Методические указания по курсовой работе по дисциплине Эксплуатация и ремонт электрооборудования и средств автоматизации

• Название: Методические указания по курсовой работе по дисциплине Эксплуатация и ремонт электрооборудования и средств автоматизации
• Дата: 16.11.2022
• Размер: 243.44 Kb.
• Имя файла: EiR_Ei_SA_MU_KR.docx
• Тип: Методические указания; #792802
• страница: 2 из 4

Обоснование периодичности текущего ремонта

электрооборудования
В зависимости от условий эксплуатации система ППРЭсх допускает отступления от нормируемой периодичности ТО и ТР. Для этого необходимо знать методы определения оптимальной периодичности профилактических мероприятий: статистический, классический и метод теории надежности.

Для решения этой задачи в исходных данных должны быть сведения о надежности изучаемого электрооборудования, о влиянии периодичности профилактик на надежность и размер технологического ущерба и др.

2.1. Статистический метод.

По данному методу выбирают частный или обобщенный критерий состояния электрооборудования (например значение сопротивления изоля- ции до критического состояния за некоторый период). Проводят наблюдения за выбранным электрооборудованием и по статистическим данным устанавливают закон распределения времени достижения предельного значения критерия. По полученным характеристикам распределения подбирают такую продолжительность между профилактическими мероприятиями, при которой соблюдается их предупредительный характер для заданного числа электрооборудования.

Рассмотрим применение метода на следующем примере.

2.1.1. Исходные данные:

Таблица 1 – Исходные данные

№ электроприво да	Время работы электропривода до критического состояния по RИЗ, мес.
1	13
2	20
3	14
4	19
5	16

6
2.1.2. Расчет статистических показателей

Объектом изучения служат 6 электроприводов, а критерием их предельного состояния – время работы до критического состояния, определяемого по сопротивлению изоляции. На рисунке 1 показана выровненная кривая плотности распределения наработки электроприводов до предельного состояния по принятому критерию. В обозначениях принято: t_min, t , t_max – наименьшая, средняя и наибольшая продолжительности работы электропривода пускателя до предельного состояния; t₀ – оптимальная периодичность профилактических мероприятий; σ – среднеквадратичное отклонение наработки на отказ.
N

электроприв

₆ ода

5

4 _t0

3

2

1
5 10
^tmin _{15 t
20} ^tmax
t

25 30

Рисунок 1 - Кривая плотности распределения наработки электроприводов до предельного состояния
Если принять t₀ = t , то профилактические мероприятия в целом окажутся запоздалыми, поскольку за этот период половина всех электроприводов достигнет предельного состояния по рассмотренному параметру. Следовательно, необходимо рассчитать оптимальную периодичность. Для этого сначала определим параметры статистического распределения.

Математическое ожидание, мес.:

n

^ti 13 20 14 19 16 17

М * t

i1

16,5 .

n

Дисперсия, мес.²:

n

(t _i

6
M * t )²

D * (t)

i 1

n

6,25 .

Среднеквадратичное отклонение, мес.:

n

2

(t _i M * t )

σ *(t)

i 1

n

2,5 ^.

2.1.3. Выбор оптимальной периодичности

Периодичность принято считать оптимальной

t₀ = t - σ = 16,5 – 2,5 = 14

Если t ₀

t ² σ

3

16,5

² 2,5

3

18,1 , то предельное состояние будет у 67 %

электроприводов, при t₀

t 3σ

16,5

3 2,5

24 – 99 %. Другими словами при

выборе t₀ > t профилактики теряют предупредительный характер.

Если принять t₀ = t_min, где

^t min

t 3σ , то практически все

электроприводы не достигнут предельного состояния и остановки машины для проведения профилактических мероприятий окажутся слишком частыми.

При t₀

t σ лишь 15 % электроприводов достигнут предельного состояния, а

для всех остальных мероприятий сохранят предупредительный характер и не будут частыми.

Таким образом, периодичность

t₀ t

σ 14

можно считать

оптимальной для электроприводов, т.к. отступления от нее в большую сторону приводят к быстрому понижению эксплуатационной надежности электроприводов, а отступления в меньшую сторону – к увеличению простоев и затрат.

2.2. Классический метод

Этот метод заключается в составлении функции цели (критерия) и исследований ее на экстремум.

Пусть для некоторого объекта, например для электропривода, затраты на одну профилактику составляют З_П, на один капитальный ремонт З_Р, интенсивность отказов при исходной периодичности профилактик λ, технологический ущерб из-за отказа, выраженный в долях от З_Р – у*. Известно, что с увеличением периодичности Т годовые затраты на профилактики снижаются, а на ремонт, включая ущерб, возрастают.

Целевая функция удельных суммарных затрат имеет вид:

_З З_П Т

λ З_Р (1

у*) Т^α

(1),

где α – показатель эффективности профилактик.

Исследуя уравнение на экстремум

2
dT ^{П Т}

λ З_Р (1

у*)

α Т^α-1 0 ,

Находим выражение для расчета оптимальной периодичности профилактических мероприятий по критерию минимума удельных затрат:

Т₀ (2).
Уравнение показывает, что значение оптимальной периодичности пропорционально затратам на профилактику и обратно пропорционально

стоимости капитального ремонта, а также размеру технологического ущерба и интенсивности отказов. Наибольшее влияние на периодичность оказывает показатель α, который характеризует эффективность профилактик. Он оценивает, на сколько процентов снижается интенсивность отказов при снижении периодичности на 1%.

2.2.1. Методику применения классического метода рассмотримна

следующем примере.

Исходные данные: Q_Г, у.е.р. = 630

З_П, руб. = 136,1 З_Р, руб. = 230

λ, год ^-1 = 0,2

у* = 1,5

α = 1

2.2.2. Расчет оптимальной периодичности(по формуле (2)), год

Т₀

Удельные суммарные затраты (по формуле (1))

_З 136,1

1,08

0,2

230 (1

1,5) 1,08

124

126

250

руб.

Для некоторых частных случаев можно принять α = 1. Подставляя это значение в (2), а затем Т₀ в (1), находим, что при оптимальной периодичности профилактик слагаемые функции цели практически равны между собой 124 и 126. Периодичность считается оптимальной в том случае, когда годовые затраты на профилактики равны годовым затратам на устранение отказов (на капитальный ремонт и на покрытие технологического ущерба).

При организации технической эксплуатации электрооборудования стремятся совместить моменты проведения обслуживания и ремонтов с технологическими паузами и с моментами обслуживания машин, на которых используется электрооборудование. Возникают и другие причины, по которым приходится отступать от оптимальной периодичности. Поэтому важно знать, в каких пределах это возможно. При решении такой задачи обычно считают допустимыми такие отступления, при которых суммарные затраты увеличиваются не более чем на 5 % по сравнению с оптимальным уровнем. Исследования экономической устойчивости функции цели показывает, что при α = 1 допустимые отклонения от оптимальной периодичности составляют ± 35%.

2.3. Метод теории надежности.

Для многих видов оборудования оптимальной стратегией технической эксплуатации служит планово-предупредительный ремонт, когда в заранее намеченные сроки проводят профилактическое обслуживание или ремонт. При этом удается с наименьшими затратами поддержать интенсивность отказов на требуемом уровне. Решение задачи о периодичности профилактик

основано на графическом представлении влияния планово- предупредительных обслуживаний на надежность.

λ(t)

Рисунок 2 - Влияние планово-предупредительных обслуживаний на интенсивность отказов: где λ_ср(t) – средняя интенсивность отказов; а – момент проведения планово-предупредительных обслуживаний.

P(t)

0

Рисунок 3 - Влияние планово-предупредительных обслуживаний на вероятность безотказной работы: где Р_ср(t) – средняя вероятность безотказной работы, t_П – периодичность планово- предупредительных обслуживаний по заданному снижению интенсивности отказов; b – момент проведения планово-предупредительных обслуживаний.
Как видно из рис. 2 и 3, после проведения профилактик (точки а и b) существенно замедляется снижение вероятности безотказной работы (рис. 3) и повышение интенсивности отказов (рис. 2). По рис. 2 задается верхняя граница интенсивности отказов (пунктир до т. а). При пересечении верхней границы заданного значения с кривой изменения λ(t) проводят планово- предупредительные обслуживания. Из рис. 3 видно, что искомая периодичность обслуживания находится при пересечении кривой изменения P(t) с нижней границей заданного значения вероятности безотказной работы (т. b). Если нет ограничений на ресурсы, то малой периодичностью t_П можно поддерживать λ*(t) = const, P*(t) = const на уровне новых изделий. Периодичность t_П можно определить, исходя из графика заданного или принятого изменения λ(t) или P(t).
Обозначим снижение интенсивности отказов , где λ*(t), λ(t)- изменение интенсивности отказов без профилактик и с профилактиками. Тогда t_п определим из уравнения:



На небольших интервалах времени интенсивность отказов изделия возрастает линейно, λ (t) = а + bt. Тогда для определения периодичности профилактик находим:


Отсюда искомая периодичность:

2.3.1. Пример. Исходные данные:

λ(t) = 0,3

λ*(t) = 0,2

a = 0,2

b = 0,1

2.3.2. Расчет статистических показателей

_β 0,3

0,2

1,5

2.3.3. Выбор периодичности по заданному снижению интенсивности отказов.

Периодичность, мес.: