Elektritoodete ja -seadmete töökindlus

Elektritoote kvaliteeti määravate omaduste hulgas on eriline koht töökindlus - toote võime täita oma ülesandeid, hoides kvaliteedinäitajate väärtusi aja jooksul muutumatuna või etteantud piirides.

Elektritoode – toode, mis on ette nähtud elektrienergia tootmiseks või muundamiseks, edastamiseks, jaotamiseks või tarbimiseks (GOST 18311-80).

Iga elektritoode või -seade võib olla ühes järgmistest olekutest:

• püsti

• defektne,

• töötavad

• mittetöötav

• piirav.

Töökorras toode on samuti töökorras, kuid töötav toode ei pruugi olla hea toode. Näiteks generaatori korpuse kahjustused (mõlgid, kriimud, värvipinna defektid jne) muudavad generaatori töövõimetuks, kuid samas jääb see töövõimetuks.

Toote tööseisundi määrab reeglina dokumentatsioonis toodud parameetrite loetelu ja nende muutmise lubatud piirid. Tootlikkuse vähenemist nimetatakse tagasilükkamiseks.

Ebaõnnestumise põhjused võivad olla nii välismõjude lubatud taseme ületamine kui ka toote defektid... Pidage meeles, et mitte kõik defektid ei vii rikkeni. Toote riket hinnatakse müra ilmnemise, põlenud isolatsiooni- ja immutusmaterjalide lõhna ilmnemise, ülekuumenemise, juhtimisseadmete ja -instrumentide näitude muutumise jms järgi.

Oma olemuselt võivad kõik defektid ja kahjustused olla:

• elektriline

• mehaanilised

Elektriline hõlmab katkiseid kontakte, lühiseid, avatud vooluringe, ühendusvigu jne.

Mehaanilised defektid on rikked elementide koostamisel, ülekandesüsteemides servomootoritest juhtseadmeteni, täiturmehhanismide, releede ja kontaktorite liikuvate osade jms.

Kontrollireeglite, meetodite ja vahendite osas jagunevad vead järgmisteks osadeks:

• selgesõnaliselt, mille tuvastamiseks on dokumentatsioonis ette nähtud eeskirjad, meetodid või kontrollid,

• peidetud, milleks need pole mõeldud.

Näiteks kui detaili kvaliteeti kontrollitakse ainult selle geomeetriliste mõõtmete mõõtmisega, siis on nende mõõtmete kõrvalekalle tolerantsist ilmne defekt. Samal ajal võivad tooriku sees esineda praod ja tühimikud, mida tooriku mõõtmete mõõtmisel ei ole võimalik tuvastada. Kasutatud kontrollimeetodi korral need vead peidetakse. Varjatud defektide tuvastamiseks kasutatakse muid reegleid, meetodeid ja kontrollivahendeid, mida selle toote dokumentatsioonis ette nähtud ei ole, eelkõige saab röntgenuuringuga tuvastada tühimikud ja praod.

Rikked võivad tekkida erinevatel põhjustel, kuid kui need ei ole seotud teiste elementide talitlushäiretega, nimetatakse neid sõltumatuteks.Teisest rikkest tulenev rike loetakse sõltuvaks (näiteks transistori rike pärast selle aluse lahtiühendamist vooluringist).

Tavaliselt seostatakse töökindlust rikete puudumisega, see tähendab selle töökindlusega.

Üldiselt hõlmab töökindlus lisaks töökindlusele ka selliseid omadusi nagu vastupidavus, hooldus, säilivus... Tavaliselt nimetatakse seda töökindluse usaldusväärsuse näitajate hulka kuuluvate omaduste kvantitatiivseks hindamiseks... Usaldusväärsuse näitajate ja muude näitajate peamine erinevus on et olenemata dimensioonist on need kõik juhuslike suuruste mittejuhuslikud tunnused.

Selgitame sellise omaduse sisu kui töökindlust, mida väljendab näitaja «tõrgeteta töötamise tõenäosus». Oletame, et ajahetkel t = 0 on töösse samaaegselt kaasatud n sarnast toodet. Pärast ajavahemikku Δt = t on serveerimiseks m toodet. Siis saab rikkevaba töö tõenäosust ajahetkel t — P (t) defineerida suhtena m — hetkel t töötavate toodete arv toodete koguarvusse n, s.o.

n toote samaaegsel töötamisel tekib selline ajahetk t1, kui esimene toode ebaõnnestub. Ajahetkel t2 teine ​​toode ebaõnnestub. Piisavalt pika töötamise korral saabub ajahetk tn, mil viimane n tootest ebaõnnestub. Kuna tn> … t2> t1, ei ole võimalik ühe toote tööajast üheselt määrata teise toote tööaega. Seetõttu määratakse töö kestus keskmise väärtusena

Graafikult (joonis 1) on näha, et tõrgeteta töötamise tõenäosus ajas muutub.Algsel ajahetkel on rikkevaba töö tõenäosus P (t) = 1 ja keskmise rikkevaba töö ajal tcp väheneb P (t) väärtus 1-lt 0,37-le.

5 tcp jooksul ebaõnnestuvad peaaegu kõik n toodet ja P(t) on praktiliselt null.

Joonis 1. Toote õigeaegse rikkevaba töötamise tõenäosuse sõltuvus

Riis. 2. Toodete rikete määra sõltuvus ajast

Toote kahjustus sõltub selle kasutamise ajast. Toote rikke tõenäosust igas ajaühikus, kui riket pole veel toimunud, iseloomustatakse rikkemääraga ja tähistatakse λ-ga (t). Seda indikaatorit nimetatakse lambda karakteristikuks. Eristada saab kolme peamist λ ajas muutumise perioodi (joonis 2): I-väljavooluperiood, mis kestab 0 kuni tpr, II-normaalse töö periood tpr-st tst-ni, III - vananemisperiood tst kuni ∞. …

I perioodil kahjustuste määr suureneb, mis on seletatav varjatud defektidega elementide olemasoluga tootes, toote valmistamise tehnoloogiliste protsesside rikkumistega jne. II perioodi eristab λ (t) suhteline püsivus, mis on seletatav elementide vananemise puudumisega. Pärast II perioodi lõppu suureneb λ (t) järsult vananemise ja kulumise tõttu ebaõnnestunud elementide arvu suurenemise tõttu. Toote kasutamine III perioodil muutub remondikulude järsu kasvu tõttu majanduslikult ebaotstarbekaks. Seetõttu määrab ajavahemik enne tst toote keskmise kasutusea enne kõrvaldamist.

Toote rikkemäär λ (t) ja rikkevaba töö tõenäosus P (t) on omavahel seotud suhtega

Seda avaldist nimetatakse usaldusväärsuse eksponentsiaalseks seaduseks.

Toote tehnilises dokumentatsioonis fikseeritud töökindlusnäitajate väärtus tuleb kinnitada spetsiaalsete töökindluskatsetega, modelleerides eriseadmete juhuslike rikete protsesse sh arvuti abil või arvutustega. Tuleb märkida, et arvutusmeetodit kasutatakse toote kavandamisel peaaegu alati, olenemata sellest, kas usaldusväärsuse kinnitamiseks kasutatakse muid meetodeid.

Toote töökindluse arvutamisel kasutatakse kas tootes sisalduvate elementide töökindluse tabelinäitajaid või mis tahes ülaltoodud meetoditega saadud andmeid projekteeritud toodetega sarnaste toodete kohta.

Teadaolevatest usaldusväärsuse arvutamise meetoditest on lihtsaim koefitsientmeetod, mille korral on kahjumäär λ (t) ajas konstantne. Vajadusel arvestatakse töörežiimide ja töötingimuste mõju toote töökindlusele parandusteguritega k1, k2,... kn

Antud elemendi rikkeaste reaalsetes töötingimustes λi arvutatakse valemiga

kus λоi on normaaltingimustes töötava elemendi kahjustuse astme tabeliväärtus, k1 ... kn on erinevatest mõjuteguritest sõltuvad paranduskoefitsiendid.

Allpool on toodud koefitsiendi k1 väärtused, mis sõltuvad mehaaniliste tegurite mõjust erinevates töötingimustes:

Töötingimuste parandusteguri laboratoorium 1,0 kannatamatu 1,07 laev 1,37 auto 1,46 raudtee 1,54 lennuk 1,65

Koefitsiendil k2 võib olenevalt keskkonna kliimateguritest olla järgmised väärtused:

Temperatuur Niiskus Parandustegur +30,0±10,0 65±5 1,0 +22,5±2,5 94±4 2,0 ​​+35,0±5,0 94±4 2,5

Muude tegurite parandustegurid leiate töökindluse juhenditest.

Spetsiaalsed töökindlustestid on peamine meetod tehnilises dokumentatsioonis täpsustatud töökindlusnäitajate kinnitamiseks. Selliseid katseid tehakse perioodiliselt toote tehnilistes kirjeldustes (TU) kehtestatud aja jooksul, samuti toote tootmistehnoloogia või komponentide ja materjalide muutuste korral, kui need muudatused võivad mõjutada töökindlust. tootest. Tehnilised kirjeldused sisaldavad töökindluse testimise programmi, mis sisaldab lisaks ESKD standardites sätestatud jaotistele ka katseplaani.

Testimisplaan - reeglid, mis määravad testitavate toodete arvu, testimise korra ja nende lõpetamise tingimused.

Lihtsaim testimisplaan on siis, kui testitakse korraga n sarnast toodet, ebaõnnestunud tooteid ei asendata ega parandata, testid peatatakse kas pärast etteantud testimisaja möödumist või pärast seda, kui kõik ülejäänud töökorras tooted on eelnevalt kindlaksmääratud aja töötanud.

Toote töökindluse näitajaid saab määrata ka toote töötamise ajal teabe kogumise ja töötlemise tulemusena.Erinevates tööstusharudes kehtivad dokumentide vormid erinevad üksteisest, kuid sellest hoolimata peavad need kajastama järgmist teavet:

• toote kogukestus,

• Kasutustingimused,

• toote töö kestus rikete vahel,

• kahjude arv ja tunnused,

• konkreetse kahjustuse kõrvaldamiseks tehtava remondi kestus,

• kasutatud varuosade tüüp ja kogus jne.

Tööandmetel põhinevate usaldusväärsete toote töökindluse näitajate saamiseks peab teave rikete ja defektide kohta olema aja jooksul pidev.