Elektros gaminių ir prietaisų patikimumas

Tarp savybių, lemiančių elektros gaminio kokybę, ypatingą vietą užima patikimumas – gaminio gebėjimas atlikti savo funkcijas, išlaikant kokybės rodiklių vertes nepakitusias laikui bėgant arba iš anksto nustatytose ribose.

Elektros gaminys – gaminys, skirtas elektros energijai gaminti arba konvertuoti, perduoti, paskirstyti ar vartoti (GOST 18311-80).

Bet kuris elektros gaminys ar prietaisas gali būti vienos iš šių būsenų:

• stačiai

• defektinis,

• dirbantis

• neveikiantis

• ribojantis.

Tinkamai veikiantis produktas taip pat veikia, tačiau veikiantis produktas nebūtinai yra geras produktas. Pavyzdžiui, sugadinus generatoriaus korpusą (įlenkimai, įbrėžimai, dažyto paviršiaus defektai ir kt.), generatorius neveikia, bet tuo pačiu išlieka funkcionalus.

Paprastai gaminio darbinę būklę lemia dokumentacijoje nurodytas parametrų sąrašas ir leistinos jų keitimo ribos. Produktyvumo praradimas vadinamas atmetimu.

Gedimo priežastys gali būti tiek leistino išorinių poveikių lygio viršijimas, tiek gaminio trūkumai... Atminkite, kad ne visi defektai lemia gedimą. Gaminio gedimas vertinamas pagal triukšmo atsiradimą, apdegusių izoliacinių ir impregnuojančių medžiagų kvapo atsiradimą, perkaitimą, valdymo prietaisų ir prietaisų rodmenų pasikeitimą ir kt.

Pagal savo pobūdį visi defektai ir pažeidimai gali būti:

• elektrinis

• mechaninis

Elektra apima nutrūkusius kontaktus, trumpuosius jungimus, atviras grandines, ryšio klaidas ir kt.

Mechaniniai defektai – tai elementų surinkimo, perdavimo sistemų nuo servo variklių iki valdymo įtaisų, pavarų, judančių relių ir kontaktorių dalių ir kt.

Atsižvelgiant į kontrolės taisykles, metodus ir priemones, defektai skirstomi į:

• aiškiai, kurių aptikimui dokumentuose numatytos taisyklės, metodai ar kontrolės priemonės,

• paslėpti, kuriems jie nėra skirti.

Pavyzdžiui, jei detalės kokybė kontroliuojama tik matuojant jos geometrinius matmenis, tai šių matmenų nukrypimas nuo leistinos nuokrypos bus akivaizdus trūkumas. Tuo pačiu metu ruošinio viduje gali atsirasti įtrūkimų ir tuštumų, kurių negalima aptikti matuojant ruošinio matmenis. Taikant valdymo metodą, šie defektai bus paslėpti. Paslėptiems defektams aptikti naudojamos kitos taisyklės, metodai ir kontrolės priemonės, kurios nenumatytos šio gaminio dokumentacijoje, ypač rentgeno tyrimu galima aptikti tuštumus ir įtrūkimus.

Gedimai gali atsirasti dėl įvairių priežasčių, tačiau jei jie nėra susiję su kitų elementų gedimu, tada jie vadinami nepriklausomais.Gedimas, atsiradęs dėl kito gedimo, laikomas priklausomu (pavyzdžiui, tranzistoriaus gedimas atjungus jo bazę nuo grandinės).

Paprastai patikimumas siejamas su gedimų nebuvimu, tai yra su jo patikimumu.

Apskritai, patikimumas, be patikimumo, apima tokias savybes kaip ilgaamžiškumas, priežiūra, išsaugojimas... Paprastai tai vadinama kiekybiniu į patikimumo patikimumo rodiklius įtrauktų savybių įvertinimu... Pagrindinis patikimumo rodiklių skirtumas nuo kitų rodiklių yra toks: kad, nepaisant dimensijos, jie visi yra neatsitiktinės atsitiktinių dydžių charakteristikos.

Paaiškinkime tokios savybės, kaip patikimumas, turinį, išreikštą rodikliu „nepakankamo veikimo tikimybė“. Tarkime, kad momentu t = 0, darbe vienu metu dalyvauja n panašių produktų. Po laiko intervalo Δt = t bus pateikti m produktai. Tada be gedimų tikimybę momentu t — P (t) galima apibrėžti kaip m — gaminių, veikiančių momentu t, skaičiaus santykį su visu gaminių skaičiumi n, t.y.

Vienu metu veikiant n gaminių, toks laiko momentas t1 atsiranda, kai sugenda pirmasis produktas. Laike t2 antrasis produktas sugenda. Pakankamai ilgai veikiant, ateis momentas tn, kai suges paskutinis iš n produktų. Kadangi tn> … t2> t1, neįmanoma vienareikšmiškai nustatyti kito gaminio veikimo laiko iš vieno gaminio veikimo laiko. Todėl darbo trukmė nustatoma kaip vidutinė vertė

Iš grafiko (1 pav.) matyti, kad veikimo be gedimų tikimybė laikui bėgant kinta.Pradiniu laiko momentu begedimo veikimo tikimybė P (t) = 1, o per vidutinį be gedimų veikimo laiką tcp P (t) reikšmė sumažėja nuo 1 iki 0,37.

Per 5 tcp beveik visi n gaminiai suges ir P(t) bus praktiškai lygus nuliui.

1 pav. Tikimybės, kad gaminys veiks be gedimų laiku, priklausomybė

Ryžiai. 2. Gaminių gedimo laipsnio priklausomybė nuo laiko

Gaminio pažeidimas priklauso nuo jo eksploatavimo laiko. Gaminio gedimo tikimybė per kiekvieną laiko vienetą, jei gedimas dar neįvyko, apibūdinama gedimo dažniu ir žymima λ (t). Šis indikatorius vadinamas lambda charakteristika. Galima išskirti tris pagrindinius λ kitimo laikui bėgant periodus (2 pav.): I-išsikrovimo laikotarpis, trunkantis nuo 0 iki tpr, II-normalaus veikimo laikotarpis nuo tpr iki tst, III - senėjimo laikotarpis nuo tst iki ∞ …

I laikotarpiu žalos laipsnis didėja, o tai paaiškinama elementų su paslėptais defektais buvimu gaminyje, gaminio gamybos technologinių procesų pažeidimais ir kt. II periodas išsiskiria santykine λ (t) pastovumu, kuris paaiškinamas elementų senėjimo nebuvimu. Pasibaigus II periodui, λ (t) smarkiai padidėja, nes daugėja elementų, kurie sugedo dėl senėjimo ir susidėvėjimo. Gaminio eksploatavimas III laikotarpiu tampa ekonomiškai nepraktiškas dėl smarkiai išaugusių remonto išlaidų. Todėl laikotarpis iki tst nustato vidutinį gaminio tarnavimo laiką prieš išmetimą.

Gaminio gedimo koeficientas λ (t) ir gaminio veikimo be gedimų tikimybė P (t) yra tarpusavyje susiję santykiu

Ši išraiška vadinama eksponentiniu patikimumo dėsniu.

Gaminio techninėje dokumentacijoje užfiksuotų patikimumo rodiklių reikšmė turi būti patvirtinta specialiais patikimumo tyrimais, modeliuojant atsitiktinių specialių įrenginių gedimų procesus, taip pat ir kompiuterio pagalba arba skaičiavimu. Pažymėtina, kad skaičiavimo metodas gaminio projektavimui naudojamas beveik visada, nepaisant to, ar patikimumui patvirtinti bus naudojami kiti metodai.

Skaičiuojant gaminio patikimumą, naudojami arba į gaminį įtrauktų elementų patikimumo lentelės rodikliai, arba duomenys, gauti bet kuriuo iš aukščiau pateiktų metodų apie gaminius, panašius į suprojektuotus.

Iš žinomų patikimumo skaičiavimo metodų paprasčiausias yra koeficiento metodas, kurio pažeidimo laipsnis λ (t) yra pastovus laikui bėgant. Jei reikia, į darbo režimų ir eksploatavimo sąlygų įtaką gaminio patikimumui atsižvelgiama taikant pataisos koeficientus k1, k2,... kn.

Tam tikro elemento gedimo laipsnis realiomis darbo sąlygomis λi apskaičiuojamas pagal formulę

čia λоi – normaliomis sąlygomis veikiančio elemento pažeidimo laipsnio lentelės reikšmė, k1 ... kn – tai korekcijos koeficientai, priklausantys nuo įvairių įtakos faktorių.

Koeficiento k1 reikšmės, priklausomai nuo mechaninių veiksnių įtakos skirtingomis eksploatavimo sąlygomis, pateiktos žemiau:

Eksploatavimo sąlygų koregavimo koeficiento laboratorija 1.0 Nekantrus 1.07 Laivas 1.37 Automobiliai 1.46 Geležinkelis 1.54 Lėktuvas 1.65

Koeficientas k2, priklausomai nuo aplinkos klimato veiksnių, gali turėti šias reikšmes:

Temperatūra Drėgmė Korekcijos koeficientas +30,0±10,0 65±5 1,0 +22,5±2,5 94±4 2,0 ​​+35,0±5,0 94±4 2,5

Kitų veiksnių korekcijos koeficientus galima rasti patikimumo vadovuose.

Specialūs patikimumo testai yra pagrindinis būdas patvirtinti techninėje dokumentacijoje nurodytus patikimumo rodiklius. Tokie bandymai atliekami periodiškai per gaminio techninėse specifikacijose (TU) nustatytą laikotarpį, taip pat pasikeitus gaminio gamybos technologijai arba keičiant komponentus ir medžiagas, jei šie pakeitimai gali turėti įtakos patikimumui. produkto. Techninėse specifikacijose yra patikimumo tikrinimo programa, kurioje, be ESKD standartuose numatytų skyrių, yra ir bandymų planas.

Bandymų planas – taisyklės, kurios nustato tikrintinų gaminių skaičių, testavimo tvarką ir jų nutraukimo sąlygas.

Paprasčiausias bandymo planas yra tada, kai vienu metu bandoma n panašių gaminių, sugedę gaminiai nekeičiami ar taisomi, bandymai sustabdomi praėjus iš anksto nustatytam bandymo laikui arba po to, kai kiekvienas iš likusių veikiančių gaminių veikė iš anksto nustatytą laiką.

Gaminio patikimumo rodiklius galima nustatyti ir renkant bei apdorojant informaciją apie gaminio veikimą jo veikimo metu.Skirtingose ​​pramonės šakose galiojančių dokumentų formos skiriasi, tačiau, nepaisant to, jose turi atsispindėti ši informacija:

• visa gaminio galiojimo trukmė,

• Naudojimo sąlygos,

• gaminio veikimo trukmė tarp gedimų,

• žalos skaičius ir pobūdis,

• remonto, skirto konkrečiai žalai pašalinti, trukmę,

• naudojamų atsarginių dalių tipas ir kiekis ir kt.

Norint gauti patikimus gaminio patikimumo rodiklius, pagrįstus eksploataciniais duomenimis, informacija apie gedimus ir defektus turi būti nuolatinė laikui bėgant.