Современные технологии производства мехатронных и
Микромехатронных устройств
Турыгин
Эксплуатация и техническое обслуживание мехатронных и робототехнических систем
1. Надежность и эффективность техники
Эффективность = производительность + качество + экономичность
Качество = надежность + технологичность (экологичность изготовления ) + Эстетичный вид + эргономичность (удобство управления)
Целевая функция эффективности Ц(t)=f(П, Н, Э) , где Ц(t) – целевая функция эффективности; t- промежуток времени, на котором определяется значение целевой функции; П- производительность, Н- надежёность, Э- экономичность.
Надежность – свойство объекта, сохранять во времени в установленных пределах все параметры обеспечивающие выполнение требуемых функций в данных условиях эксплуатации.
Основные понятия надежности:
Изделие- единица продукции, выпускаемая данными предприятиями, цехом, и т.д. (подшипник, станок, ремень, автомобиль)
Элемент – простейшая при данном рассмотрении составная часть изделия, в задачах надежности может состоять из многих отдельных деталей.
Система – совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.
2. Виды состояний и событий, характеризующие надежность изделий
Работоспособное состояние -> Отказ -> Неработоспособное состояние
Работоспособное состояние -> Исчерпание ресурса -> Предельное состояние
|
|
|
1. Работоспособное состояние – это состояние объекта, при котором он выполняет свои функции, а значение всех основных характеристик, соответствующих требованиям нормативно-технологической документации.
При несоблюдении этих условий объект будет находиться в неработоспособном состоянии.
2. Исправное состояние –состояние объекта, при котором объект удовлетворяет не только основным, но и вспомогательным требованиям. Исправный объект обязательно работоспособен.
3. Неисправное состояние –состояние, когда объект не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технологической документации. Неисправный объект не всегда не работоспособен (пример: содрана краска у станка, вмятина на двери автомобиля).
4. Предельное состояние – состояние, при котором возникает необходимость в капитальном ремонте объекта или его утилизации.
Отказ – событие, заключающееся в утрате работоспособности
3. Классификация отказов
1. По характеру возникновения
- внезапные (перегорела лампочка)
- постепенные (износ резины шин)
2. По физической природе
- связанные с разрушением материала
- не связанные с разрушением материала
3. По возможности дальнейшего использования
|
|
|
- полные
- частичные
4. По последствиям
- легкие
- тяжелые
- опасные для жизни
5. По возможностям устранения
- устранимые
- не устранимые
6. По времени возникновения
- приработочные
- при нормальной эксплуатации
- при испытаниях
- при хранении
7. По принадлежности к причинам возникновения
- конструкционные
- технологические
- эксплуатационные
8. По связям между контактами
- независимые (происхождение само по себе)
- зависимые (отказ спровоцирован чем-то другим)
9. По устойчивости неработоспособного состояния
- устойчивый
- самоустраняющийся
- перемежающийся
10. По наличию внешних проявлений
- очевидные (явные)
- скрытые (неявные)
11. По виду процессов разрушения
- связанные с изнашиванием
- усталостные
- коррозионные
12. По виду основного параметра, изменение которого привело к отказу
- по параметрам качества функционирования
- по параметрам производительности
- по затрачиваемым ресурсам
- по параметрам безопасности труда
- по параметрам экологии
4. Свойства надежности
Безотказность – свойство непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени или наработки
Долговечность – свойство изделия длительно сохранять работоспособность до предельного состояния. Характеризуется невозможностью дальнейшей эксплуатации изделия. Для невосстанавливаемых изделий понятия безотказности и долговечности практически совпадают.
|
|
|
Ремонтопригодность – приспособленность изделия к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, к поддержанию и восстановлению работоспособности путем технического обслуживания и ремонтов (ТОиР).
Сохраняемость – свойство объекта сохранять значение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности после хранения и транспортирования.
5. Показатели надежности
Показатели надёжности количественно характеризуют, в какой степени данному объекту присущи определенные свойства, обуславливающие надёжность.
1. Индивидуальные (установленные)
2. Групповые
Под установленной наработкой понимается минимальное значение наработки, в течении которой производитель гарантирует безотказную работу изделия при соблюдении регламентированной системы ТОиР.
Различают:
1. Единичные – характеризуют одно из свойств
2. Комплексные – характеризуют комплекс/набор свойств
- коэффициент готовности — Кг
- коэффициент технического использования — Кти
|
|
|
Показатели безотказности
Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки
1. Вероятность безотказной работы-вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ не возникнет (как правило, для изделий массового производства, сложных систем)
2. Средняя наработка до отказа – математическое ожидание наработки до отказа невосстанавливаемого изделия
3. Средняя наработка на отказ – отношение наработки восстанавливаемого изделия к математическому ожиданию его отказов в течение этой наработки
4. Интенсивность отказов – показатель надежности невосстанавливаемых изделий, равный отношению среднего числа отказавших в единицу времени (или наработки в др. единицах) объектов к числу объектов, оставшихся работоспособными.
5. Параметр потока отказов – показатель надежности восстанавливаемых изделий, равный отношению среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую наработку.
Показатели долговечности
Долговечность — свойство элемента или системы длительно сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при определенных условиях эксплуатации.
1. Средний ресурс - это математическое ожидание ресурса.
2. Гамма-процентный ресурс – это наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятность γ, выраженной в процентах.
3. Назначенный ресурс - суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.
4. Средний срок службы - математическое ожидание срока службы.
5. Гамма-процентный срок службы - календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта, в течение которой он не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью γ, выраженной в процентах.
6. Назначенный срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта, при достижении которой применение по назначению должно быть прекращено.
Показатели ремонтопригодности и сохраняемости
Показатели ремонтопригодности:
- Среднее время восстановления работоспособного состояния
- Вероятность восстановления работоспособного состояния в заданное время
- Средняя оперативная трудоемкость (продолжительность, стоимость) технического обслуживания данного вида.
Показатели сохраняемости:
- Гамма процедурный срок сохраняемости- календарная продолжительность хранения и (или) транспортировки, в течении которой или после которой показателями безотказности, долговечности и ремонтопригодности объекта не выйдут за установленные пределы с вероятностью ᵞ(в процентах)
- Средний срок сохраняемости – математическое ожидание срока сохраняемости объекта
- Назначенный срок хранения
Комплексные показатели надежности
1. Коэффициент технического использования (Кти) — отношение математического ожидания интервалов времени, пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий интервалов времени пребывания объекта в работоспособном состоянии, простоев, обусловленных техническим обслуживанием (ТО), и ремонтов за тот же период эксплуатации.
Кти = Тср / (Тср + tто + tр + tв)
Тср – среднее время работы
tто – время технического обслуживания
tр – время ремонтов
tв – суммарное время внеплановых простоев
2. Коэффициент готовности (Кг) — вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается.
Кг = Тср / (Тср + tв)
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1111; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!