Часть I. НАДЕЖНОСТЬ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАШИН
Раздел 1. Основы теории надежности
Глава 1. Основные понятия и определения
Теория надежности - это теория, которая устанавливает за-кономерности возникновения отказов объектов и методы их про-гнозирования; изыскивает способы повышения надежности изде-лий при конструировании, изготовлении и поддержания их работо-способного состояния во время эксплуатации; разрабатывает ме-тоды контроля надежности изделий.
Под работоспособным состоянием объекта понимается та-кое состояние, при котором значения всех параметров, характери-зующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской до-кументации.
Нарушение работоспособного состояния объекта является событием, получившим название отказ.
Отказы, по характеру своего проявления, подразделяются на:
- внезапные;
- постепенные.
Внезапный отказ -отказ,характеризующийся скачкообраз-ным изменением значений одного или нескольких параметров объ-екта.
Постепенный отказ -отказ,обусловленный естественнымипроцессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при со-блюдении всех установленных правил и (или) норм проектирова-ния, изготовления и эксплуатации.
Отказы могут являться и являются следствием ошибок или недостаточного уровня знаний конструктора, или нарушения уста-новленных правил и норм проектирования и конструирования. Та-кие отказы носят название конструктивные отказы.
|
|
|
Отказ, возникший по причине , связанной с несовершенством или с нарушением установленного процесса изготовления или ре-монта, выполняемого на ремонтном предприятии, получил назва-
ние производственный отказ.
Если нарушения установленных правил и (или) условий экс-плуатации приводят к возникновению отказа, то такой отказ назы-
вается эксплуатационным отказом.
Для металлургических машин при пуске их в эксплуатацию наиболее характерными являются внезапные конструктивные отказы.
12
При установившемся процессе эксплуатации наиболее часто возникают внезапные эксплуатационные отказы.
Если прочностные свойства детали не изменяются, то вне-запный отказ связан с перегрузкой. Если же в результате много-кратного воздействия предельных нагрузок происходит снижение прочностных свойств, то происходит внезапный отказ, связанный с развитием усталостных трещин.
Но внезапные отказы могут являться и следствием разброса механических свойств материала, из которого изготовлена деталь, и уровня нагрузок, действующих на нее (рис.1.1).
Если принять , что величины нагрузки и прочности подчиня-ются нормальному распределению (что во многих случаях соот-ветствует действительности), то существует зона (на рис. 1.1 за-штрихована) внезапных отказов при расчетном коэффициенте за-паса прочности. Возникновение постепенных отказов в узлах тре-ния вследствие развития процессов изнашивания протекает по схеме, представленной на рис.1.2.
|
|
|
| ƒ(σ) | ||
| Зона | ||
| отказов | ||
| 0 | σ | |
| σΦ | ||
| σΤ | ||
| Рис.1.1. Схема отказа при разбросе нагрузки | ||
| и прочностных свойств деталей | ||
Первоначальный разброс величины зазора вследствие до-пуска на изготовление в процессе изнашивания увеличивается. Увеличение зазора определяется скоростью изнашивания J, вели-чина которой имеет нормальное распределение, поэтому и нара-ботки до отказа в этом случае имеют нормальное распределение.
В теории надежности при рассмотрении надежности объек-тов введены понятия "система" и "элемент".
13
U
f (t)
[U]
f (J )
∆ f (∆)
0
t
T
Рис.1.2. Схема возникновения постепенных отказов: [U]=U max - максимально допустимая величина износа (отказ);
|
|
|
∆ - исходный зазор в соединении;
f (∆) - плотность распределения зазора в соединении; f (J) - плотность скорости изнашивания;
f (t)- плотность вероятности отказов; Т - средняя наработка
Под системой будем понимать множество элементов и связь между ними, образующих некоторую целостность. Под эле-ментом понимают часть системы, предназначенную для выполне-ния определенных функций и неделимую на составные части при данном уровне рассмотрения.
То есть только уровень рассмотрения определяет отнесение того или иного объекта, образующего некоторую целостность, к системе или элементу.
Например, линия привода горизонтальных валков может рассматриваться как элемент, входящий в систему, - рабочая клеть. В то же время линия привода горизонтальных валков может рассматриваться как система с входящими в нее элементами: узел валков, узел шпиндельного соединения, узел шестеренной клети, электропривод. Все зависит от того, какие задачи мы ставим при исследовании надежности того или иного объекта.
Как правило, при исследовании надежности металлургиче-ских машин в процессе эксплуатации в качестве элементов прини-маются детали или узлы , которые подвергаются замене или вос-становлению в процессе технического обслуживания или ремонта металлургических агрегатов.
|
|
|
14
Элементы и системы, которые в случае отказа заменяются новыми, называются невосстанавливаемыми.
Элементы и системы, которые в случае отказа подвергаются восстановлению, называются восстанавливаемыми.
Важнейшим понятием теории надежности является понятие наработка,под которым понимается продолжительность или объ-ем работы. Различают наработку до отказа и наработку между от-казами или наработку на отказ.
Наработка до отказа - наработка объекта от начала его экс-плуатации до возникновения первого отказа.
Наработка между отказами (на отказ) - наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа. Относится только к восстанавливаемым объектам.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 485; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!