Надежности

Вероятность безотказной работы системы, интенсивность отказов которой уменьшена в k раз, равна

(5.15)

Тогда выигрыш составляет

(5.16)

Зависимости G_Q(Λ₀,t) при различных k приведены на рисунке 5.9. Из этого рисунка и выражения (5.3) видно, что при малых Λ₀t выигрыш надежности по средней наработке растет пропорционально k. Это озна­чает, что уменьшение интенсивности отказов может привести к сущест­венному повышению надежности систем длительного использования и значительному повышению надежности систем, предназначенных для малого времени работы.

Рисунок 5.9 – Зависимость выигрыша надежности от значений интенсивности отказов

Эффективными методами понижения интенсивности отказов сис­тем являются:

– применение наиболее надежных элементов;

– отбраковка («выжигание») малонадежных элементов системы;

– облегчение режимов работы элементов.

Выбор наиболее надежных элементов. При проектировании и конструировании систем недопустимо применение элементов с устаревшими характеристиками. Необходимо производить тщательный отбор даже среди рекомендованных типов элементов. С этой целью разрабатывают­ся специальные нормы надежности элементов и систем.

В зависимости от назначения оборудования и количества входя­щих в системы элементов требуются различные уровни надежности элементов.

Из опубликованных в отечественной и зарубежной литературе дан­ных следует, что требования к надежности элементов современных сложных систем высокие. Надежность же элементов такова, что удов­летворить этим высоким требованиям зачастую при создании систем, не прибегая к специальным мерам по повышению надежности, пока почти невозможно.

Кроме этого, при выборе элементов необходимо учитывать реаль­ные условия эксплуатации системы. Значения интенсивностей отказов элементов, определенные в лабораторных (заводских) условиях, нужда­ются в обязательной корректировке на действительные условия работы.

Отбраковка («выжигание») малонадежных элементов системы. Умень­шить интенсивность отказов можно путем отбраковки, или «выжига­ния» элементов, имеющих конструктивные и производственные де­фекты. Для этого осуществляется тщательная тренировка элементов системы в тяжелых условиях работы. Идея метода выжигания дефект­ных элементов состоит в исключении начального участка λ-характеристики (рисунок 5.10).

Режим выжигания элементов выбирается на основании анализа кривых λ= f(t). Для большинства элементов с увеличением коэффици­ента нагрузки К_н кривая λ= f(t) смещается влево вверх (рисунок 5.11). При этом участок λ = const сокращается, и начало этого участка смещается влево.

Рисунок 5.11 – Вид зависимости λ(t) при различных режимах работы элементов

Рисунок 5.10 – Повышение надежности путем исключения периода приработки

Численные значения К_Н времени выжигания определяются путем проведения специальных испытаний элементов при различных коэффи­циентах нагрузки и на основании статистических данных об отказах этих элементов. По этим сведениям строятся кривые λ= f(t) и по характеру кривых устанавливаются коэффициент нагрузки и время выжигания.

Если интенсивность отказов по статистическим данным сохраняет постоянную величину, а параметры элемента уходят за допустимые пре­делы, то такой режим выжигания является недопустимым.

Облегчение режимов работы элементов. Снижение нагрузки элемен­тов, уменьшение их тепловых, вибрационных и других режимов приво­дит к уменьшению вероятности появления отказа. Поэтому облегчение режимов работы является одним из возможных путей повышения на­дежности оборудования. В подавляющем большинстве современных си­стем элементы работают в разгруженном режиме. Изменение интенсив­ности отказов в номинальном (кривая 1) и недогруженном (кривая 2) режимах работы элементов показано на рисунке 5.12.

Рисунок 5.12– Влияние К_н на λ(t)

Из рисунка видно, что при разгруженном режиме работы элементов интенсивность отказов в течение периода нормальной эксплуатации T"₂ по-прежнему остается постоянной; ее величина уменьшается по срав­нению с интенсивностью отказов при номинальном режиме работы, а длительности периодов приработки Т'₂ и нормальной эксплуатации уве­личиваются.