Основные показатели ремонтопригодности и сохраняемости

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербург

2022

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра Машиностроения

Реферат

По дисциплине: Надежность технологических машин и оборудования

По теме: "Основные показатели ремонтопригодности и сохраняемости"

Выполнил: студент гр. ОНГ-18-1

/Постников В.А./

Проверил: профессор

/Иванов С.Л./

Оглавление

• Введение
• Показатели ремонтопригодности и сохраняемости
• Нормативные документы по ремонтопригодности
• Обеспечение ремонтопригодности
• Показатели сохраняемости
• Заключение
• Список литературы
• Введение
• Вторая половина XX в. характерна появлением машин и систем высокой конструктивной сложности, способных выполнять ответственные задачи. В процессе их функционирования стало расти число отказов. Если нет устойчивого образования связанных между собой элементов, то не имеет смысла рассматривать какие-либо другие свойства машины или системы: качество, эффективность, безопасность, живучесть, управляемость, устойчивость. Ибо каждое из приведенных свойств имеет смысл при наличии изначального свойства любой системы -- надежности. Поэтому было естественным явлением становление в 50-е годы XX в. новой научной дисциплины -- теории надежности как науки о закономерностях отказов различных систем: сначала технических, а затем и биологических, экономических и других классов систем.
• В нашей стране уделяется большое внимание решению актуальных проблем ускорения научно-технического прогресса, повышения эффективности машин и систем, совершенствования методов управления и планирования народного хозяйства. Научно-техническая революция способствовала бурному росту сложности машин и систем, что особенно характерно для современных летательных аппаратов, нефтехимических и металлургических комплексов, ядерных энергетических установок. Это привело к тому, что проблема обеспечения их надежности стала ключевой проблемой современной техники. Современные сложные системы (СС) отличаются большой разветвленностью технологических подсистем, большим числом и разнотипностью оборудования, сложностью алгоритмов управления.
• Научно-технический прогресс приводит к появлению все более сложных конструктивно и чрезвычайно опасных для обслуживающего персонала и окружающей среды уникальных систем. Тяжелая авария на II блоке АЭС TMJ (США) в марте 1979 г., утечка ядовитых газов на химическом комбинате в Бхопале (Индия, 1984), взрыв многоразовых космических аппаратов «Челленджер» (1986) и «Колумбия» (2003), разрушение 4-го блока на Чернобыльской АЭС (1986), гибель атомной подводной лодки «Курск» (2001) показали, что проблема обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации СС еще далека от своего решения. Человеческие жертвы, радиоактивное заражение больших участков местности, огромные экономические потери -- вот характерные результаты отказов СС. Здесь также необходимо учитывать моральные, психологические и политические аспекты ненадежности СС.
• Теория надежности является прикладной технической наукой. Она изучает общие закономерности, которых следует придерживаться при проектировании, изготовлении, испытаниях и эксплуатации объектов для получения максимальной эффективности и безопасности их использования.
• В теории надежности исследуются закономерности возникновения отказов объектов, восстановления их работоспособности, рассматривается влияние внешних и внутренних воздействий на процессы, происходящие в объектах, разрабатываются методы расчета систем на надежность, прогнозирования отказов, изыскиваются способы повышения надежности при проектировании и эксплуатации объектов, а также способы сохранения надежности при эксплуатации, определяются методы сбора, учета и анализа статистических данных, характеризующих надежность.
• В теории надежности вводятся показатели надежности объектов, устанавливается связь между ними и экономической эффективностью и безопасностью, обосновываются требования к надежности с учетом различных факторов, разрабатываются рекомендации по обеспечению заданных требований на этапах проектирования, изготовления, испытаний, хранения и эксплуатации, решаются эксплуатационные задачи надежности: обоснование сроков и объема профилактических мероприятий и ремонтов, обеспечение запасными элементами, узлами, инструментом и материалами, диагностический контроль и отыскание неисправностей и т.д.
• Показатели ремонтопригодности и сохраняемости
• Показатели ремонтопригодности - характеризуют свойство изделия, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
• К показателям ремонтопригодности относятся:

1. усреднённое время восстановления устройства;

2. характеристики вероятности восстановления за отведенный промежуток времени;

3. интенсивность потока восстановления;

4. средняя трудоёмкость.

Все параметры определяются на основе вероятностных подходов оценки непрерывных случайных величин.

Первый параметр рассчитывается как математическое ожидание времени восстановления работоспособности на основе полученных экспериментальных данных. Он учитывает количество полученных отказов (возникших неисправностей) за определённый временной интервал. С его помощью определят вынужденное (нерегламентированное) время простоя оборудования. Проведенный анализ показал, что вероятность восстановления соответствует нормальному закону распределения.

Второй параметр позволяет определить исследуемые показатели с учётом допустимого количества отказов за исследуемый интервал времени. Этот параметр позволяет определить количество отказов степень восстанавливаемости системы.

Третий показатель показывает среднее количество восстановлений за единицу времени. С его помощью определяют способность ремонтных организаций своевременно восстанавливать вышедшую из строя систему.

Четвертый показатель определяется как усредненный временной показатель, характеризующий необходимое время на восстановление рассматриваемой системы при возникновении неисправности среднего уровня.

Для оценки перечисленных показателей применяют основные параметры, характеризующие вероятность случайной величины. К ним относятся: математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратическое отклонение. Статистическая оценка параметров проводится одним из методов математической статистически. Наиболее целесообразными в теории надёжности считаются: корреляционно-регрессионный, дисперсионный, кластерный, факторный. Полученные показатели позволяют определить работоспособность в оставшийся срок службы.

Ремонтопригодность оценивается с помощью коэффициентов. Они перечислены в соответствующем стандарте и называются:

· доступность к любому узлу или агрегату;

· взаимозаменяемость аналогичных элементов;

· легкосъёмность каждой из деталей (отношение трудоемкости демонтажно-монтажных работ на прототипе объекта к трудоемкости этих работ на испытуемом объекте);

· унификации в соответствие с установленными стандартами и техническими условиями;

· стандартизации согласно существующих требований.

На ремонтопригодность влияют факторы:

· конструктивные;

· производственно-технические;

· организационно-производственные;

· эксплуатационные.

Эти факторы напрямую или опосредованно влияют на различные показатели ремонтопригодности. Степень влияния зависит от вида разрабатываемых машин и механизмов, а также от условий их эксплуатации.

Например, для выпускаемых гидроцилиндров в широком диапазоне требуемых усилий используются только стандартизированные материалы и технологии. Учитываются все факторы, влияющие на потребительские свойства изделий.

Нормативные документы по ремонтопригодности

Рассматриваемое понятие, его основные показатели и способы обеспечения определены утверждёнными нормативными документами. К ним относятся:

1. Межгосударственный стандарт (ГОСТ 27.002-89), в котором утверждены наиболее используемые понятия, характеризующие надежность различных устройств.

2. Государственный стандарт 23660-79. Определяет правила создания системы обслуживания и ремонта техники.

3. Государственный стандарт 3.1109-82. В нём систематизированы понятия и термины, применяемые при разработке технологической документации (ЕСТД).

4. В стандарте 21623-76 приведены показатели для оценки ремонтопригодности, утверждена система обслуживания и ремонта.

Требования к ремонтопригодности задаются, начиная с этапа проектирования. Они включают:

1. Цели повышения ремонтопригодности и решаемые основные задачи.

2. Методы повышения ремонтопригодности на этом этапе и последующей модернизации разрабатываемого технического объекта. Предложенные методы должны обеспечивать установленные показатели надёжности.

3. Задачи, решаемые при проверке показателей во время испытаний.

4. Параметры, требующие периодического контроля. В этот перечень включены показатели надёжности, продолжительности ремонта и эксплуатации, технологической целесообразности.

5. Порядок выбора номенклатуры комплектующих элементов, показатели работоспособности.

6. Последовательность и правила разработки устройства. Они осуществляются совместно с разработкой системы периодического обслуживания.

Утверждённые требования к ремонтопригодности по ГОСТ 23660-79 объединяют основные принципы разработки необходимых показателей. С их помощью создаётся система контроля работоспособности.

Обеспечение ремонтопригодности

Основные положения, определяющие порядок обеспечения требуемых характеристик, задаются Государственным стандартом 23660-79. В нём указаны правила создания обеспечивающей системы. К этим правилам относятся:

· снижение необходимого времени ремонта отдельных узлов (агрегатов) и технической системы в целом;

· уменьшение необходимых трудозатрат во время проведения ремонта;

· эффективное использование материальных и финансовых ресурсов для восстановления вышедших из строя узлов и агрегатов;

· устойчивость к возникновению постоянных прыжков показателей внешних воздействий, влияющих на ремонтопригодность.

Оценка установленных показателей производится по одному из приведенных методов:

· последовательно выявленных зависимостей и связей;

· так называемый пооперационный метод поэтапного контроля.

В первом применяют последовательную проверку и последующий анализ группы показателей, влияющих на итоговые характеристики ремонтопригодности. К ним относятся: габаритные размеры, полная масса изделия, температурный режим, потребляемая мощность. То есть полный набор показателей, характеризующих конкретное устройство или отдельный агрегат.

Во втором методе применяется учёт и поэтапный анализ операций проводимых во время планового обслуживания и ремонта. Этот метод позволяет точно установить последовательность проведения таких операций и разработать перечень работ по техническому обслуживанию. С его помощью определяют рациональную последовательность необходимых проверочных операций и измеряемых показателей. Это позволяет вычислить суммарную стоимость необходимую для реализации качественного ремонта и обслуживания конкретного устройства. Порядок проведения такого расчёта определён ГОСТ 22952-78. С учётом современных цен получают общую стоимость на реализацию требуемых показателей.

Показатели сохраняемости

показатель ремонтопригодность сохраняемость

Показатели сохраняемости - характеризуют свойство изделия сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения или транспортирования.

К показателям сохраняемости относятся:

· срок сохраняемости;

· средний срок сохраняемости;

· гарантированный срок сохраняемости;

· гамма-процентный срок сохраняемости и др.

Сроком сохраняемости называется календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования изделия в заданных условиях, в течение и после которой значения показателей качества остаются в установленных пределах. Показатели сохраняемости оценивают статистическими методами по результатам испытаний.

Средним сроком сохраняемости технического изделия называется математическое ожидание его срока сохраняемости. Средний срок сохраняемости определяют по формуле:

Назначенный срок хранения есть календарная продолжительность хранения в заданных условиях, по истечении которой применение изделия по назначению не допускается независимо от его технического состояния.

Гамма-процентный срок сохраняемости -- это срок сохраняемости, достигаемый изделием с заданной вероятностью у, выраженной в процентах. Можно также сказать, что это минимальный срок сохраняемости, который будут иметь у процентов изделий данного вида.

На рисунке 1, изображены графики - соответственно вероятности безотказной работы и вероятности отказа.

Рисунок 1 - изменение вероятности безотказной работы P(t) и отказа Q(t)

Рисунок 2 - изменение состояния ремонтируемой аппаратуры.

На рисунке 2 показано изменение во времени состояния ремонтируемой аппаратуры: А -- рабочее состояние; В -- нерабочее состояние (восстанавливаемое, ремонтируемое); Тн1 -- время наработки до первого отказа; Тн2 -- время наработки до второго отказа (после первого ремонта); Тву, у = 1,2 -- время восстановления (ремонта) после у-го отказа; Тк -- время до капитального ремонта. Очевидно, величины времени наработки до отказа и времени восстановления после отказа меняются случайным образом от экземпляра к экземпляру, поэтому можно говорить о средних значениях, например, Тнхр -- средняя наработка на отказ, Тв-ср -- среднее время восстановления.

Под ресурсом понимается суммарная наработка до наступления предельного состояния, после которого эксплуатация изделия невозможна. Соответственно понятие «ресурс» характеризует долговечность по наработке изделия, а «срок службы» -- по календарному времени.

Средний ресурс изделия оценивается как математическое ожидание его ресурса. Статистическая оценка среднего ресурса:

Гамма-процентный ресурс выражает наработку, в течение которой изделие с заданной вероятностью -- у-процентов -- не достигает предельного состояния. В большинстве случаев для различных изделий используют критерий 90%-го ресурса (у= 90 %). Вероятность Р(Тру) обеспечения ресурса Тру, соответствующую значению у/100, и соответственно величину Тру определяют из уравнения:

где W(Tp) -- функция плотности распределения ресурса Тр для однотипной группы изделий, определяемая, как правило, экспериментально.

Значение гамма-процентного ресурса определяют с помощью кривых распределения ресурсов (рис. 2.5). W(Tp) определяют как число изделий, вышедших из строя в интервале [Тр; Тр + dTp], отнесенное к исходному числу изделий N.

Рисунок 3 - статистические показатели ресурса изделия: а -- вероятность обеспечения ресурса Р(Тр); б -- плотность распределения ресурса W(Tp).

Назначенный ресурс -- суммарное время наработки, при достижении которого применение изделия по назначению должно быть прекращено независимо от его технического состояния.

Под установленным ресурсом понимается технически обоснованная или заданная величина ресурса, обеспечиваемая конструкцией, технологией и условиями эксплуатации, в пределах которой изделие не должно достигать предельного состояния.

Средний срок службы -- математическое ожидание срока службы. Статистическую оценку среднего срока службы определяют по формуле

Назначенный срок службы -- суммарная календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой применение изделия по назначению должно быть прекращено независимо от его технического состояния.

Под установленным сроком службы понимают технико-экономически обоснованный срок службы, обеспечиваемый конструкцией, технологией и эксплуатацией, в пределах которого изделие не должно достигать предельного состояния.

Предельный срок службы ТСЛ1 представляет собой календарную продолжительность эксплуатации или использования изделия до момента его списания и снятия с эксплуатации (использования). Он определяется аналогично тому, как определяют, например, средний срок службы.

Гамма-процентный срок службы представляет собой календарную продолжительность эксплуатации, в течение которой изделие не достигает предельного состояния с вероятностью у, выраженной в процентах. Его расчет производится аналогично расчету у-процентного ресурса при известной функции плотности распределения срока службы .

Обеспечение ремонтопригодности осуществляется на всех этапах:

· проектирования системы и её последующая модификация;

· изготовление готовых узлов и агрегатов;

· сборка всей системы;

· испытания и последующая эксплуатация;

· при проведении ремонтно-восстановительных работ.

На этапе разработки задания и последующего проектирования производится разработка конструкции технического устройства с учётом его дальнейшей ремонтопригодности. С этой целью применяют следующие принципы конструирования:

1. Устройство разбивают на отдельные узлы и агрегаты с учётом простоты сборки и доступности к каждому из них.

2. Каждый элемент агрегата стараются создать достаточно простым и унифицированным (без потери характеристик, приведенных в техническом задании).

3. Системы крепления и соединения отдельных элементов разрабатывают с условием обеспечения надёжности, но в то же время, обеспечивающим простоту демонтажа и последующей обратной сборки.

4. Количество устройств контроля основных параметров и их расположение в конструкции разрабатываемого механизма устанавливается на основании полноты и доступности информации.

5. Обеспечение простоты проведения регламентных и ремонтных работ.

6. Простоты условий после ремонтной проверки и тестирования.

Заключение

В ходе выполнения данной работы были изучены основные понятия и определения теории надежности, а также показатели ремонтопригодности и сохраняемости. Были закреплены и углублены знания, полученные на дисциплине «Надежность технологических машин и оборудования».

Список литературы

1. ГОСТ Р 27.013-2019. Надежность в технике. Методы оценки показателей безотказности. Москва: изд-во стандартов, 2020.

2. ГОСТ Р 27.102-2021. Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения. Москва: изд-во стандартов, 2022.

3. В. Н. Фомин. Нормирование показателей надежности. - М:. Издательство стандартов, 1986.

4. Сердюк В.С. Надежность технических систем и техногенный риск / В.С. Сердюк, А.Б. Корчагин. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007 - 86 с.

5. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, С. В. Гуров. -2-е изд., перераб. И доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 704 с.

6. Проников. А. С. Параметрическая надежность машин / А. С. Проников. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 560 с.

Размещено на Allbest.ru