Показатели надежности машин



Практическое решение вопроса выпуска изделий высокого качества базируется на выявлении фактического уровня надежности, оценка которого производится с помощью показателей, получаемых по определенным математическим зависимостям. Следует отметить, что применение тех или иных математических зависимостей для оценки показателей надежности изделий имеет свои особенности. К числу таких особенностей относится необходимость четкого разделения исследуемых изделий па два класса: ремонтируемые и неремонтируемые.

К ремонтируемым относятся такие изделия, которые в случае возникновения в них неисправности могут быть восстановлены в процессе эксплуатации, к неремонтируемым — изделия, которые в случае возникновения неисправности не могут быть восстановлены в процессе эксплуатации или не подлежат ремонту.

Примером ремонтируемых изделий являются станки, тракторы, буровые установки, электронно-вычислительные машины, примером неремонтируемых изделий — подшипники, поршневые кольца, полупроводниковые приборы.

При оценке количественных показателей надежности основными величинами, участвующими в расчетах, являются число отказов и величина наработки.

Показатели надежности изделия не могут быть измерены непосредственно. Показатели, полученные по статистическим дни ним, являются величинами случайными. Поэтому возникает необходимость, на основании значений, которые принимают случайные величины, найти статистические оценки некоторых параметров. Оценки должны обладать определенными свойствами: несмещенности, состоятельности и эффективности. Указанными свойствами обладают средние арифметические величины. Рассмотрим некоторые из показателей надежности.

Одним из основных показателей надежности неремонтируемых изделий является средняя наработка до отказа (Tср), т. е. среднее значение наработки одного изделия в партии от начала учета до первого отказа. Этот показатель определяется по формуле

,

где t_i — значение наработки до первого отказа;

i — номер изделия в партии;

п — количество всех изделий в партии.

Другим показателем надежности неремонтируемых изделий является интенсивность отказов λ(t)—неремонтируемых изделии, отказавших в единицу времени, при условии, что отказавшие изделия не заменяются исправными.

Интенсивность отказов определяется для малых промежутков времени по формуле

,

где Δn -число отказов за промежуток времени Δt_i;

N -начальное число изделий;

n_i — общее число отказавших изделий к началу рассматриваемого промежутка времени.

Построенная по этим значениям плавная кривая даст функцию интенсивности отказов λ(t) в зависимости от времени наработки. Для ремонтируемых изделий одним из основных показателей надежности является наработка на отказ T, т. е. среднее значение наработки ремонтируемого изделия между отказами:

где T_н — наработка от начала сбора данных до первого отказа, между отказами и от последнего отказа до момента поступления сведений на обработку (для многих видов изделий величина T_н может быть определена как разность между значением наработки к моменту окончания сбора статистических данных и значением наработки на начало сбора); n — число отказов за время сбора данных.

Другим показателем надежности ремонтируемых изделий является параметр потока отказов с одной из простейших формул его определения имеет вид:

Вероятность безотказной работы неремонтируемых изделий P(t), т. е. вероятность того, что при тех же условиях эксплуатации, при которых получены данные, и за такой же период времени не произойдет отказ, можно определить по формуле

где N(t) -число изделий, рабоспособных к моменту времени t; No- число новых изделий, одновременно поставленных на испытания.

Для ремонтируемых изделий вероятность безотказной работы от начала сбора данных до интересующего нас момента времени t можно рассчитать по формуле

где n(t) — -число изделий, имевших хотя бы один отказ за период

времени от 0 до t;

N — число изделий, по которым собрана информация. Если изделие состоит из нескольких устройств, по которым определены параметры потока отказов, общий параметр потока отказов определяется по формуле

где N — число устройств в изделии;

ω — параметр потока отказов i-го устройства.

При наличии информации о надежности нескольких однотипных изделий наработку на отказ можно определить по формуле

где N;— суммарная наработка i-гo изделия;

n_i- суммарное число отказов i-го изделии;

N — количество однотипных изделий.

Показателем надежности ремонтируемого изделия, получаемым по статистическим данным, является также среднее время, затраченное на отыскание и устранение одного отказа. Обычно этот показатель определяют без учета времени, затраченного на устранение отказов при проведении профилактических работ. Его называют средним временем восстановления Тв и определяют по формуле

где n — количество отказов;

t_вi -время восстановления изделия после 1-го отказа;

t_oi — время на отыскание i-го отказа;

t_yi — время на устранение i-го отказа.

При наличии в ремонтируемом изделии нескольких устройств среднее время восстановления может быть рассчитано следующим образом:

Вероятность того, что ремонтируемое изделие будет работоспособным в любой момент времени, определяют по формуле

где К_г — коэффициент готовности; Т — наработка на отказ;

T_в — общее время, затраченное на отыскание и устранение отказов и неисправностей.

Коэффициент готовности (К_г) означает вероятность того, что изделие будет работоспособным в произвольный момент времени в промежутке между плановыми техническими обслуживаниями.

По статистической информации можно определить также коэффициент восстановления ресурса (С_р) как отношение ресурса капитально отремонтированного изделия к среднему ресурсу того же изделия до капитального ремонта.

Для ремонтируемых изделий рассчитывается коэффициент технического использования (т. и.), который представляет собой долю наработки изделия (в час) за период сбора данных к сумме наработки и времени всех простоев, использованных на техническое обслуживание и текущие ремонты за тот же период. Коэффициент технического использования определяют из выражения

где T_т.и -количество изделий, по которым собиралась информация;

Т_bi — время наработки с i-го изделия; Т_т.оi.- время технического обслуживания i-го изделия; Т_рi -время ремонта i-го изделия.

Литература:

1. ГОСТ 27.002–1993 Надежность в технике. Термины и определения — М.: изд. Стандартов, 1993.
2. Надежность и ремонт машин / В. В. Курчаткин, Н. Ф. Тельнов, К. А. Ачкасов и др.; Под ред. В. В. Курчаткина — М.: Колос, 2004.- 776 с.
3. Ермолов Е. С. и др. Основы надежности сельскохозяйственной техники / Л. С. Ермолов, В. М. Кряжков, В. Е. Черкун — М.: Колос, 1982.
4. Черноиванов В. И. Бледных в.В и др. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйствеЖ Учебное пособие / Под ред. В. И. Черноиванова — М.: Челябинск, ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2003.