Курсовая работа. Практические+занятия+студенты+(1) (1) (1). Надежность

• Название: Надежность
• Анкор: Курсовая работа
• Дата: 19.10.2022
• Размер: 0.79 Mb.
• Имя файла: Практические+занятия+студенты+(1) (1) (1).docx
• Тип: Учебное пособие; #742930
• страница: 1 из 32

^{Федеральное государственное бюджетное образовательное} учреждение высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»
Кафедра «Наземные транспортно-технологические комплексы»


НАДЕЖНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Учебное пособие к практическим занятиям для студентов специальности

23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», специализация «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные средства

и оборудование» и направления подготовки

23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», профиль «Автомобильный сервис»

Санкт-Петербург 2022

СОДЕРЖАНИЕ

1. 
   ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ 3
   
2. 
   ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ЯМЗ-236 12
   
3. 
   ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ (НА ПРИМЕРЕ ЯМЗ-236) 21
   
4. 
   ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ РАСХОДА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ 25
   
5. 
   АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАДЁЖНОСТИ ИЗДЕЛИЯ 30
   
6. 
   СБОР, ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ О НАДЁЖНОСТИ МАШИН 36
   
7. 
   РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ НЕРЕЗЕРВИРОВАННЫХ НЕВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ 66
   
8. 
   РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ РЕЗЕРВИРОВАННЫХ НЕВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ 74
   
9. 
   РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ НЕРЕЗЕРВИРОВАННЫХ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ 95
   
10. 
    РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ РЕЗЕРВИРОВАННЫХ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ 106
    
11. 
    АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ 116
    

    1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Цель работы: ознакомиться с количественными показателями безотказ- ности объекта, определить показатели надежности дизельного двигателя ЯМЗ- 236 в условиях рядовой эксплуатации.
Теоретические сведения
Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособ- ное состояние в течение некоторого времени или наработки в заданных режи- мах и условиях применения.

Наиболее важные показатели надежности невосстанавливаемых объектов

– показатели безотказности, к которым относятся: вероятность безотказнойработы; плотность распределения отказов; интенсивность отказов; сред-няянаработкадоотказа.

В общем случае техническая система может пребывать в различных со- стояниях. Число состояний зависит от количества элементов системы, ее функционального назначения, пределов изменения показателей работоспособ- ности. Момент времени, в который происходит переход системы из одного со- стояния в другое, является случайной величиной.

Поскольку состояние технической системы определяется состоянием ее конструктивных элементов, надежность функционирования системы в целом будет также зависеть от надежности составляющих ее деталей и от количества возможных состояний каждой из них. Каждая деталь может пребывать в од- ном из двух состояний: работоспособном или неработоспособном. Отказ сбо- рочной единицы наступает в случае перехода любой из деталей в неработо- способное состояние. При увеличении числа псоставляющих систему элемен- тов вероятность безотказной ее работы уменьшается, а число пвозможных со- стояний системы резко возрастает и уже при п_к = 10 составляет 1000.

Таким образом, чем сложнее система, тем ниже (при прочих равных усло- виях) уровень ее надежности и тем больше возможных причин и форм прояв- ления ее отказа. Состояние системы можно с определенной точностью охарак- теризовать совокупностью значений величин, определяющих ее поведение. Эти величины позволяют сравнивать состояния системы между собой и судить об их различии, а также об изменении состояния системы во времени.

Вероятность безотказной работы по статистическим данным об отказах оценивается выражением

_P N(t)

N


N _n_it

_ 1 _,

N

где N– общее количество машин;

N(t) – количество исправно работающих машин к наработке t;

n– количество отказавших машин;

Δt– величина рассматриваемого интервала наработки.
Для вероятности отказа по статистическим данным справедливо соотно- шение

Q ⁿ.

N

Частота отказов по статистическим данным об отказах определяется вы- ражением

f(t) 

n(t) _,

N t

Интенсивность отказов по статистическим данным об отказах определя- ется формулой

(t) 

n(t) _,

N_ср(t)  t

где n(Δt) – количество отказавших изделий за время от tдо t + Δt;

N_ср(t) – среднее количество безотказно работающих изделий.

Для восстанавливаемой техники, помимо вышеприведённых показателей, добавляются ещё несколько:

Количество отказов машин для i-ого интервала наработки

∑
𝑘

𝑗=1

𝑛_𝑖𝑗,

где k – количество видов отказов, зарегистрированных за период наблюдений (j = 1, 2, ... , k);

n_ij– количество отказов j-ого вида в i-м интервале наработки. Количество отказов для одной сборочной единицы, детали:

∑
𝑚

𝑖=1

𝑛_𝑖𝑗,

где m– количество интервалов наработки (i = 1, 2, …, m).

Среднее число отказов, приходящихся на одну машину в i-м интервале наработки:

∑<sup>𝑘

𝑛</sup>𝑖𝑗

^𝑛𝑖𝑗

₌𝑗=1 _.

𝑁

Параметр потока отказов в i-м интервале:

𝜔<sub>𝑖

=</sub> ^𝑛𝑖𝑗_.

∆𝑡

Средний параметр потока отказов:
^∑𝑚 𝜔_𝑖

𝜔 =

𝑖=1 _.

𝑚

Среднее квадратичное отклонение параметра потока отказов:

𝜎_𝜔 =

^{∑𝑚 (}𝜔_𝑖−𝜔⁾²_.


𝑖=1

√
𝑚

Стандарт среднего квадратичного отклонения параметра потока отказов:
𝜀 = ^𝜎𝜔 .

Средняя наработка на отказ:

√^𝑁−1

𝑡 = ¹ .

𝜔

Вероятность безотказной работы:
𝑃⁽𝑡⁾ = 𝑒^−𝜔𝑡.
Коэффициент отказа сборочной единицы, детали:

_∑𝑚

^𝑛𝑖𝑗

_{𝐾 =} 𝑖=1 _.

∑

∑
𝑚

𝑖=1

𝑘

𝑗=1

^𝑛𝑖𝑗

Среднее время безотказной работы:
𝑡 = ^{1 ∑𝑚} 𝑛 ∙ 𝑡 .



_𝑁 𝑖=1 ^{𝑖 𝑖}
Решение типовых задач

Задача 1.

На испытание поставлено 1000 однотипных изделий, за 3000 ч. отказало 80 изделий. Требуется определить P(t), Q(t) при t = 3000 ч.

Решение.

В данном случае N= 1000; N(x) = 1000-80 = 920; n= 80. Тогда:

P(3000 )  ^N(t) 

N

920

1000

 0,92;

Задача2.

Q(3000 )  ⁿ

N

_ 80

1000

 0,08.

На испытание было поставлено 1000 изделий. За первые 3000 ч. отказало 80 изделий, а за интервал времени 3000-4000 ч. отказало еще 50 изделий. Тре- буется определить статистическую оценку частоты и интенсивности отказов изделий в промежутке времени 3000-4000 ч.

Решение.

В данном случае N= 1000; t = 3000 ч; Δt=1000 ч; n(Δt) = 50; N(t) = 920,

N(t + Δt) = 870, N

_{(3000 ) } N(t)  N(t t) _ 920  870

 895.

ср ₂

f(3000 )  ^n(t) 

Nt

50

1000 1000

2

 5 10 ^5 ;

(3000 ) 

n(t) N_ср(t)t

_ 50

895 1000

 5,6 10^5 .

Задача 3.

На испытание поставлено N = 400 изделий. За время t = 3000 ч отказало 200 изделий, т.е. N(t) = 200. За интервал времени (t, t+ Δt, где Δt= 100 ч, отка- зало 100 изделий, т.е. N(t + Δt) = 100. Требуется определить Р(3000), P(3100), f(3000), λ(3000).

Решение.

P(3000 )  ^N(t)  ²⁰⁰

 0,5;

N 400

_{P(3100 ) } N(t t) _ 100

 0,25.

N

f(3000 )  ^n(t) 


100

400

 2,5 10 ^3 ;

(3000 ) 

Nt

n(t) _

N_ср(t)t

400 100

100


200  100 _100

2
 6,7 10 ^3 .