Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2020-05-06 | 246 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
Надежностью называется свойство технической системы (ТС) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значение устанавливаемых эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортировки.
Надежность системы управления зависит от условий эксплуатации, схемного и конструктивного исполнения, количества и качества формирующих ее элементов. Надежность элементов зависит от качества материалов, технологии изготовления и т.п.
Поскольку отказы являются случайными событиями, то для исследования надежности применяют теорию вероятностей и математическую статистику.
Количественные характеристики надежности:
– вероятность безотказной работы,
- вероятность отказа,
- интенсивность отказов,
- частота отказов,
- средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы) и др.
Вероятность безотказной работы Р(t) – вероятность того, что в заданном интервале времени t не возникает отказ. При испытании или эксплуатации изделий вероятность безотказной работы определяется следующей статистической оценкой:
(1)
где N 0 – число изделий в начале испытаний; n(t) – число изделий, вышедших из строя за время t; t – время, для которого определяется вероятность безотказной работы.
При увеличении числа изделий N 0 статическая оценка вероятности Р*(t) практически не меняется, т.е. Р(t) = Р*(t).
Вероятность отказа Q (t) – вероятность того, что в пределах заданного времени или заданной наработки произойдет хотя бы один отказ объекта.
Статистическое определение ВО: , (2)
|
где N – количество объектов, работоспособных в начальный момент времени, n (t) – количество объектов, отказавших на интервале времени наблюдения.
Интенсивность отказов называется отношение числа изделий, отказавших в единицу времени, к среднему числу изделий, продолжающих исправно работать:
(3)
где n(Δt) – число изделий, отказавших в интервале времени от t – Δt/2 до t + Δt/2; N = (Ni+Ni+1)/2 – среднее число изделий, исправно работающих в интервале Δt; Ni, Ni+1 - число исправно работающих изделий соответственно в начале и конце интервала Δt.
Рисунок 1 – Типичная зависимость интенсивности отказов аппаратуры во времени
Типичная кривая изменения интенсивности отказов во времени представлена на рисунке 10.1. На участке 0 – t 1 (участок приработки) из-за скрытых дефектов интенсивность отказов высока, но с течением времени уменьшается. Для систем управления длительность участка составляет десятки, а иногда сотни часов. Уменьшить его можно за счет предварительной отбраковки и обкатки элементов и блоков.
Участок t 1 – t 2 (участок нормальной эксплуатации) характеризуется примерным постоянством интенсивности отказов. Длительность участка – тысячи и десятки тысяч часов.
На участке t 1 > t 2 в результате износа и старения интенсивность отказов начинает возрастать. При достижении времени t 2 дальнейшая эксплуатация системы нецелесообразна.
При постоянной интенсивности отказов λ (t) = λ вероятность безотказной работы
Р(t) = е-λt (4)
Средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы) при постоянной интенсивности отказов Tср = 1/λ.
Количественные показатели надежности используются при формировании требований к надежности проектируемых изделий, сравнении изделий по уровню надежности, определении объема запасных частей, расчете сроков службы изделий и т.д.
Частотой отказов называется отношение числа отказавших элементов в единицу времени к первоначальному числу работающих (испытываемых) при условии, что все вышедшие из строя изделия не восстанавливаются.
|
(5)
Задача 1
Допустим, что на испытание поставлено 1000 однотипных электронных ламп. За 3000 ч отказало 80 ламп, требуется определить вероятность безотказной работы P (t)и вероятность отказа Q (t)в течение 3000 ч
Дано: N = 1000 шт. ∆ t = 3000 ч n = 80 шт. |
| |
Найти: P (t) Q (t) | ||
Решение:
;
;
или .
Задача 2
Допустим, что на испытание поставлено 1000 однотипных электронных ламп. За первые 3000 ч отказало 80 ламп, а за интервал времени 3000–4000 чотказало еще 50 ламп. Требуется определить частоту f (∆ t) и интенсивность λ (∆ t) отказов электронных ламп в промежутке времени ∆ t = 3000–4000 ч.
Дано: N = 1000 шт. ∆ t 1 = 3000 ч n 1 = 80 шт. ∆ t 2 = [3000, 4000] n 2 = 50 шт. | Решение: ; ч –1; , где ; шт.; шт.; шт.; ч–1. |
Найти:
f (∆ t 2)
λ (∆ t 2)
ЗАДАЧА 3
Интенсивность отказов системыλ = 2,5 · 10–5 ч–1. Требуется определить вероятность безотказной работы P(t), и среднюю наработку на отказ tср, если t = 500 часов.
Влияние электрических нагрузок и температуры окружающей среды на интенсивность отказов элементов оценивается с помощью соответствующих графиков, рисунок 10.2, 10.3.
Рисунок 2 – Зависимость интенсивности отказов конденсаторов от температуры окружающей среды и коэффициента нагрузки
Для расчета надежности система расчленяется на элементы. Расчленение автоматической системы на элементы условно и зависит от постановки задачи расчета надежности. Например, при анализе работоспособности технологической линии её элементами могут считаться отдельные установки и станки, транспортные и загрузочные устройства и т.д. В свою очередь станки и устройства также могут считаться техническими системами и при оценке их надежности должны быть разделены на элементы - узлы, блоки. Для расчетов параметров надежности удобно использовать структурно - логические схемы надежности АС, которые графически отображают взаимосвязь элементов и их влияние на работоспособность системы в целом. Структурно - логическая схема представляет собой совокупность соединенных друг с другом последовательно или параллельно звеньев.
Последовательное соединение, при котором отказ любого элемента приводит к отказу всей системы (рис. 3).
|
Параллельным (с точки зрения надежности) считается соединение, при котором отказ любого элемента не приводит к отказу системы, пока не откажут все соединенные элементы (рис. 4).
Рисунок 3- Последовательное Рисунок4- Параллельное соединение
соединение элементов элементов
Вариант №1
В испытаниях участвует (1000+ n) изделий, время испытаний Т=100+ n часов, доверительный уровень безотказной работы Р*=0,9, число произошедших отказов m = 5.Определить интенсивность отказа l.
Вариант №2
В испытаниях участвует (10000+ n) изделий, время испытаний Т=200+ n часов, доверительный уровень безотказной работы Р*=0,95, число произошедших отказов m = 10.Определить интенсивность отказа l.
Надежность технических объектов существенно сказывается на экономических показателях их эксплуатации: повышение безотказности и долговечности, с одной стороны, приводит к увеличению материальных затрат, затрат на проектирование и изготовление, а с другой – к снижению эксплуатационных издержек.
Экономическим критерием надежности могут служить удельные затраты на изготовление и эксплуатацию:
(19)
где С и – стоимость изготовления объекта; С э – затраты на эксплуатацию, ремонт и обслуживание; Т э – период целесообразной эксплуатации.
Исходные данные для проведения расчетов надежности получают из принципиальной электрической схемы устройства, с помощью которой определяют типы применяемых элементов и количество элементов каждого типа.
Ориентировочный расчет учитывает влияние на надежность только количества и типов, входящих в систему элементов, и основывается на следующих допущениях:
- все элементы данного типа равнонадежны, т.е. величины интенсивности отказов () для этих элементов одинаковы;
- все элементы работают в номинальном (нормальном) режиме, предусмотренном техническими условиями;
- интенсивности отказов всех элементов не зависят от времени, т.е. в течение срока службы у элементов, входящих в изделие, отсутствует старение и износ, следовательно ;
|
- отказы элементов изделия являются событиями случайными и независимыми;
- все элементы изделия работают одновременно.
Ориентировочный метод расчета используется на этапе эскизного проектирования после разработки принципиальных электрических схем изделий и позволяет наметить пути повышения надежности изделия.
Интенсивность отказов нерезервированной системы равна сумме интенсивностей отказов ее элементов:
.
Если все элементы данного типа равнонадежны, то интенсивность отказов системы будет равна:
,
где: - число элементов i-го типа; r – число типов элементов.
Выбор для каждого типа элементов производится по соответствующим таблицам или графикам.
Среднее время наработки до отказа равно:
,
ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
Надежностью называется свойство технической системы (ТС) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значение устанавливаемых эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортировки.
Надежность системы управления зависит от условий эксплуатации, схемного и конструктивного исполнения, количества и качества формирующих ее элементов. Надежность элементов зависит от качества материалов, технологии изготовления и т.п.
Поскольку отказы являются случайными событиями, то для исследования надежности применяют теорию вероятностей и математическую статистику.
Количественные характеристики надежности:
– вероятность безотказной работы,
- вероятность отказа,
- интенсивность отказов,
- частота отказов,
- средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы) и др.
Вероятность безотказной работы Р(t) – вероятность того, что в заданном интервале времени t не возникает отказ. При испытании или эксплуатации изделий вероятность безотказной работы определяется следующей статистической оценкой:
(1)
где N 0 – число изделий в начале испытаний; n(t) – число изделий, вышедших из строя за время t; t – время, для которого определяется вероятность безотказной работы.
При увеличении числа изделий N 0 статическая оценка вероятности Р*(t) практически не меняется, т.е. Р(t) = Р*(t).
Вероятность отказа Q (t) – вероятность того, что в пределах заданного времени или заданной наработки произойдет хотя бы один отказ объекта.
Статистическое определение ВО: , (2)
где N – количество объектов, работоспособных в начальный момент времени, n (t) – количество объектов, отказавших на интервале времени наблюдения.
|
Интенсивность отказов называется отношение числа изделий, отказавших в единицу времени, к среднему числу изделий, продолжающих исправно работать:
(3)
где n(Δt) – число изделий, отказавших в интервале времени от t – Δt/2 до t + Δt/2; N = (Ni+Ni+1)/2 – среднее число изделий, исправно работающих в интервале Δt; Ni, Ni+1 - число исправно работающих изделий соответственно в начале и конце интервала Δt.
Рисунок 1 – Типичная зависимость интенсивности отказов аппаратуры во времени
Типичная кривая изменения интенсивности отказов во времени представлена на рисунке 10.1. На участке 0 – t 1 (участок приработки) из-за скрытых дефектов интенсивность отказов высока, но с течением времени уменьшается. Для систем управления длительность участка составляет десятки, а иногда сотни часов. Уменьшить его можно за счет предварительной отбраковки и обкатки элементов и блоков.
Участок t 1 – t 2 (участок нормальной эксплуатации) характеризуется примерным постоянством интенсивности отказов. Длительность участка – тысячи и десятки тысяч часов.
На участке t 1 > t 2 в результате износа и старения интенсивность отказов начинает возрастать. При достижении времени t 2 дальнейшая эксплуатация системы нецелесообразна.
При постоянной интенсивности отказов λ (t) = λ вероятность безотказной работы
Р(t) = е-λt (4)
Средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы) при постоянной интенсивности отказов Tср = 1/λ.
Количественные показатели надежности используются при формировании требований к надежности проектируемых изделий, сравнении изделий по уровню надежности, определении объема запасных частей, расчете сроков службы изделий и т.д.
Частотой отказов называется отношение числа отказавших элементов в единицу времени к первоначальному числу работающих (испытываемых) при условии, что все вышедшие из строя изделия не восстанавливаются.
(5)
Задача 1
Допустим, что на испытание поставлено 1000 однотипных электронных ламп. За 3000 ч отказало 80 ламп, требуется определить вероятность безотказной работы P (t)и вероятность отказа Q (t)в течение 3000 ч
Дано: N = 1000 шт. ∆ t = 3000 ч n = 80 шт. |
| |
Найти: P (t) Q (t) | ||
Решение:
;
;
или .
Задача 2
Допустим, что на испытание поставлено 1000 однотипных электронных ламп. За первые 3000 ч отказало 80 ламп, а за интервал времени 3000–4000 чотказало еще 50 ламп. Требуется определить частоту f (∆ t) и интенсивность λ (∆ t) отказов электронных ламп в промежутке времени ∆ t = 3000–4000 ч.
Дано: N = 1000 шт. ∆ t 1 = 3000 ч n 1 = 80 шт. ∆ t 2 = [3000, 4000] n 2 = 50 шт. | Решение: ; ч –1; , где ; шт.; шт.; шт.; ч–1. |
Найти:
f (∆ t 2)
λ (∆ t 2)
ЗАДАЧА 3
Интенсивность отказов системыλ = 2,5 · 10–5 ч–1. Требуется определить вероятность безотказной работы P(t), и среднюю наработку на отказ tср, если t = 500 часов.
Влияние электрических нагрузок и температуры окружающей среды на интенсивность отказов элементов оценивается с помощью соответствующих графиков, рисунок 10.2, 10.3.
Рисунок 2 – Зависимость интенсивности отказов конденсаторов от температуры окружающей среды и коэффициента нагрузки
Для расчета надежности система расчленяется на элементы. Расчленение автоматической системы на элементы условно и зависит от постановки задачи расчета надежности. Например, при анализе работоспособности технологической линии её элементами могут считаться отдельные установки и станки, транспортные и загрузочные устройства и т.д. В свою очередь станки и устройства также могут считаться техническими системами и при оценке их надежности должны быть разделены на элементы - узлы, блоки. Для расчетов параметров надежности удобно использовать структурно - логические схемы надежности АС, которые графически отображают взаимосвязь элементов и их влияние на работоспособность системы в целом. Структурно - логическая схема представляет собой совокупность соединенных друг с другом последовательно или параллельно звеньев.
Последовательное соединение, при котором отказ любого элемента приводит к отказу всей системы (рис. 3).
Параллельным (с точки зрения надежности) считается соединение, при котором отказ любого элемента не приводит к отказу системы, пока не откажут все соединенные элементы (рис. 4).
Рисунок 3- Последовательное Рисунок4- Параллельное соединение
соединение элементов элементов
|
|
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!