אמינות של מוצרים ומכשירים חשמליים

בין המאפיינים הקובעים את איכותו של מוצר חשמלי, מקום מיוחד תופס על ידי אמינות - יכולת המוצר לבצע את תפקידיו, שמירה על ערכי מדדי האיכות ללא שינוי לאורך זמן או בגבולות שנקבעו מראש.

מוצר חשמלי - מוצר המיועד לייצור או המרה, שידור, הפצה או צריכה של אנרגיה חשמלית (GOST 18311-80).

כל מוצר או מכשיר חשמלי יכולים להיות באחד מהמצבים הבאים:

• זָקוּף

• פָּגוּם,

• עובד

• לא עובד

• מגביל.

גם מוצר תקין עובד, אבל מוצר תקין הוא לא בהכרח מוצר טוב. לדוגמא, פגיעה בבית הגנרטור (שקעים, שריטות, פגמים במשטח הצבוע וכו') הופכת את הגנרטור לבלתי פעיל, אך יחד עם זאת הוא נשאר פונקציונלי.

ככלל, מצב העבודה של המוצר נקבע על פי רשימת הפרמטרים המפורטים בתיעוד והגבולות המותרים לשינוים. אובדן פרודוקטיביות נקרא דחייה.

הסיבות לכשל יכולות להיות גם חריגה מהרמה המותרת של השפעות חיצוניות וגם פגמים במוצר... זכרו שלא כל הליקויים מובילים לכשל. כשל במוצר מוערך לפי הופעת רעש, הופעת ריח של חומרי בידוד שרוף וחומרי הספגה, התחממות יתר, שינוי בקריאות של מכשירי ומכשירי בקרה וכו'.

מטבעם, כל הפגמים והנזקים יכולים להיות:

• חשמלי

• מֵכָנִי

חשמל כולל מגעים שבורים, קצרים, מעגלים פתוחים, שגיאות חיבור וכו'.

ליקויים מכניים הם תקלות בהרכבת אלמנטים, מערכות הילוכים ממנועי סרוו ועד לבקרות, מפעילים, חלקים נעים של ממסרים ומגעים וכו'.

לגבי הכללים, השיטות ואמצעי הבקרה, הפגמים מחולקים ל:

• במפורש, שלצורך זיהוים מספק התיעוד כללים, שיטות או בקרות,

• נסתרים להם הם לא מיועדים.

לדוגמה, אם איכותו של חלק נשלטת רק על ידי מדידת מידותיו הגיאומטריות, הרי שהחריגה של מידות אלו מהסובלנות תהיה פגם ברור. יחד עם זאת, עשויים להתקיים סדקים וחללים בתוך חומר העבודה שלא ניתן לזהות בעת מדידת מידות חומר העבודה. עם שיטת הבקרה שננקטה, פגמים אלו יוסתרו. כדי לזהות פגמים נסתרים, נעשה שימוש בכללים, שיטות ואמצעי בקרה אחרים, שאינם מסופקים בתיעוד של מוצר זה, בפרט ניתן לזהות חללים וסדקים בבדיקת רנטגן.

תקלות יכולות להתרחש מסיבות שונות, אך אם הן אינן קשורות לתקלה של אלמנטים אחרים, אז הן נקראות עצמאיות.כשל הנובע מכשל אחר נחשב לתלוי (לדוגמה, כשל בטרנזיסטור לאחר ניתוק הבסיס שלו למעגל).

בדרך כלל, אמינות קשורה להיעדר כשלים, כלומר לאמינות שלה.

באופן כללי, מהימנות כוללת, בנוסף למהימנות, מאפיינים כמו עמידות, תחזוקה, שימור... זה נקרא בדרך כלל הערכה כמותית של המאפיינים הכלולים במדדי אמינות מהימנות... ההבדל העיקרי בין מדדי אמינות לאינדיקטורים אחרים הוא שללא קשר למימד, כולם הם מאפיינים לא אקראיים של משתנים אקראיים.

בואו נסביר את התוכן של מאפיין כזה כמו אמינות, המתבטא על ידי המחוון «הסתברות לפעולה ללא תקלות». נניח שבזמן t = 0, n מוצרים דומים מעורבים בו זמנית בעבודה. לאחר מרווח זמן Δt = t, יהיו m מוצרים להגשה. אז ניתן להגדיר את ההסתברות לפעולה ללא תקלות בזמן t - P (t) כיחס של m - מספר המוצרים שעובדים בזמן t למספר הכולל של מוצרים n, כלומר.

בפעולה בו זמנית של n מוצרים, נקודת זמן כזו t1 מתרחשת כאשר המוצר הראשון נכשל. בזמן t2, המוצר השני נכשל. עם פעולה ארוכה מספיק, תגיע נקודת זמן tn שבה האחרון מבין n המוצרים ייכשל. מכיוון tn> … t2> t1, אי אפשר לקבוע באופן ייחודי את זמן הפעולה של מוצר אחר מזמן הפעולה של מוצר אחד. לכן, משך העבודה נקבע כערך ממוצע

מהגרף (איור 1), ניתן לראות כי ההסתברות לפעולה ללא תקלות משתנה עם הזמן.ברגע הזמן הראשוני, ההסתברות לפעולה ללא תקלות P (t) = 1, ובמהלך הזמן הממוצע של פעולה ללא תקלות tcp, הערך של P (t) יורד מ-1 ל-0.37.

במהלך 5 tcp, כמעט כל n המוצרים ייכשלו ו-P(t) יהיה כמעט אפס.

איור 1. תלות של ההסתברות לפעולה ללא תקלות של המוצר בזמן

אורז. 2. תלות בשיעור הכישלון במוצרים בזמן

נזק למוצר תלוי בזמן פעולתו. ההסתברות לכשל במוצר בכל יחידת זמן, אם הכשל עדיין לא התרחש, מאופיינת בשיעור הכשל ומסומנת ב- λ (t). מחוון זה נקרא מאפיין הלמבדה. ניתן להבחין בשלוש תקופות עיקריות של שינוי λ לאורך זמן (איור 2): I-תקופת היציאה הנמשכת מ-0 ל-tpr, II-תקופת הפעולה הרגילה מ-tpr ל-tst, III - תקופת ההזדקנות מ-tst ל-∞ …

בתקופה I עולה מידת הנזק, מה שמוסבר על ידי הימצאות בתוצר של אלמנטים עם פגמים נסתרים, הפרות של התהליכים הטכנולוגיים של ייצור המוצר וכו'. תקופה II נבדלת על ידי הקביעות היחסית של λ (t), אשר מוסברת על ידי היעדר הזדקנות של היסודות. לאחר תום תקופה II, λ (t) עולה בחדות עקב עלייה במספר האלמנטים שנכשלו עקב הזדקנות ובלאי. הפעלת המוצר במהלך תקופה III הופכת לבלתי מעשית מבחינה כלכלית עקב העלייה החדה בעלויות התיקון. לכן, פרק הזמן שלפני tst קובע את חיי השירות הממוצעים של המוצר לפני ההשלכה.

שיעור הכשל λ (t) וההסתברות לפעולה ללא תקלות P (t) של המוצר קשורים זה לזה על ידי היחס

ביטוי זה נקרא חוק המהימנות האקספוננציאלי.

יש לאשר את ערכם של מדדי האמינות הרשומים בתיעוד הטכני של המוצר על ידי בדיקות מהימנות מיוחדות, על ידי מודל של תהליכים של כשלים אקראיים של מכשירים מיוחדים, לרבות בעזרת מחשב או על ידי חישוב. יש לציין כי שיטת החישוב משמשת בתכנון של מוצר כמעט תמיד, ללא קשר לשאלה אם ישמשו שיטות אחרות כדי לאשר מהימנות.

בעת חישוב המהימנות של מוצר, נעשה שימוש באינדיקטורים טבלאיים של מהימנות האלמנטים הכלולים במוצר, או בנתונים המתקבלים בכל אחת מהשיטות לעיל עבור מוצרים דומים לאלה המעוצבים.

מבין שיטות חישוב המהימנות המוכרות, הפשוטה ביותר היא שיטת המקדם, ששיעור הנזק עבורה λ (t) קבוע לאורך זמן. במידת הצורך, ההשפעה של מצבי הפעלה ותנאי הפעלה על אמינות המוצר נלקחת בחשבון על ידי גורמי התיקון k1, k2,... kn

מידת הכשל של אלמנט נתון בתנאי הפעלה אמיתיים λi מחושבת על ידי הנוסחה

כאשר λоi הוא ערך הטבלה של מידת הנזק של אלמנט הפועל בתנאים רגילים, k1 ... kn הם מקדמי תיקון בהתאם לגורמים משפיעים שונים.

הערכים של מקדם k1 בהתאם להשפעה של גורמים מכניים בתנאי הפעלה שונים ניתנים להלן:

תנאי תפעול מעבדת גורם תיקון 1.0 חסר סבלנות 1.07 ספינה 1.37 רכב 1.46 רכבת 1.54 מטוסים 1.65

למקדם k2, בהתאם לגורמי האקלים של הסביבה, יכולים להיות הערכים הבאים:

מקדם תיקון לחות טמפרטורה +30.0±10.0 65±5 1.0 +22.5±2.5 94±4 2.0 +35.0±5.0 94±4 2.5

ניתן למצוא גורמי תיקון לגורמים אחרים במדריכי אמינות.

בדיקות מהימנות מיוחדות הן השיטה העיקרית לאישור מדדי המהימנות המפורטים בתיעוד הטכני. בדיקות כאלה מבוצעות מעת לעת בתוך התקופה שנקבעה על ידי המפרט הטכני (TU) למוצר, וכן במקרה של שינויים בטכנולוגיית הייצור של המוצר או שינויים ברכיבים וחומרים, אם שינויים אלו יכולים להשפיע על האמינות של המוצר. המפרט הטכני מכיל תוכנית בדיקת אמינות המכילה, בנוסף לסעיפים המסופקים על ידי תקני ESKD, תוכנית בדיקה.

תכנית בדיקה - כללים הקובעים את מספר המוצרים לבדיקה, הליך הבדיקה והתנאים לסיום.

תוכנית הבדיקה הפשוטה ביותר היא כאשר n מוצרים דומים נבדקים בו-זמנית, המוצרים שנכשלו אינם מוחלפים או מתוקנים, הבדיקות מופסקות לאחר שחלף זמן בדיקה שנקבע מראש, או לאחר שכל אחד מהמוצרים התפעוליים הנותרים פעל למשך זמן שנקבע מראש.

ניתן לקבוע מדדי אמינות המוצר גם כתוצאה מאיסוף ועיבוד מידע על ביצועי המוצר במהלך פעולתו.צורות המסמכים התקפים בתעשיות שונות שונות ביניהן, אך ללא קשר לכך, עליהן לשקף את המידע הבא:

• משך הזמן הכולל של המוצר,

• תנאי שימוש,

• משך פעולת המוצר בין תקלות,

• מספר ומאפיינים של נזקים,

• משך התיקון כדי למנוע נזק ספציפי,

• סוג וכמות חלקי החילוף בשימוש וכו'.

על מנת לקבל אינדיקטורים מהימנים לאמינות המוצר המבוססים על נתונים תפעוליים, מידע על כשלים ופגמים חייב להיות רציף לאורך זמן.