Элементы теории надежности

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВЫХ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Техническая эксплуатация включает комплекс мероприятий по техническому использованию, техническому обслуживанию, техническому надзору и ремонту, которые направлены на обеспечение работоспособности грузового оборудования в течение заданного срока службы. Обычно срок службы его равен сроку службы судна (15-25 лет).

Элементы теории надежности

Надежность – свойства объекта (изделия) выполнять в течение заданного времени или заданной наработки свои функции, сохраняя в заданных пределах эксплуатационные показатели.

Надежность характеризуется следующими основными состояниями и событиями:

работоспособность – состояние изделия, при котором оно способно нормально выполнять заданные функции (с параметрами, установленными в технической документации). Работоспособность не касается требований, непосредственно не влияющих на эксплуатационные показатели, например повреждение окраски и т.д;

исправность – состояние изделия, при котором оно удовлетворяет всем не только основным, но и вспомогательным требованиям. Исправное изделие будет обязательно работоспособно;

неисправность – состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному требованию технической документации. Изделие может быть неисправным, но работоспособным. Так трещина в сварном шве защитного кожуха тормоза грузовой лебедки не нарушает основных эксплуатационных показателей – грузоподъемности, скорости, поэтому механизм подъема работоспособен, но неисправен. Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности и их сочетания приводящие к отказам;

отказ – событие, заключающееся в нарушении (утрате) работоспособности.

Отказы в соответствии со своей физической природой бывают связаны с разрушением деталей или их поверхностей (поломки, выкрашивание, износ, коррозия старение) или не связаны с разрушением (засорение каналов подачи топлива, смазки или подачи рабочей жидкости в гидроприводах, ослабление соединений загрязнении или ослабление электроконтактов). В соответствии с этим отказы устраняют: а) заменой деталей; б) ремонтом деталей; в) регулированием или очисткой.

По возможности дальнейшего использования изделий отказы различают на полные, исключающие возможность работы изделия до их устранения, и частичные, при которых изделие может частично использоваться, например с неполной мощностью или на пониженной скорости.

По характеру возникновения отказы делят на внезапные (например, поломки) и постепенные (изнашивание, старение, коррозия, загрязнения).

По времени возникновения отказы делят на:

а) приработочные, возникающие в первый период эксплуатации и связанные с отсутствием приработки и с попаданием на сборку дефектных элементов, неотбракованных контролем;

б) при нормальной эксплуатации (за период до появления износовых отказов);

в) износовые.

Надежность, являясь сложным свойством, обусловливается или слагается из более простых свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность – свойство изделия сохранять работоспособное состояние в течение заданной наработки без вынужденных перерывов.

Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособное состояние до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство изделия сохранять безотказность, долговечность и ремонтопригодность после и в течение установленного срока хранения и транспортирования.

Основным показателем безотказности является вероятность безотказной работы в течение заданного времени или наработки

,

где N_исп – количество изделий, которые оказались исправными к моменту времени t;

N_о – общее количество изделий, которые были введены в эксплуатацию.

Вероятность отказа

,

где N_н.исп – количество изделий, которые оказались неисправными к моменту времени t и выбыли из строя в эксплуатации.

Число отказов в единицу времени в разные периоды эксплуатации, различно и характеризуется интенсивностью отказов – l(t), которая определяется как отношение числа отказов в рассматриваемом интервале времени Dt к общей наработке всех изделий в этом интервале

1/час,

где N(t) – количество изделий, работоспособных в момент времени t;

N(t+Dt) – количество изделий, работоспособных в момент времени t+Dt;

Dt – рассматриваемый интервал времени.

Типичная зависимость интенсивности отказов от времени эксплуатации для большинства изделий имеет вид кривой, показанной на рис.1.

Рис.9.1. Интенсивность отказов:

1 – приработочный период работы;

2 – период нормальной эксплуатации;

3 – период увеличенной интенсивности отказов.

В начальный период работы 1, именуемый приработочным, интенсивность отказов велика, так как на этом этапе проявляются различные дефекты производства изделий. Затем она убывает, приближаясь к постоянному значению, соответствующему периоду нормальной эксплуатации 2. Это объясняется приработкой контактирующих поверхностей. В конце срока эксплуатации – в период 3 – интенсивность отказов возрастает, когда по причине изнашивания, развития усталостных повреждений и других факторов изменяются размеры и механические свойства деталей.

Любая разборка механизма в периоде нормальной эксплуатации 2 (рис. 2) приводит, при последующей сборке, к несовпадению микрорельефа контактирующих поверхностей, что вызовет необходимость повторной их приработки (рис.2 точечная кривая). Это приведет к сокращению ресурса механизма (t¢_ресурс < t_ресурс).

Вероятность безотказной работы стреловых палубных кранов в межремонтный период P(t) =0,93.

Количество отказов судовых ПТМ по различным причинам распределяется следующим образом:

а) удары и вибрации – 29%;

б) низкая температура – 24%;

в) высокая температура – 21%;

г) высокая влажность – 16%;

д) перегрузка – 3%;

е) прочие причины – 7%.

Рис.9.2. Интенсивность отказов и срок службы изделия без разборки (кривая А) и с разборкой в установившейся период (кривая Б)

Рис.3. Распределение причин отказов СПТМ

Надежная эксплуатация СПТМ обеспечивается: квалификацией и ответственностью персонала, использование методов безразборной диагностики, достоверный учет и анализ причин отказов и своевременное принятие мер к их устранению, а также строгое соблюдение правил технической эксплуатации.

Дата добавления: 2015-07-20