Файл: Отчет по практическим работам (часть 1) по дисциплине Основы теории надежности.pdf

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Уральский государственный университет путей сообщения»
(ФГБОУ ВО УрГУПС)
Кафедра «Электрическая тяга»
Отчет по практическим работам (часть 1) по дисциплине: «Основы теории надежности»
Проверил:
Выполнил: д. т. н., профессор студент гр. ПСв-419(З)
Буйносов А.П.
Кузнецова Н.Н.
Екатеринбург
2023

ЗАДАНИЕ
на практические работы № 1 (часть 1) по дисциплине
«Основы теории надежности»
Студент
Кузнецова Надежда Николаевна
Форма обучения заочная
Группа
ПСв-419(З)
Исходные данные:
Значения наработки устройства до отказа
Вариант
Толщина детали, мм
15
10 10 9
8 7
8 9
7 7
7 7
8 9
7 8
9 10 8
9 10 7
8 9
10 8
7 6
5 7
8 7
8 9
10 11 7
8 10 11 12 5
8 7
9 7
8 7
8 8
8
Задание Выдано:
« 22 » мая 2023 г.

ПЛАН-ГРАФИК
выполнения практических работ № 1 (часть 1) по дисциплине
«Основы теории надежности»
Студент Кузнецова Надежда Николаевна
Форма обучения заочная
№ зач. кн. 19-ПСв-044
Группа ПСгв-419(З)
Номер варианта 15
Тема работы Параметрические отказы
Этапы работы
Сроки выполнения
Вид отчетности
Отметка о выполнении
1 Расчет числовых ха- рактеристик закона распределения кон- тролируемого пара- метра
29.05.2023 г.
Числовые харак- теристики рас- пределения кон- тролируемого параметра
Дата 22.05.2023 г.
Подпись студента
Дата 22.05.2023 г.
Подпись руководителя

ВВЕДЕНИЕ
Надежность – это одна из обязательных составляющих качества лю- бого технического объекта. Однако, являясь лишь одним из элементов каче- ства, надежность существенно отличается от всех других его элементов, от остальных его свойств:
– надежность является наиболее общим комплексным свойством, ха- рактеризующим качество любого технического изделия, машины, прибора;
– это единственное общее свойство огромного большинства промыш- ленных изделий;
– реализуется во времени, все остальные свойства имеют мгновенные значения;
– не подлежит инструментальному измерению, а определяется расче- тами (вероятностными или статистическими).
Комплексность свойства «надежность» состоит в том, что техниче- ское устройство считается тем надежнее, чем реже оно отказывает, чем дольше работает до потери работоспособности, чем проще и дешевле вос- станавливается после отказа. Для более полной и детальной оценки вводят в рассмотрение частные свойства, формирующие комплексное свойство
«надежность», – безотказность, долговечность, ремонтопригодность и со- храняемость. Для их определения следует рассмотреть состояния, в которых могут находиться технические объекты (ТО), и события, под которыми по- нимают переходы ТО из одного состояния в другое.
Исправным состоянием ТО (например, вагона или его узла, детали) называется такое, при котором он удовлетворяет всем требованиям норма- тивно-технической документации. Если ТО не удовлетворяет хотя бы од- ному из этих требований, то он находится в неисправном состоянии. Нахо- дясь в неисправном состоянии, ТО может быть работоспособным или нера- ботоспособным в зависимости от степени влияния неисправности на выпол- нение рабочих функций ТО в конкретных условиях эксплуатации.
Под отказом ТО (например, локомотива, его узла) понимается собы- тие, заключающееся в потере им работоспособности и нарушении установ- ленного порядка нормальной эксплуатации и ремонта. Дефект ТО – это

- 2 - неисправность, которая не вызывает нарушения установленного порядка нормальной эксплуатации и ремонта. Отказом узла или детали ТО считается событие, приведшее к потере их работоспособности и требующее ремонта или замены узла или детали вагона (локомотива).
Безотказностью ТО (или его узла, детали) называется свойство непре- рывно сохранять работоспособность в течение требуемого времени в кон- кретных условиях эксплуатации.
Под долговечностью ТО (узла, детали) понимается свойство дли- тельно, с возможными перерывами на ремонт сохранять работоспособность до отказа или другого предельного состояния.
Ремонтопригодность ТО – это его свойство, заключающееся в приспо- собленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и де- фектов.
Под сохраняемостью ТО понимается его свойство непрерывно сохра- нять рабочие свойства в заданных пределах в течение требуемого времени в конкретных условиях хранения.
На основании сказанного выше можно определить надежность ТО как его комплексное свойство, обусловленное безотказностью, долговечно- стью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.
Рассмотренная составляющая качества любого технического объекта
– его надежность – проявляется во времени работы, эксплуатации в конкрет- ных условиях, поэтому надежность оценивается количественными показа- телями, определяемыми на основе обработки опытно-статистических дан- ных методами математической статистики и теории вероятностей.
Необходимый уровень надежности железнодорожного подвижного состава (ПС) в эксплуатации обеспечивается за счет системы технического обслуживания и ремонта, основной характеристикой которой является структура ремонтного цикла, определяющая периодичность ремонтов раз- личных видов, их номенклатуру, объемы и порядок чередования.
Так как система планово-предупредительных ремонтов имеет целью предупреждение постепенных отказов подвижного состава, то пробеги (ка- лендарные дни) между ремонтами различных видов устанавливают в зави- симости от интенсивности износа наиболее ответственных узлов и деталей.
В условиях существующего дефицита материальных ресурсов остро

- 3 - стоит вопрос о повышении долговечности деталей и узлов. Один из путей его решения – это сбережение их в эксплуатации за счёт отказа от примене- ния сложных технологий восстановления. С этим тесно связана проблема повышения эксплуатационной надежности подвижного состава, где отказы определяются возникновением предельных износов.
Долговечность, как один из факторов надежности, есть свойство объ- екта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т. е. такого момента, когда он должен быть либо направлен в ремонт, либо изъят из эксплуатации [1].
Практическое решение этого вопроса не может быть достигнуто ре- шением отдельных задач по увеличению срока межремонтного цикла неко- торых узлов железнодорожного подвижного состава.

- 4 -
1 Расчет числовых характеристик закона распределения
контролируемого параметра
Случайная величина будет полностью описана с вероятностной точки зрения, если определить закон ее распределения, под которым понимается определенное соотношение, устанавливающее связь между возможными значениями случайной величины и соответствующими им вероятностями.
Контролируемый параметр изнашиваемой детали является непрерывной случайной величиной, закон распределения которой может быть представ- лен плотностью распределения [8].
Среднее значение контролируемого параметра Y в i-м сечении:

=

=
i
N
j
i j
i
i
Y
N
m
1
/
1
(1)
По расчёту:
????
1
=
1 50
· 410 = 8.2мм
Среднеквадратическое отклонение контролируемого параметра:
,
)
(
1 1
2

=
−
=
=

i
N
j
i
ij
i
i
i
m
Y
N
D
(2)
По расчёту:
????
????
= √
1 50
· 11.84= 0.487 мм
где N
i
– число значений контролируемого параметра на замер с данным но- мером i (в i-м сечении).
Все значения контролируемого параметра, которые лежат за преде- лами интервала [m
i
– 3
i
; m
i
+ 3
i
], исключаются из дальнейшего рассмот- рения.
Для построения плотности распределения контролируемого пара- метра область его определения делится на K интервалов и подсчитываются величины n

j
– число значений контролируемого параметра, попавших в j-
й интервал, где j = 1, 2,..., K.

- 5 -
Число интервалов разбиения можно определить используя правило
Страджесса :
K = 1 + 3,3 lg n,
(3)
По расчёту:
К=1+3,3 lq 50 = 7. где n – объем выборки статистической совокупности (для j-го сечения).
При определении закона распределения контролируемого параметра число интервалов удобнее принять равным 7.
Ширину шага интервала, находим по формуле:
Ш =
????????????−????????????
7
, (4)
Получаем:
Ш =
12−5 7
= 1 мм
Гистограмма на основе полученных данных: