Надежности необходимо

Выполнен ряд дипломных проектов, целиком посвященных исследованию надежности станков и их узлов: «Исследование надежности некоторых типов шестеренных насосов», «Сравнительное испытание работоспособности уплотнений для пар, имеющих возвратно-поступательные перемещения», «Исследование усталостной прочности штуцерных соединений трубопроводов гидросистем металлообрабатывающих станков», «Исследование износа направляющих скольжения нормализованных силовых узлов», «Исследование влияния степени абразивного загрязнения смазки на износостойкость пар качения» и др.

Рис. 13. Диаграмма сравнительной надежности некоторых автоматических линий из агрегатных станков:

К сожалению, надо признать, что фактические показатели надежности некоторых отечественных изделий в ряде случаев оказываются ниже регламентированных стандартами показателей. Анализ причин отказов показал, что 70% их происходит из-за нарушения технологической дисциплины, а также правил эксплуатации. Кроме того, по экспертной оценке, имеет место большой ущерб от коррозии в химической и нефтехимической промышленности, при добыче и транспортировке нефти и газа, в энергетике, сельском хозяйстве, железнодорожном транспорте.

Главными причинами невысокой надежности некоторых видов машин является недостаточная трудовая и технологическая дисциплина на предприятиях-изготовителях, недостаточная квалификация работников и отсутствие надлежащей современной опытно-экспериментальной, вычислительной и производственной базы. К этому можно добавить недостатки в планировании и экономическом стимулировании.

тивоположные точки зрения: согласно одной из них, вероятностная количественная оценка показателей надежности некоторых технических устройств на отдельных этапах разработки принципиально невозможна, согласно другой, практически возможно дать такую оценку любым техническим устройствам. Даже в одном авторском коллективе американского справочника нет единого мнения по этому вопросу. Оптимизму К. Райер-сона, утверждающему, что «большинство испытаний на надежность просты и осуществить их нетрудно, если поняты основные требования», противостоит умеренная осторожность Д. Деллинд-жера, который предупреждает, что без довольно обширной предварительной информации результаты испытаний «либо бесполезны, либо, что еще хуже, приводят к ошибочным заключениям».

8. Кульков В. И., Рубин В. Б. Исследование надежности некоторых паровых турбин при работе на резко переменных режимах.— «Теплоэнергетика», 1973, № 7, с. 31-35.

В книге изложены основы теории надежности гидравлических систем, показано использование статистических методов для построения характеристик надежности, приведены характерные неисправности гидросистем и причины их возникновения, даны анализ условий работы элементов гидросистем и методы ускоренных испытаний их на долговечность с учетом реальных условий работы, приведены результаты лабораторных испытаний ряда агрегатов, показатели надежности некоторых элементов гидравлических систем.

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ

В табл. 13 приводятся показатели надежности некоторых элементов гидравлических систем, определенные Д. Р. Эарлесом, М. Ф. Еддинсом и Д. С. Джексоном и дополненные результатами наших исследований.

Показатели надежности некоторых элементов гидравлических систем ..................... 195

В настоящем разделе приведены примеры оценок прочности, ресурса и надежности некоторых сосудов и трубопроводов давления АЭС с учетом штатного дефектоскопического контроля. Эти результаты в свое время явились основой для принятия технических решений о возможности дальнейшей эксплуатации блоков атомных электростанций.

10. Почему расчеты надежности необходимо производить при проектировании изделий?

5. Блок-схема возникновения отказа.. Для решения задач надежности необходимо иметь модель формирования отказа, т, е. представить схему с функциональными и стохастическими связями, которая позволяла бы оценить вероятность возникновения отказа* Однако далеко не все виды воздействий на машину и jHe все виды повреждений обязательно приведут к отказу. Поэтому рассмотрим представленные в виде блок-схемы отдельные этапы возникновения отказа.

2. Три уровня изучения поведения материалов. Для решения инженерных задач надежности необходимо знать закономерности изменения выходных параметров машины и ее элементов во времени. Так, надо оценить деформацию деталей, износ их поверхности, изменение несущей способности из-за релаксации напряжений или процессов усталости, повреждение поверхности из-за коррозии и т. д., т. е. рассмотреть макрокартину явлений, происходящих при эксплуатации машины. Однако для объяснения физической сущности происходящих явлений и для получения таких закономерностей, которые в наиболее общей форме отражают объективную действительность, необходимо также проникнуть в микромир явлений и объяснить первопричины, взаимосвязей.

При расчете схемной надежности необходимо предварительно иметь данные о надежности каждого элемента. Пусть, например, для простейшей системы из четырех звеньев (это может быть частью более сложной системы) известны значения вероятности безотказной работы каждого звена (рис. 61, а), которые равны Рг = 0,99; Р2 ~ 0,9; Р3 = Р4 = 0,98. Тогда вероятность безотказной работы этой системы, подсчитанная по формуле (1), будет равна Р (t) = — PiPzPsPi = 0,855. Если необходимо повысить надежность системы без изменения качества самих элементов, то это можно сделать за счет дублирования второго элемента, надежность которого значительно ниже остальных элементов (рис. 61, б). В этом случае

1. Три основных источника информации. Для расчета и прогнозирования надежности необходимо иметь источники информации об изменении показателей работоспособности машины. Эта информация должна относиться либо к конечным результатам протекающих процессов старения, т. е. к отказам машины и ее элементов, либо к оценке процессов повреждения. Последняя, является более ценной, так как позволяет осуществлять прогноз поведения изделия в то время, как сведения об отказах дают лишь констатацию того или иного уровня надежности.

Как было видно из рассмотренных выше схем, для расчета и прогнозирования показателей надежности необходимо иметь аналитические закономерности процессов старения (см. гл. 2). Законы, полученные на основе рассмотрения физических процессов старения, обладают большей универсальностью. Однако и те закономерности, которые получены эмпирическим путем для более узкого диапазона условии, но представленные в виде аналитических зависимостей, связывающих степень повреждения с параметрами процесса и временем, несут информацию, достаточную для их использования при расчете и прогнозировании надежности изделия.

Для расчета и прогнозирования надежности необходимо знать скорость протекания процесса, т. е. в данном случае скорость изнашивания у.

Для обеспечения показателей надежности необходимо управлять процессом их формирования, направленно воздействуя на его .отдельные этапы и контролируя ход процесса. При этом вопросы управления начальным качеством и надежностью изделия, как свойством сохранять начальные показатели во времени, взаимосвязаны и образуют единую систему.

Для решения задач надежности необходимо также нормировать скорости процессов, определяющих потерю изделием работоспособности, как это было сделано для износа (см. гл. 5, п. 5). Возможно также установление нормативов, регламентирующих скорость изменения выходных параметров изделия, что позволит относить изделие к той или иной категории и по показателям надежности. -

Для моделирования параметрической надежности необходимо установить зависимость, аналогичную (7), но описывающую скорость изменения выходного параметра в функции процессов старения, т. е. оценить изменение входных параметров во времени Z/ (/). Эта задача отличается большой сложностью и может быть решена, опираясь на закономерности процессов повреждения и их влияния на выходные параметры изделия (см. гл. 8, пп. 2-й 4).

Основной целью соединения является передача нагрузки от одной детали^к другой. Тип передаваемой нагрузки влияет на конструкцию соединения (встык или внахлестку); для растягивающих и сдвиговых нагрузок более эффективным является соединение внахлестку. Сжимающие и изгибающие нагрузки требуют комбинированных соединений. Величина нагрузки определяет размеры, вес и конфигурацию соединения, а также тип клея. Совместность деформаций означает, что все элементы соединения деформируются вместе, без разрывов. Окружающая среда оказывает влияние на выбор клея, способ очистки и подготовки поверхностей к склейке и тип защитных покрытий, наносимых на соединение. Ограничение на объем соединения требует, чтобы размеры соединения не выходили за определенные пределы. Во многих случаях конструкция соединения и выбор используемых в нем материалов подчинены условию обеспечения требуемой прочности и надежности при минимальной стоимости. Массовая эффективность, когда она существенна для конструкции, оказывает значительное влияние на выбор материалов соединения и его стоимость. Для точного предсказания надежности необходимо провести большое число натурных испытаний соединения. Надежность повышается при улучшении контроля за качеством изготовления соединения и при полном учете условий работы соединения при его проектировании.