Технические методы повышения безотказности объектов кратко

Обновлено: 04.05.2024

Технологические и конструктивные способы повышения надежности.

1. Технологические способы повышения надежности.

1. Создание материалов высокой износостойкости. Такими материалами являются: металлокерамические материалы, порошковые, стружковые, и др.

2. Термический способ.

- снятие усталости. Для того чтобы снизить усталость металла необходимо нагреть деталь до температуры 450-6500С, выдержать при этой температуре 1-1.5 часа и медленно вместе с печью остудить её до комнатной температуры. В результате обработки происходит снятие напряжений, материал становится мягкий, пластичный, а для того чтобы придать ему эксплуатационные свойства его необходимо закалить (нагреть до 850-9000С и резко остудить в воде).

- снятие старения. Для того чтобы снизить степень старения деталь нагревают до температуры 830-8500С, в этом случае происходит перекристаллизация.

3. Конструктивные способы повышения надежности

- снижения или ликвидация концентраторов напряжения. Концентратами напряжения могут быть раковины, поры в металле, отверстия, острые или прямые углы, грубая шероховатость поверхности, конструктивные переходы от большего к меньшему диаметру.

- Для того чтобы снизить напряжение в углах используются галтели. Для того чтобы остановить дальнейшее развитие трещины в её кончике необходимо просверлить отверстие, тем самым создав микрогалтель.

- При изготовлении деталей в процессе ремонта машин необходимо чтобы поверхность деталей была полированной (убрать шероховатость). Из глубоких микроподрезов начинают развиваться микротрещины.

- При изготовлении ремонтных деталей необходимо избегать излишних проточек и подрезов.

- Переходы в деталях необходимо выполнять с галтелями и избегать прямых, острых и других углов.

Способы повышения прочности и надежности детали.

Уголок позволяет воспринимать нагрузку во взаимно перпендикулярных направлениях благодаря существованию в этих направлениях рёбер жесткости. Тавровые балки и швеллерные применяются в том случае, если конструкция испытывает вертикальные и горизонтальные нагрузки. В том случае если необходимо увеличить площадь опоры конструкции используется двутавр. Разновидностью двутавра является рельс.

Для повышения прочности и жесткости листовых конструкций выштамповываются ребра жесткости

Технологические способы повышения надежности.

Наклеп (накатка), наготовка.

В результате поверхностного наклепа (накатки) происходит уплотнение поверхностного слоя на глубину от 1 до 2 мм, при этом внутренняя часть детали остается мягкой и пластичной, что позволяет ей принимать изгибающие усилия, не разрушаясь. При этом поверхностный слой будет иметь повышенную износостойкость. По этой технологии обрабатывается большинство валов. После накатки с целью устранения шероховатости деталь шлифуется. Для повышения поверхностной прочности и твердости деталей неправильной формы используется пескоструйная, дробеструйная обработка. Пескоструйная обработка используется для упрочнения поверхности деталей неправильной формы. Для этого используется пескоструйный пистолет в который сверху в воронку засыпается чистый мытый кварцевый песок, а снизу по шлангу подается сжатый воздух. Струя сжатого воздуха захватывает песок и с силой направляет его на обрабатываемую поверхность. В результате многочисленных микроударов происходит постепенное уплотнение и упрочнение поверхностного слоя. При этом чем выше скорость песчинок, тем больше сила с которой они воздействуют на метал. Однако наступает момент, когда сила ударения превышает предел прочности песчинок и они рассыпаются. Для того чтобы увеличить силу наклепа – песок заменяют стальными шариками, прошедшими закалку. Пескоструйная обработка позволяет не только упрочнять поверхности, но и очищать их от всевозможных накипей, ржавчины.

Обжатие в пресс-формах.

При калибровке диаметр детали делается несколько больше диаметра калибрующей матрицы. Матрица выполняется с заходом (расширением) для того чтобы деталь свободно вошла в пресс-форму. При протяжке деталей через матрицу с диаметром меньшим диаметра матрицы происходит одновременное обжатие детали с упрочнением поверхностного слоя, уменьшение её размеров до размеров отверстия матрицы, деталь приобретает форму отверстия матрицы и чистота поверхности её становится на 1 класс ниже чистоты поверхности матрицы, при этом деформированный слой становится наклепанным со структурой двойников пластической деформации.

Раздача отверстий.

В процессе пластической деформации в результате образования двойников и дробления зерен активизируются диффузионные процессы на границах зерен. В результате чего на границы зерен обогащаются вредными примесями (сера, фосфор, кремень), которые не являются металлами и являются хрупкими. В результате чего чрезмерная деформация делает металл хрупким.

Таким образом для того чтобы в процессе восстановления изношенных деталей обеспечить им достаточную надежность, прочность и долговечность необходимо одновременно применять как конструктивные, так и технологические способы повышения надежности.

Технические методы повышения безотказности зданий и сооружений предполагают введение некоторой избыточности, которая обеспечивает перераспределение нагрузок при отказе одного из элементов конструкции между другими таким образом, что конструкция остается работоспособной. Различают три вида технического повышения уровня надежности — резервирование, зонирование и локализация отказов.

Резервирование предполагает введение в конструкцию дополнительных элементов, дублирующих основные. При отказе любого из элементов конструкции выполнение его функций передается оставшимся работоспособным элементам и конструкция продолжает функционировать.

При зонировании сложная система конструкций или инженерная система разбивается на отдельные зоны, каждую из которых можно отключить от системы без прекращения функционирования других.

Метод локализации отказов предполагает возможность отключения отдельного потребителя от системы без прекращения функционирования после.

Приведенные технические методы обеспечения надежности объектов различаются между собой только в техническом решении. Расчеты показателей безотказности для всех технических методов одинаковы, поэтому зонирование и локализацию отказов можно рассматривать как частные случаи резервирования объекта.

В зависимости от того, как организована совместная работа основных и резервных элементов, различают следующие типы резервирования: нагруженное, ненагруженное и частично нагруженное.

Нагруженный резерв предполагает одновременную совместную работу основных и резервных элементов.

Если до своего включения в работу резервный элемент практически не может отказывать, то такое резервирование называется ненагруженным. При этом каждый резервный элемент включается в работу в момент, когда откажет последний из предыдущих элементов (последний по времени, а не по номеру).

Если отказ резервного элемента до включения в работу вместо отказавшего основного возможен, но с другой, меньшей ? плотностью вероятности, чем до включения в работу, то такой резерв называется частично нагруженным.

При рассмотрении задач, связанных с ненагруженным или частично нагруженным резервированием, недостаточно вводить вероятности безотказной работы для одного заранее фиксированного момента времени.

48. Система планово-предупредительных ремонтов.

Строительство зданий и сооружений, повышение их этажности, современное инженерное оборудование требуют повышения эффективности затрат на содержание и ремонт, улучшения их качества, совершенствования организационных и управленческих систем. На проектные, эксплуатационные и строительные организации возложены сложные организационно- технические задачи: длительное сохранение эксплуатационных качеств объектов; увеличение сроков службы конструкций между ремонтами; повышение качества выполнения ремонтно-строительных работ.

Решение этих задач может быть обеспечено правильной технической эксплуатацией, своевременно проводимыми текущими и капитальными ремонтами при одновременном снижении стоимости и трудоемкости содержания объекта. Осуществление в необходимых объемах текущего и капитального планово-предупредительного ремонтов позволит достигнуть такого положения, при котором ремонт объекта будет не следствием наличия в нем неисправностей, а средством предупреждения износа конструкций и оборудования. Система планово-предупредительных ремонтов должна составлять комплекс взаимосвязанных организационных и технических мероприятий по техническому обслуживанию и проведению всех видов ремонтов с регламентированной последовательностью и периодичностью.

Качество, которое свойственно зданию или сооружению после сдачи в эксплуатацию, удовлетворяет потребителей только в том случае, если оно сохраняется в течение всего периода существования объекта.

Основная задача капитального ремонта — ликвидация физического и морального износа зданий и сооружений. При капитальном ремонте производится восстановление или замена изношенных конструкций и элементов объекта, обеспечивающих их постоянную эксплуатационную надежность. Необходимо, чтобы уже при проектировании здания или сооружения были решены вопросы содержания, обслуживания и ремонта: способы и механизация уборки, вывоз мусора; диспетчеризация и автоматизация контроля и управления за работой инженерного оборудования; закладные детали для механизации ;монтажных работ. Проектировщики должны предусмотреть способы и механизмы для ремонта часто заменяемых элементов ;выполнения значительных сопутствующих работ.

49. Перспективные планы эксплуатации конструкций зданий и сооружений.Основное назначение ремонтов заключается в гарантированном обеспечении требуемого уровня надежности здания (сооружения), его конструкций и инженерного оборудования. По воздействию на надежность различают три типа ремонтов: ремонты с полным восстановлением эксплуатационных свойств объекта, с минимальным и частичным восстановлением.

При выполнении ремонта с полным восстановлением эксплуатационных свойств объекта обновляются все его основные параметры. Безотказность объекта поднимается до уровня нового изделия в начальный момент эксплуатации. Как правило, полное восстановление объекта достигается при капитальном плановом ремонте здания или сооружения, когда происходит замена изношенных конструкций и оборудования или выполняются работы по усилению конструкций.

Ремонты с минимальным восстановлением эксплуатационных свойств объекта восстанавливают только его работоспособность, оставляя все остальные параметры на том же уровне, какими они были до ремонта.

Обычно минимальное восстановление выполняется при аварийном ремонте, когда невозможно, или отсутствует технико-экономическая целесообразность, выполнить замену отказавшего элемента.

Ремонты с частичным восстановлением эксплуатационных свойств объекта занимают промежуточное положение между ремонтами с полным и минимальным восстановлением. При них восстанавливается работоспособность объекта и несколько поднимается уровень безотказности. Безотказность | становится больше, чем до выполнения ремонта, но меньше, чем у нового элемента. Частичное восстановление эксплуатационных свойств происходит при выполнении выборочных капитальных, а также текущих ремонтов зданий и сооружений.

В зависимости от свойств конструкций, их технического состояния, условий эксплуатации, а также от регламента работы эксплуатационной службы ремонты могут проводиться по одной из следующих схем.

а) только при отказе объекта выполняется его полное восстановление (по факту отказа). Никакие другие мероприятия по восстановлению работоспособности и безотказности объекта не выполняются.

б) строго периодическое выполнение плановых ремонтов. При такой схеме заранее определяется период проведения плановых ремонтов, и, несмотря на состояние элемента, в назначенный момент выполняется его полное восстановление. Если отказ возникает в межремонтный период, то его устраняют посредством аварийного ремонта.

в) обеспечить более полное использование ресурса объекта при периодических плановых ремонтах можно следующим образом. Вначале создается перспективный план ремонтов с полным восстановлением, предусматривающий замену элементов через время Т_пл после начала эксплуатации.

г) существуют более сложные схемы организации периодических ремонтов, обеспечивающих наиболее полное использование ресурса объекта. К ним относятся:

объект восстанавливается после первого отказа, который произошел спустя заданное время Т_пл после предыдущего полного восстановления эксплуатационных свойств. Отказы, возникшие до назначенного момента, устраняются посредством аварийных ремонтов с минимальным восстановлением.

плановые полные восстановления проводятся как и в предыдущей схеме, но не позднее чем через время относительно момента последнего полного восстановления эксплуатационных свойств объекта.

д) скорость и величина старения и износа однотипных конструкций и оборудования, эксплуатирующихся в различных условиях, могут значительно различаться.

е) зачастую диагностика технического состояния отдельных конструкций и оборудования здания сопряжена техническими сложностями и значительными материальными затратами. Например, контроль состояния трубопроводов небольших диаметров, проложенных в непроходных каналах, требует проведения раскопки, разборки канала и выполнения соответствующих диагностических процедур.

Все методы повышения и поддержания надежности разбиваются на три большие группы: методы, применяемые при проектировании, при изготовлении и при эксплуатации.

Методы повышения надежности, применяемые при проектировании

К таким методам относятся:

2) упрощение системы;

3) выбор наиболее надежных элементов;

4) создание схем с ограниченными последствиями отказов элементов;

5) облегчение электрических, механических, тепловых и других режимов работы элементов;

6) стандартизация и унификация элементов и узлов;

7) встроенный контроль;

8) автоматизация проверок.

Эффективность этих методов состоит в том, что они позволяют из малонадежных элементов строить надежные системы. Эти методы позволяют уменьшить интенсивность отказов системы, уменьшить среднее время восстановления и время непрерывной работы системы.

Методы повышения надежности, применяемые при изготовлении

При изготовлении элементов, систем надежность можно повысить, совершенствуя технологию производства, осуществляя автоматизацию производственных процессов, применяя статистический контроль качества продукции, осуществляя тренировку элементов и систем. Все эти методы позволяют уменьшить интенсивность отказов элементов системы.

Методы поддержания надежности, применяемые при эксплуатации

Повысить надежность системы в процессе ее эксплуатации чрезвычайно трудно. Это объясняется тем, что надежность системы в основном закладывается при ее проектировании, обеспечивается при изготовлении, а при эксплуатации надежность только расходуется. Скорость ее расхода зависит от методов эксплуатации, квалификации обслуживающего персонала, условий эксплуатации.

Задача инженеров-эксплуатационников состоит не в повышении надежности системы, а в том, чтобы как можно дольше сохранить надежность системы, заложенную в процессе ее проектирования и изготовления.

Научные методы эксплуатации включают в себя научно обоснованные способы проведения профилактических мероприятий и ремонтов. Сюда в первую очередь относятся частота и глубина проверок, условия хранения, регламентация времени непрерывной работы системы и т.п.

Следует, однако, отметить, что в процессе эксплуатации не только расходуется надежность. При правильной организации эксплуатации также удается повысить надежность систем. Действительно, если профилактические мероприятия предупреждают отказы, то это аналогично уменьшению интенсивности отказов системы. Разница состоит лишь в том, что здесь надежность элементов фактически не повышается, как это имеет место при проектировании и изготовлении, а своевременно происходит смена или ремонт еще не отказавших элементов, но таких, вероятность отказов которых сильно возросла.

59.Методы повышения надежности

Методы и возможности по повышению надежности по повышению надежно-

сти машин весьма разнообразны и связаны со всеми этапами конструирования,

изготовления и эксплуатации машин. В соответствии с этим они подразделяются

на конструкторские, технологические(производственные), эксплуатационные и

методы повышения надежности техники при ремонте.

Конструкторская надежность – это надежность, которая закладывается в про-

екте, в конструкции машин, до ее производства и эксплуатации.

Производственная – реализует конструктивную надежность при изготовле-

нии машин и обуславливается качеством заготовок и материалов, соблюдением

технологии, квалификацией рабочих, организацией труда, контролем качества

Эксплуатационной надежностью называют надежность функционирования

машины. Она зависит в основном от условий эксплуатации и квалификации об-

служивающего персонала, а также от уровня проектной и производственной на-

60 К конструкторским (проектным) методам повышения надежности машин

1. Упрощение конструктивной схемы машины, уменьшение числа составляющих

2. Замена элементов, лимитирующих надежность машины, более надежными.

3. Выбор долговечных материалов деталей и рациональных их сочетаний их в со-

4. Защита элементов машины от разрушающих действий окружающей среды.

5. Резервирование в машине.

6. Установка различных автоматических устройств, сигнализирующих об измене-

нии технического состояния в машине.

7. Обеспечение благоприятных условий работы и смазки деталей.

8. Выбор материалов, обладающих достаточной износостойкостью.

Технологические (производственные) методы повышения надежности с.-х.

1. Обеспечение необходимой точности и качества изготовления деталей.

2. Упрочнение деталей и их рабочих поверхностей термической и химико-

3. Обеспечение необходимого качества сборки.

1. Обкатка новых (отремонтированных) машин в хозяйствах.

2. Организация технического обслуживания и наличие для его проведения необ-

3. Обеспечение нормального режима работы машин и установленных правил их

4. Эксплуатационное резервирование.

5. Соблюдение рекомендаций заводов изготовителей по применению горюче-

Методы повышения надежности машин при ремонте:

1. Проведение предремонтного диагностирования в мастерских хозяйств.

2. Обеспечение сохраняемости ремонтного фонда, поступающего на предприятия.

3. Выполнение разборочных работ без повреждения деталей и разукомплектовки

4. Выполнение качественной очистки машин, агрегатов и деталей от различных

5. Введение на предприятиях входного контроля запасных частей.

6. Качественная сборка узлов и агрегатов, внедрение стендовой обкатки.

7. Повышение качества окраски ремонтируемых машин.