Файл: Методы расчета показателей надежности сжат.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)
Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»
Специальность 23.05.05 Системы обеспечения движения поездов

Специализация Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Основы теории надежности"

на тему: «Методы расчета показателей надежности СЖАТ»

Обучающийся Курс V Группа	подпись, дата
Руководитель	подпись, дата

Санкт-Петербург

2023

Оглавление

1. Особенности надежности и безопасности СЖАТ

При разработке и обслуживании в процессе эксплуатации систем автоматики, телемеханики и связи инженер должен обеспечивать выполнение алгоритма функционирования и определённый уровень надёжности.

Надёжность важнейшая характеристика любого технического объекта, от которой зависит целесообразность его использования по назначению. При разработке и внедрении новой аппаратуры обычно определяют показатели её надёжности.

---

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надёжность объекта оценивается не только во время непосредственной эксплуатации, но и во время хранения, транспортировки и ремонта. Поэтому надёжность является сложным свойством и состоит из сочетания следующих свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Надежность связана со всеми этапами проектирования, изготовления и использования изделия. Каждый из этих этапов вносит свою лепту в решение трудной задачи создание изделия требуемого уровня надёжности с наименьшими затратами времени и средств. При проектировании и расчёте изделия закладывается его надёжность. Она зависит от конструкции, применяемых материалов, методов защиты от различных вредных воздействий, системы смазки, приспособленности к ремонтам и обслуживанию и других конструктивных особенностей.

При изготовлении изделия обеспечивается его надёжность. Она зависит от качества изготовленных деталей, методов контроля выпускаемой продукции, возможностей управления ходом технологического процесса, от качества сборки изделия и его узлов, методов испытания готовой продукции и других показателей технологического процесса.

2. Показатели надёжности для невосстанавливаемых и восстанавливаемых систем

При разработке и обслуживании в процессе эксплуатации систем автоматики, телемеханики и связи инженер должен обеспечить выполнение алгоритма функционирования и определенный уровень надежности.

Надежность есть важнейшая характеристика любого технического объекта, от которой зависит целесообразность его использования по назначению. При разработке и внедрении новой аппаратуры обычно определяют показатели ее надежности.

При разработке и обслуживании в процессе эксплуатации систем автоматики, телемеханики и связи инженер должен обеспечить выполнение алгоритма функционирования и определенный уровень надежности.

Надежность есть важнейшая характеристика любого технического объекта, от которой зависит целесообразность его использования по назначению. При разработке и внедрении новой аппаратуры обычно определяют показатели ее надежности.

---

Теория надежности сравнительно молодая наука. Ее основы были заложены в 50-е и 60-е годы.

В соответствии с ГОСТ 27.002–89 "Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения" надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Например, надежность светофорной лампы можно определить как ее способность давать свет определенной силы при номинальном напряжении.

Надежность объекта оценивается не только во время непосредственной эксплуатации, но и во время хранения, транспортирования и ремонтов. Поэтому надежность является сложным свойством и состоит из сочетания следующих свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Прежде чем рассматривать эти свойства, определим состояния, в которых может находиться технический объект. C точки зрения надежности объект двоичен и находится в одном из двух состояний – исправном или неисправном. Исправное – это такое состояние, при котором объект соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. В неисправном состоянии объект не соответствует хотя бы одному из этих требований.

Неисправный объект может находиться в следующих состояниях – работоспособном, неработоспособном и предельном. В работоспособном состоянии значения всех параметров объекта, характеризующих его способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. В неработоспособном состоянии хотя бы один такой параметр не удовлетворяет требованиям документации. Например, электромагнитное реле, у которого поврежден защитный кожух, неисправно, но работоспособно. С другой стороны, реле, у которого произошел обрыв обмотки, не может выполнять свои функции и поэтому неработоспособно.

Предельным называют состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно или восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Предельное состояние наступает при физическом или моральном старении, резком снижении эффективности эксплуатации, при возникновении неустранимых нарушений требований безопасности и других факторов. В этом случае объект списывают или отдают в капитальный ремонт. Например, если в результате длительной эксплуатации автомобиля наступает физический износ его механических деталей, то неисправности начинают происходить столь часто, что ремонт становится экономически невыгодным. Выгоднее заменить этот автомобиль на новый.

---

Событие, заключающееся в нарушении исправности объекта, называется дефектом. Если объект переходит в неисправное, но работоспособное состояние, то такой дефект называют повреждением. Если объект переходит в неработоспособное или предельное состояние, то это событие называют отказом. Обратный процесс называется процессом восстановления работоспособности. Если объект находится в неработоспособном состоянии, то осуществляется его ремонт. Если объект находится в предельном состоянии, то осуществляется капитальный ремонт, состоящий в замене всех основных деталей объекта и восстановлении его ресурса. Другой альтернативой в последнем случае является списание объекта.

Рассмотрим указанные выше составляющие надежности.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени. Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Безотказность не допускает отказа, но допускает повреждения. Долговечность допускает отказы, которые должны устраняться. Поэтому в определении долговечности отсутствует слово "непрерывно". Долговечность не допускает предельного состояния и определяет, таким образом, срок службы объекта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния в результате проведения технического обслуживания и ремонтов. Это свойство облегчает обслуживание технического объекта при его эксплуатации. Например, современные системы железнодорожной автоматики строят обычно в блочном виде со штепсельным включением и сигнализацией возникновения отказов в каждом блоке. Это позволяет быстро обнаруживать отказавший блок и заменять его на исправный.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в процессе хранения и после него и (или) в процессе транспортирования.

---

3. Методы расчета показателей надежности СЖАТ

3.1 Статистические оценки показателей надежности

3.1.1 Построение функции распределения и функции плотности распределения по статистической выборке

На основании статистической выборки из 30 значений построить гистограмму частот. Используя критерий Пирсона, убедиться в экспоненциальном законе распределения времени наработки до отказа t. Построить теоретическую функцию плотности распределения a(t).

№ варианта	Статистическая выборка времени наработки до отказа T, дней
7	1550	2763	2484	2670	1081	6671	3297	2677	517	889	2293	544	3039	1283	1845
10	1626	122	5457	3083	3288	2156	137	318	1455	438	2738	1931	1566	189	352

Переведем время наработки до отказа в часы, в результате статистика примет следующий вид (таблица 1.1). (*24)

Таблица 1.1

№ варианта	Статистическая выборка времени наработки до отказа T, ч
7	37200	66312	59616	64080	25944	160104	79128	64248	12408	21336	55032	13056	72936	30792	44280
10	39024	2928	130968	73992	78912	51744	3288	7632	34920	10512	65712	46344	37584	4536	8448

---