Надежность следящих приводов
2.2. НАДЕЖНОСТЬ СЛЕДЯЩИХ ПРИВОДОВ
В основе оценки надежности СП лежит способность привода выполнять требуемые функции в заданных режимах. Составляющими надежности являются безотказность, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость.
Безотказность — это свойство СП непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени. Событие, заключающееся в нарушении работоспособности СП, называется отказом. Нe все элементы СП работают непрерывно от момента включения до отказа. Большинство элементов, такие, как реле, электродвигатели, работают с перерывами. Для них удобно подсчитывать продолжительность или объем работы, определяемые как наработка. Например, реле характеризуется числом срабатываний до износа контактов.
Рис. 14. Графики показателей безотказности
Основными показателями безотказности являются вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ и интенсивность отказов.
Вероятность безотказной работы P(t) определяет вероятность того, что в пределах заданной наработки отказов не произойдет:
где N —число испытуемых изделий; n (t) — число изделий, отказавших во времени t.
Зависимость вероятности безотказной работы от времени представлена на рис. 14, а: при t = 0 вероятность P (0) = 1, при t = ? P (?) = 0.
Средняя наработка на отказ Тср — это математическое ожидание наработки до отказа:
численно равное площади, ограниченной кривой P(t) (рис. 14, б).
Интенсивность отказов ?(t) – это условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта в момент времени t при условии, что отказ до этого момента времени не возник:
где P'(t) — производная функции надежности. Из соотношения (2) можно получить
Вероятность отказа Q (t) определяют по выражению
График вероятности отказа Q (t) изображен на рис. 14, в.
Долговечность определяют, как свойство СП сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания. Под предельным состоянием понимают состояние СП, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо.
Долговечность определяется сроком службы и ресурсом.
Ремонтопригодность — это свойство CTI, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и восстановлению работоспособного состояния. Знание основных неисправностей, типовых отказов, а также практических методов наладки основных элементов СП значительно облегчает обнаружение места повреждения и сокращает время поиска неисправности.
Рис. 15. Схемы для расчета надежности Рис. 16. Схемы резервирования
Сохраняемость — это свойство СП сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования. Хранение можно рассматривать как своего рода работу.
Для оценки показателей надежности применяют экспериментальный, аналитический методы, а также метод моделирования на цифровых ЭВМ. Для всех методов составляют надежностную схему соединений, представляющую собой математическую модель СП. При этом принимают во внимание не электрические (механические, гидравлические) связи, а связи элементов с точки зрения влияния отказов этих элементов на надежность всего привода.
Различают три вида соединений (графов): последовательное, параллельное и смешанное. Соединение элементов xi, при котором отказ любого из них приводит к отказу СП, называют логически последовательным (рис. 15, а).
Любая нерезервированная система имеет такую структуру, и ее надежность определяется выражением
где n — число последовательно соединенных элементов. Полученное выражение с учетом (3) приводится к виду
И тогда вероятность отказа согласно (4)
При достаточно высокой надежности i-гo элемента надежность всей системы получается низкой, так как число элементов велико.
Соединение элементов называют параллельным (рис. 15, б), если отказ системы наступает при одновременном отказе всех элементов. Смешанное соединение (рис, 15, в) представляет собой комбинацию первых двух соединений.
Для повышения надежности применяют общее и раздельное резервирование элементов к функциональных групп путем включения избыточных элементов 1 — n.При общем резервировании (рис. 16, а) резервируют всю систему в целом, при поэлементном (рис. 16, б) резервируют отдельные элементы, например 1, 2. Поэлементное резервирование надежнее, так как путей прохождения сигнала больше.
Назад | Содержание
| Вперед
