Модели отказов

Для разработки методов расчета надежности привода применяют различные модели отказов, базирующиеся на физических представлениях о возникновении и развитии процессов, приводящих к отказам.

1.3.1 Параметрическая модель

Состояние привода в условиях случайных воздействий можно полностью охарактеризовать совокупностью физических параметров или вектором параметров состояния:

Выполнение приводом своего назначения определяется пределами допустимого изменения определенных параметров:

· снизу ;

· сверху .

При этом считается, что выход любого параметра за пределы и приводит к отказу. Таким образом, вероятность безотказной работы определяется следующим выражением:

В приводах параметры состояния (давление, расход, частота вращения и др.) взаимосвязаны, вследствие этого удается ограничиться одним или двумя параметрами состояния, которые называются обобщенными.

1.3.2 Модель изнашивания

Изнашивание – постепенное изменение геометрических размеров и формы при трении, характеризуемое отделением частиц от поверхности материала и остаточной деформацией.

Показателями изнашивания являются:

1) линейный износ h, измеренный перпендикулярно поверхности трения;

2) скорость изнашивания

3) интенсивность изнашивания отношение износа к пути.

Рисунок 3 – Зависимость линейного износа от времени

На начальном участке происходит приработка поверхностей, и устанавливается определенная шероховатость. Продолжительность этапа определяется начальным качеством поверхностей и режимом обработки.

Участок - участок установившегося изнашивания (постоянная скорость) продолжается до тех пор, пока изменение размеров и формы деталей не повлияет на изменение работы привода.

Участок – вследствие увеличения износа наступает аварийный момент, при котором возникают дополнительные динамические нагрузки, резкое тепловыделение, заедание деталей, снижение к.п.д. и т.д.

Получение в явном виде зависимостей скорости изнашивания является чрезвычайно сложной задачей, которая до настоящего времени не решена, поэтому часто используют эмпирические данные.

1.3.3 Модель «слабого звена»

В данной модели за обобщенный параметр принимают нагрузку Q, за параметр предельного состояния – несущую способность R. Тогда условие разрушения (отказа) имеет вид:

Привод является гетерогенной системой и состоит из большого числа элементов. При этом нагрузки распределены по элементам неравномерно, и некоторые элементы работают в более нагруженных условиях. Такие элементы называются «слабыми».

1.3.4 Модель усталости

Модель использует два критерия: предел выносливости при изгибе и кручении и циклическую долговечность.

Зная нагрузки, характеристики материала и масштабные коэффициенты, можно определить выносливости детали в эксплуатационных условиях.