Надежность подъемно-транспортных машин
Подъемно-транспортные машины являются одним из звеньев технологической цепи транспортно-грузового комплекса. Для обеспечения его бесперебойной работы все звенья должны обладать достаточным уровнем надежности.
В соответствии с ГОСТ 27.002-89 надежность определяется как свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его пребывания может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенное сочетание этих свойств.
Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.
Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.
Перечисленные важнейшие свойства надежности характеризуют определенные технические состояния объекта. Различают пять основных видов технического состояния объектов.
Исправное состояние - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.
Неисправное состояние - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической или конструкторской документации.
Работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.
Неработоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической или конструкторской документации. Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Переход объекта из одного вышестоящего технического состояния в нижестоящее обычно происходит вследствие событий: повреждений или отказов. Совокупность фактических состояний объекта, к примеру, мостового крана, и возникающих событий, способствующих переходу в новое состояние, охватывает так называемый жизненный цикл объекта, который протекает во времени и имеет определенные закономерности, изучаемые в теории надежности.
Согласно ГОСТ 27.002-89 отказ - это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.
Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.
Переход объекта из исправного состояния в неисправное не связан с отказом.
В ГОСТ 15467-79 введено еще одно понятие, отражающее состояние объекта - дефект. Дефектом называется каждое отдельное несоответствие объекта установленным нормам или требованиям. Дефект отражает состояние отличное от отказа.
В соответствии с определением отказа, как события, заключающегося в нарушении работоспособности, предполагается, что до появления отказа объект был работоспособен. Отказ может быть следствием развития неустраненных повреждений или наличия дефектов: потертости изоляции; обрыва отдельных проволок каната; небольших деформаций.
В теории надежности, как правило, предполагается внезапный отказ, который характеризуется скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. На практике приходится анализировать и другие отказы, к примеру, ресурсный отказ, в результате которого объект приобретает предельное состояние, или эксплуатационный отказ, возникающий по причине, связанной с нарушением установленных правил или условий эксплуатации.
В соответствии с ГОСТ 27.002-89 для количественной оценки надежности применяются количественные показатели оценки отдельных ее свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также комплексные показатели, характеризующие готовность и эффективность использования технических объектов (в частности, подъемно-транспортных машин). Так, показателями безотказности являются:
· вероятность безотказной работы;
· средняя наработка до отказа;
· интенсивность отказов;
· средняя наработка на отказ;
· параметр потока отказов.
Вероятность безотказной работы — вероятность того, что в пределах заданной наработки или заданного интервала времени t отказ объекта не возникнет. На практике этот показатель определяется статистической оценкой
где No - число однотипных объектов, находящихся под контролем;
n(t) - число отказавших объектов за время t.
Иногда практически целесообразно пользоваться не вероятностью безотказной работы, а вероятностью отказа Q(t). Поскольку работоспособность и отказ являются состояниями несовместимыми и противоположными, то их вероятности связаны зависимостью:
Следовательно,
Q(t) = 1 - Р(t).
В случаях, когда отказ связан с дорогостоящей или аварийно опасной задержкой производства, а также для ответственных элементов ПТМ (крюки, валы, зубчатые колеса и т. п.) рекомендуется принимать , а когда отказ может привести к несчастному случаю, Р(t)= 0,9999. Если отказ не связан с тяжелыми последствиями и вызывает незначительные экономические потерн, что соответствует практике использования многих ПТМ, то допустимое значение Р(t)в интервале tпринимают намного ниже указанного или вообще этот показатель не нормируют.
Средней наработкой до отказа называется математическое ожидание наработки объекта до первого отказа T1. Статистическая оценка для средней наработки до отказа определяется по формуле
,
где - сумма наработки наблюдаемых объектов;
No - число работоспособных однотипных невосстанавливаемых объектов при t = 0 (в начале наблюдений).
Интенсивность отказов - это условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не наступил. Статистическая оценка интенсивности отказов имеет вид :
где - число отказов однотипных объектов на интервале , для которого определяется ;
- число работоспособных объектов в середине интервала :
,
где Ni - число работоспособных объектов в начале интервала ;
- число работоспособных объектов в конце интервала .
Показатель средней наработки на отказ объекта (наработки на отказ) относится к восстанавливаемым объектам, при эксплуатации которых допускаются многократно повторяющиеся отказы. Эксплуатация таких объектов может быть описана следующим образом: в начальный момент времени объект начинает работу и продолжает работу до первого отказа; после отказа происходит восстановление работоспособности, и объект вновь работает до отказа и т.д. Средняя наработка на отказ объекта (наработка на отказ) определяется как отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к числу отказов, происшедших за суммарную наработку:
Параметр потока отказов согласно ОСТ 24.190.03-83 используют в качестве обязательного для ПТМ, внезапный отказ которых может привести к авариям, большим экономическим потерям, а также для машин, перевозящим людей в местах их массового скопления (лифтов, эскалаторов). Параметр потока отказов также характеризует восстанавливаемый объект и по статистическим данным определяется по формуле:
где n(t1) и n(t2) - количество отказов объекта, зафиксированных соответственно, по истечении времени t1 и t2.
Если используются данные об отказах по определенному количеству восстанавливаемых объектов, то
где - количество отказов по всем объектам за интервал времени ;
Nо - количество однотипных объектов, участвующих в наблюдениях
(отказавший объект восстанавливается, Nо = соnst).
Для оценки долговечности объектов используются следующие показатели:
· гамма-процентный ресус;
· средний ресурс.
Под гамма-процентным ресурсом понимают наработку, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью процентов. Если, например, = 90%, то соответствующий ресурс называют «девяностопроцентным ресурсом».
Для массовых и крупносерийных изделий ПТМ ОСТ 24.190.03-83 устанавливает 90-процентный ресурс до капитального ремонта. Для его определения рекомендуется: установить наблюдение за определенным количеством объектов — N = 10i (где i - целое число не менее 5); зарегистрировать наименьшие ресурсы в количестве i; принять в качестве 90-процентного ресурса наибольший из этих ресурсов. Например, если из 50 зарегистрированных ресурсов канатов (по 5 на каждом из 10 кранов) наименьшими окажутся ресурсы 110, 121, 130, 138 и 142 дня, то 90-процентный ресурс канатов в этих условиях можно принять равным 142 дням.
Средний ресурс — математическое ожидание ресурса. При наличии данных о ресурсе (сроке службы, сроке сохраняемости) N объектов статистическая оценка среднего ресурса определяется по формуле:
где хi – ресурсы объектов.
Для невосстанавливаемых изделий особо ответственного назначения используют показатель долговечности, названный назначенным ресурсом. Под ним подразумевают суммарную наработку объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от его состояния. В ПТМ этот показатель можно использовать при разработке систем технического обслуживания и ремонта машин.
Показателями ремонтопригодности являютсявероятность восстановления в заданное время и среднее время восстановления. Первый из них — вероятность того, что время восстановления объекта после отказа не превысит заданного, второй — математическое ожидание времени восстановления. Под временем восстановления подразумевается суммарное время, затрачиваемое на обнаружение, поиск причины и устранение последствий отказа. При наличии статистических данных о длительности восстановления т объектов оценка среднего времени восстановления
Показатели сохраняемости: гамма-процентный и средний сроки сохраняемости. Первый показатель — срок сохраняемости, который будет достигнут объектом с заданной вероятностью процентов, второй — математическое ожидание срока сохраняемости. Сроком сохраняемости называют календарную продолжительность хранения и (или) транспортирования объекта в заданных условиях, в течение и после которой сохраняются значения заданных показателей в установленных пределах. Для многих ПТМ период между отправкой их с завода-изготовителя до подачи в монтаж может исчисляться годами. При соблюдении правил транспортирования и хранения элементы ПТМ, как правило, не изменяют заданных показателей. Но имеются и такие машины, у которых при длительном хранении они существенно ухудшаются. Для них целесообразно нормирование показателей сохраняемости. Методы их определения аналогичны методам определения гамма-процентного и среднего ресурсов.
Кроме перечисленных единичных установлен ряд комплексных показателей надежности. Из них для ПТМ обычно применяют три:
· коэффициент готовности;
· коэффициент простоев;
· удельная суммарная стоимость ремонтов.
Коэффициент готовности определяется отношением суммарного времени пребывания наблюдаемых объектов в работоспособном состоянии к произведению числа этих объектов N на продолжительность эксплуатации Tр (за исключением простоев на проведение плановых ремонтов и технического обслуживания):
где - суммарное время пребывания i-го объекта в работоспособном состоянии (i = 1, 2, ..., N).
Поскольку время Tр у различных объектов наблюдаемой группы может не совпадать, то:
где Тi — продолжительность эксплуатации i-ro объекта.
По ОСТ 24.090.23—83 для ПТМ коэффициент готовности кгпринят в качестве допустимого показателя взамен обязательного, называемого коэффициентом простоев кп,который связан с коэффициентом готовности зависимостью
Из этой зависимости следует, что
Удельная суммарная стоимость ремонтов Сур определяется как отношение средней суммарной стоимости ремонтов к математическому ожиданию суммарной наработки объекта за один и тот же период эксплуатации. Под средней суммарной стоимостью ремонтов понимается математическое ожидание суммарных затрат на все виды ремонтов за определенный период эксплуатации. Методика определения комплексных показателей для ПТМ приведена в ОСТ 24.190.03-83.
Показатели надежности, имеющие существенное значение для данного объекта, включаются в техническую документацию на него как нормативные требования. Нормативные значения показателей надежности устанавливаются с учетом стоимости объекта, включая монтаж, затраты на его обслуживание и ремонт, убытков от простоев, связанных с отказами, идругих технико-экономических характеристик. При проектировании новой машины такие данные отсутствуют. Поэтому нормативные значения показателей надежности чаще всего устанавливают на основе статистической информации о надежности лучших объектов-аналогов.
Проверка соответствия конкретных ПТМ требованиям надежности устанавливается по результатам анализа результатов наблюдений за ними в условиях эксплуатации.
ПОДВЕДЕМ ИТОГИ
В состав ТГС входят транспортная и грузовая подсистемы. Технические средства транспортной подсистемы включают в себя подвижной состав всех видов транспорта, образующих единую транспортную систему страны. Грузовой вагонный парк представлен универсальными и специализированными вагонами, различающимися по назначению, по условиям эксплуатации, по ширине колеи, по конструкции кузовов. Поставщиками грузовых вагонов являются заводы России, расположенные в Нижнем Тагиле, Новоалтайске, Брянске, Рузаевке, Калининграде, а также заводы Украины (Кременчуг, Мариуполь, Стаханов).
Подвижной состав грузового автомобильного транспорта состоит из автомобилей, прицепов и полуприцепов. Их принято классифицировать по назначению, грузоподъемности, типу кузова, принципу разгрузки, проходимости и т.д. Морской транспорт использует грузопассажирские, наливные, комбинированные, сухогрузные суда, балкеры, ролкеры, контейнеровозы и другие корабли торгового флота. Речной флот эксплуатирует суда типа «река-река» и «река-море», обеспечивая перевозки массовых, наливных грузов, контейнеров. Современные речные суда и секционные составы имеют грузоподъемность до 17 тыс.т.
Дата добавления: 2019-09-30; просмотров: 465;