Исследование надежности путевого инструмента с объемным гидропри. Исследование надежности путевого инструмента с объемным гидроприводом

• Название: Исследование надежности путевого инструмента с объемным гидроприводом
• Дата: 13.01.2022
• Размер: 275.5 Kb.
• Имя файла: Исследование надежности путевого инструмента с объемным гидропри.docx
• Тип: Исследование; #329890
• страница: 1 из 4

2 Исследование надежности путевого инструмента с объемным гидроприводом

В соответствии с рассмотренным в разделе 1 вопросом гидравлические путевой инструмент имеет, с одной стороны, неоспоримые преимущества, а с другой стороны — некоторые недостатки. В связи с этим перед специалистами, связанными с проектированием, изготовлением и обслуживанием гидроприводов, ставятся определенные задачи.

Задачами конструктора при проектировании гидропривода являются оптимизация его схемы, обеспечивающей выполнение приводом функциональных требований, и обоснованный выбор элементов гидропривода.

Задачами технолога при изготовлении элементов гидропривода являются обеспечение требуемого высокого качества изготовления, так как это оказывает колоссальное влияние на эксплуатационные характеристики гидропривода.

В задачи обслуживающего персонала во время эксплуатации гидропривода входит выполнение технических условий и требований по его эксплуатации, заключающееся прежде всего в выполнении правил монтажа гидропривода, регулярной смене фильтрующих элементов фильтров и замене рабочей жидкости, а также при необходимости в ее доливке. Выполнение этих требований позволяет значительно продлить срок службы, как отдельных элементов гидропривода, так и всего гидропривода в целом [8].

Важное значение при эксплуатации путевого инструмента с объемным гидроприводом имеет повышение культуры производства, в частности подготовка кадров. Кроме того, условия эксплуатации могут быть охарактеризованы как неблагоприятные, особенно по климатическим показателям и запыленности, поэтому необходимость повышения квалификации персонала использующего инструмент в своей работе играет не последнюю роль [1].

И всего вышесказанного следует, что еще на этапе проектирования конструктором закладывается определенный уровень надежности изделия. Если этот уровень достаточно низок, то при эксплуатации изделия могут появится определенные проблемы с работоспособностью, безотказностью изделия, ведь при производстве, заложенный конструктором уровень надежности, понизится. Поэтому, так важно еще на этапе проектирования заложить максимальный уровень надежности изделия.

2.1 Теоретические основы надежности и ее расчета

Для того, чтобы добиться высокого уровня надежности, необходимо достаточно однозначно понимать, что такое надежность. Согласно [6], надежностью является свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

В связи с повышением требований к продукции, ее усложнением надежность стала одной из наиболее сложных проблем, а последствия ненадежности, которые нельзя оценить никакими экономическими показателями – является гибель людей в результате различных катастроф, отказов военной техники в ответственные моменты. Поэтому, повышение надежности, продление ее ресурса, сокращение затрат на ремонт и технического обслуживания – основные задачи заказчика, разработчика, производителя, эксплуатанта. Проблема надежности должна решаться на всех стадиях жизненного цикла изделия.
На стадии разработки изделия закладывается его надежность, которая зависит от:

– конструкции изделия и его узлов;

– применяемых материалов;

– методов защиты от вредных воздействий;

– системы смазки;

– приспособленности к техническому обслуживанию и ремонту.

На стадии производства обеспечивается надежность изделия, которая зависит от:

– качества изготовления деталей и сборки изделия;

– методов контроля и испытаний;

– других показателей технологического процесса.

На стадии эксплуатации реализуется надежность, проявляющаяся только в процессе использования техники по назначению с учетом своевременного и правильного технического обслуживания и ремонта.

Надежность и безопасность являются характеристиками продолжительной работы системы и достигаются посредством применения существующих инженерных понятий, методов, средств и технологий в течении жизненного цикла системы. Надежность и безопасность системы может быть охарактеризована как качественными, так и количественными показателями уровня данной системы или подсистем и компонентов, составляющих данную систему, при которых можно полагаться на то, что они функционируют надлежащим образом, а так же готовы к эксплуатации и являются безопасными для человека и окружающей среды.

Еще в годы существования СССР в нашей стране была разработана система стандартов «Надежность в технике» (ССНТ), которая обозначается как ГОСТ 27. В настоящее время ГОСТ 27. является межгосударственной, региональной системой стандартов стран СНГ.

Система стандартов «Надежность в технике» предназначена обеспечить эффективность организационных, конструкционных, технологических и эксплуатационных мероприятий, направленных на достижение оптимального уровня надежности объектов, а также объективность и сопоставимость результатов контроля и испытаний на надежность.

В систему стандартов «Надежность в технике» входят технические и организационно-методические стандарты, объекты стандартизации которых относятся к классификационным группам, указанным в таблице 2.1

Код группы	Классификация группы объектов стандартизации
0	Общие вопросы надежности
1	Нормирование надежности
2	Методы расчета надежности
3	Методы обеспечения надежности
4	Испытания и контроль надежности
5	Сбор и обработка информации по надежности
6–9	Резерв

Таблица 2.1 – Классификационные группы системы стандартов «Надежность в технике»
Общие правила расчета надежности технических объектов (изделий) определены ГОСТ 27.301 – 95 [7]. В соответствии с этим стандартом расчет надежности - это процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой ин­формации, имеющейся к моменту расчета.

Надежность характеризуется безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долговечностью составляющих изделие частей. Этими свойствами во многом определяется эффективность действия любой гидравлической системы, ее техническое совершенство и экономичность.

Надежная работа гидравлических устройств зависит от многочисленных факторов, находящихся в сложной зависимости и зачастую носящих случайный стохастический характер. Все многообразие этих факторов, характеризующих реальные условия эксплуатации и оказывающих влияние на надежность, можно свести к двум группам – объективной и субъективной[8].

К объективным факторам относят воздействие окружающей среды, механические и другие внешние воздействия (старение, износ и др.).

К субъективным факторам относят такие, которые в той или иной мере зависят от деятельности человека (выбор схемы и конструктивного решения при проектировании, выбор элементов и их материалов, выбор режимов эксплуатации, организация технического обслуживания и др.).

Надежность объекта рассчитывают на стадиях жизненного цикла и соответствующих этим стадиям этапах видов работ, установленных программой обеспечении надежности объекта или документами, ее заменяющими. Эта программа должна устанавливать цели расчета на каждом этапе видов работ, применяемые при расчете нормативные документы и методики, сроки выполнения расчета и исполнителей, порядок оформления, представления и контроля результатов расчета[9].

Так на этапе проектирования расчет надежности производится с целью прогнозирования (предсказания) ожидаемой надежности проектируемой системы. Такое прогнозирование необходимо для обоснования предполагаемого проекта, а также для решения организационно-технических вопросов:

— выбора оптимального варианта структуры;

— способа резервирования;

— глубины и методов контроля;

— количества запасных элементов;

— периодичности профилактики[10].

На этапе испытаний и эксплуатации расчеты надежности проводятся для оценки количественных показателей надежности. Такие расчеты носят, как правило, характер констатации. Результаты расчетов в этом случае показывают, какой надежностью обладали объекты, прошедшие испытания или используемые в некоторых условиях эксплуатации. На основании этих расчетов разрабатываются меры по повышению надежности, определяются слабые места объекта, даются оценки его надежности и влияния на нее отдельных факторов.

Расчет надежности объектов в общем случае представляет собой процедуру последовательного поэтапного уточнения оценок показателей надежности по мере отработки конструкции и техноло­гии изготовления объекта, алгоритмов его функционирования, правил эксплуатации, системы техни­ческого обслуживания и ремонта, критериев отказов и предельных состояний, накопления более полной и достоверной информации о всех факторах, определяющих надежность, и применения более адекватных и точных методов расчета и расчетных моделей[7].

Расчет надежности на любом этапе видов работ, предусмотренном планом программы обеспечении надежности, включает:

- идентификацию объекта, подлежащего расчету;

- определение целей и задач расчета на данном этапе, номенклатуры и требуемых значений рассчи­тываемых показателей надежности;

- выбор мотода(ов) расчета, адекватного(ых) особенностям объекта, целям расчета, наличию не­обходимой информации об объекте и исходных данных для расчета;

- составление расчетных моделей для каждого показателя надежности;

- получение и предварительную обработку исходных данных для расчета, вычисление значений показателей надежности объекта и, при необходимости, их сопоставление с требуемыми;

- оформление, представление и защиту результатов расчета.

Надежность любой системы в целом зависит от надежности входящих в нее элементов, а также от способа их включения в систему. Различают два основных типа соединения элементов – последовательное и параллельное[11].

Под последовательным соединением элементов (рисунок 2.1 а) в теории надежности понимают такое соединение, при котором отказ какого-либо элемента влечет за собой отказ всей системы. В этом случае, при условии, что отказ каждого из m элементов системы является событием независимым, вероятность безотказной работы такой системы будет определяться по следующей формуле[7]:

(1)

где - интенсивность отказов всей системы,

(2)

При параллельном соединении элементов (рисунок 2.1 б) отказ всей системы возможен только при условии отказа каждой из параллельных ветвей.

Вероятность безотказной работы такой системы будет определяться по формуле:

(3)
Параллельное соединение является основой для резервирования (дублирования)систем и элементов, а само резервирование – является одним из способов повышения надежности гидросистемы.


б)

а)

Рисунок 2.1 - Два основных типа соединения элементов системы:

а) последовательный; б) параллельный.


Характеристики надежности также влияют на экономически целесообразный срок службы машины и ее цену. Таким образом, можно утверждать, что характеристики эксплуатационной надежности по сравнению с другими характеристиками машины оказывают наибольшее влияние на успех деятельности потребителя этой машины. Они являются важнейшими показателями потребительской ценности машины. Влияние уровня эксплуатационной надежности машины на полезные результаты от использования машины у потребителя отражены схематично на рисунке 2.2




Рисунок 2.2 – Влияние уровня эксплуатационной надежности на результат

Исходя из анализа документов и практики, перед специалистами ставится задача повышения уровня надежности в эксплуатации путевого инструмента с объемным гидроприводом.