Факторы, влияющие на надежность систем

Для оценки надежности с помощью рассмотренных показателей необходимо учитывать факторы, влияющие на надежность. Эти факторы разбивают на две группы: субъективные и объективные.

2.5.1. Субъективные факторы

Субъективные факторы определяются деятельностью обслуживающего персонала. К субъективным факторам относятся: квалификация обслуживающего персонала; соблюдение правил эксплуатации; уровень организации технического обслуживания.

Квалификация определяется уровнем подготовленности персонала, знанием назначения и устройства оборудования, условий и правил эксплуатации, умением поддерживать его в работоспособном состоянии, предупреждать появление некоторых отказов и устранять причины возникших отказов. Хорошо подготовленный персонал может обеспечить эксплуатацию, например, транспортных средств с меньшими затратами сил и средств.

Соблюдение правил эксплуатации способствует содержанию транспортных средств в работоспособном состоянии. Эти правила предусматривают такие действия персонала, которые лучше обеспечивают эксплуатацию данного транспортного средства.

Уровень организации технического обслуживания характеризуется рядом мероприятий (профилактика, снабжение запасными частями и т.п.), направленных на обеспечение эксплуатации с высокими значениями коэффициента готовности. Невыполненная вовремя смазка может привести к отказу узла, а отсутствие в ЗИПе необходимого элемента не позволит быстро восстановить оборудование.

2.5.2. Объективные факторы

Объективные факторы определяются временем и условиями эксплуатации и включают: время эксплуатации; климатические факторы; механические факторы; биологические факторы; режимы работы.

Время эксплуатации является одним из основных факторов, который необходимо учитывать на всех этапах эксплуатации. В начальный период эксплуатации выполняются технологические и конструктивные недостатки, что приводит к возрастанию интенсивности отказов в этот период. Длительность этого интервала для различного оборудования может колебаться от нескольких десятков до сотен часов наработки. Для уменьшения этого интервала оборудование подвергается предварительной тренировке (прогону) в течение определенного времени с тем, чтобы до установки на транспортное средство оно выработало время приработки и ненадежные узлы были бы своевременно заменены.

После достаточно длительной эксплуатации (несколько тысяч часов работы) на состоянии оборудования начинает сказываться износ (старение), причиной которого являются физико-химические процессы, происходящие в элементах оборудования в течение всего времени эксплуатации. Оборудование начинает чаще отказывать:

а) у переменных резисторов, щеток электрических машин старение (износ) заключается в изменении сопротивления проводящего слоя и его стирании, монтажные провода приходят в негодность из-за высыхания и растрескивания изоляции;

б) механические и электромеханические элементы и узлы больше подвержены износу, чем старению (редукторы, реле, сельсины, подшипники).

Скорость износа и старения определяется режимами и интенсивностью воздействия других факторов. С целью замедления процесса старения широко применяют герметизацию элементов или целых узлов. Износ механических элементов замедляется своевременным проведением профилактических мероприятий.

Климатические факторы включают: температуру окружающей среды; влажность и атмосферные осадки; атмосферное давление; солнечную радиацию.

Транспортные средства эксплуатируются при различных температурных условиях. Сезонные и суточные колебания температуры для различных районов приведены в табл. 2.2.

 

Таблица 2.2

Зона	Сезонные колебания	Суточные колебания
Экваториальная (тропики) Умеренная Арктическая	+10…+50 -20…+40 -50…+35

 

Температурное влияние тем больше, чем больше скорость и частота изменения температуры. В наихудших в этом смысле условиях находится оборудование, расположенное вне помещений. При низких температурах пластмассы теряют прочность, резиновые изделия становятся хрупкими и растрескиваются, металлы делаются ломкими, нарушается регулировка зазоров и т.п. Повышенная температура способствует ускорению распада органических изоляционных материалов, перегреву и выходу из строя транзисторов.

Влажность является одним из наиболее сильно воздействующих на транспортные средства факторов. Влияние влажности сказывается на ускоренном разрушении лакокрасочных защитных покрытий, нарушении герметизации и заливок, нарушении электрической прочности радиоэлементов, окислении контактов.

Атмосферные осадки способствуют возрастанию влажности со всеми вытекающими последствиями. На оборудование, расположенное на судах, сильное влияние оказывают брызги и пыль морской воды.

Атмосферное давление оказывает воздействие на оборудование непосредственным и косвенным путем.

Изменение давления в зависимости от высоты полета имеет характер, приведенный в табл. 2.3.

С изменением давления изменяются значения допустимых пробивных напряжений, искажается форма сигналов. Косвенное влияние проявляется через ухудшение с понижением давления отвода тепла от элементов, что может привести к их перегреву. В связи с этим необходимо в процессе эксплуатации следить за состоянием систем охлаждения.

Таблица 2.3

Высота, км	Давление, мм рт.ст.
0,1
1,0
3,0
5,0
30,0	8,5

Солнечная радиация приводит к тепловому воздействию ультрафиолетовых лучей. Тепловое излучение ухудшает условия охлаждения аппаратуры и способствует ее местному или общему перегреву. Воздействие ультрафиолетовых лучей приводит к активации процессов старения. Все это ведет к быстрому изменению параметров элементов (узлов), что влечет за собой появление отказов.

Механические факторы вызываются ударами и вибрациями в процессе эксплуатации. Удары и вибрации могут привести к нарушению целостности паек, контактов, разрушению электронных ламп, крепежных деталей. Характеристики по вибрациям и перегрузкам различных видов транспорта приведены в табл.2.4.

Практика показывает, что наиболее опасными являются вибрации с частотами 15 – 150 Гц и 175 – 500 Гц. Первому диапазону частот соответствует возникновение резонансных явлений в конструкциях аппаратуры, второму – резонансные явления в электронных лампах, приводящие к разрушению спаек из металла и стекла. Эти обстоятельства вызывают необходимость постоянно следить за средствами амортизации и креплением аппаратуры на транспортном средстве.

 

 

Таблица 2.4

Вид транспорта	Вибрации, Гц	Перегрузки, g	Значения частот, соответствующие максимуму перегрузок, Гц
Морской	0….30		10…30
Железнодорожный	1,5…400		2…8, 30…400
Авиационный	0…300
Автомобильный	0…200	4…5	150…300

 

 

Биологические факторы воздействуют на аппаратуру посредством живых организмов: грибковых образований (плесени), насекомых, грызунов и т.п.

Грибковые образования возникают во влажной атмосфере на деталях из органических материалов и питаются продуктами их разложения. Для исключения их возникновения необходимо регулярно выполнять осмотры, постоянно поддерживать условия эксплуатации, установленные эксплуатационной документацией.

Режимы работы оказывают существенное влияние на надежность элементов, узлов и всего оборудования в целом. Уменьшение нагрузок способствует увеличению надежности. Режим работы оценивается через коэффициент нагрузки ,

где Н_р – рабочая нагрузка; Н_о – номинальная нагрузка.

Естественно, что работа элементов при предельно допустимых нагрузках сокращает их срок службы и не гарантирует надежной работы. Коэффициент нагрузки для электротехнических средств обычно составляет 0,4 – 0,6, а для особо важной аппаратуры берется равным 0,1.

Характерное распределение отказов по объективным причинам показано в табл.2.5.

Таблица 2.5

Внешние факторы	Процент отказов
Удары и вибрации	28,7
Низкая температура	24,1
Высокая температура	23,1
Влажность	13,9
Высота	4,2
Ускорение	3,2
Соленые брызги	1,9
Прочие	0,9
Всего

 

Следует отметить, что улучшению эксплуатации способствует надежно работающая служба сбора и обработки данных эксплуатации транспортных средств. Эта информация позволяет быстрее совершенствовать технические средства, улучшать их характеристики, лучше организовать систему технического обслуживания, обоснованно обеспечивать ЗИПом и прогнозировать возможные отказы.