Схема потери машиной работоспособности при заданной длительности непрерывной работы

Лекция 10. Общая схема потери машиной работоспособности

Схема потери машиной работоспособности при заданной длительности непрерывной работы

Если рассматривать машину или сложное изделие, то описание потери изделием работоспособности осложняется тем, что имеют место категории процессов, различные по скорости их протекания. На машину действуют быстропротекающие процессы, процессы средней скорости и медленные процессы. Кроме того, каждое изделие или машина характеризуется несколькими выходными параметрами и ее область работоспособности в общем случае описывается в n-мерном фазовом пространстве. При этом за счет ремонта и технического обслуживания могут частично или полностью восстанавливаться утраченные характеристики.

При продолжительной эксплуатации машины начинают проявляться медленно протекающие процессы, такие как износ, коррозия, коробление и др., которые приводят к уменьшению запаса надежности.

Изменение параметров, определяющих работоспособность машины, будет происходить со временем в результате следующих причин:

- рост зазоров в сопряжениях, изменение жесткости и других характеристик, влияющих на быстропротекающие процессы;

- износ и старение настроечных узлов машин;

- следствие износа, коробления и других изменений, которые имеют место в основных сопряжениях и узлах машин. Обычно это главный параметр, влияющий на снижение работоспособности машины

- результат повышения тепловыделения из-за роста коэффициента трения, возрастания нагрузок и других явлений, происходящих при изнашивании механизмов. 

Функциональную зависимость каждого процесса во времени можно определить в результате испытаний или путем расчета и прогнозирования. Эти зависимости могут быть линейными или нелинейными функциями. Например, температурные деформации, как правило, подчиняются зависимости, близкой к экспоненциальной, когда со временем происходит их стабилизация.

При длительной эксплуатации машины происходит увеличение зоны рассеивания ее параметров, что приводит к увеличению вероятности выхода параметра X за пределы допуска, т. е. к уменьшению вероятности безотказной работы машины.

Предельное состояние машины наступит в момент времени, при котором запас надежности будет израсходован, К_Н= 1. Время работы t = Т_γ до потери машиной работоспособности и будет являться ресурсом по данному параметру.

Начиная с момента времени t = Т_γ машина нуждается в ремонте для полного или частичного восстановления утраченной работоспособности.

Типичными примерами машин, для которых заранее регламентировано время работы до очередной подналадки и технического обслуживания, являются многие типы металлорежущих станков, автомобили, самолеты и другие машины.

Это наиболее типичный случай эксплуатации машин, так как с точки зрения организации системы ремонта и технического обслуживания и удобства эксплуатации более целесообразно иметь равные, заранее запланированные периоды непрерывной работы машины.