Основные показатели надежности судовых механизмов и конструкций

Оценка качества отремонтированного судна или механизма может быть произведена путем сравнения его показателей с показателями нового судна-модели или механизма той же модели, а также сравнением с пока- зателями модели или судна, отремонтированного на передовом специали- зированном предприятии.

Наиболее обобщенным показателем уровня качества нового судна яв- ляется показатель, определяемый отношением:

Kоб = Q (Cиз - Cэ). (1.3)

Уровень качества отремонтированного судна, механизма, агрегата можно оценить обобщенным показателем:

Kо ¢ б = Q 1 (Cр - Cэ ¢), (1.4)

где Q и Q 1 – объемы транспортной (ресурс, ч) работы, выполнен- ной новым и отремонтированным судном (механиз- мом) за срок службы до следующего ремонта;

Cиз и Ср – стоимость изготовления и ремонта;

Сэ и С ’ э – стоимость эксплуатации нового и отремонтированного судна (механизма).

Уровень качества отремонтированного судна (механизма) по сравне- нию с уровнем качества нового судна, механизма того же типа может быть оценен коэффициентом

K = Kо ¢ б = Q 1(Cиз - Cэ). (1.5)

р Коб

Q (C р - Cэ ¢)

Из формулы следует, что уровень качества отремонтированного судна (механизма) выражается безразмерной величиной, что позволяет оцени- вать качество ремонта дизелей, узлов, агрегатов и других механизмов.

В настоящее время значение коэффициента Kр во многих случаях ко- леблется в пределах 0,6…0,8. В дальнейшем по мере совершенствования технологии и организации судоремонтного производства значение коэф- фициента Kр все более будет приближаться к единице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГОСТ 13377–75 устанавливает основные определения надежности. Надежность – свойство объекта (судна, дизеля, агрегата, узла) выпол-

нять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих режимам и условиям использования. Надежность судна обусловливается безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долго- вечностью его частей.

Работоспособность – состояние объекта, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Под устранением отказов подразумевается восстановление работо-

способности.

Неисправность – состояние объекта, при котором оно не соответству- ет хотя бы одному из требований, установленных нормативно- технической документацией.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта. Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспо-

собность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе техниче- ского обслуживания и ремонтов. Предельное состояние изделия опреде- ляется невозможностью его дальнейшей эксплуатации или снижением эффективности, или требованиями безопасности и оговаривается в техни- ческой документации. Показателями долговечности могут служить ре- сурс, срок службы.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособ- ленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неис- правностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после срока хранения и транспор- тирования.

Наработка на отказ – отношение наработки восстанавливаемого объ- екта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой нара- ботки. Если наработка выражается в единицах времени, можно применять термин среднее время безотказной работы.

Ресурс – наработка объекта от начала эксплуатации до предельного состояния, оговоренного в технической документации. В отношении суд- на и его агрегатов можно различать ресурс до капитального, среднего или текущего ремонтов.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации объек- та до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в тех-

 

 

 

нической документации. Различают срок службы до капитального, сред- него или текущего ремонтов, срок службы до списания и др.

Время безотказной работы представляет собой случайное явление, по- этому статистические характеристики надежности носят вероятностный характер и могут быть определены на основе статистических данных.

Если t – время, в течение которого необходимо определить вероят- ность безотказной работы P (t), а T – период времени его работы до перво- го отказа, тогда вероятность безотказной работы

P (t) = P (T > t). (1.6)

Вероятность безотказной работы является убывающей функцией вре- мени. Другие свойства этой вероятности:

0 £ P (t)£1, P (0)= 1, P (¥)= 0. (1.7)

Событием, противоположным вероятности безотказной работы, явля- ется вероятность отказа q:

 

так как то

q (t) = 1- P (t); (1.8)

P (t) = P (T > t), (1.9)

q (t) = P (T £ t). (1.10)

Вероятность безотказной работы на протяжении наработки:

¥

P (t)=ò f (t) dt. (1.11)

t

Статистически

P (t)= N (t), (1.12)

n

где N – число изделий, оставшихся работоспособными до конца на- работки;

n – общее число наблюдаемых изделий.

Интенсивность отказов представляет собой отношение плотности рас- пределения наработки до отказа f (t) к вероятности безотказной работы P (t):

 

 

Статистически

l (t)=

f (t)

()

; (1.13)

P t

l (t)= N ( t )- N ( t + D t ), (1.14)

D tN

где N (t) – количество работоспособных изделий к рассматриваемому моменту времени;

D t – выражает число изделий, отказавших в единицу времени.

 

 

 

 

Для ремонтируемых изделий (для новых) определяют следующие по- казатели надежности.

Среднее число отказов:

mср =

n

å mi (t), (1.15)

n i =1

где n – общее число наблюдаемых изделий.

Поток отказов

n n

å mi (t + D t)- å mi (t)

w (t)= i =1

 

n D t

i =1

, (1.16)

то есть отношение числа отказов в единицу времени к общему числу на- блюдаемых изделий.

Наработка на отказ за период (t 1– t 2)

T = t 2- t 1 mср (t 2)- mср (t 1)

. (1.17)

Вероятность безотказной работы в период между наработками (t 1– t 2) P (t 2- t 1) = exp[ H (t 1)- H (t 2)], (1.18)

где

H (t 1) и H (t 2)

В общем виде:

– характеристики потока отказов за периоды t 1и t 2.

 

n

H (t)= lim å mi (t) n. (1.19)

n ®¥ i =1

Надежность судна как сложной системы зависит от надежности от- дельных деталей и равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных деталей:

n

Pc (t)= P 1(t)× P 2 (t)... Pn (t)= Õ Pi (t). (1.20)

i =1

В идеальном случае P (t) = Pn.

c i

Высокое качество и эксплуатационная надежность отремонтирован- ных судов (дизелей) могут быть достигнуты на специализированных предприятиях.