Классификация и характеристики отказов

Основными признаками классификации отказов могут быть:

1. Тип отказа:

· функциональный (выполнение основных функций объектом прекращается, например, поломка зубьев шестерни);

· параметрический (некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пределах, например, потеря точности станка).

2. Природа отказа:

· случайный, обусловленный непредусмотренными перегрузками, дефектами материала, ошибками персонала или сбоями системы управления и т. п.;

· систематический, обусловленный закономерными и неизбежными явлениями, вызывающими постепенное накопление повреждений: усталость, износ, старение, коррозия и т. п.

3. Характер возникновения:

· внезапный — отказ, характеризующийся быстрым (скачкообразным) изменением значений одного или нескольких параметров объекта, определяющих его качество;

· постепенный — отказ, характеризующийся медленным (постепенным) изменением параметров объекта.

4. Причина возникновения:

· конструкционный отказ, вызванный недостатками и неудачной конструкцией объекта;

· производственный отказ, связанный с ошибками при изготовлении объекта по причине несовершенства или нарушения технологии;

· эксплуатационный отказ, вызванный нарушением правил эксплуатации.

5. Характер устранения:

· устойчивый отказ;

· перемежающийся отказ (возникающий/исчезающий).

6. Последствия отказа:

· лёгкий отказ (легкоустранимый);

· средний отказ (не вызывающий отказы смежных узлов — вторичные отказы);

· тяжёлый отказ (вызывающий вторичные отказы или приводящий к угрозе жизни и здоровью человека).

7. Дальнейшее использование объекта:

· полные отказы, исключающие возможность работы объекта до их устранения;

· частичные отказы, при которых объект может частично использоваться.

8. Легкость обнаружения:

· очевидный (явный) отказ;

· скрытый (неявный) отказ — не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики

9. Время возникновения:

· приработочные отказы, возникающие в начальный период эксплуатации;

· отказы при нормальной эксплуатации;

· износовые отказы, вызванные необратимыми процессами износа деталей, старения материалов и пр.

У объектов, функционирующих не постоянно во времени, отказы могут быть следующих видов:

· отказ срабатывания, заключающийся в невыполнении объектом требуемого срабатывания;

· ложное срабатывание, заключающееся в срабатывании при отсутствии требования;

· излишнее срабатывание, заключающееся в срабатывании при требовании срабатывания других элементов.

Наряду с отказом различают также повреждения. Несущественное повреждение не нарушает работоспособность (например, перегорела сигнальная лампа). Существенное же повреждение есть отказ[источник не указан 1642 дня].

По характеру исполнения и функционирования (в зависимости от ремонтопригодности) элементы (объекты) могут быть восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Если при отказе объект либо не подлежит, либо не поддается восстановлению, то он является невосстанавливаемым. Невосстанавливаемые объекты работают только до первого отказа.

 

ФАКТОРЫ

 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 Нр – рабочая нагрузка; Но – 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.

Модель отказов (англ. fault model) представляет собой инженерную модель конструкции или оборудования, которое может работать неправильно. Исходя из модели, разработчик или пользователь могут предсказать последствия конкретных отказов. Модели отказов могут быть использованы практически во всех видах инженерной деятельности.


Дата: 2019-02-02, просмотров: 256.