yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Різні конспекти лекцій->Содержание->6.3 Підвищення надійності методом резервування. Класифікація  резервування

Надійність гідромашин та гідроприводів

6.3 Підвищення надійності методом резервування. Класифікація  резервування

 

Резервування – метод підвищення надійності машин введенням у систему резервних (запасних) елементів. Тобто поряд з основними елементами передбачаються надлишкові, які не є функціонально необхідними. Резервування дозволяє зменшити імовірність відмов на декілька порядків. Найбільш широко його використовують в радіоелектроніці. В машинобудуванні застосовують у випадках, коли є небезпека аварії.

Приклади. Автомобілі та інші транспортні машини мають 2-ну або 3-ну систему гальмування, вантажні машини – подвійні «шини» на задніх колесах. У пасажирських літаках використовують 3–4 двигуни (вихід із ладу одного або декількох двигунів, окрім останнього, не призводить до аварії літака), на морських суднах застосовують по 2 двигуни. У насосах це подвійна система змащування, подвійні ущільнення (манжетне і щілинне) та ін.

Резервування можна поділити на декілька видів :

а) роздільне резервування – резервуються лише окремі, най-менш надійні елементи;

б) загальне резервування – резервується вся машина в цілому;

в) постійне резервуванняосновний елемент (система) і всі резервні працюють одночасно;

г) резервування із заміщеннямрезервні елементи (системи) вступають в дію лише після відмови основних.

 

Класифікація резервування наведена на рис. 6.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1 – Види резервування

 

 

6.3.1 Роздільне резервування

 

     При роздільному резервуванні елементи підключають паралельно до основних. Припускають, що основні та резервні елементи однакові й мають рівну ймовірність відмови. При відмові одного елемента навантаження на ті, що залишилися, збільшується. Це зменшує імовірність їх безвідмовної роботи. Схема резервування наведена на рис. 6.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                        

 

 

 

Рисунок 6.2 – Схема роздільного резервування

 

Імовірність відмови всіх елементів системи (основних і резервних) визначається за теоремою множення імовірностей

        ,              (6.1)

де Q(t) – імовірність відмови елемента і.

Імовірність безвідмовної роботи системи

 

                          .                                   (6.2)

 

Якщо елементи однакові, то

 

                             ,                                   (6.3)

                          а .                              (6.4)

 

Роздільне резервування доцільно застосовувати для елементів, що мають невелику ймовірність безвідмовної роботи.

Резервні елементи конструктивно повинні бути сумісними з основними. До елементів, які можна роздільно резервувати, належать: підшипники, фільтри, ущільнення, елементи живлення та ін.

 

Приклад. Імовірність відмови елемента Q1 = 0,01,  кількість їх – n = 2 (відбувається дублювання). Визначити імовірність безвідмовної роботи системи.

Розв’язання

        .

Якщо Q = 0,01 і n = 3 (подвійне резервування), то ймовірність безвідмовної роботи системи:

        .

Резервування дозволяє створювати систему великої імовірності. Наприклад, елемент має Рі = 0,7, система – n = 4. Тоді імовірність безвідмовної роботи системи

        .

 

6.3.2 Загальне резервування

 

При загальному резервуванні основна і резервна системи під’єднані паралельно (рис. 6.3). Система виконує свої функції, якщо працездатні основна або одна із резервних систем.

 

Рисунок 6.3 – Схема загального резервування

 

  Усі елементи основної і резервної систем мають загальний вихід. Можливі відмови типу короткого замикання, обриву, втрати герметичності та ін. Необхідно мати перемикач і систему контролю працездатності.

Імовірність безвідмовної роботи системи визначають за формулою

 

                             .                                     (6.5)

 

Приклад. Система складається з 4 послідовно з’єднаних елементів. Імовірність безвідмовної роботи кожного елемента    Рі = 0,9. Для підвищення надійності до неї під’єднана ще одна паралельна система (рис. 6.4). Визначити імовірність безвідмовної роботи системи.

 

                                                                             Р(t)

 

 

 

Рисунок 6.4

 

Розв’язання

 Імовірність безвідмовної роботи системи визначаємо за формулами:

 

 

31