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:

1. функциональную особенность – гипотетическое отделение системы от ее окружения; состав входов и выходов; функциональное соотношение между входами и выходами;

2. 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.