Обоснование периодичности технического обслуживания ТУ.

Для поддержания надежности ТУ предусматривается профилактическое обслуживание. При выполнении профилактических мероприятий обычно назначаются сроки, время их проведения и объем.

Профилактические мероприятия, на выполнение которых установлены определенная периодичность и время их проведения, называют техническим обслуживанием (ТО).

Объем профилактических работ удобно оценивать затратами времени на их выполнение. Средние затраты времени на выполнение ТО в течении какого-то календарного времени t могут быть определены по формуле:

,

где N_mo=t/ T_mo 1,2,...,n – количество видов ТО за время t (округленное до целого числа);

T_mo – периодичность выполнения ТО;

t_moi – среднее время выполнения i-й операции ТО (например, при замере параметра или чистке коллектора электрической машины);

n_0n – число операций при выполнении одного вида ТО.

Из формулы следует, что объем ТО зависит от количества операций n_0n , записанных в инструкцию по ТО, времени выполнения каждой операции t_mo и периодичности выполнения ТО T_mo.

Определим периодичность выполнения ТО при следующих допущениях и ограничениях:

1) образцы являются восстанавливаемыми объектами. Схема работы объекта за время t представляет собой чередование трех возможных состояний: отдыха (хранения), работы по подготовке ТУ к применению, т.е. ТО и, наконец, использование по назначению (рис.8.1) . Причем ТУ находится во включенном состоянии только часть (незначительную часть) времени, остальное время находится в обеспеченном состоянии (в режиме хранения);

Рисунок 8.1.

2) потоки отказов ТУ в режиме хранения и при работе являются простейшими. Это означает, что отказы ТУ будут независимыми;

3) все отказы, обнаруженные в ТУ во время выполнения ТО, устраняются;

4) часть отказов (преимущественно постепенных, обусловленных в основном выходом параметров за поле допуска) в межрегламентный период не устраняется, так как по этим параметрам отсутствует инструментальный контроль.

С учетом этих условий при выборе периодичности выполнения регламентных работ для поддержания надежности ТУ на уровне не ниже Р_доп будем исходить из соотношения

Р(t)>= P_доп , (8.1)

где P_доп – минимальное допустимое значение вероятности безотказной работы к моменту окончания использования ТУ по назначению, т.е. после истечения трех последовательных состояний.

С другой стороны, согласно предполагаемой схеме использования ТУ имеем:

P(t)=P_xp(t_xp)P_mo(t_mo)P_ин(t_ин) , (8.2)

где P_xp(t_xp)= -вероятность безотказного хранения ТУ за время t_xp;

P_mo(t_mo)= - вероятность безотказной работы ТУ при подготовке его к использованию по назначению за время t_mo (проведения ТО);

P_ин(t_ин)= - вероятность безотказной работы ТУ при использовании по назначению за время t_ин .

Для оценки сохраняемости удобно использовать коэффициент пересчета параметра потока отказов в виде отношения интенсивности отказа ТУ хранения к периоду ТО

, (8.3)

где l_хр - значение интенсивности отказов ТУ при хранении;

l_mo- значение интенсивности отказов ТУ при ТО;

Т_{0ТО –} средняя наработка на отказ в период ТО;

Т_{0хр –} средняя наработка на отказ в хранения.

По аналогии коэффициент использования ТУ по назначению можно рассчитать по формуле

, (8.4)

где l_ин - значение интенсивности отказов ТУ при использовании по назначению;

Т_0В - средняя наработка на отказ в период восстановления.

Сравнивая соотношения, можно записать

P_xp(t_xp)P_mo(t_mo)P_ин(t_ин)>=P_доп . (8.5)

Из физических соображений ясно, что при уменьшении периодичности выполнения ТО минимальный уровень надежности P_доп будет повышаться (так как часть отказов за счет, например, разрегулировок будет предупреждаться), но вместе с этим будет повышаться и объем ТО, что для нас невыгодно. Поэтому целесообразно брать максимально возможное значение периода ТО, который соответствует равенству в выражении (8.5). Тогда формула примет следующий вид :

>= P_доп . (8.6)

С учетом выражений (8.3) и (8.4) левую часть формулы можно упростить:

= , (8.7)

где T_{mo max} – максимальный эквивалентный период выполнения ТО.

Тогда формулу (8.6) с учетом выражения (8.7) можно записать

. (8.8)

Если прологарифмировать уравнение (8.8), то выражение T_{mo max} (с учетом введенных обозначений) можно записать в следующем виде:

(8.9)

Из формулы (8.9) следует, что в основу назначения периодичности Т0 для ТУ необходимо положить смешанный принцип:

- в зависимости от времени хранения t_xp;

- в зависимости от наработки t_ин и t_m0 .

Поэтому при эксплуатации ТУ надо строго учитывать время его работы.

Зная величины t_m0 и t_xp, из формулы (8.9) легко найти допустимое максимальное время хранения, удовлетворяющее равенствам (8.6) – (8.9),

, (8.10)

С другой стороны, максимально возможный период между Т0 можно получить, как сумму времен трех состояний

, (8.11)

где t_xp – допустимое максимальное время хранения, определяемое по формуле (8.10).

Тогда выражение с учетом формулы (8.10) принимает вид:

, (8.12)

Приведя формулу (8.12) к общему знаменателю, имеем

, (8.13)

После нахождения подобных членов получим

, (8.14)

Формула (8.14) является окончательной и весьма точной. Однако для качественного анализа ее упростим.

На практике для современных ТУ величины коэффициентов пересчета могут быть приближенно оценены следующими значениями:

, (8.15)

Заметим, что К_xp<<K_ин.

С учетом коэффициентов формулу можно записать в следующем виде:

, (8.16)

Формула (8.16) является приближенной, по ней в количественном отношении может быть произведена лишь грубая оценка Т_m0max, так как нам не известны точные значения К_хр,К_ин и трудно задать нужное Р_доп. Однако она хороша для чисто качественного анализа зависимости Т_m0max. Поэтому и сделаем из нее необходимые выводы:

1. Чем больше Т₀₃ – среднее время наработки до отказа заданное , т.е. чем потенциально более надежное ТУ при работе, тем больше Т_m0max, т.е. реже нужно проводить ТО.

2. Чем больше заданный уровень надежности ТУ к концу периода его использования по назначению Р_доп (тем меньше абсолютное значение lnР_доп ), тем меньше Т_m0max, т.е. тем чаще необходимо выполнять ТО.

3. Чем больше t_ин, тем меньше Т_m0max (тем чаще необходимо проводить ТО, так как при использовании ТУ по назначению на него воздействуют все многообразие факторов, снижающих надежность ).

4. Чем меньше К_ин=Т₀₃/Т_0В (при фиксированном значении Т₀₃ меньшее значение К_ин возможно только при большей величине Т_0В, т.е. при более высоконадежной работе ТУ), тем больше Т_m0max, т.е. тем реже можно проводить ТО.

5. Чем меньше К_хр=Т₀₃/Т_0хр (а это возможно для данного ТУ с его Т₀₃ только при большем значении показателя безотказности в период хранения), тем больше Т_m0max.