- •III. Расчет показателей надежности и номенклатуры запасных частей проектируемых систем
- •1. Выбор и обоснование показателей надежности проектируемых систем
- •2. Распределение нормируемых показателей надежности
- •3. Структурные модели надежности
- •4. Расчетные зависимости для оценки надежности узлов металлоконструкций и механических узлов
- •5. Общие зависимости для расчета вероятности безотказной работы по заданному критерию
- •6. Расчет надежности деталей механических узлов в процессе проектирования
- •7. Выбор номенклатуры состава запасных частей
III. Расчет показателей надежности и номенклатуры запасных частей проектируемых систем
1. Выбор и обоснование показателей надежности проектируемых систем
2. Распределение нормируемых показателей надежности
3. Структурные модели надежности
4. Расчетные зависимости для оценки надежности узлов металлоконструкций и механических узлов
5. Общие зависимости для расчета вероятности безотказной работы по заданному критерию
6. Расчет надежности деталей механических узлов в процессе проектирования
7. Выбор номенклатуры состава запасных частей
1. Выбор и обоснование показателей надежности проектируемых систем
Одной из важнейших задач на этапе проектирования является правильный выбор номенклатуры нормируемых показателей надежности. Необоснованный выбор показателей надежности из широкой номенклатуры имеющихся показателей может привести к неправильным решениям при проектировании системы. Поэтому при выборе показателей надежности необходимо учитывать назначение системы, условия и режимы ее работы, а также ее ремонтопригодность.
Информация о назначении системы дает возможность определить область и интенсивность применения системы по назначению. Сведения об условиях и режимах работы системы используют для оценки влияния факторов окружающей среды на работоспобность проектируемой системы, а также влияния действующих внешних и внутренних нагрузок на несущую способность элементов системы. Количественные значения этих оценок являются исходными данными для расчета прочности и устойчивости элементов и узлов металлоконструкций.
Если по условиям применения систему предполагается ремонтировать в условиях эксплуатации, то в качестве одного из основных показателей надежности следует выбирать коэффициент готовности КГ или коэффициент технического использования КИ.
В случае, если отказ системы или отдельных ее элементов приводит к невыполнению важной задачи или нарушает безопасность работы обслуживающего персонала, а также вызывает угрозу для здоровья и жизни людей, находящихся в зоне действия системы, то для таких систем основным показателем надежности является безотказность, выражающаяся в виде наработки на отказ или вероятности безотказной работы.
Если в результате простоя системы после отказа возникают большие материальные затраты, то такая система должна иметь хорошую ремонтопригодность и высокие показатели безотказности.
Если система по условиям эксплуатации подлежит длительному хранению (ожиданию работы) или она должна транспортироваться на специальных транспортных средствах, то такая система должна обладать высокими показателями сохраняемости в соответствующих условиях хранения и транспортирования.
Все показатели надежности проектируемой системы должны обеспечивать нормальное ее функционирование в течение заданного «рока эксплуатации.
2. Распределение нормируемых показателей надежности
Распределение норм надежности проводят на этапах эскизного и рабочего проектирования технической системы. Предполагается, что на любом из этих этапов конструирования систему можно разбить на некоторое число подсистем в виде отдельных сборочных единиц и исходить из начальной надежности каждой подсистемы, полученной расчетом или по результатам испытаний подсистем.
Пусть р1,р2,…,рn означают надежность подсистем. Предположим, что отказ любой подсистемы приводит к отказу системы в целом, тогда надежность системы на основании теоремы умножения вероятностей имеет вид;
. (3.1)
Пусть Ртр — требуемая надежность системы, причем значение надежности должно удовлетворял» условию Ртр≥Р. Задача состоит в том, чтобы повысить хотя бы одно из значений рi, на столько, чтобы Р≥Ртр. Для повышения надежности необходимо произвести дополнительные затраты, связанные либо с введением резервирования в этой системе, либо с введением в систему более надежных элементов.
Методика повышения надежности Р до требуемого значения Ртр сводится к следующему. Надежности p1,p2,…pn располагают в неубывающей последовательности:
. (3.2)
Каждую из надежностей р1,р2,…,рк увеличивают до одного и того же значения , а надежности, начиная с рк+1,…,рn, остаются неизменяемыми. Номер к выбирают из максимального значения j, для которого
, (3.3)
где pn+1 =1 по определению.
Значение определяют из соотношения
. (3.4)
Очевидно, что надежность системы после определения будет удовлетворять заданному требованию, поскольку новая надежность равна:
. (3.5)