Структура системы это характер взаимодействия элементов (агрегатов, узлов и деталей) определяющий их геометрические размеры, физические, механические и другие показатели. Числовые значения этих показателей (структурных параметров) описывают техническое состояние, работоспособность и качество функционирования элементов машин. Структурными параметрами могут быть для деталей – геометрические размеры, для машин в целом – виброакустические параметры, мощность, уровень расхода ГСМ и т.д. В процессе эксплуатации вследствие изнашивания, коррозии, загрязнения и т.д. структурные параметры изменяются от номинальных значений до предельных. Разность между текущими и номинальными значениями характеризует степень отклонения состояния системы от номинального, а разность между текущими значениями и предельными – остаточный ресурс.
Таким образом, для оценки возникшей неисправности или определения остаточного ресурса машины или агрегата необходимо знать текущее, номинальное и предельное значение её структурных параметров.
Метод структурно-логического анализа надежности машин предполагает расчет показателей надежности машины на основе показателей надежности ее элементов (агрегатов, узлов, деталей) и выявления взаимосвязей между этими элементами с помощью структурной или логической схемы машины [6].
Если элементы связаны между собой последовательно, т. е. так, как показано на рисунке 1.2, то отказ одного элемента выводит из строя всю систему. Например, большинство приводов машин и механизмов передач подчиняются этому условию. При этом отдельные элементы не обязательно должны быть соединены конструктивно последовательно. Вероятность безотказной работы такой системы равна произведению вероятностей безотказной работы элементов:
Р(t) = Р1 Р2…Рn = 
.
( 1.1 )
Рисунок 1.2 – Последовательное соединение элементов технической системы
Из формулы (1.1) следует, что с ростом числа элементов в конструкции, каждый из которых обладает удовлетворительной надежностью, общая надежность системы резко падает. Нужно иметь в виду, что Рiкаждого элемента формируется под влиянием процессов старения, изнашивания и внешних воздействий и является функцией времени, причем у каждого элемента эта функция своя.
Прогнозирование технического состояния машин и расчета их надежности на основе структурного анализа предполагает построение структурной схемы машины. В этой схеме элементы, отказ которых приводит к отказу всей системы, изображаются последовательно, а резервные элементы или цепи — параллельно.
Довольно часто в конструкциях машин применяются нагруженные резервные элементы, которые с основными элементами осуществляют рабочий процесс [6]. В одних случаях резервные элементы как бы разгружают основные, ликвидируют их перегрузки, в других случаях эти элементы способны взять на себя дополнительные функции при возникновении аварийной ситуации (т. е. имеет место косвенный, или скрытый, резерв) (рисунки 1.3 и 1.4).
Рисунок 1.3 – Схема резервирования элемента технической системы
Рисунок 1.4 – Пример структурной схемы машины с резервным узлом
В сложных технических системах метод резервирования в чистом виде используют сравнительно редко. Обычно этот метод применяют у машин, к которым предъявляются высокие требования надежности. Для расчета вероятности безотказной работы машин необходимо иметь данные о надежности каждого узла.
В приближенных методах поэлементных расчетов принято допущение о единстве закона отказов для всех элементов. Так, если причина выхода из строя деталей машины или узла связана только с внезапными отказами, которые подчиняются экспоненциальному закону, то вероятность безотказной работы каждого i-го элемента
,
(1.2)
где λi– интенсивность отказов i-го элемента.
Тогда для цепи последовательно связанных элементов получается:
(1.3)
где 
-
интенсивность отказов для системы из nэлементов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.