Технологические методы повышения надежности

Технологические методы повышения надежности;

В технологическую систему входят оборудование, оснастка, за­готовки, детали, изделия, средства контроля и испытаний, конст­рукторская и технологическая документация, операторы, контро­леры и т. д.

Технологические методы обеспечения надежности определяют­ся прежде всего надежностью самой технологической системы. Цель таких методов – достижение показателей и параметров, за­данных конструкторами при проектировании деталей, агрегатов и машин.

К основным технологическим методам относятся следующие.

1. Обеспечение необходимой точности изготовления деталей. С повышением точности изготовления деталей появляется возмож­ность уменьшить начальные зазоры в подвижных соединениях и более жестко регламентировать натяги в неподвижных соединени­ях, что значительно повышает долговечность таких соединений и машины в целом.

При смещении осей цилиндров двигателя от 0,25 до 0,65 мм ин­тенсивность изнашивания шатунных шеек коленчатого вала возра­стает на 90 %, поршневых пальцев – на 54 %, верхней втулки шату­на – в 2 раза, бобышек поршня – на 73 %, шатунных вкладышей – на 60%.

2. Обеспечение оптимального качества рабочих поверхностей. На качество поверхности влияют изнашивание, коррозия, цилинд­рическая и динамическая прочность деталей машин. От исходной шероховатости рабочих поверхностей зависит качество посадки как с зазором, так и с натягом. При значительной шероховатости среза­ются микровыступы в процессе запрессовки и ослабевает непод­вижная посадка. Повышенная шероховатость также противопока­зана для приработки подвижных соединений, так как уменьшается площадь фактического контакта, повышается давление, нарушает­ся режим жидкостной смазки и возникает опасность задиров.

Однако и чрезмерно гладкая поверхность не всегда нужна, так как на ней не удерживается масляная пленка. Поэтому для боль­шинства деталей установлены оптимальные шероховатости поверх­ности трения, например, у двигателей типа ЗМЗ: зеркало цилинд­ра – 0,16. 0,40 мкм, поршневой палец – 0,08. 0,16, бобышка пор­шня – 0,20. 0,40 мкм и т. д.

3. Повышение износостойкости, статической и циклической прочности деталей термической обработкой. При закалке с нагре­вом ТВЧ повышается усталостная прочность деталей из стали 45 в 2 раза. Все более широкое распространение находит обработка рабо­чих поверхностей деталей лучом лазера. Обработанные таким обра­зом рабочие поверхности кулачков распределительного вала, гильз цилиндров, шеек валов отличаются повышенной прочностью и из­носостойкостью. При этом не наблюдается коробление деталей.

4. Упрочнение деталей химико-термической обработкой. Наи­большее распространение для упрочнения деталей сельскохозяй­ственной техники получили азотирование, цементация, нитроцементация и цианирование. У деталей, упрочненных азотировани­ем, износостойкость в 1,5. ..4,0 раза выше, чем у деталей, подвергае­мых цементации, повышенные коррозионная стойкость и выносливость при цикличных нагрузках.

5. Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформи­рованием. При поверхностном пластическом деформировании по­вышается усталостная прочность деталей, работающих при цикли­ческих нагрузках, в 1,5. 2,0 раза, увеличивается твердость рабочих поверхностей и сопротивляемость их изнашиванию и коррозии, снижается шероховатость поверхности.

Рабочие поверхности втулок верхних головок шатунов, гильз ци­линдров, отверстий в корпусах задних мостов и коробок передач об­рабатывают раскатками и дорнованием. Коленчатые валы двигате­лей и поворотные цапфы обкатывают шариками и роликами. Пру­жины, рессоры, зубчатые колеса и шатуны подвергают дробеструй­ной обработке.

6. Нанесение на рабочие поверхности деталей машин износостой­ких покрытий. При пористом хромировании поршневых колец ре­сурс колец и гильз цилиндров увеличивается более чем в 2 раза, при хромировании стержней клапанов ресурс пары втулка–клапан по­вышается в 1,5. 1,8 раза. После наплавки на тарелку клапана сплава ЭП-616А ресурс клапана увеличивается в 4. 10 раз. Благодаря ин­дукционной наплавке рабочих органов сельскохозяйственных ма­шин (лемехов, лап культиваторов) твердыми сплавами ресурс этих деталей повышается в 2. 3 раза.

7. Другие методы повышения долговечности деталей: термоме­ханическое упрочнение; применение кованых заготовок и профи­лей; изготовление зубчатых колес и шлицевых валов методом обка­тывания; установка втулок, колец и вставок из износостойких мате­риалов; проведение искусственного старения чугунных деталей (блоки цилиндров, головки цилиндров, корпуса задних мостов и коробок передач); статическая и динамическая балансировка дета­лей и сборочных единиц; повышение точности сборки и качества окраски агрегатов и машин в целом; контроль качества.

Источник:
http://studopedia.su/6_49699_tehnologicheskie-metodi-povisheniya-nadezhnosti.html

Повышение надежности оборудования при эксплуатации

Для повышения надежности сложных технических систем в условиях эксплуатации проводят ряд мероприятий, которые можно подразделить на следующие четыре группы:

1) разработку научных методов эксплуатации;

2) сбор, анализ и обобщение опыта эксплуатации;

3) связь проектирования с производством изделий машиностроения;

4) повышение квалификации обслуживающего персонала.

Научные методы эксплуатации включают в себя научно обоснованные методы подготовки изделия к работе, проведения технического обслуживания, ремонта и других мероприятий по повышению надежности сложных технических систем в процессе их эксплуатации. Порядок и технологию проведения этих мероприятий описывают в соответствующих руководствах и инструкциях по эксплуатации конкретных изделий.

Более качественное выполнение эксплуатационных мероприятий по обеспечению надежности изделий машиностроения обеспечивается результатами статистического исследования надежности этих изделий. При эксплуатации изделий большую роль играет накопленный опыт. Значительную часть опыта эксплуатации используют для решения частных организационно-технических мероприятий. Однако накопленные данные необходимо использовать не только для решения задач сегодняшнего дня, но и для создания будущих изделий с высокой надежностью.

Большое значение имеет правильная организация сбора сведений об отказах. Содержание мероприятий по сбору таких сведений определяется типом изделий и особенностями эксплуатации этих изделий. Возможными источниками статистической информации могут быть сведения, полученные по результатам различных видов испытаний и эксплуатации, которые оформляются периодически в виде отчетов о техническом состоянии и надежности изделий. Изучение особенностей их поведения дает возможность использовать накопленные данные для проектирования будущих изделий. Таким образом, сбор и обобщение данных об отказах изделий — одна из важнейших задач, на которую должно быть обращено особое внимание.

Эффективность эксплуатационных мероприятий во многом зависит от квалификации обслуживающего персонала. Однако влияние этого фактора неодинаково. Так, например, при выполнении в процессе обслуживания довольно простых операций влияние высокой квалификации работника сказывается мало, и наоборот, квалификация обслуживающего персонала играет большую роль при выполнении сложных операций, связанных с принятием субъективных решений (например, при регулировании элементов гидроприводов, настройке нажимных устройств, монтаже подшипников жидкостного трения и т.д.).

Для сложных технических систем в нормативно-технической документации устанавливают виды технических обслуживании (TO-1, TO-2. ) и ремонтов (текущий, средний, капитальный). На стадии эксплуатации изделий проявляются технико-экономические последствия низкой надежности, связанные с простоями техники и затратами на устранение отказов и приобретение запасных частей. С целью поддержания надежности изделий на заданном уровне в процессе эксплуатации необходимо проводить комплекс мероприятий, который может быть представлен в виде двух групп: мероприятия по соблюдению правил и режимов эксплуатации; мероприятия по восстановлению работоспособного состояния.

К первой группе мероприятий относятся обучение обслуживающего персонала, соблюдение требований эксплуатационной документации, последовательности и точности проводимых работ при техническом обслуживании, диагностический контроль параметров и наличие запасных частей, осуществление авторского надзора и т.п.

К основным мероприятиям второй группы относятся корректирование системы технического обслуживания, периодический контроль за состоянием изделия и определение средствами технического диагностирования остаточного ресурса и предельного состояния, внедрение современной технологии ремонта, анализ причин отказов и организация обратной связи с разработчиками и изготовителями изделий.

Некоторые изделия значительную часть времени эксплуатации находятся в состоянии хранения, т.е. не связаны с выполнением основных задач. Для таких изделий преобладающая часть отказов связана с коррозией, а также воздействием пыли, грязи, температуры и влаги. Для изделий, которые большую часть времени используются для выполнения соответствующей работы, преобладающая часть отказов связана с износом, усталостью или механическим повреждением деталей и узлов. В состоянии простоя интенсивность отказов элементов существенно меньше, чем в рабочем состоянии. Так, например, для электромеханического оборудования это соотношение соответствует 1:10, для механических элементов это соотношение составляет 1:30.

Необходимо отметить, что с усложнением техники и расширением областей ее использования возрастает роль этапа эксплуатации в суммарных затратах на создание и использование технических систем. Затраты на поддержание в работоспособном состоянии оборудования за счет технических обслуживании и ремонтов в несколько раз превышают стоимость новых изделий. Например, затраты на ТОиР металлургического оборудования за время его эксплуатации в 5 и более раз больше средств, потраченных на его приобретение.

Техническая политика предприятий должна быть направлена на снижение объемов и сроков проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту техники за счет повышения надежности и долговечности основных узлов. Для поддержания надежности машины в процессе эксплуатации на заданном уровне объем производства запасных частей должен составлять 25-30 % стоимости машин.

Классификация основных способов повышения работоспособности и долговечности деталей и узлов технологического оборудования приведена на рис. 5.2; к ним следует добавить мероприятия по повышению надежности при конструировании, изготовлении, сборке и монтаже.

Конструкторские мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:

1) изменение конструкции, которое включает разъединение трущихся поверхностей, установление оптимальных зазоров, увеличение площади поверхности трения, улучшение контактов, равномерное распределение нагрузки и др.;

2) применение дополнительных устройств, таких как компенсаторы износа, фильтры, протекторы для защиты от пыли, съемники быстро изнашивающихся деталей, предохранители и др.;

3) улучшение характеристик материалов за счет применения высокопрочных материалов, антифрикционных материалов, упрочненных накладок, проката переменного сечения и др.;

4) улучшение смазки, в том числе обеспечение жидкостного трения, герметизация узлов трения, применение гидродинамической и аэрозольной смазки, автоматизация смазки и др.

Рисунок 5.2 – Классификация мероприятий по повышению эксплуатационной надежности технологического оборудования

Технологические мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:

1) поверхностная пластическая деформация (наклеп), основными видами которой являются дробеструйная обработка, обкатка шариками и роликами, термомеханическая обработка, электромеханическое сглаживание и др.;

2) термическая обработка, в том числе поверхностная газовая закалка, закалка в электролите, закалка токами высокой частоты, упрочнение взрывом, цементация и др.;

3) химико-термическая обработка – азотирование, хромирование, цианирование, алитирование, никелирование и др.;

4) наплавка и напыление, к которым относятся газовая, электродуговая и электрошлаковая наплавка, газовая металлизация, плазменное напыление и др.;

5) гальваническое нанесение покрытий – цинкование, хромирование, никелирование, борирование, эмалирование, фосфатирование и др.

Организационные мероприятия по повышению надежности включают работы по уходу, профилактике, обслуживанию и ремонту: контроль состояния и режимов работы оборудования, планово-предупредительный ремонт, уход за поверхностями трения, обслуживание смазочных систем, повышение квалификации и ответственности рабочих и др.

Источник:
http://studopedia.ru/19_273869_povishenie-nadezhnosti-oborudovaniya-pri-ekspluatatsii.html

Мероприятия по повышению надежности оборудования

Для повышения надежности сложных технических систем в условиях эксплуатации проводят ряд мероприятий, которые можно подразделить на следующие четыре группы:

-разработку научных методов эксплуатации;

-сбор, анализ и обобщение опыта эксплуатации;

-связь проектирования с производством изделий машиностроения;

-повышение квалификации обслуживающего персонала.

Большое значение на предприятии имеет правильная организация сбора сведений об отказах. Содержание мероприятий по сбору таких сведений определяется типом изделий и особенностями эксплуатации этих изделий.

Читайте также  Масло для культиватора: какое заливать в редуктор и ДВС? Замена масла для четырехтактных двигателей

Эффективность эксплуатационных мероприятий во многом зависит от квалификации обслуживающего персонала.

Для сложных технических систем в нормативно-технической документации устанавливают виды технических обслуживании и ремонтов (текущий, средний, капитальный). На стадии эксплуатации изделий проявляются технико-экономические последствия низкой надежности, связанные с простоями техники и затратами на устранение отказов и приобретение запасных частей. С целью поддержания надежности изделий на заданном уровне в процессе эксплуатации необходимо проводить комплекс мероприятий, который может быть представлен в виде двух групп: мероприятия по соблюдению правил и режимов эксплуатации; мероприятия по восстановлению работоспособного состояния.

К первой группе мероприятий относятся обучение обслуживающего персонала, соблюдение требований эксплуатационной документации, последовательности и точности проводимых работ при техническом обслуживании, диагностический контроль параметров и наличие запасных частей, осуществление авторского надзора и т.п.

К основным мероприятиям второй группы относятся корректирование системы технического обслуживания, периодический контроль за состоянием изделия и определение средствами технического диагностирования остаточного ресурса и предельного состояния, внедрение современной технологии ремонта, анализ причин отказов и организация обратной связи с разработчиками и изготовителями изделий.

Технологические мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:

— поверхностная пластическая деформация (наклеп), основными видами которой являются дробеструйная обработка, обкатка шариками и роликами, термомеханическая обработка, электромеханическое сглаживание и др.;

— термическая обработка, в том числе поверхностная газовая закалка, закалка в электролите, закалка токами высокой частоты, упрочнение взрывом, цементация и др.;

— химико-термическая обработка – азотирование, хромирование, цианирование, алитирование, никелирование и др.;

— наплавка и напыление, к которым относятся газовая, электродуговая и электрошлаковая наплавка, газовая металлизация, плазменное напыление и др.;

— гальваническое нанесение покрытий – цинкование, хромирование, никелирование, борирование, эмалирование, фосфатирование и др.

Организационные мероприятия по повышению надежности включают работы по уходу, профилактике, обслуживанию и ремонту: контроль состояния и режимов работы оборудования, планово-предупредительный ремонт, уход за поверхностями трения, обслуживание смазочных систем, повышение квалификации и ответственности рабочих и др.

Порядок испытания и сдачи оборудования в эксплуатацию

Сборка узлов проводится в обратной последовательности. Схема сборки шпинделя представлена на рисунке 6

Рисунок 6 – Схема сборки шпинделя

Схема сборки подушки представлена на рисунке 7

Рисунок 7 – Схема сборки подушки валка

Задачей приемки оборудования из ремонта является проверка качества ремонта узлов и оборудования и систем в целом.

При приемке оборудования производят:

— проверку качества сборки и комплектность оборудования;

— испытание на плотность и прочность;

— проверку органов и систем управления, соответствия оборудования требованиям техники безопасности;

— испытания на холостом ходу (для машин, механизмов и аппаратов с приводом);

— испытания под нагрузкой.

Перед началом испытания все трущиеся и движущиеся части и детали оборудования должны быть смазаны, картеры и системы смазки заполнены маслом.

В процессе испытания на холостом ходу проверяется надежность действия защитных устройств и блокировок, проводится сверка технических данных тех характеристик, которые в процессе ремонта могли подвергаться изменениям.

Результаты испытаний оборудования на холостом ходу оформляются актом.

Окончательная приемка оборудования проводится путем опробования и испытания в производственных условиях под нагрузкой.

В зависимости от типа оборудования и вида выполненного ремонта устанавливается испытательный срок работы оборудования под нагрузкой.

Если при приемке обнаружены дефекты, для устранения которых требуется затрата времени и выполнение значительных объемов работ, работа ремонтной бригады признается неудовлетворительной, а оборудование подлежит повторному ремонту за счет бригады (ремонтной организации), допустившей брак. Мелкие дефекты, обнаруженные в процессе приемки, устраняются ремонтной бригадой без дополнительной оплаты.

По истечении срока испытания под нагрузкой составляется акт приемки оборудования из ремонта, который подписывается главным механиком и утверждается главным инженером.

Источник:
http://megaobuchalka.ru/12/10130.html

Методы повышения надежности

Методы повышения надежности можно разделить на структурные и информационные.

Структурные методы повышения надежности. Абсолютной надежности технических устройств добиться принципиально невозможно, а максимально повысить показатели их надежности реально, и это является важнейшей научной и технической задачей. Повышение уровня надежности РЭА достигается, прежде всего, устранением причин, вызывающих в ней отказы, т. е. сведением к минимуму конструкторских, технологических и эксплуатационных ошибок.

Значительного повышения надежности РЭА достигают созданием новых элементов. Так, применение интегральных схем для построения РЭА привело к значительному повышению надежности аппаратуры третьего и четвертого поколений.

Однако повышением надежности элементов не удается полностью решить проблему построения надежных РЭА, что вызвано значительным опережением роста сложности вновь разрабатываемых РЭА, большими затратами при получении элементов высокой надежности, а также существованием элементов, надежность которых довольно низка и трудно поддается повышению. Поэтому один из путей повышения надежности РЭА — введение схемной избыточности.

Повышение надежности РЭА резервированием. Резервирование — способ повышения надежности аппаратуры, заключающийся в дублировании РЭА в целом или отдельных ее модулей или элементов. Резервирование предполагает включение в схему устройства дополнительных элементов, которые позволяют скомпенсировать отказы отдельных частей устройств и обеспечить его надежную работу. Но резервирование эффективно только в том случае, когда неисправности являются статистически независимыми. Различают следующие виды резервирования: постоянное (резервные элементы включены вместе с основным и функционируют в тех же режимах); резервирование замещением (обнаружение отказавшего элемента и замена его резервным); скользящее резервирование (любой резервный элемент может замещать любой отказавший).

Если Pc(t) — вероятность безотказной работы системы, то установка и включение параллельно нескольких таких же систем приводит к увеличению результирующей вероятности безотказной работы резервированной системы P(t), которую можно определить из выражения:

где m — число резервных систем, включенных параллельно основной. Так, например, при вероятности безотказной работы модуля 0,7 включение одного резервного модуля повысит вероятность безотказной работы до 0,91, а двух — до 0,973.

В РЭА применяется общее (резервируются отдельные модули), и поэлементное резервирование на уровне микросхем или отдельных элементов. При одинаковом количестве резервных элементов поэлементное резервирование эффективнее общего, но требует большого числа дополнительных электрических связей.

Постоянное резервирование в РЭА производят по следующей схеме: входные сигналы поступают на n логических схем, причем n> k, где k — число логических схем в нерезервированной схеме. Выходные сигналы всех n логических схем далее подают на решающий элемент, который согласно функции решения по этим сигналам определяет значения выходных сигналов всей схемы. Функция решения — правило отображения входных состояний решающего элемента на множество его выходных состояний.

Простейший и наиболее распространенный вид функции решения — «закон большинства», или мажоритарный закон. Решающий элемент обычно называют мажоритарным элементом. Работа мажоритарного элемента состоит в следующем: на входы элемента поступают двоичные сигналы от нечетного количества идентичных элементов; выходной сигнал элемента принимает значение, равное значению, которое принимает большинство входных сигналов. Наиболее широко используют мажоритарные элементы, работающие по закону «2 из З». В этих элементах значение выходного сигнала равно значению двух одинаковых входных сигналов.

Кроме того, известны мажоритарные элементы, работающие по закону «З из 5», «4 из 7» и т. д. Схема мажоритарного элемента, работающего по закону «2 из З» и построенного из логических элементов И и ИЛИ, основана на выражении z = x1 x2 + x2 x3 + x1 x3 и имеет вид, изображенный на рис. 7.4.1.

Рис. 5.3.1. Схема мажоритарного элемента «2 из З»

По способу включения резервных элементов функциональных устройств различают три вида резервирования: постоянное, замещением и скользящее.

При постоянном резервировании предполагают, что любой отказавший элемент или узел не влияет на выходные сигналы и поэтому его прямого обнаружения не производится. Постоянное резервирование наиболее распространено в невосстанавливаемых устройствах. Кроме того, оно является единственно возможным в устройствах, где недопустим даже кратковременный перерыв в работе.

Постоянное резервирование вводится или с помощью решающего блока, или в виде однотипных элементов или блоков, включенных последовательно, параллельно или, например, согласно законам k-кратной логики.

В качестве решающего блока можно использовать мажоритарные элементы с постоянными или переменными весами, кодирующие — декодирующие устройства и схемы из логических элементов И, ИЛИ, НЕ.

Резервирование замещением предполагает обнаружение отказавшего элемента или узла и подключение исправного. Замещение может происходить либо автоматически, либо вручную.

Резервирование замещением имеет следующие достоинства. Для многих схем при включении резервного оборудования не требуется дополнительно регулировать выходные параметры, вследствие того, что электрические режимы в схеме не меняются. Резервная аппаратура до момента включения в работу обесточена, что повышает общую надежность системы за счет сохранения ресурса электронных устройств. Имеется возможность использования одного резервного элемента на несколько рабочих.

Вследствие сложности аппаратуры для автоматического включения резерва резервирование замещением целесообразно применять к крупным блокам и отдельным функциональным частям РЭА.

При скользящем резервировании любой резервный элемент может замещать любой основной элемент. Для осуществления этого резервирования необходимо иметь устройство, которое автоматически находит неисправный элемент и подключает вместо него резервный. Достоинство такого резервирования в том, что при идеальном автоматическом устройстве будет наибольший выигрыш в надежности по сравнению с другими методами резервирования. Однако осуществление скользящего резервирования возможно лишь при однотипности элементов.

Информационные методы повышения надежности РЭА. Основное применение информационные методы находят в вычислительной технике. Реализуются они в виде корректирующих кодов. Назначение этих кодов состоит в том, чтобы обнаруживать и исправлять ошибки в РЭА без прерывания их работы.

Корректирующие коды предусматривают введение в изделия некоторой избыточности. Различают временную и пространственную избыточность. Временная избыточность характеризуется неоднократным решением задачи. Полученные результаты сравниваются, и если они совпадают, то делается вывод, что задача решена правильно. Временная избыточность вводится в РЭА программным путем.

Пространственная избыточность характеризуется удлинением кодов чисел, в которые вводят дополнительно контрольные разряды. Суть обнаружения и исправления ошибок с помощью корректирующих кодов состоит в следующем. В конечном множестве А выходных слов устройства выделяют подмножество В разрешенных кодовых слов (т. е. В А). Эти слова могут появиться лишь в том случае, если все арифметические и логические операции, выполняемые РЭА, осуществляются правильно. Тогда очевидно, что подмножество А — В = С(A B = С) будет характеризовать запрещенные кодовые слова. Последние имеют место только при наличии ошибок.

Далее все слова на выходе устройства анализируют. Например, если слово bi относится к подмножеству разрешенных кодовых слов (т. е. b B), то это означает, что процесс идет нормально; слово bi считают правильным и его можно декодировать.

Если на выходе устройства появляется запрещенное кодовое слово сi(ci C), то это свидетельствует о наличии ошибки, и она фиксируется.

Для устранения обнаруженных таким образом ошибок все запрещенные кодовые слова разбиваются на группы. Каждой такой группе ставится в соответствие только одно разрешенное кодовое слово. При декодировании запрещенные кодовые слова сi автоматически заменяются разрешенными кодовыми словами из той группы, к которой принадлежит ci.

Читайте также  Глубина цвета - это

Таким образом, корректирующие коды в состоянии не только обнаруживать ошибки, но и устранять их.

Расчет надежности РЭА. Определив из ТЗ требуемую вероятность безотказной работы аппаратуры, конструктор распределяет эту вероятность по составляющим РЭА модулям, подбирает элементы с необходимыми интенсивностями отказов, выявляет потребность и глубину резервирования, принимает меры по защите аппаратуры от воздействий дестабилизирующих факторов.

Расчет надежности РЭА состоит в определении числовых показателей надежности P(t) и Тср по известным интенсивностям отказов комплектующих РЭА элементов. При этом считается, что, если выход из строя любого элемента приводит к выходу из строя всей РЭА, то имеет место последовательное включение элементов. Усредненные данные по интенсивностям отказов микросхем, электрорадиоэлементов, узлов и электрическим соединениям известны /2/.

При конструировании необходимы данные об ожидаемых изменениях характеристик элементов в течение всего срока службы РЭА. Например, если разрабатывается аппаратура со сроком службы 10 лет, то необходимо предварительно в течение 10 лет, если не используется какой-либо метод ускоренных испытаний, собирать данные об изменении параметров комплектующих элементов, что в общем случае нереально, так как за это время может устареть как элементная база, так и сама разрабатываемая РЭА

Поэтому трудно ожидать совпадения реального и рассчитанного поведения системы, но расчеты надежности необходимо выполнять, так как в ТЗ на разработку всегда указываются требуемые показатели надежности.

Вероятность безотказной работы системы обычно вычисляется с использованием выражений:

где ?i(t) — интенсивность отказов i-го модуля, n — число модулей системы.

Модули одного иерархического уровня имеют приблизительно равную надежность. Тогда для системы из К групп модулей одного уровня:

где ni — число модулей i-го уровня иерархии.

Для экспоненциального закона распределения, когда интенсивность отказов можно считать величиной постоянной:

В общем случае надежность конструкции зависит от соотношения прочности и устойчивости к нагрузке, которую приходится выдерживать аппаратуре в процессе эксплуатации. Под прочностью здесь понимается способность аппаратуры выдерживать без разрушений внешние температурные, механические, влажностные и прочие воздействия, под устойчивостью — способность к работе при тех же воздействиях

Создание аппаратуры без излишних запасов прочности — важная и сложная задача, поскольку конструктор не всегда имеет четкие количественные параметры внешних воздействий, отсутствуют или имеются неточные математические модели, позволяющие весьма ориентировочно произвести указанную оценку. Это приводит к внесению в конструкцию завышенных запасов прочности и устойчивости, так называемых коэффициентов незнания, уточнение которых — условие успешного обеспечения заданной надежности при минимальной себестоимости.

Источник:
http://studwood.ru/1810415/tehnika/metody_povysheniya_nadezhnosti

Каковы способы повышения надежности технологического оборудования

Даже самые совершенные начальные технические характеристики оборудования – необходимые, но ещё недостаточные условия его высокого качества. Они показывают, по существу, лишь его технические возможности. Любое оборудование должно быть надёжным и безопасным в процессе эксплуатации.

Под надёжностью оборудования понимается его комплексное

свойство выполнять заданные функции, сохраняя свои основные эксплуатационные характеристики в установленных пределах. В это понятие входят безотказность, долговечность и ремонтопригодность. Показателями надёжности являются вероятность безотказной работы оборудования, срок службы, наработка на отказ и т.д.

Снижение надёжности оборудования может привести к постепенному нарушению технологического процесса – постепенному отказу, ухудшению качественных и количественных показателей системы. Безотказность, или свойство оборудования непрерывно сохранять ра-

ботоспособность, оценивается по результатам анализа фактических параметров работы оборудования (производительности, температуры, давления, потребляемой мощности, расхода сырья и выхода целевого продукта с учётом его качественных показателей) между двумя последовательными ремонтами.

Нарушение технологического процесса или параметров работы оборудования как случайное событие в теории надёжности рассматривается как отказ, т.е. потеря работоспособности соответственно процесса или оборудования. По причине нарушения параметров работы возможны два типа отказов оборудования: постепенные (износовые) и внезапные (катастрофические). Аварии (взрывы, пожары и т.п.) – результат внезапных отказов. Основная задача, связанная с повышением безопасности оборудования, заключается в регулировании, вплоть до полной ликвидации, износовых отказов, и создании условий для проявления минимального числа внезапных отказов, их лёгкого и быстрого устранения.

Важным элементом, характеризующим надёжность оборудования, является его ремонтопригодность – вероятность того, что работоспособность может быть восстановлена ремонтом. Показателями ремонтопригодности служат средняя продолжительность восстановления, система технического обслуживания, периодичность ремонтов, их трудоёмкость. Своевременное и правильное установление степени износа и усталости металла оборудования и его элементов является важным условием предотвращения аварий и обеспечения безопасности.

Надёжность оборудования рассчитывают и закладывают при проектировании, обеспечивают при изготовлении и поддерживают в условиях эксплуатации.

При проектировании оборудования необходимо применительно к условиям эксплуатации выбирать конструкцию оптимальных форм и размеров, требуемой механической прочности и герметичности, выполненную по возможности из стандартизованных и унифицированных узлов и деталей.

Большое значение имеет выбор конструкционных материалов с учётом условий эксплуатации оборудования: давления, температуры, агрессивного воздействия среды и др. При проектировании оборудования стремятся к упрощению кинематических схем, уменьшению действующих в машинах динамических нагрузок, применению средств защиты от перегрузок и т.д.

В процессе изготовления оборудования реализуются все основные пути создания этого оборудования надёжным в определённых условиях эксплуатации. К ним относятся: получение заготовок высокого качества; качественное изготовление и сборка оборудования; повышение точности изготовления деталей; упрочняющая обработка материалов для обеспечения высокого сопротивления износу деталей в условиях эксплуатации и т.д.

В процессе эксплуатации надёжность оборудования поддерживается строгим соблюдением заданных параметров рабочего режима, качественным обслуживанием и своевременным проведением профилактических работ по поддержанию работоспособности оборудования.

Одним из методов повышения надёжности является резервирование, т.е. введение в систему добавочных (дублирующих) элементов, включаемых параллельно основным, что способствует созданию систем, надёжность которых выше надёжности любых входящих в них элементов. При выходе из строя одного из элементов дублёр выполняет его функции и узел не прекращает своей работы. Наряду с достоинствами резервирование имеет и недостатки: оно усложняет оборудование, удорожает его обслуживание и поэтому не всегда экономически выгодно. Использовать резервирование целесообразно лишь в том случае, когда отсутствуют более простые способы повышения надёжности технологического оборудования.

Для повышения надёжности отдельных единиц оборудования и технологических систем в целом используются также техническая диагностика и техническое обслуживание.

Техническая диагностика объектов представляет собой техническую операцию получения и обработки информации о состоянии объектов во времени с целью обнаружения фактов существования отказов и установления причин возникновения или мест появления отказов.

Техническое обслуживание – это совокупность организационных и технических мероприятий, направленных на предупреждение отказов,

обеспечение исправного состояния в процессе эксплуатации и готовности объектов к использованию. Основными задачами технического обслуживания являются: предупреждение ускоренного износа и старения; поддержание основных технических характеристик элементов на заданном уровне; продление межремонтных сроков эксплуатации.

Техническое обслуживание позволяет поддерживать и восстанавливать требуемый уровень надёжности объектов за счёт организации

периодических проверок состояния объектов, замены и ремонта некоторых элементов, регулировки параметров и устранения выявленных неисправностей. В состав технического обслуживания входят эксплуатационный уход и мелкий ремонт оборудования. Эксплуатационный уход – это чистка, регулярный наружный осмотр, смазка, проверка

состояния масляных и охлаждающих систем, подшипников, наблюдение за состоянием крепёжных деталей и соединений, проверка состояния заземления и др. Мелкий ремонт оборудования – устранение мелких дефектов, подтяжка крепёжных деталей, частичная регулировка, замена предохранителей, прокладок, проверка общего состояния изоляции и др.

В соответствии с особенностями повреждений, выявленных в

процессе технического обслуживания и износа составных частей обо-

рудования с целью восстановления неисправностей и работоспособности объекта, осуществляются ремонтные работы. Ремонт, состоящий в замене и восстановлении отдельных частей оборудования и их регулировке, считается текущим. Ремонт, осуществляемый для восстановления исправности и ресурса работы объекта с заменой или восстановлением любых его частей, включая основные, и их регулировкой, называется капитальным.

Содержание

Читать: Аннотация
Читать: Введение
Читать: 1. общие сведения о безопасной эксплуатации технологического оборудования химических и смежных производств
Читать: 1.1. классификация технологического оборудования. основные понятия о машинах и аппаратах химических и смежных производств
Читать: 1.2. декларирование промышленной безопасности производственных объектов
Читать: 1.3. требования к аппаратурному оформлению технологических процессов и размещению оборудования
Читать: 1.4. основы безопасной эксплуатации технологического оборудования
Читать: 1.5. эксплуатационные параметры технологического оборудования и трубопроводов
Читать: 1.6. оценка эксплуатационной надёжности технологического оборудования и методы повышения надёжности объектов
Читать: 1.7. защита оборудования от коррозии
Читать: 2. технические элементы, обеспечивающие безопасную эксплуатацию технологического оборудования химических и смежных производств
Читать: 2.1. герметизация технологического оборудования
Читать: 2.2. защитные устройства
Читать: 2.3. обеспечение защиты от производственных вибраций
Читать: 3. обеспечение электробезопасности технологического оборудования
Читать: 3.1. основные понятия
Читать: 3.2. требования к электрооборудованию для аппаратов химических производств
Читать: 3.3. заземление и защитные меры по обеспечению электробезопасности
Читать: 3.4. защита от статического электричества
Читать: 4. методы и средства взрывозащиты технологического оборудования
Читать: 4.1. технологические мероприятия по снижению опасности взрыва
Читать: 4.2. ограничение и подавление взрывов
Читать: 5. технологические трубопроводы
Читать: 5.1. общие сведения и классификация технологических трубопроводов
Читать: 5.2. компенсаторы
Читать: 5.3. опоры и подвески
Читать: 5.4. расчёт трубопроводов
Читать: 5.5. безопасная эксплуатация трубопроводов
Читать: 6. предохранительная арматура
Читать: 6.1. защита аппаратов от превышения давления
Читать: 6.2. классификация предохранительной арматуры
Читать: 6.3. рекомендации по выбору предохранительных устройств
Читать: 6.4. требования к установке и эксплуатации предохранительных клапанов и предохранительных мембран
Читать: 6.5. расчёт предохранительного клапана по пропускной способности
Читать: 6.6. расчёт предохранительных мембран на заданное давление срабатывания
Читать: 7. защитная арматура
Читать: 8. диагностика – основа безопасной эксплуатации оборудования
Читать: 8.1. визуально-оптический контроль
Читать: 8.2. радиационные методы неразрушающего контроля
Читать: 8.3. акустические методы неразрушающего контроля
Читать: 8.4. магнитные методы неразрушающего контроля
Читать: 8.5. капиллярные методы неразрушающего контроля
Читать: Заключение
Читать: Список литературы

Источник:
http://vuzmen.com/book/1546-osnovy-bezopasnoj-yekspluatacii-texnologicheskogo-oborudovaniya-ximicheskix-proizvodstv-borshhev-vya/10-16-ocenka-yekspluatacionnoj-nadyozhnosti-texnologicheskogo-oborudovaniya-i-metody-povysheniya-nadyozhnosti-obektov.html

Каковы способы повышения надежности технологического оборудования

Для повышения надежности сложных технических систем в условиях эксплуатации проводят ряд мероприятий, которые можно подразделить на следующие четыре группы:

1) разработку научных методов эксплуатации;

2) сбор, анализ и обобщение опыта эксплуатации;

3) связь проектирования с производством изделий машиностроения;

4) повышение квалификации обслуживающего персонала.

Научные методы эксплуатации включают в себя научно обоснованные методы подготовки изделия к работе, проведения технического обслуживания, ремонта и других мероприятий по повышению надежности сложных технических систем в процессе их эксплуатации. Порядок и технологию проведения этих мероприятий описывают в соответствующих руководствах и инструкциях по эксплуатации конкретных изделий.

Более качественное выполнение эксплуатационных мероприятий по обеспечению надежности изделий машиностроения обеспечивается результатами статистического исследования надежности этих изделий. При эксплуатации изделий большую роль играет накопленный опыт. Значительную часть опыта эксплуатации используют для решения частных организационно-технических мероприятий. Однако накопленные данные необходимо использовать не только для решения задач сегодняшнего дня, но и для создания будущих изделий с высокой надежностью.

Читайте также  Особенности и факторы размещения предприятий черной металлургии

Большое значение имеет правильная организация сбора сведений об отказах. Содержание мероприятий по сбору таких сведений определяется типом изделий и особенностями эксплуатации этих изделий. Возможными источниками статистической информации могут быть сведения, полученные по результатам различных видов испытаний и эксплуатации, которые оформляются периодически в виде отчетов о техническом состоянии и надежности изделий. Изучение особенностей их поведения дает возможность использовать накопленные данные для проектирования будущих изделий. Таким образом, сбор и обобщение данных об отказах изделий — одна из важнейших задач, на которую должно быть обращено особое внимание.

Эффективность эксплуатационных мероприятий во многом зависит от квалификации обслуживающего персонала. Однако влияние этого фактора неодинаково. Так, например, при выполнении в процессе обслуживания довольно простых операций влияние высокой квалификации работника сказывается мало, и наоборот, квалификация обслуживающего персонала играет большую роль при выполнении сложных операций, связанных с принятием субъективных решений (например, при регулировании элементов гидроприводов, настройке нажимных устройств, монтаже подшипников жидкостного трения и т.д.).

Для сложных технических систем в нормативно-технической документации устанавливают виды технических обслуживании (TO-1, TO-2. ) и ремонтов (текущий, средний, капитальный). На стадии эксплуатации изделий проявляются технико-экономические последствия низкой надежности, связанные с простоями техники и затратами на устранение отказов и приобретение запасных частей. С целью поддержания надежности изделий на заданном уровне в процессе эксплуатации необходимо проводить комплекс мероприятий, который может быть представлен в виде двух групп: мероприятия по соблюдению правил и режимов эксплуатации; мероприятия по восстановлению работоспособного состояния.

К первой группе мероприятий относятся обучение обслуживающего персонала, соблюдение требований эксплуатационной документации, последовательности и точности проводимых работ при техническом обслуживании, диагностический контроль параметров и наличие запасных частей, осуществление авторского надзора и т.п.

К основным мероприятиям второй группы относятся корректирование системы технического обслуживания, периодический контроль за состоянием изделия и определение средствами технического диагностирования остаточного ресурса и предельного состояния, внедрение современной технологии ремонта, анализ причин отказов и организация обратной связи с разработчиками и изготовителями изделий.

Некоторые изделия значительную часть времени эксплуатации находятся в состоянии хранения, т.е. не связаны с выполнением основных задач. Для таких изделий преобладающая часть отказов связана с коррозией, а также воздействием пыли, грязи, температуры и влаги. Для изделий, которые большую часть времени используются для выполнения соответствующей работы, преобладающая часть отказов связана с износом, усталостью или механическим повреждением деталей и узлов. В состоянии простоя интенсивность отказов элементов существенно меньше, чем в рабочем состоянии. Так, например, для электромеханического оборудования это соотношение соответствует 1:10, для механических элементов это соотношение составляет 1:30.

Необходимо отметить, что с усложнением техники и расширением областей ее использования возрастает роль этапа эксплуатации в суммарных затратах на создание и использование технических систем. Затраты на поддержание в работоспособном состоянии оборудования за счет технических обслуживании и ремонтов в несколько раз превышают стоимость новых изделий. Например, затраты на ТОиР металлургического оборудования за время его эксплуатации в 5 и более раз больше средств, потраченных на его приобретение.

Техническая политика предприятий должна быть направлена на снижение объемов и сроков проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту техники за счет повышения надежности и долговечности основных узлов. Для поддержания надежности машины в процессе эксплуатации на заданном уровне объем производства запасных частей должен составлять 25-30 % стоимости машин.

Классификация основных способов повышения работоспособности и долговечности деталей и узлов технологического оборудования приведена на рис. 5.2; к ним следует добавить мероприятия по повышению надежности при конструировании, изготовлении, сборке и монтаже.

Конструкторские мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:

1) изменение конструкции, которое включает разъединение трущихся поверхностей, установление оптимальных зазоров, увеличение площади поверхности трения, улучшение контактов, равномерное распределение нагрузки и др.;

2) применение дополнительных устройств, таких как компенсаторы износа, фильтры, протекторы для защиты от пыли, съемники быстро изнашивающихся деталей, предохранители и др.;

3) улучшение характеристик материалов за счет применения высокопрочных материалов, антифрикционных материалов, упрочненных накладок, проката переменного сечения и др.;

4) улучшение смазки, в том числе обеспечение жидкостного трения, герметизация узлов трения, применение гидродинамической и аэрозольной смазки, автоматизация смазки и др.

Рисунок 5.2 – Классификация мероприятий по повышению эксплуатационной надежности технологического оборудования

Технологические мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:

1) поверхностная пластическая деформация (наклеп), основными видами которой являются дробеструйная обработка, обкатка шариками и роликами, термомеханическая обработка, электромеханическое сглаживание и др.;

2) термическая обработка, в том числе поверхностная газовая закалка, закалка в электролите, закалка токами высокой частоты, упрочнение взрывом, цементация и др.;

3) химико-термическая обработка – азотирование, хромирование, цианирование, алитирование, никелирование и др.;

4) наплавка и напыление, к которым относятся газовая, электродуговая и электрошлаковая наплавка, газовая металлизация, плазменное напыление и др.;

5) гальваническое нанесение покрытий – цинкование, хромирование, никелирование, борирование, эмалирование, фосфатирование и др.

Организационные мероприятия по повышению надежности включают работы по уходу, профилактике, обслуживанию и ремонту: контроль состояния и режимов работы оборудования, планово-предупредительный ремонт, уход за поверхностями трения, обслуживание смазочных систем, повышение квалификации и ответственности рабочих и др.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 10094 — | 7530 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

  1. I. Методы коммутации.
  2. III. Методы финансирования инвестиционного проекта
  3. VI. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
  4. Автоматизированные методы
  5. Адаптивные методы прогнозирования используются
  6. Административно-правовые методы менеджмента
  7. Административно-правовые методы менеджмента.
  8. Административные методы
  9. Административные методы
  10. Активизирующие методы.
  11. Активные методы обучения на уроках РЯ
  12. Алгоритмические методы повышения достоверности контроля

В технологическую систему входят оборудование, оснастка, за­готовки, детали, изделия, средства контроля и испытаний, конст­рукторская и технологическая документация, операторы, контро­леры и т. д.

Технологические методы обеспечения надежности определяют­ся прежде всего надежностью самой технологической системы. Цель таких методов – достижение показателей и параметров, за­данных конструкторами при проектировании деталей, агрегатов и машин.

К основным технологическим методам относятся следующие.

1. Обеспечение необходимой точности изготовления деталей. С повышением точности изготовления деталей появляется возмож­ность уменьшить начальные зазоры в подвижных соединениях и более жестко регламентировать натяги в неподвижных соединени­ях, что значительно повышает долговечность таких соединений и машины в целом.

При смещении осей цилиндров двигателя от 0,25 до 0,65 мм ин­тенсивность изнашивания шатунных шеек коленчатого вала возра­стает на 90 %, поршневых пальцев – на 54 %, верхней втулки шату­на – в 2 раза, бобышек поршня – на 73 %, шатунных вкладышей – на 60%.

2. Обеспечение оптимального качества рабочих поверхностей. На качество поверхности влияют изнашивание, коррозия, цилинд­рическая и динамическая прочность деталей машин. От исходной шероховатости рабочих поверхностей зависит качество посадки как с зазором, так и с натягом. При значительной шероховатости среза­ются микровыступы в процессе запрессовки и ослабевает непод­вижная посадка. Повышенная шероховатость также противопока­зана для приработки подвижных соединений, так как уменьшается площадь фактического контакта, повышается давление, нарушает­ся режим жидкостной смазки и возникает опасность задиров.

Однако и чрезмерно гладкая поверхность не всегда нужна, так как на ней не удерживается масляная пленка. Поэтому для боль­шинства деталей установлены оптимальные шероховатости поверх­ности трения, например, у двигателей типа ЗМЗ: зеркало цилинд­ра – 0,16. 0,40 мкм, поршневой палец – 0,08. 0,16, бобышка пор­шня – 0,20. 0,40 мкм и т. д.

3. Повышение износостойкости, статической и циклической прочности деталей термической обработкой. При закалке с нагре­вом ТВЧ повышается усталостная прочность деталей из стали 45 в 2 раза. Все более широкое распространение находит обработка рабо­чих поверхностей деталей лучом лазера. Обработанные таким обра­зом рабочие поверхности кулачков распределительного вала, гильз цилиндров, шеек валов отличаются повышенной прочностью и из­носостойкостью. При этом не наблюдается коробление деталей.

4. Упрочнение деталей химико-термической обработкой. Наи­большее распространение для упрочнения деталей сельскохозяй­ственной техники получили азотирование, цементация, нитроцементация и цианирование. У деталей, упрочненных азотировани­ем, износостойкость в 1,5. ..4,0 раза выше, чем у деталей, подвергае­мых цементации, повышенные коррозионная стойкость и выносливость при цикличных нагрузках.

5. Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформи­рованием. При поверхностном пластическом деформировании по­вышается усталостная прочность деталей, работающих при цикли­ческих нагрузках, в 1,5. 2,0 раза, увеличивается твердость рабочих поверхностей и сопротивляемость их изнашиванию и коррозии, снижается шероховатость поверхности.

Рабочие поверхности втулок верхних головок шатунов, гильз ци­линдров, отверстий в корпусах задних мостов и коробок передач об­рабатывают раскатками и дорнованием. Коленчатые валы двигате­лей и поворотные цапфы обкатывают шариками и роликами. Пру­жины, рессоры, зубчатые колеса и шатуны подвергают дробеструй­ной обработке.

6. Нанесение на рабочие поверхности деталей машин износостой­ких покрытий. При пористом хромировании поршневых колец ре­сурс колец и гильз цилиндров увеличивается более чем в 2 раза, при хромировании стержней клапанов ресурс пары втулка–клапан по­вышается в 1,5. 1,8 раза. После наплавки на тарелку клапана сплава ЭП-616А ресурс клапана увеличивается в 4. 10 раз. Благодаря ин­дукционной наплавке рабочих органов сельскохозяйственных ма­шин (лемехов, лап культиваторов) твердыми сплавами ресурс этих деталей повышается в 2. 3 раза.

7. Другие методы повышения долговечности деталей: термоме­ханическое упрочнение; применение кованых заготовок и профи­лей; изготовление зубчатых колес и шлицевых валов методом обка­тывания; установка втулок, колец и вставок из износостойких мате­риалов; проведение искусственного старения чугунных деталей (блоки цилиндров, головки цилиндров, корпуса задних мостов и коробок передач); статическая и динамическая балансировка дета­лей и сборочных единиц; повышение точности сборки и качества окраски агрегатов и машин в целом; контроль качества.

Источник:
http://stroi-obzor.ru/strojka/kakovy-sposoby-povyshenija-nadezhnosti/