Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Методи розрахунку технічних систем.

Розрахунок пристроїв на задану надійність проводиться з цілю встановити, чи відповідає розроблена система вимогам, пред’явленим до її надійності.

Норма надійності задається зазвичай послідовністю наступних параметрів: вірогідності безвідмовності роботи, коефіцієнта готовності або коефіцієнта загальної надійності, середнього часу безвідмовної роботи чи середнього часу відновлення. Розрахунок норм надійності ведеться «зверху вниз», від заданого значення показника надійності на систему в цілому до невідомих потрібних значень показників надійності на підсистему, апаратуру, блоки, вузли та елементи.

Встановлення норм надійності зазвичай ґрунтується на наступних допущеннях: всі елементи системи рівнонадійні; інтенсивність відмови пристрою являється постійною і незалежною від часу роботи.

При проведені розрахунків вихідними даними являється складність системи, обумовлена кількістю елементів, потрібний час непереривної роботи, середня величина інтенсивності відмови елементів, прототип систем із відомими величинами кількості відмови для окремих пристроїв.

На основі розрахунку норм надійності розв’язуються наступні задачі:

- встановлення норм надійності окремих пристроїв систем без прийняття спеціальних мір по підвищенню надійності;

- встановлення границь допустимої складності створеної системи, яка задовольняє задану норму надійності без застосування резервування;

- виявлення необхідних мір по підвищенню надійності пристроїв.

Розглянемо два методи встановлення норм надійності пристроїв по заданій величині вірогідності безвідмовної роботи і напрацювання на відмову системи.

Система складається з N пристроїв, кожен з яких має m елементів. Час, за який система має працювати безвідмовно складає часовий потік відмов систем.

Перший варіант. Норма надійності системи задана вірогідністю роботи і середнім часом виправленої роботи.

1. Встановлюємо допустиму величину середньої напрацювання на відмову системи. Для цього обидві частини виразу логарифмуємо і вирішуємо відносно , тоді

2. Визначаємо допустиму величину інтенсивності відмови системи:

3. Знаходимо середнє допустиме значення інтенсивності відмов окремих пристроїв системи в запропонованих, що всі пристрої рівно надійні:

4. Визначаємо допустимі значення інтенсивності відмов конкретних пристроїв із урахуванням їх конструктивних особливостей, виражених ваговими коефіцієнтами:

Вагові коефіцієнти можуть бути встановлені двома прийомами:

а) якщо мається прототип системи, для якої відоме число відмов по кожному пристрою і по системі в цілому , прийняті за один і той же час експлуатації, і середнє число відмов , що приходять на один пристрій, то

де - для відмов j -го пристрою;

- середній відсоток відмов на один пристрій;

б) якщо знову розроблювана система не має прототипу, то вагові коефіцієнти для кожного пристрою можуть бути визначені з умови:

де - доля елементів j -го пристрою в системі;

- число елементів j -го пристрою в системі;

- загальна кількість елементів а N пристроях системи;

- середній процент елементів на один пристрій.

5. З’ясовуємо вірогідність безвідмовної роботи за час t j -го пристрою системи:

Приклад 1. Є радіостанція, що складається з N=7 основних блоків. За рік експлуатації (Т=8760 год.) зареєстровано наступне число відмов по блокам: n1=20, n2=15, n3=12, n4=9, n5=6, n6=4, n7=3. Необхідно провести розрахунок норм надійності блоків нової станції, аналогічної за конструкцією і призначенню прототипу. До станції висунуті вимоги забезпечити середнє напрацювання на відмову Т=300 год. Час безперервної роботи t=150 год.

Скласти логічну схему розрахунку надійності радіостанції. Розробити алгоритм і скласти програму для визначення , , .

На основі розрахунку надійності зробити висновок про придатності системи по параметру надійності.

Приклад 2. Розрахована надійність електроживної установки визначається часом напрацювання на відмову, тобто середнім часом передбачуваною безвідмовної роботи між двома відмовами.

Скласти логічну схему розрахунку ЕПУ – 60В.

Час напрацювання на відмову по розрахунковій схемі визначається як зворотна величина інтенсивності відмов ланцюга:

Коефіцієнт готовності установки визначається за формулою:

де - час відновлення дії ланцюга, рівний мінімальному часу, необхідному для відновлення її дії обслуговуючим персоналом.

Час відновлення являється зворотною величиною інтенсивності відновлення : , звідки

Для порівняних розрахунків надійності величина не грає основного значення і тому зазвичай приймається рівним 1 ÷ 3 години. Важливо тільки, щоб ця година приймалася для розрахунків всіх порівняних варіантів.

коефіцієнт готовності системи, що складається з m однакових ланцюгів, включених паралельно і резервуючи один одного, визначається як:

Якщо паралельні ланцюги не ідентичні, то формула набуде вигляд:

Напрацювання на відмову системи із декількох паралельних ланцюгів рівна:

де - сумарна інтенсивність відновлення всіх паралельних ланцюгів, год.

Якщо то . Тому при двох паралельних ланцюгах , а при трьох .

Коефіцієнт інтенсивностей відмов елементів і пристроїв ЕПУ

Таблиця 1

Найменування елементів схем, апаратів і обладнання

, 1/ч.

Контактор Реле Резистор проволочений Запобіжник плавкий, трубчатий Діод напівпровідниковий, до 10А Пакетні вимикачі, тумблери і т.д. Конденсатор електролітичний Діод силовий, більше 10А Запобіжник побічний /ПД/ Панель комутації першої групи ДЕ типу ПНВ Вирівнюючий пристрій автоматичний, більше 10 кВт Теж, до 10кВт Теж, але не автоматичне Автомат максимальний повітряний Той же, установочний Акумуляторна батарея з станційних акумуляторів 60 В Таж, 24 В Пристрій автокомутації акумуляторних батарей (АКАВ)

0,3 0,36 0,5 0,7 1,0 0,07 1,0 0,1 9,5 79,5 67,0 30,0 2,7 2,0 1,6 0,8 51,3

Розробити алгоритм і скласти програму для розрахунку надійності ЕПУ будинку зв’язку, з двох груповою акумуляторною батареєю. Визначити Т₀, К_г кожного ланцюга і всієї ЕПУ і напрацювання на відмову всієї системи.