервування заміщенням. При резервуванні заміщенням середнє напрацювання на відмову системи, що складається з одного основного (що працює) і К таких же резервних елементів, визначається за формулою

, (2.21)

де – середнє напрацювання на відмову елементу.

Середнє квадратичне відхилення напрацювання на відмову цієї системи визначається з виразу

, (2.22)

де – середнє квадратичне відхилення напрацювання на відмову елементу.

З (2.21) і (2.22) витікає, що коефіцієнти варіації напрацювання на відмову системи і елементу при резервуванні заміщенням зв’язані співвідношенням:

. (2.23)

При розподілі напрацювання на відмову системи згідно із законом Вейбулла його параметр форми однозначно визначається величиною коефіцієнта варіації . Ця залежність при з достатньою для практичного використання точністю описується наближеним виразом:

(2.24)

звідки, з обліком (2.23), витікає, що

. (2.25)

Параметр масштабу розподілу напрацювання на відмову системи, виходячи з (2.21) визначається по формулі:

. (2.26)

При зроблених припущеннях ймовірність безвідмовної роботи системи з того, що одного працює і К резервних (запасних) елементів, що послідовно включаються в роботу при настанні відмов на заданому інтервалі напрацювання , визначається з виразу:

(2.27)

в якому параметр визначається за формулою (2.25).

Ймовірність безвідмовної роботи елементу на інтервалі можна також визначати по формулі (2.27). Поклавши у ній , отримаємо вираз:

(2.28)

у якому параметр форми відповідно до (2.25) визначається за формулою

(2.29)

(2.30)

Величина цього показника відповідає заданому інтервалу часу роботи , із збільшенням якого коефіцієнт оперативної готовності монотонно зменшується. З його допомогою можна визначити середнє число працездатних машин до кінця періоду :

(2.31)

де – загальне число машин.

Поиск по сайту: