- •Лекция 1 Значение теории надежности.
- •Первопричина ненадежности:
- •Организация службы надежности
- •Состояния
- •События
- •Исправное состояние
- •Предельное состояние
- •Наработка до отказа
- •Надежность
- •Лекция 2 Показатели надежности
- •Показатели безотказности
- •Показатели долговечности
- •Показатели ремонтопригодности и сохраняемости
- •Вероятность восстановления работоспособного состояния в заданное время Рв(t0)
- •Принципы и классификация отказов
- •Лекция 3 Случайные величины и их характеристики
- •1. Функция распределения случайной величины х (функция вероятности)
- •2. Плотность распределения.
- •3. Математическое ожидание
- •4. Дисперсия случайной величины
- •Распределение Пуассона
- •Лекция 4 Особенности надежности восстанавливаемых систем.
- •Показатели надежности восстанавливаемых систем.
- •Лекция 5 Основные этапы расчета надежности
- •Этап №1
- •Этап №2
- •Пример 1
- •Структурная схема надежности
- •Пример 2
- •Этап №3
- •Этап № 4
- •Этап №5
- •Этап №6
- •Лекция 6 Методы расчета надежности невосстанавливаемых систем
- •Лекция 7 Метод перебора состояний
- •Лекция 8 Метод минимальных путей и сечений
- •Формирование минимальных путей
- •Формирование минимальных сечений
- •Лекция 9 Метод разложения относительно особого элемента
- •Лекция 10 Виды резервирования
- •Пассивное и активное резервирование
- •Лекция 12 Резервирование с дробной кратностью
- •Поэлементное резервирование
- •Лекция 13 Резервирование двухполюсных элементов
- •1) Последовательное соединение релейных элементов
- •2) Параллельное соединение релейных элементов
- •Лекция 14 Резервирование с голосованием по большинству
- •Лекция 15 Виды испытаний на надежность
- •Определительные испытания
- •Планы испытаний
- •План [nut]
- •План [nUr]
- •План [nrt]
- •План [nRr]
- •Точечные оценки
- •Лекция 16 Контрольные испытания
- •Нулевая гипотеза
- •Альтернативная гипотеза
- •Реальная ситуация
- •Тема: планы испытаний на надежность точечные оценки
Показатели долговечности
Технический ресурс (ресурс) – наработка объекта от начала его эксплуатации после ремонта до предельного состояния.
Ресурс выражается в единицах времени работы (обычно в часах). Однако ресурс может выражаться в других единицах: длина пути (км); единицах выпуска продукции (для технических машин).
Для не восстанавливаемых изделий используется понятие технического ресурса и наработки до отказа.
Срок службы – календарная наработка до предельного состояния. Включает и паузы в эксплуатации. В ряде случаев паузы в эксплуатации не учитываются:
Двигатели – моточасы; транспортные машины - км пробега по спидометру.
Эти показатели долговечности подразделяются на:
-
γ-процентные;
-
средние до текущего (капитального) ремонта;
-
полные;
-
средние до списания.
- процентные показатели – это показатели, которые имеют или превышают в среднем обусловленное число (γ) процентов изделий данного типа. Они характеризуют долговечность изделия при заданной вероятности сохранения работоспособности.
Гамма - процентный ресурс является, в частности, основным расчетным показателем подшипников качения.
К существенным достоинствам этого показателя относятся возможность его определения до завершения испытания всех образцов, хорошая количественная характеристика случаев ранних разрушений и др. для изделий серийного и массового производства, в частности для подшипников качения, наиболее часто используют 90%-ный ресурс. Для подшипников весьма ответственных изделий γ-ресурс выбирают в размере 95% и выше. Если отказ опасен для жизни людей γ-ресурс приближают к 100 %.
Показатели ремонтопригодности и сохраняемости
-
Среднее время восстановления работоспособного состояния τв
-
Вероятность восстановления работоспособного состояния в заданное время Рв(t0)
-
Сроки сохраняемости ( средний и γ-проценнтный).
Для автоматизированных комплексов и сложных систем чаще всего используют комплексные показатели ремонтопригодности.
-
Коэффициент технического использования – отношение математического ожидания времени работоспособного состояния за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий времени работоспособного состояния и всех простоев для ремонтов и технического обслуживания.
-
Коэффициент готовности – вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме периодов, в которых эксплуатация не предусматривается.
Коэффициент готовности определяется как отношение математических ожиданий времени нахождения в работоспособном состоянии к математическим ожиданиям суммы этого времени и времени внеплановых ремонтов.
Принципы и классификация отказов
Отказы можно разделить на случайные и систематические.
Случайные отказы – это непредусмотренные перегрузки, дефекты материала и погрешности изготовления, не необнаруженные при контроле, ошибки обслуживающего персонала или сбои системы управления. Случайные факторы преимущественно вызывают отказы при действиях в неблагоприятных условиях.
Систематические отказы – это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений: влияние среды, температуры, облучение, коррозия, старение, нагрузки и работа трения, усталость, износ, засорение, залипание и т.п.
В соответствии с этими причинами отказы можно классифицировать по следующим признакам:
1. По характеру развития и проявления.
1.1 Внезапные (поломки от перегрузок, заедание и т.п.);
1.2 Постепенные по развитию и внезапные по проявлению (усталостные разрушения, перегорание ламп, короткие замыкания из–за старения изоляции и т. п.);
1.3 Постепенные (износ, старение, залипание, заедание и т.п.).
2. По причинам возникновения
2.1 Конструкционные отказы (недостатки конструкций);
2.2 Технологические отказы (несовершенство или нарушение технологии);
2.3 Эксплуатационные отказы (неправильная эксплуатация).
3. По физической природе, связанные с разрушением деталей или их поверхностей (поломки, выкрашивания, износ, коррозия, старение), не связанные с разрушением (засорение каналов подачи топлива, смазки; ослабление соединений, загрязнение или ослабление электроконтактов).
4. По последствиям: легкие – легкоустранимые; средние – не вызывающие разрушения других узлов; тяжелые – вызывающие вторичные разрушения.
5. По возможности дальнейшего использования: полные – использующие возможность работы изделия до их устранения; частичные, при которых изделие можно частично использовать.
6. По сложности устранения: устранимые в порядке технического обслуживания; устранимые в порядке среднего ремонта; устранимые в порядке капитального ремонта; самоустраняющиеся отказы.
7. По месту устранения: отказы, устранимые в эксплуатационных условиях; отказы, устранимые в стационарных условиях; самоустраняющиеся отказы.
8. По времени возникновения:
8.1 Приработочные отказы – возникающие в первый период эксплуатации, связанные с отсутствием приработки и с попаданием на сборку дефектных элементов, не отбракованных контролем;
8.2 Отказы, возникающие при нормальной эксплуатации, в период до появления износовых отказов;
8.3 Износовые отказы – связанные с естественным износом и старением элементов.