Задание 1. Технологические расчеты на основе параметров надежности элементов системы

Надежность элементов технологических систем является решающим фактором, определяющим ресурс их работы и величину стоимости. Надежность – это свойство технологической системы сохранять работоспособность в установленных пределах значений всех параметров, определяющих способность выполнять требуемые функции в необходимых режимах и условиях применения системы, в течение всего времени функционирования.

Основным показателем надежности технологических систем (ТС) является вероятность безотказной работы P(t), т.е. вероятность того, что в рассматриваемом интервале времени t работы оборудования не возникнет отказа всей системы или ее элементов. Этот параметр принимает значения в пределах от 0 до 1.

Другим параметром надежности является наработка на отказ (или ресурс безотказной работы), определяющийся временем T, в течение которого система работает без отказов и сбоев. При этом время Т должно быть больше или равно времени t при заданном уровне вероятности безотказной работы P(t). По величине времени безотказной работы устанавливают сроки плановых ремонтов, времени подналадки элементов системы, а также подбирают структурные элементы технологической системы для обеспечения равного времени их функционирования без отказов. В основном изменение надежности элементов ТС во времени подчиняется нормальному закону распределения, экспоненциальному закону распределения или закону распределения Вейбула. Так, наиболее широко применяемый закон распределения вероятности безотказной работы Вейбула, имеет следующий вид:

(1)

где e – основание натурального логарифма,

a, b – коэффициенты, определяемые по результатам эксплуатационных и опытных испытаний оборудования,

t –время функционирования оборудования, в часах.

С использованием формулы (1) для отдельных элементов ТС можно установить вероятность безотказной работы всей системы, как

, (2),

где l – число компонентов в системе, влияющих на ее надежность.

Поскольку элементы ТС имеют различные значения показателей надежности, то целесообразно производить их подбор с близкими числовыми значениями параметров надежности, что обеспечивает наиболее эффективную эксплуатацию оборудования. Для выравнивания времени безотказной работы в автоматизированном производстве часто применяют различные накопительные устройства, которые в этом случае дополнительно к компенсации различия времени обработки на разных компонентах системы позволяют увеличить время безотказной работы системы. Величина времени безотказной работы определяет межремонтный ресурс ТС и ее элементов или установить количество заготовок, которые можно обработать до возникновения очередного отказа в системе.

Задание 1.1. По заданным зависимостям вероятности безотказной работы P(t) отдельных элементов (станок, транспортер, промышленный робот) ГПМ определить ресурс безотказной работы всего модуля, при обеспечении вероятности безотказной работы P(t)= 0,95. По результатам расчетам построить графики изменения вероятности безотказной работы отдельных компонентов и всего модуля от времени работ t в диапазоне от 0 до 1000 часов с шагом 100 ч.

Исходные значения коэффициентов в уравнениях вероятности безотказной работы элементов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Дата добавления: 2015-08-18