ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ПТМ

Современные ПТМ являются сложными объектами, вклю­чающими помимо механических электрические, гидравлические, пневматические, а в ряде случаев и электронные системы. По­этому прогнозирование показателей надежности машины на стадии проектирования является сложной научно-технической задачей. В настоящее время не имеется апробированной мето­дики расчета надежности ПТМ, хотя для машин других типов в этом направлении сделано многое. Ниже изложены ис­ходные положения методики прогнозирования по­казателей надежности ПТМ при проектировании.

Для расчетного определения вероятности безотказной ра­боты Р_м(t) машина должна быть разделена на отдельные эле­менты: системы, узлы, детали. Разделение на элементы долж­но производиться так, чтобы отказ одного из них не влиял на надежность других. Затем должна быть составлена струк­турная схема проектируемой ПТМ, состоящая из последова­тельно, параллельно и смешанно соединенных деталей в узлы, узлов в системы, системы в машину. Зная вероят­ность безотказной работы каждого элемента и полагая отказы элементов независимыми, можно по формулам (27) и (34) определить P_M{t).

Все элементы ПТМ можно разделить на три группы. Пока­затели надежности элементов первой группы определяются рас­четным путем. Надежность элементов второй группы находит­ся по элементам-аналогам, работающим в составе других ма­шин, по которым имеются статистические данные. Очевидно, что элементы-аналоги должны подбираться с учетом идентич­ности конструкции, технологии изготовления, условий и режи­мов эксплуатации. К третьей группе относятся элементы, на­дежность которых определяется по результатам испытаний на стендах.

Статистические наблюдения и опыт проверочных расчетов свидетельствуют о том, что, хотя вероятность безотказной ра­боты ПТМ зависит от всех элементов, существенно влияет на нее относительно небольшое их количество. Это обстоятельство позволяет существенно сократить объем вычислений. Так, в каждом механизме достаточно рассчитать вероятность безот­казной работы по условию сохранения статической и цикличе­ской прочности, а также по условию отсутствия изнашивания одной-двух деталей в сечениях и точках площади с максималь­ным уровнем действующих напряжений и наибольшими эффек­тивными коэффициентами концентрации. Остальные детали, площади сечений которых выбраны по конструктивным, техно­логическим или иным соображениям, имеют такие показатели надежности, которые не меняют учитываемые числа знаков (0,99 и 0,9999) при расчете вероятности безотказной работы механизма. То же самое можно сказать относительно металло­конструкций. Так, надежность стреловых устройств кранов определяется вероятностью безотказной работы одного-двух се­чений стрелы и хобота.

Для прогнозирования коэффициента готовности ПТМ также должна быть разделена на отдельные элементы. Если имеется п_э элементов, то приближенно коэффициент готовности машины определяется по формуле:

где Твi,Tотi — среднее время восстановления и средняя нара­ботка на отказ i-го элемента.

Среднее время восстановления элемента определяется по статистическим данным по элементам-аналогам. При отсут­ствии аналогов используются нормы на ремонт и экспертные оценки специалистов. Средняя наработка на отказ может опре­деляться расчетным путем по элементам-анало­гам и на испытательных стендах.

В общем случае для прогнозирования надежности проекти­руемой машины необходимы статистические данные по элемен­там ПТМ, близким по конструкции к проектируемым, цифро­вые ЭВМ с соответствующим набором программ, стенды для испытания на надежность наиболее ответственных и сложных в расчетном смысле элементов.

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ