Лекция номер 5
Системите, състоящи се от подсистеми, които могат да бъдат разграничени по функционални и пространствени характеристики, имат структура. Ако системата се състои от подсистеми е1е2еiеn, които се наричат елементи, то тя, както и елементите, може да бъде или в работно състояние, или в състояние на отказ.
Състоянието на системата се определя еднозначно от състоянието на нейните елементи и зависи от нейната структура.
Разделянето на системата на блокове се извършва въз основа на единството на функционирането и физическите процеси, протичащи по време на експлоатацията на продукта.
От гледна точка на надеждността се прави разлика между последователни, паралелни и системи със сложна структура.
Изчисляване на надеждността с последователно (основно) свързване на елементи
- при такава връзка отказът на технически продукт възниква, когато един от неговите възли откаже. Електрическа машина в повечето случаи е представена като последователно свързване на възли.
Случайно време за работа на последователна система, състояща се от N възли
(един)
Където
(2)
Процентът на отказите на последователна система е равен на сумата от степента на откази на нейните елементи
(4)
Каква е вероятността за безпроблемна работа на машина с постоянен ток, чиято структурна надеждност се състои от колектор-четка (
Работоспособността на последователна система изисква работоспособността на всички нейни елементи, наречени са системи, които не притежават това свойство структурно излишен.
За да се увеличи надеждността на системите и елементите, се използва излишък:
РезервацияИзползването на допълнителни средства и (или) възможности с цел запазване на експлоатационното състояние на обекта в случай на повреда на един или повече от неговите елементи.
Резерв- набор от допълнителни инструменти и (или) възможности, използвани за съкращаване.
Съкращението се основава на използването на един или друг тип съкращения:
функционална излишък, ако различни устройства изпълняват подобни функции или едно устройство изпълнява няколко функции;
временно, ако има резерв от време за многократно решаване на функционални задачи на системата;
информация, ако компенсацията за загуба на информация по един канал се извършва с информация по друг;
структурна, изпълнени чрез въвеждане на допълнителни елементи
Структурна надеждност
Надеждността на конструкцията е получената надеждност за дадена конструкция и известни стойности на надеждност на всички блокове или елементи, включени в нея.
Да разгледаме например електрическа лебедка, използвана на кораби. Когато се изчислява цялата енергийна система на кораб, електрическата лебедка е отделна единица. По-подробно електрическа лебедка може да бъде представена под формата на блокове: електрически мотор, скоростна кутия, барабан и въже. На свой ред блоковете са разделени на единици, всяка от които, от гледна точка на физическата структура и функциониране, е автономна единица: двигател - лагерна единица, колектор и четки, намотки на статора и ротора; редуктор - зъбни колела и подбриари; барабан - корпус и лагери. Не се взема предвид при изчисляване (приравняване на едно) на надеждността на вала, магнитни вериги, корпус на двигателя; при скоростната кутия - надеждност на корпуса, резбови връзки.
При архивиране на системи се прави разлика между първични и резервни елементи. Ако основният елемент се провали, тогава неговите функции се поемат от резервния, който се превръща в основен. Това се случва, докато има налични работещи резервни елементи.
Резервните елементи могат да бъдат поправими и непоправими.
Основният елемент заедно с (n-1) заредени излишни елементи образуват паралелна система.