Анализ методов обеспечения надежности

Сведения из теории

Саратов 2010 г.

ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК

По дисциплине

Для выполнения курсовой работы

Методические указания

Шлапак В. П.

НАДЁЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

И

(ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ)

Принципиально обеспечение надежности осуществляется в рамках двух основных направлений:

1. путем повышения надежности элементов на основе совершенствования процессов конструирования и технологии изготовления и ремонта;

2. путем создания высоконадежных технических систем на основе существующей элементной базы.

В науке и технике реализуются обе группы методов, выбор наиболее рациональных из которых осуществляется исходя из конкретной ситуации.

Раскроем эти направления более детально.

К конструктивным методам обеспечения надежности в рамках первого направления следует отнести:

- выбор долговечных материалов и их рациональное сочетание в парах трения;

- обеспечение требуемой конфигурации (формы) деталей с целью придания им достаточной прочности, жесткости и устойчивости к вибрациям (галтели, канавки, надрезы- концентраторы напряжений);

- обеспечение надлежащей герметизации подвижных и неподвижных сопрягаемых деталей;

- создание эффективных устройств очистки воздуха, ТСМ;

- создание оптимальных условий работы пар трения (нагрузка, скорость), а, следовательно, надежных условий смазки трущихся поверхностей;

- обеспечение оптимальных температурных режимов работы деталей, сборочных единиц и агрегатов в целом и ряд других (отвод тепла; нанесение ТЗП, например ZrO₂ на днище поршня снижает интенсивность изнашивания верхнего поршневого кольца на 20...26%).

К технологическим методам обеспечения надежности в рамках первого направления относятся:

- обеспечение необходимой точности изготовления деталей (уменьшение рассеивания действительных размеров в пределах установленного поля допуска.) Эту задачу можно решить селективной сборкой. Это позволяет уменьшить начальные зазоры в подвижных соединениях и более жестко регламентировать натяги в неподвижных соединениях и, как итог, повысить долговечность таких соединений и машины в целом.

- обеспечение оптимального качества рабочих поверхностей, а конкретно, их шероховатостей и формы;

При больших R_a, R_z

Неподвижные посадка:

ослабевает, т. к. при запрессовке срезаются микронеровности

Подвижные посадки:

площадь фактического контакта уменьшается, увеличивается давление, нарушается режим жидкостного трения и возникает опасность задиров.

При малых R_a, R_z.

Подвижные посадки:

на трущихся поверхностях не удерживается масляная пленка, возникает опасность задиров.

Поэтому должна обеспечиваться оптимальная шероховатость.

- повышение износостойкости, статической и циклической прочности деталей термической обработкой;

- использование методов упрочнения поверхностного слоя деталей:

химико-термическая обработка (цементация, азотирование, цианирование).

поверхностно-пластическое деформирование (термомеханической обработкой, обкатка шариками, роликами, дорнование, дробеструйная обработка, алмазное выглаживание, и т. д.).

нанесение износостойких покрытий (гальваническим способом, плазменным и газопламенным напылением, детонационным нанесением покрытий, наплавкой твердосплавных материалов и др.).

нетрадиционные, экзотические технологии (обработка поверхностей лучом лазера, детонационное упрочнение, армирование деталей порошками спеченных твердых сплавов).

- другие методы повышения надежности (долговечности):

применение кованых заготовок;

изготовление зубчатых колес и шлицевых валов методом обкатывания;

проведение искусственного старения деталей из чугунов и алюминиевых сплавов (блоки и головки блоков цилиндров, корпуса задних мостов и коробок передач);

статическая и динамическая балансировки деталей и сборочных единиц;

повышение точности сборки и качества окраски агрегатов;

контроль качества;

Все перечисленные выше методы обеспечения надежности в той или иной мере изучены на различных кафедрах нашего ВУЗа.

Зададимся вопросом – можно ли в любой ситуации обеспечить уровень надежности, используя вышеперечисленные методы?

Увы, не всегда это возможно.

Например, состояние науки и техники таково, что вероятность безотказной работы некоторого элемента P(t)=0.99. Это достаточно высокий уровень. Предположим, что объект состоит из n=100 таких элементов, соединенных с точки зрения надежности последовательно (выход любого элемента приводит к выходу из строя всего объекта).

Чему равна вероятность безотказной работы такого объекта?

Каково условие работоспособности объекта?

Полагая, что отказы элементов – события независимые, вероятность безотказной работы объекта:

Такой уровень вероятности безотказной работы явно недостаточен.

Какой же выход?

Дата добавления: 2015-04-30