Технический ресурс это наработка до предельного состояния восстанавливаемого капитальным ремонтом

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН. Технический ресурс. Срок службы .

Для повышения долговечности ремонтируемых машин, отдельных узлов, соединений, а также деталей путем их восстановления, выбора рационального способа восстановления и материала покрытия, определения расхода запасных частей весьма важно знать и уметь оценивать величины предельных! износов и других показателей долговечности.

Согласно ГОСТ 27.002-83, — свойство объекта (детали, узла, машины) сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. В свою очередь, работоспособное состояние — состояние объекта, при котором значение всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации; предельное состояние — состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. При этом следует иметь в виду, что для неремонтируемых объектов предельного состояния может достигнуть не только неработоспособный объект, но и работоспособный, применение которого оказывается недопустимым согласно требованиям безопасности, безвредности, экономичности, эффективности. Переход такого неремонтируемого объекта в предельное состояние происходит раньше возникновения отказа.

С другой стороны, объект может оказаться в неработоспособном состоянии, не достигнув предельного состояния. Работоспособность такого объекта, а также объекта, находящегося в предельном состоянии, восстанавливается с помощью ремонта, при котором происходит восстановление ресурса объекта в целом.

Основными техническими оценочными показателями долговечности являются ресурс и срок службы. При характеристике показателей следует указывать вид действия после наступления предельного состояния объекта (например, средний ресурс до капитального ремонта; гамма-процентный ресурс до среднего ремонта и т. д.). В случае окончательного снятия с эксплуатации объекта, обусловленного предельным состоянием, показатели долговечности называются: полный средний ресурс (срок службы), полный гамма-процентный ресурс (срок службы), полный назначенный ресурс (срок службы). Полный срок службы включает в себя продолжительности всех видов ремонта объекта. Рассмотрим основные показатели долговечности и их разновидности, конкретизирующие этапы или характер эксплуатации.

— наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

— календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

— продолжительность или объем работы объекта.

Наработка объекта может быть:

1) наработка до отказа — от начала эксплуатации объекта до возникновения первого отказа;

2) наработка между отказами — от окончания восстановления работоспособного состояния объекта после отказа до возникновения следующего отказа.

представляет собой запас возможной наработки объекта. Различают следующие виды технического ресурса: доремонтный ресурс -наработка объекта до первого капитального ремонта; межремонтный ресурс — наработка объекта от предыдущего до последующего ремонта (число межремонтных ресурсов зависит от числа капитальных ремонтов); послеремонтный ресурс -наработка от последнего капитального ремонта объекта до его перехода в предельное состояние; полный ресурс — наработка от начала эксплуатации объекта до его перехода в предельное состояние, соответствующее окончательному прекращению эксплуатации. Виды сроков службы подразделяются так же, как и ресурсы.

— математическое ожидание ресурса. Показатели «средний ресурс», «средний срок службы», «средняя наработка» определяют по формуле

где — средняя наработка до отказа (средний ресурс, средний срок службы); f(t)-плотность распределения наработки до отказа (ресурса, срока службы); F(t) — функция распределения наработки до отказа (ресурса, срок службы).

Гамма-процентный ресурс — наработка, в течение которой объект не достигает предельного состояния с заданной вероятностью γ, выраженной в процентах. Гамма-процентный ресурс, гамма-процентный срок службы определяют по следующему уравнению:

где t γ — гамма-процентная наработка до отказа (гамма-процентный ресурс, гамма-процентный срок службы).

При γ = 100% гамма-процентная наработка (ресурс, срок службы) называется установленной безотказной наработкой (установленным ресурсом, установленным сроком службы). При γ=50% гамма-процентная наработка (ресурс, срок службы) называется медианной наработкой (ресурсом, сроком службы).

— событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

— суммарная наработка объекта, при достижении которой применение по назначению должно быть прекращено.

(срок службы) установлен с целью принудительного заблаговременного прекращения применения объекта по назначению, исходя из требований безопасности или: экономического анализа. При этом в зависимости от технического состояния, назначения, особенностей эксплуатации объект после достижения назначенного ресурса может эксплуатироваться дальше, сдан в капитальный ремонт, списан.

— это износ, соответствующий предельному состоянию изнашивающегося изделия. Основными признаками приближения предельного износа являются увеличение расхода топлива, снижение мощности, снижение прочности деталей, т. е. дальнейшая работа изделия становится технически ненадежной и экономически нецелесообразной. При достижении предельных износов деталей и соединений их полный ресурс (Т п ) исчерпывается, и необходимо принимать меры для его восстановления.

— износ, при котором изделие сохраняет работоспособность, т. е. при достижении этого износа детали или соединения могут работать без их восстановления еще целый межремонтный срок. Допустимый износ меньше предельного, и остаточный ресурс деталей не исчерпан.

Источник

Строительные машины и оборудование

Информационный портал

Добро пожаловать, у нас Вы найдете все о строительной технике, включая колесные и гусеничные экскаваторы, грейдеры, бульдозеры, тракторы, скреперы, бетононасосы и прицепы.

Надежность

Надежность относится к важнейшим, наиболее общим показа­телям качества любого объекта, в том числе и машин транспорт­ного строительства.

Надежность — свойство объекта сохранять во времени в уста­новленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хра­нения и транспортирования1.

Понятие надежности объекта существенным образом связано с его состоянием. В процессе эксплуатации объект может нахо­диться в одном из следующих состояний: исправное, работоспособ­ное, неисправное и неработоспособное.

Исправное состояние — состояние объекта, при котором он со­ответствует всем требованиям, установленным нормативно-техничес­кой документацией.

Неисправное состояние — состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией.

Работоспособное состояние — состояние объекта, при котором значение всех параметров, характеризующих способность выпол­нять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической документации.

Неработоспособное состояние — состояние Объекта, при кото­ром значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует тре­бованиям нормативно-технической документации.

Событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта, носит название отказа. По характеру возникновения различают отказы внезап­ные, постепенные и перемежающиеся.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным (резким) изменением одного или нескольких заданных параметров объекта, постепенный отказ представляет со­бой постепенное изменение одного или нескольких заданных параметров объекта, а перемежающийся — многократно возникающий сбой одного и того же характера.

Примером внезапного отказа является нарушение работоспособности щековой дробилки, вызванное срезом болтов или поломкой распорной плиты в результате попадания металлического предмета между дробящими плитами. Постепенные отка­зы, наиболее характерные для рассматриваемых машин, обычно проявляются в ре­зультате износа сопряженных деталей (подшипники качения и скольжения, зубча­тые колеса и др.). Из-за износа возможно нарушение функциональных показателей объектов, что приводит к потере их работоспособности. К перемежающемуся отказу можно отнести ухудшение мощностно экономических показателей двигателя из-за появления нагара в головке цилиндров, который может самоустраниться при про­должительной работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала двигателя.

В процессе эксплуатации машины постепенно изменяется свойство, характеризуемое показателем К , которое дос­тигает предельного значения при t1. В этом случае наступает постепенный отказ. Машина подвергается восстановлению на протя­жении некоторого времени ∆ t1 и затем вступает в эксплуатацию с нормальными свойствами. При t2 возникает внезапный отказ, характеризующийся тем, что значение этого показателя резко воз­растает и мгновенно достигает предельного значения. Через некото­рое время ∆ t2 восстановленная машина вступает в работу с нормаль­ным значением ее свойств. В момент t3 возможно резкое падение одного из свойств, но также и быстрое его восстановление, и ма­шина продолжает нормально функционировать, т. е. в данном случае наступает перемежающийся отказ.

В зависимости от причины возникновения отказы подразделяют­ся на конструкционные, производственные и эксплуатационные. В первом случае наблюдаются нарушения установленных правил и норм конструирования объекта, во втором — несовершенство технологического процесса изготовления или ремонта объекта, в третьем — отказ возникает в результате нарушения установленных. правил и условий эксплуа­тации объекта.

Рис. 4.1. Графическое изображение отказов:

1 — постоянный; 2 — внезапный; 3 — перемежа­ющийся; А, В к С — максимальное, минимальное и предельное значения свойства

Надежность относят к слож­ным свойствам, которая характе­ризуется безотказностью, долго­вечностью, сохраняемостью и ре­монтопригодностью.

Безотказность — свойство объ­екта непрерывно сохранять ра­ботоспособность в течение не­которого времени или некоторой наработки. Это свойство особен­но важно для системы управления машин и других механизмов, отказ которых может привести к аварии или длительному простою дорогостоящего оборудования.

Долговечность свойство объекта сохранять работоспособ­ность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Под предельным состоянием понимают такое состояние объек­та, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть пре­кращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности или неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже до­пустимой.

Сохраняемость — свойство объекта непрерывно сохранять ис­правное и работоспособное состояние в течение и после хра­нения и транспортирования. Это свойство особенно важно для машин сезонного использования, а также сменного оборудования машин (снегоочистители, уплотняющие машины и др.).

Особенностью машин транспортного строительства является то, что они относятся к ремонтируемым и восстанавливаемым объектам, поэтому особое значение приобретает их ремонтопри­годность, т. е. свойство, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения тех­нических обслуживании и ремонтов.

Приведенное выше качественное определение надежности не дает ответа на вопрос о ее количественной мере. Для решения ряда практических вопросов (рекомендаций по» модернизации от­дельных сборочных единиц и по изменению технологии изготовле­ния деталей, а также установлению оптимальных режимов тех­нического обслуживания машин) необходимы количественные по­казатели надежности.

Время возникновения отказа и продолжительность его устра­нения являются случайными величинами, поэтому показатели на­дежности определяют с применением теории вероятностей и ма­тематической статистики.

К числу основных показателей долговечности относятся гам­ма-процентный ресурс, назначенный ресурс и средний срок службы.

Техническим ресурсом называется наработка объекта от на­чала эксплуатации или ее возобновления после капитального ре­монта до наступления предельного состояния.

Гамма-процентный ресурс — наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероят­ностью у процентов. Другими словами, гамма-процентный ресурс показывает, что у процентов машин данной модификации должны иметь наработку до предельного состояния не ниже величины Ту.Величина уявляется регламентированной вероятностью

Если, например, у = 80%, то соответствующий ресурс объекта до капитального ремонта называется «восьмидесятипроцентным ресурсом».

Назначенный ресурс — суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена неза­висимо от его технического состояния. Этот показатель приме­ним, например, при оценке надежности грузозахватных устройств и приспособлений.

Назначенный срок службы — календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой применение по назначению объекта должно быть прекращено.

Отличие ресурса от срока службы объекта состоит в том, что пер­вый показатель является оценкой фактической наработки машины в часах или в единицах производимых работ, без учета перерывов в работе и простоев, в то время как срок службы характеризу­ет продолжительность существования машины с момента ввода в эксплуатацию независимо от характера ее использования.

Безотказность ремонтируемого объекта характеризуется сле­дующими показателями: наработкой на отказ, средней наработ­кой до отказа, вероятностью безотказной работы и параметром потока отказов. Средняя наработка на отказ — отношение нара­ботки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки. Средняя наработ­ка до отказа — математическое ожидание наработки объекта до первого отказа. Вероятность безотказной работы — вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ не возникнет.

Вероятность безотказной работы в интервале от 0 до to опреде­ляют по формуле

где F(tо)— функция распределения наработки до отказа.

Параметр потока отказов — отношение среднего числа отка­зов восстанавливаемого объекта за произвольно малую наработку к значению этой наработки.

Параметр потока отказов характеризует среднее число отка­зов, ожидаемых в малом интервале времени, и равен

гдем — символ математического ожидания;

z— число отказов за времяt.

Для оценки ремонтопригодности объекта используют следую­щие показатели: вероятность восстановления в заданное время, среднее время восстановления.

Вероятность восстановления работоспособного состояния — ве­роятность того, что время восстановления работоспособности объек­та не превысит заданного. Этот показатель характеризует при­способленность машины к проведению текущего ремонта при огра­ниченных затратах времени.

Среднее время восстановления работоспособного состояния — математическое ожидание времени восстановления работоспособ­ности. Оно характеризует продолжительность вынужденного про­стоя, необходимого для поиска и устранения одного отказа. При определении среднего времени восстановления следует иметь в виду, что оцениваются свойства объекта, а не внешние факторы, влияющие на продолжительность простоя его в ремонте (организация тех­нического обслуживания и ремонта, квалификация рабочих и др.).

К показателям сохраняемости относятся гамма-процентный срок сохраняемости и средний срок сохраняемости. Эти показатели по сути своей соответствуют показателям долговечности и определя­ются аналогично.

Каждый из приведенных выше показателей позволяет оценить лишь одну из сторон — одно из свойств надежности объекта. Для полной оценки надежности используют комплексные показатели, главными из которых являются коэффициенты готовности, техни­ческого использования и оперативной готовности.

Коэффициент готовности характеризует вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент вре­мени, кроме планируемых периодов, в течение которых использо­вание объекта по назначению не предусматривается, т. е.

где t— наработка на отказ;

tB — среднее время восстановления.

Коэффициент технического использования представляет собой отношение математического ожидания времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий пребывания объекта в работо­способном состоянии, времени простоев, обусловленных техничес­ким обслуживанием, и времени ремонтов за тот же период эксплуа­тации, т. е.

где tс —суммарная наработка объекта;

tToи tp — суммарная продолжительность простоев в техническом обслуживании и ремонте.

Из выражений (4.4) и (4.5) следует, что чем меньше сред­нее время восстановления и суммарные простои, связанные с тех­ническим обслуживанием и ремонтом, тем выше коэффициенты готовности и технического обслуживания.

Коэффициент оперативной готовности — вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и на­чиная с этого момента будет работать безотказно в течение задан­ного интервала времени.

Источник