Регламентированное техническое обслуживание

В процессе эксплуатации СЭО и ЭСА представляется воз­можным обнаружить и устранить ряд повреждений, которые могли бы привести к отказам (предотвращаемые отказы). Не­которые повреждения СЭО и ЭСА не могут быть обнаружены и в конечном итоге приводят к отказам (непредотвращаемые отказы).

К предотвращаемым отказам относятся в основном посте­пенные отказы, при которых удается контролировать предшест­вующее им изменение характеристик СЭО и ЭСА. К непредотвращаемым отказам относятся те внезапные отказы, статисти­ческие закономерности возникновения которых неизвестны.

Регламентированное ТО выполняется в плановом порядке с целью поддержания работоспособности или исправности пу­тем предупреждения предотвращаемых отказов, которые могут, составлять значительную часть отказов элементов (см. табл. 3.2).

Эффективность ТО в значительной степени определяется своевременностью его проведения. Преждевременное назначение ТО приводит к увеличению затрат на обслуживание и простою оборудования, а необоснованное увеличение времени между ТО- к увеличению числа отказов из-за вовремя неустраненных повреждений.

 
  Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Рис. 5.3. Диаграмма непрерывного режима эксплуатации

Таким образом, существует оптимальная периодичность вы­полнения регламентного обслуживания, при которой обеспечи­ваются требуемые эксплуатационные показатели надежности СЭО и ЭСА при минимальных затратах.

Непрерывный режим эксплуатации. Время эксплуатации со­стоит из чередующихся интервалов времени работы tрi, и про­стоев tпi, обусловленных восстановлением объекта после отка­за и выполнением обслуживания (рис.5.3).

В качестве показателя надежности, характеризующего си­стему обслуживания, можно взять коэффициент технического использования Кти. Для объектов, эксплуатирующихся в тече­ние длительного времени, коэффициент Кти определяется по средней суммарной наработке tp и среднему суммарному про­стою tп на ТО и восстановление за время I:

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Кроме Кти в ряде случаев оказывается удобным использо­вать коэффициент простоя

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

показывающий, какую часть составляет средний простой от среднего времени работы.

Регламентированное ТО при непрерывном режиме эксплуа­тации может проводиться через постоянную наработку, неза­висимо от количества возникших отказов. После каждого отказа работоспособность восстанавливается, и продолжается эксплуатация устройства до очередного ТО. В этом случае оптимальная периодичность обслуживания ТТО.О может быть оценена при следующих основных допущениях: после проведения обслуживания устройство обновляется, вос­становление работоспособности после отказа в период между ТО не изменяет (параметра потока отказов и его зависимости от наработки. Последнее допущение может быть обосновано для сложного СЭО и ЭСА с большим количеством элементов, когда восстановление одного элемента мало сказывается на обновле­нии всей системы и им можно пренебречь.

Из условия обеспечения максимальной величины Кти выби­рают оптимальную периодичность ТО на основе зависимости

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.2)

где Тто-периодичность ТО (наработка между двумя обслуживаниями); tTО-среднее время проведения одного ТО; tв-среднее время восстановления отказа; n(Тто)-среднее число отказов, возникших за время между двумя ТО.

Периодичность ТТО.О, при которой обеспечивается максимум КТИ, определяется по уравнению (5.2) путем его графического или аналитического решения.

При графическом решении строят график функции КтИТО) и по максимальному значению КтИ находят величину ТТО.О. Ха­рактер изменения КтИ вблизи максимума определяет возмож­ность смещения периода обслуживания от оптимального его значения и назначить допуск на период ТО. Обычно в области максимума значение КтИ меняется полого, поэтому допуск на периодичность ТО можно назначить при незначительном сни­жении КтИ.

При аналитическом решении Тто.о находят из решения урав­нения

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.3)

получаемого путем дифференцирования уравнения (5.2) и при­равнивания полученной производной нулю.

Если параметр потока отказов устройства от наработки не зависит ( Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru ), то среднее количество отказов, проявляю­щихся в период Тто,

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

пропорционально этому периоду. Согласно (5.2)

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

В соответствии с формулой (5.3)

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru ,

откуда следует

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

и соответствующее максимальное значение

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.4)

Таким образом, техническое обслуживание при Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru проводить нецелесообразно. Этот важный для практики вывод объясняется тем, что при Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru TO не изменяет количества отказов, проявляющихся в единицу времени и равных Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru .

Пусть параметр потока отказов аппроксимируется линейной зависимостью от наработки

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

где а и b- постоянные коэффициенты, значения которых полу­чаются при аппроксимации.

Тогда среднее количество отказов, проявляющихся в период ТТО­,
Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

и коэффициент технического использования

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.5)

Уравнение (5.3) принимает вид

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

откуда

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.6)

Пример. По данным эксплуатации установлена следующая зависимость параметра потока отказов от наработки Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru , где Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru ; Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru . Средняя продолжительность восстановления работоспособности после отказа tB= 2,5 ч, а средняя продолжительность выполнения одного ТO ,tTO=2,0 ч. Определить продолжительность ТО, при которой KТИ максимален. Оптимальная периодичность ТО определяется по формуле (5.6):

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

а соответствующее ТТО.О значение Кти по формуле (5.5):

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Регламентированное ТО при непрерывном режиме эксплуатации может также проводиться с у ч е т о м возникающих отказов: обслуживание проводится через время Тто, если устройство не отказывает; если устройство отказывает до момента Тто, то проводится восстановление, а срок Тто оче­редного планового обслуживания отсчитывается от, момента времени проведения восстановления. При таком режиме обслу­живания наработка устройства за период между двумя ТО яв­ляется случайной величиной.

Если устройство не откажет в течение Тто, то наработка Т1 будет равна периоду планового обслуживания с вероятностью Р(Тто). Средняя наработка в этом случае

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.7)

Если устройство откажет до момента проведения планового обслуживания, то наработка Т2 совпадет со временем наступ­ления отказа. Рассматривая малый интервал времени Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru ,предшествующий ТТ0, вероятность того, что величина Т2 примет значение t, можно определить как Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru , где f(t)-плотность распределения времени безотказной работы. Средняя наработка при этом

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.8)

Средняя суммарная наработка устройства с учетом (5.7) и (5.8)

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.9)

Простой устройства определяется средним временем ТО tTO, если устройство не откажет за период Tто, и средним временем восстановления tB если устройство откажет. Среднее суммар­ное время простоя

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.10)

Таким образом, с учетом (5.1) я (5.9), (5.10) коэффициент технического использования

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.11)

Аналитически определить на основе формулы (5.11) опти­мальное значение ТTO.O соответствующее максимуму KТИ, из уравнения (5.3) в большинстве случаев затруднительно. Проще определить ТTO.O путем построения графика KТИ (ТTO).

Представляет интерес определить KТИ при Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru . В этом случае согласно полученным выше формулам

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Отсюда видно, что с увеличением периодичности ТО KТИ мо­нотонно растет, достигая максимума, в соответствии с выраже­нием (5.4) при Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Таким образом, когда Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru , проводить ТО непрерывно работающего СЭО и ЭСА в режиме регламентированного об­служивания нецелесообразно.

Режим хранения или ожидания. Электрооборудование и системы, длительное время находящиеся в режиме хранения или ожидания (в готовности к работе), в результате воздейст Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru вий окружающей среды могут отказывать. Для предупрежде­ния отказов проводится обслуживание, заключающееся в оцен­ке ТС и устранении возникших отказов. При ТО устройство, как правило, выводится из режима готовности, что приводит к уменьшению полезного времени, в течение которого устройство готово к применению, а увеличение периода ТО уменьшает уве­ренность в готовности к применению. Следовательно, при хра­нении и ожидании существует оптимальная периодичность об­служивания, при которой коэффициент КТИ максимален.

Для определения КТИ может быть применена формула (5.1), в которой под величиной tР понимают среднее суммарное время работоспособного состояния в течение времени хранения или ожидания. Значение TTO.O находят на основе зависимости Kти(Tто) при следующих основных допущениях: при проведе­нии обслуживания устройство не отказывает, а после проведе­ния ТО- обновляется.

Пусть состояние устройства при хранении или ожидании не­известно, и оно определяется и восстанавливается только при обслуживании. Если устройство отказывает в период между двумя ТО, то оно будет находиться в неработоспособном со­стоянии от момента возникновения отказа до окончания ТО.

Случайное время нахождения устройства в работоспособном состоянии между двумя соседними обслуживаниями может быть равно периоду Tто, если устройство не откажет за это время, или времени нахождения в работоспособном состоянии, если устройство откажет за время Тто. Среднее суммарное зна­чение времени нахождения устройства в работоспособном со­стоянии при хранении или ожидании определяется аналогично(5.9),а именно:

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.12)

где P(t)-вероятность того, что устройство не откажет при хранении или ожидании в течение времени t.

Средняя величина времени tк между окончаниями двух со­седних обслуживании равна сумме продолжительности хране­ния или ожидания Тто между обслуживаниями и средней про­должительности выполнения ТО tTO:

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

В этот период tK устройство будет в неработоспособном со­стоянии в течение среднего времени

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Тогда

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.13)

При постоянной интенсивности отказов Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru в режиме хранения или ожидания по формуле (5.12) определяют сред­нюю продолжительность работоспособного состояния

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.14)

С учетом (5.14) формула (5.13) примет вид

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Продифференцировав полученное выражение по TTO и при­равняв производную нулю, получаем

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.15)

Решение уравнения (5.15) может быть получено графически по точке пересечения функции Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru с прямой, ордината кото­рой равна 1.

При Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru приближенное решение уравнения (5.15) полу­чается путем разложения функции Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru в ряд и учета лишь трех первых членов разложения

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Тогда уравнение (5.15) примет вид

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

откуда

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Общий режим эксплуатации. В этом режиме периоды ожи­дания, ТО и работы чередуются (электрооборудование и систе­мы в принципе могут отказать в любом из этих периодов). СЭО и ЭСА, у которых время использования по назначению (работа под током) tр невелико по отношению к времени t0 ожидания (хранения), могут рассматриваться как устройства однократ­ного действия. К таким устройствам могут быть отнесены якорно-швартовные электроприводы, пожарные электроприводы, средства управления и защиты и т.п.

Суммарное(календарное)время одного цикла эксплуатации подобных устройств с учетом режимов ожидания, ТО, исполь­зования по назначению можно считать состоящим из трех ос­новных составляющих времени:

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Каждый период времени t0, tTO и tP характеризуется соответ­ствующей интенсивностью отказов Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru Опыт эксплуатации показывает, что из-за отсутствия элек­трической нагрузки в режиме ожидания (хранения), как пра­вило, для СЭО и ЭСА Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru Оценку величины Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru удобно вы­полнять с помощью коэффициента

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

определяемого по статистическим данным. Например, для элек­троприводов Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru 0=0,05...0,4, для элементов систем управления палубных механизмов Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru о=0,1..0,7, для радиоэлектронной ап­паратуры Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru .

Аналогично используется коэффициент

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

для пересчета интенсивности отказа от режима использования к режиму ТО. Основным содержанием работ по ТО является проверка функционирования, регулировка и т.п., что связано с работой оборудования под током, поэтому в приближенных расчетах можно полагать Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Период обслуживания может назначаться из условия обес­печения заданного уровня вероятности безотказной работы Рд. При экспоненциальном распределении времени появления отка­зов во всех промежутках времени to, tTO и tp это условие опре­деляется соотношением

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Время обслуживания tто и время работы tP, как правило, задают, поэтому из приведенного соотношения определим мак­симально допустимое время ожидания

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru

Максимальный период выполнения ТО определяется как сумма полученного времени ожидания, времени обслуживания и работы

Регламентированное техническое обслуживание - student2.ru (5.16)

Формула (5.16) определяет максимальный период выполне­ния ТО, при котором обеспечивается поддержание вероятности безотказной работы не ниже заданного уровня РД.

Рекомендуемые периодичности ТО. Основным нормативным документом, регламентирующим процесс ТО СЭО и ЭСА, явля­ется план-график ТО. Периодичность ТО, указанную в плане-графике в календарных сроках или наработке, назначают ис­ходя из необходимости обеспечения работоспособности обору­дования на весь срок работы между очередными ТО с учетом статистических данных эксплуатации, рекомендаций заводов- изготовителей судового оборудования, ПТЭ СТС и результатов совершенствования методов технического использования. Например, в прилож. 2 указаны периодичности и объемы работ по обслуживанию судовых электрических машин, рекомендуемые ПТЭ СТС.

Периодичность ТО устанавливают с учетом предельных от­клонений от среднего значения. В зависимости от установлен­ной периодичности (ч) ТО предельные отклонения (ч) могут быть следующими: 500...1000...±100; 1250...5000...±250; 6000...10000...±500; >10000...±1000.

Если определены периодичности ТО отдельных элементов оборудования или электрических систем, то целесообразно совместить работы по ТО с учетом этих рекомендаций.

Пример. Пусть в системе имеется 4 устройства и периодичности обслу­живания этих устройств TTO1=600 ч; TTO2=1050 ч; TTO3= 2600 ч; Тто4 =520 ч. Строго следовать такому регламенту невыгодно, так как при этом будут излишние простои системы. Правильнее выбрать близкий к наимень­шему интервал: TTO = 500 ч и к нему приурочить работы, которые должны вы­полняться в интервалах 2ТТО, ЗТТО и т. д. В рассматриваемом примере целе­сообразно назначить следующие периодичности ТО: для устройств 1-го и 4-го периодичность TTO =500 ч, для 2-го устройства 2 TTO =1000 ч, для 3-го устройства 5TTO = 2500 ч.

Наши рекомендации