Note de curs pentru activitatea independentă a studenților înscriși în specialitatea 220301 - Automatizarea proceselor tehnologice și de producție.
Caracteristici generale de fiabilitate ca știință
Apariția tehnologiei și aplicarea largă în procesele de fabricație a făcut urgent să pună la îndoială eficacitatea acestuia. Eficacitatea utilizării mașinilor se datorează capacității lor de a efectua în mod continuu și eficient funcțiile lor. Cu toate acestea, din cauza Avariile sau funcționarea necorespunzătoare se reduce calitatea mașinilor, există timpii morți în activitatea lor, este nevoie de reparații pentru a restabili operabilitate și mașini performante necesare.
Aceste circumstanțe au condus la apariția conceptului de fiabilitate a mașinilor și a altor echipamente. Conceptul de fiabilitate datorită capacității de mijloace tehnice pentru a îndeplini funcția vizată pentru timpul necesar și la calitatea necesară. De la primele etape ale sarcinii de dezvoltare tehnologică a fost de a face un dispozitiv tehnic, astfel încât acesta a lucrat în mod fiabil. Odată cu dezvoltarea tehnologiei și creșterea complexității problemei a devenit mai complicată și a dezvoltat credibilitatea acesteia. Pentru a rezolva aceasta necesară dezvoltarea unor fundații științifice ale unei noi direcții științifice - știința de fiabilitate.
Fiabilitate caracterizează calitatea mijloacelor tehnice. Calitate - un set de proprietăți care determină caracterul adecvat al produsului pentru utilizarea prevăzută și proprietățile sale de consum. Fiabilitate - o proprietate complexă a unui obiect tehnic, care constă în capacitatea sa de a îndeplini funcțiile specificate, păstrând în același timp caracteristicile esențiale ale acesteia în limitele specificate. Fiabilitatea cuprinde fiabilitatea, durabilitatea, mentenanței și siguranței.
Studiul de fiabilitate ca un indicator de calitate, care caracterizează dispozitivul tehnic, a condus la apariția științei „Fiabilitate“. Subiectul cercetării științei - studierea cauzelor eșecurilor de obiecte, definirea legilor ei se supun, de a dezvolta metode de măsurare cantitativă a fiabilității, metode de calcul și de testare, dezvoltarea de metode și mijloace pentru a îmbunătăți fiabilitatea.
Distinge teoria generală a fiabilității și aplicarea teoriei fiabilității. Teoria generală a fiabilității are trei componente:
1. Teoria matematică a fiabilității. Aceasta definește legile matematice care guvernează eșecuri și metode pentru măsurarea cantitativă a fiabilității, precum și indicatori de inginerie calcule de fiabilitate.
2. Teoria statistică a fiabilității. Prelucrarea informațiilor statistice privind fiabilitatea. Caracteristicile statistice ale modelelor de fiabilitate și eșec.
3. Teoria fizică a fiabilității. Cercetarea proceselor fizice și chimice, cauzele fizice ale eșecului, impactul îmbătrânirii și durabilitatea materialelor fiabilitate.
Teoria fiabilității aplicate dezvoltate, în special în ceea ce privește obiectele de artă din zonă. De exemplu, există o teorie de fiabilitate a sistemelor de control, fiabilitatea teoriei dispozitivelor electronice, teoria fiabilității mașinilor și altele.
Fiabilitatea se referă la eficacitatea (de exemplu, eficiența costurilor) tehnica. fiabilitatea insuficientă a mijloacelor tehnice are ca efect:
degradarea performanței nefuncționare datorate ca urmare a deteriorării,
reducere a rezultatelor de calitate ale utilizării mijloacelor tehnice datorită deteriorării caracteristicilor sale din cauza unor defecte tehnice,
costurile de reparare a mijloacelor tehnice,
pierderea regularității primirea rezultatelor (de exemplu, reducerea regularității traficului pentru vehicule)
reducerea nivelului de securitate folosind mijloace tehnice.
Deoarece fiabilitatea este direct legată de diagnostic. Diagnostics - metodele și principiile de detectare a bolii și diagnosticarea diagnoza.Tehnicheskaya de așteptare de predare - luand in considerare problemele legate de evaluarea stării actuale a sistemelor tehnice. Obiectul de diagnostic este detectarea și prevenirea emergente defecțiuni hardware pentru a îmbunătăți fiabilitatea lor generală.
Procesul de diagnosticare tehnică prevede o instalație de diagnosticare, instrumente de diagnosticare și operatorul uman. In procesul de diagnosticare efectuat de operații de măsurare, de control și logice. Aceste operațiuni sunt efectuate de către operator utilizând instrumentele de diagnosticare pentru a determina starea reală a tehnologiei. Rezultatele evaluării sunt folosite pentru a decide cu privire la utilizarea viitoare a tehnologiei.
Concepte de bază de fiabilitate
Fiabilitatea utilizează conceptul de obiect. Obiectul de studiu de fiabilitate (ca știință) este unul sau un alt mijloc tehnic: o componentă separată, masina de asamblare, mașina în ansamblu, produsul, și altele.
Obiectul este caracterizat prin calitate. Fiabilitatea este o măsură a componentelor de calitate ale obiectului. Fiabilitatea mai mare a obiectului, cu atât mai mare calitate.
Operabil obiect - un obiect care poate îndeplini funcția sa în condiții de funcționare definite pentru acel obiect. obiect este manevrabil în stare de funcționare.
stare de funcționare - o stare a obiectului, în care valoarea tuturor parametrilor ce caracterizează capacitatea de a îndeplini funcțiile prestabilite documentația de reglementare și tehnic și (sau) de proiectare (proiectare) corespunzătoare.
Inoperabilă - starea obiectului, în care valoarea de cel puțin un parametru indicativ al capacității sale de a îndeplini funcțiile specificate, nu corespunde și (sau) de proiectare (proiectare) documentația tehnică.
Disclaimer - obiect la trecerea de la o stare de sănătate inoperabil.
Recuperare - retur facilitate timpul de funcționare. Recuperarea este efectuată de către instalația de reparații.
H
Evaluarea numerică a fiabilității - probabilitatea facilitatea Pnahozhdeniya în stare de lucru la vremenit moment. Această probabilitate variază cu timpul potrivit unor zakonuP (t) (Fig. 1). Probabilitatea de sostoyaniyaPobekta de lucru asociat cu probabilitatea otkazaQ
Ciclul de viață al obiectului
Obiect caracterizat ciclul de viață. Ciclul de viață al unui obiect este format din mai multe etape: obiect proiectarea, producerea de obiecte, operațiune. Fiecare dintre aceste etape de viață afectează fiabilitatea produsului.
În faza de proiectare a obiectului bazele fiabilitatea. La obiect fiabilitatea este influențată de alegerea materialelor (rezistența materialelor, uzura materiale de rezistență), rezistența pieselor de inventar și de proiectare, în general, ușurința de asamblare și demontare (determină complexitatea reparațiilor ulterioare), solicitari mecanice si termice ale elementelor structurale, elemente importante sau mai puțin fiabile de rezervă și alte măsuri .
În etapa de fabricare a fiabilității este determinată: una pentru tehnologia de producție a adera la toleranțe de fabricație, calitatea prelucrării suprafețelor de contact, calitatea materialelor folosite, asamblarea și ajustarea îngrijire.
La etapa de proiectare și de fabricație sunt definite de proiectare și de factorii tehnologici care afectează fiabilitatea obiectului. Acțiunea acestor factori este detectată în etapa de operare. În plus, în această etapă a ciclului de viață al obiectului să afecteze fiabilitatea și factorii de exploatare.
Operațiunea are o influență decisivă asupra fiabilității obiectelor, în special complicate. Fiabilitatea în funcțiune se realizează prin:
- respectarea condițiilor și modurile de funcționare (ungere, sarcină regimuri, temperaturi și altele.)
- întreținere periodică pentru a detecta și aborda problemele emergente și de a menține un obiect într-o stare bună de sănătate,
- diagnosticare de stat obiect sistematic, detectarea și prevenirea eșecurilor, reducerea consecințelor negative ale eșecului,
- reînnoiri preventive.
Principalul motiv pentru fiabilitate redusă în timpul funcționării yavlyaeyutsya uzură și îmbătrânire a componentelor obiectului. Uzura conduce la modificarea dimensiunii, perturbarea eficienței (din cauza deteriorării condițiilor de lubrifiere, de exemplu), ruperea, reducerea rezistenței etc. Aging conduce la o schimbare a proprietăților fizico-mecanice ale materialelor desenează rupere sau fisuri.
Fiabilitatea în timpul fazei operaționale poate fi ilustrat prin graficul unei rate eșec tipic în funcție de obiectul din timpul funcționării, prezentat în Fig. 2.
Fig. 2 este prezentat: 1 - pentru X rata de esec (t), 2 - curba de îmbătrânire, ts - rodaj, tn - funcționare normală, ti - o perioadă de uzură. În timpul fiabilitatea de rodaj, determinată în primul rând de factorii structurali și tehnologice, ceea ce duce la creșterea ratelor de eșec. Ca identificarea și abordarea acestor factori, fiabilitatea obiectului este redus la nivelul nominal, care este stocat într-o funcționare normală de lungă periodetn.
În timpul funcționării în obiect acumulate uzura si oboseala simptomelor, intensitatea care crește odată cu durata de viață a obiectului (în creștere curba 2 din fig. 2). O perioadă de intensă uzură obiect tp, care se termină la sosirea sa în starea limită și dezafectarea.
Costurile anuale de exploatare sunt caracterizate de graficele din fig. 3, unde 1 - costul total, 2 - costurile de reparație, 3 - Cheltuieli cu amortizarea. Graficele arată că există o perioadă optimă de funcționare a instalației la care costul total de operare este minim. P
Menținerea fiabilității în exploatare
Menținerea nivelului necesar de obiecte tehnice de fiabilitate în timpul funcționării se realizează prin efectuarea unei măsuri organizatorice și tehnice complexe. Aceasta include întreținerea periodică, preventivă și reparații de remediere. întreținere periodică axat pe ajustarea în timp util, eliminarea cauzelor eșecurilor, detectarea timpurie a eșecurilor.
Întreținerea periodică se efectuează la timp și în cantitatea prescrisă: inspecții tehnice (zilnic), săptămânale, lunare, sezoniere și alte operațiuni de întreținere (Regulamentul) .. Orice obiect este controlat TO de verificare de ajustare a parametrilor, dacă este necesar, identificarea și eliminarea defectelor, înlocuirea elementelor prevăzute de documentația de întreținere.
Ordinea de execuție a lucrărilor este determinată de instrucțiunile simple de întreținere, precum și procedura pentru efectuarea de lucru complexe - hărți.
Procesul de întreținere se realizează de obicei și diagnosticarea unui obiect operat (într-un anumit volum). Diagnosticul este de a controla starea unui obiect, în scopul de a detecta și a preveni eșecuri. Diagnosticul se realizează cu ajutorul comenzilor de diagnosticare, care sunt încorporate și externe. instrumente integrate permit monitorizarea continuă. Cu mijloace externe se efectuează o monitorizare periodică.
Ca urmare a anomaliilor de diagnostic detectate parametrii obiect și motivele pentru aceste abateri. Acesta este determinat de localizarea specifică a defecțiunii. Noi rezolva problema prognozarea situației obiectului, precum și o decizie privind funcționarea acestuia în continuare.
oh
Pentru a restaura un obiect în indicii lor de fiabilitate reducând efectueze reparații preventive și de remediere. reparații Restorative servesc pentru a restabili funcționarea obiectului după eșecul și să mențină nivelul dorit de fiabilitate prin înlocuirea pieselor și a ansamblurilor care au pierdut nivelul de fiabilitate sau nu a reușit.
Numărul de reparații este determinată de oportunism economică. O dependență tipică a probabilității obiectului funcționare fără defecțiuni a fi reparate pe timpul de funcționare este prezentată în Fig. 4. În figura următoarele simboluri: probabilitatea P- de defectare a obiectului, Pmin- nivelul minim acceptabil de fiabilitate, N număr de componente care pot fi înlocuite în instalația de reparare.
Întreținerea regulată nu poate atinge nivelul inițial de fiabilitate și durata de viață a obiectului, după reparatia va fi mai mică decât după repararea precedentă. Astfel, eficacitatea fiecărei întreținere ulterioară este redusă, ceea ce face necesară pentru a limita numărul total de unitate de reparații.