Конспект лекций по надежности. Конспект лекций по надежности (2). Конспект лекций для студентов специальности 030600 Технология и предпринимательство
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
10.3. Расчет надежности соединений с натягом Актуальность расчета надежности таких соединений вызывается большим рассеянием: натягов, коэффициентов трения, которые зависят от многих факторов – состояния поверхности, оксидных пленок, случайного попадания масла, внешних нагрузок. Вероятность безотказной работы оценивается по 2-м критериям: - по критерию прочности сцепления Рс; - по критерию прочности деталей Рп. Р= Рс · Рп. Коэффициент запаса прочности сцепления по средним значениям моментов  где  ‑ среднее значение момента, действующего на соединение. ‑ предельный по прочности сцепления момент (Н-м) (для соединения диаметром dмм, длиной lмм c натягом Nмкм при давлении на посадочных поверхностях р МП, коэффициент трения f).К=1,5 – коэффициент, учитывающий возможность уменьшения сил сцепления со временем (от местных обмятий и частичного уменьшения сил трения). Среднее значение  определяется по средним значениям  и  . Для соединений сплошного вала со ступицей диаметр D для материалов с одинаковым модулем упругости Е и одинаковым коэффициентом поперечного сжатия ,где U – поправка на обмятие посадочных поверхностей. Зависит от высоты микронеровновтей RZ1 и RZ2. (Обычно U=1,2).  Среднее значение определяется по среднему значению  . где  ‑ среднее значение отклонения вала;  ‑ отверстия; ‑ допуск диаметра вала;  ‑ допуск диаметра отверстия; ‑ нижнее отклонение диаметра вала.Квантиль нормального распределения прочности сцепления  где  ‑ коэффициент вариации предельного момента. ,где  ‑ коэффициент вариации давления; ‑ коэффициент вариации коэффициента трения. ,где  ,  ‑ коэффициент вариации и среднее квадратичное отклонение натяга.Если считать поправку на обмятие U пропорциональной натягу, то  .При изготовлении вала и отверстия по одинаковым квалитетам  ;  ;  ;  При ;  .Коэффициент вариации коэффициента трения для соединений с натягом  ( ).Меньшие значения – при сборке с охлаждением.  ‑ коэффициент вариации момента, действующего на соединение с натягом.Коэффициент запаса по критерию прочности деталей  .Опасные напряжения возникают у внутренней поверхности охватывающей детали.  ‑ предел текучести материала охватывающей детали; ‑ наибольшее эквивалентное напряжение.Среднее значение эквивалентного напряжения   . Квантиль нормального распределения прочности детали   ‑ коэффициент вариации предела текучести, =0,06.По расчетным значениям квантилей  и  по таблицам значений функции Лапласа находятся соответствующие вероятности  и  .Вопросы для самоконтроля Всегда ли соединение элементов обладает меньшей надежностью, чем сами элементы? Влияет ли на надежность резьбового соединения шаг резьбы? Почему предел выносливости сварных соединений имеет рассеяние? В чем специфика оценки надежности соединений с натягом? Влияют ли на надежность соединения с натягом конструкционные параметры охватывающей детали? «Система управления не может быть лучше, чем составляющие ее руководители» С. Янг Лекция 11. Надежность персонала
11.1. Понятие и свойства надежности оперативного персонала Надежность оперативного персонала наряду с надежностью техники является одним из важнейших процессуальных свойств, влияющих на качество, эффективность и безопасность работы сложных систем. Крупные аварии и катастрофы последней четверти XX века, произошедшие непосредственно или косвенно по вине человека, в очередной раз обратили внимание общества на проблему человеческого фактора. В ГОСТе 26387-84 «Система «человек-машина» под надежностью человека-оператора понимается свойство человека-оператора, характеризующее его способность безотказно осуществлять деятельность в течение определенного интервала времени при заданных условиях. В дается сходное определение понятия надежности функционирования как способности сохранять устойчивость запланированного процесса функционирования, заключающуюся в отсутствии вынужденных прекращений процесса (срывов) и неправильного его исполнения по отношению к запланированному (ошибочных действий). В общем случае надежность персонала как комплексное свойство определяется следующими первичными составляющими свойствами безошибочностью, готовностью, своевременностью, восстанавливаемостью. Безошибочность – свойство оператора выполнять работу, не совершая ошибочных действий, в течение определенного промежутка времени. Основным показателем безошибочности является вероятность безошибочной работы  . Эта вероятность может вычисляться как на уровне отдельной операции, так и на уровне алгоритма в целом. Для типовых, часто повторяющихся операций в качестве показателя безошибочности может использоваться также интенсивность ошибок. Эти показатели вычисляются, как правило, в расчете на одну выполненную операцию. По статистическим данным они могут быть вычислены следующим образом: ;   ‑ общее число выполненных операций j-того вида;  ‑ допущенное при этом число ошибок;  ‑ среднее время выполнения операции j-того вида.Готовность – свойство оператора включаться в работу в любой произвольный, нужный момент времени. Своевременность – свойство оператора выполнять задачу, не превышая отведенного лимита времени. Основным показателем своевременности является вероятность выполнения задачи в течение времени  . Эта вероятность равнаВосстанавливаемость – свойство человека-оператора контролировать свои действия и исправлять допущенные ошибки. 11.2. Виды и формы отказов персонала Согласно ГОСТ 26387-84 «Система «человек-машина» отказ человека-оператора это невыполнение им предписанных действий или снижение качества их выполнения за пределы, необходимые для достижения цели деятельности. Все отказы подразделяются на две группы: связанные с прекращением или снижением уровня деятельности и не обусловленные уровнем деятельности. Отказы вследствие внешних причин, не позволяющих выполнять рабочие действия, в технической литературе принято относить к организационным. С позиции надежности производственной системы окончательные отказы, связанные с прекращением деятельности (смерть, травма, заболевание) носят разовый характер и не оказывают систематического влияния на результаты функционирования производства. Наибольшее влияние на результаты функционирования производственной системы оказывают отказы, связанные со снижением уровня деятельности: психофизиологические и мотивационные (утомление, стресс, нежелание) и не связанные с прекращением или снижением уровня деятельности. ГОСТ 26387-84 определяет отказ человека-оператора, не связанный с прекращением деятельности как ошибку. Для промышленного персонала все виды отказов с позиции их влияния на комплексную надежность производства можно свести к 4 основным группам: невыход на работу, прекращение работы, снижение производительности, ошибки. Первые две группы – это отказы, связанные с прекращением деятельности; третья – со снижением уровня деятельности; четвертая группа – отказы, не связанные как с прекращением, так и с уровнем деятельности. Все отказы, имеющие место в деятельности персонала, возникают под воздействием множества факторов, которые можно объединить в следующие группы: психофизиологические, личностные, социальные, социально-психологические. Степень влияния перечисленных групп факторов на возникновение отказов, а, следовательно, и на надежность персонала, различна. 11.3. Классификация ошибок оперативного персонала ГОСТ 26387-84 Система «человек-машина» определяет отказ человека-оператора, не связанный с прекращением деятельности как ошибку. Ряд авторов также выделяет ошибку как особый вид отказа, не связанного с потерей работоспособности. Например, ошибочное действие ‑ такое, которое не адекватно объективным, социально заданным целям управления. В то же время оно адекватно субъективной цели человека и в этом смысле должно рассматриваться как закономерное. Кроме того, ошибку определяют как кратковременное непроизвольное отклонение от нормы деятельности или однократное неправильное формирование нормы. Рассматриваются три вида ошибочных действий (или бездействий) оператора: оператор выполнил что-то не то; не так; не вовремя. Согласно другой классификации ошибок присутствует еще неверное целеобразование. Классификация в инженерной психологии дополнительно рассматривает такой признак различия ошибок, как структурный уровень деятельности, на котором они совершаются. По разным оценкам по вине оператора происходит от 20 до 80% всех нарушений в работе АС и от 15 до 40% всех аварий. Экспериментальные статистические исследования, проведенные в условиях швейного производства, показали, что из всех проанализированных отказов технологического оборудования 26,4% являются следствием ошибок персонала. Простои оборудования в устранении отказов вследствие ошибок персонала составляют около 28% от общего времени простоев, а неисправимый брак 18,5% от всех случает возникновения брака. Анализ различных подходов и классификаций ошибок персонала позволил выделить следующие возможные ошибки операторов: неправильная последовательность выполнения рабочих приемов неправильное выполнение рабочих приемов; неправильный выбор режима работы оборудования; неправильная установка режима работы оборудования; неправильная ориентация изделия в процессе выполнения операции; ошибка выбора инструмента или приспособления; ошибка установки (настройки) инструмента и приспособления; работа неисправным инструментом или приспособлением; работа на неисправном оборудовании; неправильная передача обрабатываемого изделия; неправильное оформление документов; ошибка в оценке технического состояния оборудования; несоблюдение технических параметров обрабатываемого изделия; неправильная комплектация изделия. Вопросы для самоконтроля Какими составляющими определяется комплексное свойство надежности персонала? Предполагает ли безошибочность полное отсутствие ошибок персонала? В чем специфика ошибки как вида отказа персонала? В какие группы можно объединить факторы, влияющие на возникновение ошибок? С помощью каких методов можно повысить надежность персонала? Библиографический список ГОСТ 21.003-75. Системы «человек-машина». Основные понятия. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1975. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1989. ГОСТ 27.033-83. Надежность в технике. Выбор и нормирование показателей надежности. – М.: Изд-во стандартов, 1983. ГОСТ 27.103-83. Надежность в технике. Критерии надежности и предельных состояний. Основные положения. – М.: Изд-во стандартов, 1982. Кубарев, А.И. Надежность в машиностроении / А.И. Кубарев – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 224с. Математические основы теории надежности: Методические указания к практическим работам / Д.Ю. Кобзов, И.В. Свиридо. БрИИ. – Братск, 1995. – 30с. Острейковский, В.А. Теория надежности: Учеб. для вузов / В.А. Острейковский. – М.: Высш. шк., 2003. – 463 с. Пирогов, К.М. Основы надежности текстильных машин: Учебное пособие для вузов / К.М. Пирогов, С.А. Егоров. – Иваново: ИГТА, 2004. – 268 с. Проников, А.С. Надежность машин / А.С. Проников. ‑ М.: Машиностроение, 1978. – 592 с. Проников, А.С. Параметрическая надежность машин / А.С. Проников. ‑ МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. – 560 с. Решетов, Д.Н. и др. Надежность машин: Уч. пособие для машиностр. спец. вузов / Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев; Под ред. Д.Н. Решетова. – М.: Высшая школа, 1988. – 238с. Справочник по инженерной психологии / Под ред. Ломова. – М.: Машиностроение, 1982. – 368с. |