Для протяжного станка задан гамма процентный ресурс

Показатели долговечности объектов

Для введенного в п. 1.2 понятия «долговечность» используются следующие показатели:

1. Срок службы Тсл. – календарная продолжительность эксплуатации объекта от её начала до наступления предельного состояния.

2. Ресурс Тр – наработка объекта от начала эксплуатации до наступления предельного состояния (может быть расстояние и время).

Строго говоря, технический ресурс может быть регламентирован следующим образом: до среднего, капитального, от капитального до ближайшего среднего ремонта и т. п. Если регламентация отсутствует, то имеется в виду ресурс от начала эксплуатации до достижения предельного состояния после всех видов ремонтов. Для невосстанавливаемых объектов понятия технического ресурса и наработки до отказа совпадают.

Назначенный ресурс Тн.р. – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от технического состояния (есть ряд объектов, которые снимаются с эксплуатации при выработке назначенного ресурса).

На рисунке 3.3 приведена графическая интерпретация перечисленных показателей, при этом:

t0 = 0 – начало эксплуатации;

t1, t5 – моменты отключения по технологическим причинам;

t3, t7 – моменты вывода объекта в ремонт, соответственно, средний и капитальный;

t9 – момент прекращения эксплуатации;

t10– момент отказа объекта.

рис.3.3. Схема эксплуатации объекта

Технический ресурс (наработка до отказа)

Для большинства объектов в качестве критерия долговечности чаще всего используется технический ресурс.

Средний ресурс Тр.ср. (средний срок службы Тсл. ср.) – среднее значение ресурса (срока службы) совокупности объектов одного типа, размера и использования:

, (3.34)

. (3.35)

5. Гамма-процентный ресурс – наработка, с течением которой изделие не достигает предела состояния с заданной вероятностью g:

(3.36)

Fp(t)

Гамма-процентный ресурс Тg = 90 % означает, что данное изделие проработает до своего предельного состояния с вероятностью более 90 %, либо вероятностью 10 % того, что изделие выйдет из строя.

Пример 3.3. Для протяжного станка задан гамма-процентный ресурс

Тg = 99 %. Определить необходимый показатель интенсивности отказов, время эксплуатации (срок службы) Т = 12000 ч.

Р(t)= e — l t ; ; Р = 0,99; ч -1

Пример 3.4. Наработка до отказа t для 10 персональных компьютеров составила 21, 42, 68, 36, 18, 49, 16, 22, 74, 18 ч. Вычислить надёжность персонального компьютера ПК в течение 40 ч и определить интенсивность отказов в период между 20 и 50 ч работы и среднюю наработку до отказа.

Считается, что компьютеры работают в течение периода нормальной эксплуатации, для которого выполняются условия:

(при (t) = const)

.

Значение Т0 находится путём подстановки f(t) в последнее уравнение:

;

ч -1 ;

.

Источник

Показатели долговечности объектов

Для введенного в п. 1.2 понятия «долговечность» используются следующие показатели: срок службы Тсл, ресурс Тр, назначенный ресурс Тн.р, средний ресурс Тр.ср, гамма-процентный ресурс Тγ.

Срок службы Тсл – календарная продолжительность эксплуатации объекта от её начала до наступления предельного состояния.

Ресурс Тр – наработка объекта от начала эксплуатации до наступления предельного состояния (может быть расстояние и время).

Строго говоря, технический ресурс может быть регламентирован следующим образом: до среднего, капитального, от капитального до ближайшего среднего ремонта и т. п. Если регламентация отсутствует, то имеется в виду ресурс от начала эксплуатации до достижения предельного состояния после всех видов ремонтов. Для невосстанавливаемых объектов понятия технического ресурса и наработки до отказа совпадают.

Назначенный ресурс Тн.р – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от технического состояния (есть ряд объектов, которые снимаются с эксплуатации при выработке назначенного ресурса).

На рис. 3.3 приведена графическая интерпретация перечисленных показателей, при этом:

t0 = 0 – начало эксплуатации;

t1, t5 – моменты отключения по технологическим причинам;

t3, t7 – моменты вывода объекта в ремонт, соответственно, средний и капитальный;

t9 – момент прекращения эксплуатации;

t10– момент отказа объекта.

t0= 0 t1 t2 t3 ­t4 t5 t6 t7 t8 t9 t
Наработка

рис. 3.3. Схема эксплуатации объекта

Технический ресурс (наработка до отказа):

Для большинства объектов в качестве критерия долговечности чаще всего используется технический ресурс.

Средний ресурс Тр.ср (средний срок службы Тсл.ср) – среднее значение ресурса (срока службы) совокупности объектов одного типа, размера и использования:

, (3.36)

. (3.37)

Гамма-процентный ресурс Тγ – наработка, с течением которой изделие не достигает предела состояния с заданной вероятностью g:

. (3.38)

Гамма-процентный ресурс Тg = 90 % означает, что данное изделие проработает до своего предельного состояния с вероятностью более 90 % либо выйдет из строя с вероятностью 10 %.

Пример 3.3. Для протяжного станка задан гамма-процентный ресурс

Тg = 99 %. Определить необходимый показатель интенсивности отказов, время эксплуатации (срок службы) Т = 12 000 ч.

Р(t) = e – l t ; ; Р(t) = 0,99; ч –1 .

Пример 3.4. Наработка до отказа t для 10 персональных компьютеров составила в часах: 21, 42, 68, 36, 18, 49, 16, 22, 74, 18. Вычислить надёжность персонального компьютера в течение 40 ч и определить интенсивность отказов в период между 20 и 50 ч работы и среднюю наработку до отказа.

ч,

Считается, что компьютеры работают в течение периода нормальной эксплуатации, для которого выполняются условия:

,

При (t) = const

.

Значение Т0 находят путём подстановки f(t) в последнее уравнение:

ч;

ч –1 ;

.

Источник

Задачи по определению надежности объекта

№ вари­анта Содержание задачи
Определить время безотказной работы токарного станка при заданной вероятности безотказности 0,88 и интенсивности отказов кинема­тических пар станка, равной 3 · 10 – 5 ч –1
Для протяжного станка задан гамма-процентный ресурс ТГ = 99 %, определить необходимый показатель интенсивности отказов λс уче­том заданного времени эксплуатации, равного 12 000 ч
Питание цехового электрического трансформатора осуществляется кабелем, определить надежность его против обрыва после эксплуата­ции на протяжении 5000 ч (λ = 3 · 10 – 6 ч –1 )

Окончание табл. 1

Для электродвигателя вентилятора местной вытяжной вентиляции машины литья под давлением установлено время безотказной работы t = 2000 ч, определить P(t) (λ = 3 · 10 – 4 ч –1 )
Определить P(t) концевого выключателя строгального станка при за­данном времени безотказной работы в 5000 ч (λ = 3 · 10 – 4 ч –1 )
Для автоматического выключателя электроэрозионного станка уста­новлена P(t) = 0,9999, определить время безотказной работы (λ = 1 · 10 – 3 ч –1 )
Для транспортной машины задан гамма-процентный ресурс TГ = 99,95 %, который должен иметь место на протяжении 5 000 ч эксплуатации, определить соответствующую ему интенсивность от­казов λ
Сцепление валов в машинах обеспечивается муфтами сцепления, при наработке 1200 ч определить их P(t) (λ = 4 · 10 – 6 ч –1 )
Определить время безотказной работы предохранительного клапана гидросистемы станка при заданной P(t) = 0,98 (λ = 1 · 10 –5 ч –1 )
Ограничители передвижений предупреждают аварийные ситуации, определить P(t) для них после работы в течение 14 000 ч (λ =1,65 · 10 – 7 ч –1 )
Пневматические цилиндры являются основными элементами пневмосистем встряхивающих формовочных машин, определить время работы, после которого P(t) составит 0,8 (λ = 2 · 10 – 9 ч –1 )
Время разгерметизации гидросистемы (утечки) из-за выхода из строя прокладок равно интервалу в 1500 ч, определить P(t) трубопроводов (λ = 1 · 10 – 8 ч –1 )
Насос гидропанели радиально-сверлильного станка рассчитан на ве­роятность безотказности P(t) = 0,95, определить соответствующее время безотказной работы (λ = 3 · 10 – 5 ч –1 )
Определить показатели надежности зажима токарного станка, удер­живающего обрабатываемую заготовку, через 1000 ч эксплуатации (λ = 4 ּ 10 — 9 ч -1).
Для обеспечения точного исполнения циклов технологических про­цессов эксцентрики механических систем должны иметь высокую надежность, определить их P(t) после работы в течение 3000 ч (λ = 1 · 10 –9 ч –1 )
Предохранители главного движения машин исключают аварии, опре­делить время безотказной работы их при P(t) = 0,999 (λ= 1 · 10 –6 ч –1 )
Определить показатели надежности шариковых подшипников после 14 000 ч работы (λ = 7,2 · 10 –8 ч –1 )
Питание цехового электрического трансформатора осуществляется кабелем, определить надежность его против обрыва после эксплуата­ции на протяжении 9000 ч (λ = 3 · 10 –6 ч –1 )
Определить P(t) концевого выключателя строгального станка при за­данной безотказной работе в 8 000 ч (λ = 3 · 10 –4 ч –1 )
Сцепление валов в машинах обеспечивается муфтами сцепления, при наработке 18 000 ч определить их P(t) (λ = 4 · 10 –6 ч –1 )

Задание 2.Зная значения надежности составных элементов, вычислить вероятность безотказной работы системы. Ответить на вопрос: надежна ли данная система. Предложить мероприятия по увеличению надежности, рассчитать систему с ре­зервным элементом.

Большинство технических объектов являются сложными системами, состоящими из отдельных узлов, деталей, агрегатов, устройств контроля, управления и т. д. Техническая система (ТС) – совокупность технических устройств (элементов), предназначенных для выполнения определенной функции или функций. При составлении структурной схемы придерживаются следующих правил:

1) элементы изображаются в виде прямоугольников и обозначаются номерами или индексами 1 (а);

2) одна сторона прямоугольника считается входом, другая – выходом для сигнала;

3) элемент считается работоспособным, если сигнал со входа элемента проходит на выход;

4) отказ элемента делает невозможным прохождение сигнала;

5) линии, соединяющие элементы друг с другом, считаются абсолютно безотказными.

Выполняется деление объекта на элементы (системы):

1) по принципу действия (механическая часть, электрическая часть, гидравлическая часть и др.);

2) по характеру выполняемых работ;

3) по операциям, выполняемым машиной в течение цикла.

Степень деления может быть разной. Для расчета и оценки критериев надежности подсистем достаточным бу­дет их представление в виде отдельных сборочных единиц (корпус, вентилятор, воздуховод и т. п.).

Если же поставленная задача включает оптимизацию конструкции отдельных элементов, то деление должно быть более глубоким и доходить до уровня отдельных деталей.

Правила соединения элементов:

1) если отказ элемента приводит к отказу всего объекта, то элемент считается встроенным в структурную схему последовательно (рис. 1);

2) если отказ элемента не приводит к отказу всего объекта, то элемент считается встроенным в структурную схему параллельно (рис. 2).

Рис. 1. Последовательное соединение элементов
Рис. 2. Параллельное соединение элементов

Работоспособность последовательной системы обеспечивается при условии, когда все n элементов системы находятся в работоспособном состоянии.

Безотказность работы i-го элемента зависит от безотказности других:

Рс(t) = Р1(t) · Р2(t) · … · Рi(t) ·… ·Рn(t) = (1)

Qс(t) = 1 – Рс(t) =1 (2)

(3)

(4)

(5)

Отказ параллельной системы произойдет при отказе всех элементов.

(6)

(7)

Исходные данные для расчета представлены на рис. 3 и в табл. 2.

Источник

Читайте также:  Как сделать токарный станок по металлу из дрели своими руками
Оцените статью