» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Январь, 2023 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №1 (70) 2023

Автор: Суйеуова Набат Базархановна, Магистр, старший преподаватель
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Оценка показателей надежности современного парка портовых перегрузочных машин, сформированных на основе законов и положений теории вероятности и математической статистики

Статья просмотрена: 61 раз
Дата публикации: 08.01.2023

УДК 621. 876. (045)

ОЦЕНКА   ПОКАЗАТЕЛЕЙ   НАДЕЖНОСТИ

СОВРЕМЕННОГО ПАРКА ПОРТОВЫХ  ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ МАШИН, СФОРМИРОВАННЫХ НА ОСНОВЕ ЗАКОНОВ И ПОЛОЖЕНИЙ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ

Суйеуова   Набат Базархановна

магистр, старший преподаватель

НАО «Каспийский университет технологий и инжиниринга» им. Ш.Есенова,

 г. Актау, Республика Казахстан

 

Аннотация. В статье исследованы и проанализированы основные показатели   надежности портовых  перегрузочных машин,  используемые в целях  анализа практически полученных отказов портовых перегрузочных машин. На основе оценки   показателей   надежности современного парка портовых  перегрузочных машин, определен и сформулирован  общий по­рядок выбора показателей надежности. 

Ключевые слова: показатели надежности и долговечности машин, вероятностный характер отказов, вероятность появления отказа, вероятность безотказной работы надежность перегрузочных ма­шин, величина условной средней наработки.

 

Введение

Современная теория и расчет показателей надежности и долговечности стро­ятся в значительной мере на использовании законов и положений теории вероятности, математической статистики, которая привле­кается для анализа практически полученных отказов машин. Вероятностный характер отказов объясняется их стохастичностью, большой степенью неопределенности появления во времени, их за­висимостью от большого, трудно учитываемого числа факторов и условий эксплуатации машин. В подавляющем большинстве слу­чаев отказ является случайным событием.

Материалы и методы.

Закономерности появления случайных событий достаточно хо­рошо разработаны. Теорема о равенстве единицы суммы вероят­ностей двух противоположных событий гласит:

 

P(t)+Q(t)=1  (1)

 

где:    P(t) — вероятность безотказной работы изделия за время t;

Q(t) — вероятность появления отказа за время t.

 

 Отсюда:

P(t) =1 - Q(t)  (2)

 

В структурном отношении по надежности перегрузочные ма­шины относятся к изделиям с последовательным соединением эле­ментов, когда отказ любого из них приводит к отказу всей ма­шины, установки, комплекса.

На основе теоремы умножения вероятностей таких событий по каждому элементу вероятность безотказной работы такой системы представится произведением:

(3)

где: — вероятность безотказной работы  иго  элемента уста­новки в течение времени t; п— общее число последовательных элементов, влияющих на отказ всей технической или технологической цепи (системы).

 

Из формулы (3) видно, что вероятность безотказной работы установки значительно уменьшается с ростом числа последователь­но составляющих ее элементов и всегда меньше безотказной ра­боты каждого из элементов.

При параллельном соединении элементов (при резервирова­нии) отказ одного из них не приводит к отказу всей установки. Здесь можно рассчитывать вероятность отказа установки как про­изведение:

  (3)

где:  — вероятность отказа i-гоэлемента установки за время t;

  т — число параллельно соединенных элементов.

 

Учитывая:   (1)  и = 1 - , можно, преобразуя   (3),  на­писать:

 (4)

Отсюда вероятность безотказной работы установки с параллель­ным соединением элементов:

  (5)

 

Эта формула показывает, что вероятность безотказной работы установки с параллельным соединением элементов всегда выше вероятностей безотказной работы составляющих ее элементов.

Сравнительно часто встречаются и смешанные системы соеди­нений, например у портального крана «Сокол» два параллельно действующих механизма вращения, каждый из них имеет после­довательно соединенные детали и узлы. Этому отвечают и двухдвигательные приводы лебедок и других машин [1].

Вероятность безотказной работы смешанной системы, имеющей параллельные цепи, которые состоят из ппоследовательно соеди­ненных элементов, можно найти из уравнения (5), заменив веро­ятность безотказной работы одного элемента pi(t) вероятностью безотказной работы цепи Р_ц(t).

 

Тогда:

 (7)

Выразив:

 (8)

 

подставим это значение в формулу  (7)  и получим:

 

 (9)

 

  Надо учитывать, что не каждая конструкция с параллельно работающими механизмами или узлами может рассматриваться как структурная (по надежности) схема с параллельным соеди­нением элементов. Например, при отказе одной из параллельных цепей двухгусеничного хода   крана  или двухреечного    привода механизма вылета стрелы портального крана «Ганц» и др. отка­зывает вся система. Такие установки относятся к системам с пос­ледовательным соединением элементов. Для гусеничного хода без­отказность определяется по формуле:

  (10)

где:  к— число последовательных деталей гусеницы.

Изделия разделяют на неремонтируемые, или заменяемые по­сле первого отказа, и ремонтируемые, которые могут иметь более чем один отказ.Критериями предельного состояния деталей, узлов машин, когда невозможна или недопустимо мала эффективность их эк­сплуатации, являются: отказ (для неремонтируемых изделий), повышение интенсивности отказов или нарушение требований техники безопасности, наступление периода морального устаре­ния. При этом учитывается возможность отказа машин и вслед­ствие их хранения (хранение — одна из фаз эксплуатации тех­ники).

 Основными показателями надежности технических устройств, которые в процессе эксплуатации могут находиться только в двух состояниях - работоспособном и неработоспособном, яв­ляются следующие:

-          вероятность безотказной работы за время;

-          вероятность  безотказного хранения за  время;

-          средняя наработка до первого отказа;

-          условная  средняя наработка  до  первого отказа;

-          среднее время безотказного хранения;

-          условное  среднее  время безотказного  хранения;

-          среднее время восстановления  и  время ТО;

-          ресурс   (измерительвыбирается при   нормировании показателей   надежности);

-          ресурс при хранении;

-          срок службы;

-          среднее    значение    параметрапотока    отказов   за ресурс;

-          наработка на отказ,

-          коэффициенты готовности, технического использования и оперативной готовности.

Показатели надежности технических  устройств  при  хранении принимаются когда    устройствохранится    до    отказа; и,   когда устройство   хранится до отказа   или    до    предельного состояния [2].

Величина условной средней наработки до первого отказа есть средняя наработка до первого  отказа    элементов,    эксплуатация которых прекращается после истечения установленного ре­сурса. Часто наработка, указанная в технической документации, значительно больше ресурса, когда элемент, проработавший ре­сурс, заменяется на новый. Таким образом, наработка до перво­го отказа характеризует условную надежность элемента, которая определяется по формуле:

  (11)

где:  — интенсивность отказов для  периода нормальной  эксплу­атации.

 

 В качестве показателей ремонтопригодности наряду с вре­менным показателем могут использоваться показатели трудоем­кости и материалоемкости.

 Показатели надежности компонентов, используемых в основ­ных изделиях различного назначения, должны содержать макси­мальную информацию об их надежности

Для изделий с постоянной интенсивностью отказов должны указываться лямбда-характеристика  (интенсивность отказов) в период нормальной эксплуатации и ресурс (или — срок службы). Для изделий с переменной интенсивностью отказов должны ука­зываться или вероятность безотказной работы для установленного порядка длительной работы, или вероятность безотказной рабо­ты для такого же ряда и ресурс (или срок службы).   

Может так­же использоваться для компонентов лямбда-характеристика в отдельные периоды эксплуатации (ее среднее, максимальное или минимальное значения).

 

Выводы

В результате  изложенного можно  сформулировать  общий по­рядок выбора показателей надежности. 

  1. Устанавливаются критерии    отказаи предельного    состо­яния. Выбор критерия производится в следующем порядке:

    - устанавливают перечень параметров и допустимые пределы их изменения исходя из требований потребителя и условий экс­плуатации с учетом достигнутого уровня науки  и техники;

    - с учетом требований потребителя и их технической выполни­мости устанавливают перечень технических параметров, которые определяют  работоспособность   изделия;

- для технических параметров, определяющих работоспособ­ность, устанавливают величины допусков, выход за пределы ко­торых означает отказ. Эти допуски записывают в нормативно-техническую документацию на изделия как критерий их отка­зов.

  2.  Предельное   состояние    изделия    определяется    невозмож­ностью  его дальнейшей эксплуатации  или недопустимым  сниже­нием эффективности [2].

  3.  Устанавливается   шифр  изделия.    При  этом  первая   цифра, шифра   (подкласс  изделия)   устанавливает,   ремонтируемое  изде­лие   или   неремонтируемое;   вторая — критерий  ограничения   про­должительности   эксплуатации;третья — временной    режим   ис­пользования; четвертая — доминирующий фактор  при оценке  по­следствий отказа.

    Факт выполнения или невыполнения изделием заданных ему функций в определенном объеме рассматривается как домини­рующий, когда использование изделия связано с выполнением конкретного задания.

Факт вынужденного простоя может рассматриваться как до­минирующий в тех случаях, когда при оценке последствий, выз­ванных отказом, определяющую роль играет вынужденный про­стой изделия, а величина ущерба пропорциональна длительнос­ти простоя.

Факт отказа может быть доминирующим в том случае, когда наличие отказа не приводит к невыполнению какой-либо кон­кретной задачи, вызванной отказом.

4. Рассчитываются значения показателей  надежности.

Список литературы:

1. Степанов А.Л. Перегрузочное оборудование портов и транспортных терминалов.Издательство: Санкт-Петербург, «Политехника», 2013.
2. Гриеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности. Основные характеристики надежности и их ста¬тистический анализ. М., «Наука», 2005.



Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: