Безотказность систем с общим и раздельным резервированием

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

(ЮЗГУ)

Кафедра машиностроительных технологий и оборудования

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

____________О.Г.Локтионова

____________________20___г.

МОДЕЛИ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОТКАЗОВ И ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СТАНКА

Методические указания к практическим и лабораторным занятиям

для студентов направления 151900 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств, очная и дистанционная формы обучения

КУРСК 2013

УДК 621.9.06

Составитель: Е.И.Яцун

Рецензент

Кандидат технических наук, доцент С.А.Чевычелов

Модели параметрических отказов и оценка надежности станка: методические указания к практическим и лабораторным занятиям/Юго-Зап. гос.ун-т; сост.: Е.И.Яцун. Курск, 2013. 21 с.: табл. 2, ил. 5. Библиогр.: с. 21.

Изучается программный метод испытаний металлорежущих станков, комплексное понятие «надежность» системы. Дается прогноз параметрической надежности станка.

Методические указания соответствуют требованиям программы, утвержденной учебно-методическим объединением по специальностям автоматизированного машиностроительного производства (УМО АМ).

Предназначены для студентов направления 151900, очная и дистанционная формы обучения.

Текст печатается в авторской редакции

Подписано в печать ____________20____г. Формат 60х84 1/16

Усл.печ.л.__. Уч.-изд.л.___. Тираж 100 экз. Заказ . Бесплатно.

Юго-Западный государственный университет.

305040 г. Курск, ул.50 Лет Октября, 94.

СОДЕРЖАНИЕ

		Стр.
	СОДЕРЖАНИЕ
	ВВЕДЕНИЕ
	ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СТАНКА
	1.1 БЕЗОТКАЗНОСТЬ СИСТЕМ С ОБЩИМ И РАЗДЕЛЬНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ
	ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА СКОРОСТЕЙ ИЗНАШИВАНИЯ СОПРЯЖЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ НАПРАВЛЯЮЩИХ СКОЛЬЖЕНИЯ ТОКАРНОГО СТАНКА
	2.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТРАЕКТОРИЙ ОПОРНЫХ ТОЧЕК СУППОРТА В ФУНКЦИИ ВРЕМЕНИ
	2.2 РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПОРНЫХ ТОЧЕК
	2.3 МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ СУММАРНОЙ ТРАЕКТОРИИ
	МОДЕЛИ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОТКАЗОВ
	3.1 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МОДЕЛИ
	ЗАКЛЮЧЕНИЕ
	ПРИЛОЖЕНИЕ. ЗАДАНИЕ 1
	ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ 1
	ЗАДАНИЕ 2
	СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Надежность и долговечность – это те свойства, которые характеризуют работу системы во времени, то есть определяют степень и характер изменений, происходящих у характеристик системы в результате ее эксплуатации. При этом следует учитывать все этапы эксплуатации, включая простои, ремонты, переналадку, хранение, транспортирование, испытания и установку. Определение надежности и долговечности любого изделия базируется на понятии его работоспособности.

Работоспособность – это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами установленными требованиями технической документации (стандарты, ТУ, нормативы). ТУ предусматривает уровень внешних воздействий и методы техобслуживания и ремонта, нормы и допустимые отклонения от параметров. Для станков это – точность обработки и параметры шероховатости, производительность, затраты времени и средств на переналадку и ремонт, КПД и т.д..

Надежность – это свойства изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени. Надежность – обобщенный показатель, включающий в себя безотказность, долговечность машины. Понятие надежности относиться к машине в целом или к ее узлам и деталям.

Срок службы – это календарная продолжительность эксплуатации изделия или детали, а наработка – продолжительность работы изделия в часах или единицах, характеризующих длительность работы изделия (объем работы, километры пробега, число циклов).

Отказ – это такое событие, которое заключается в нарушении работоспособности машины или ее элемента. Признаки (критерии) отказов рекомендуется оговаривать в техдокументации на изделие данного типа.

Например, поломка пружины суппорта, повышение температуры подшипников, падение точности обработки ниже нормы из-за износа направляющих являются отказом станка.

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СТАНКА

Для прогнозирования параметрической надежности станка надо знать вероятностные характеристики областей состояний в функции времени.

При числе испытаний, равном n=1, …, N, получают данные для построения закона распределения параметра X - f(X) при t=0 и определяют

X₁ – максимальное значение выходного параметра;

X_1ср – математическое ожидание и σ₁ – дисперсию, затем рассчитывают те же значения для периода времени t₁, t₂, …, t_k.

Эти данные позволяют дать вероятностные характеристики областей состояний для любого периода времени t.

Безотказность систем с общим и раздельным резервированием

Рассматривая систему, состоящую из n последовательно соединенных элементов, можно предположить два варианта их резервирования:

· общее резервирование, когда при выходе из строя любого элемента включается резервная цепь, которая полностью заменяет данную. Имеется (m-1) резервных цепей.

Если P_i вероятность безотказной работы одного элемента P_j всей цепи, то безотказность системы P_o будет:

, (1.1)

При одинаковых элементах (P_i = P₁) формула (1) примет вид:

.

· Раздельное резервирование, при котором имеется возможность включать резервный элемент при выходе из строя любого элемента. В этом случае вероятность безотказной работы системы вычисляется по формуле:

.

При одинаковых элементах:

.

На практике часто применяют комбинированные системы резервирования с общим резервированием отдельных цепей и раздельным резервированием наиболее ненадежных и ответственных элементов.