第七章设备的可靠性管理.ppt
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1、2019/9/4,1,内蒙古科技大学机械工程学院 Inner Mongolia University of science and technology College of Mechanical and Engineering,第七章 设备的可靠性管理,授课教师:石炜,内蒙古科技大学机械工程学院现代设备管理,2019/9/4,2,可靠性:是指系统、设备或零部件在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力。 设备的可靠性能用可靠度表示。 可靠性指标则不能用仪表测定,要想衡量设备的可靠性,必须进行可靠性研究、试验和分析,才有可能作出正确的估计和评定。,引言,第七章 设备的可靠性管理,2019/9
2、/4,3,可靠性是衡量设备好坏的一个重要指标。 卫星、宇航设备、航空航天设备、飞行器要求极高的可靠性 交通工具、电力设备、水电站等也要求很高的可靠性 问题: 如何来保证设备的可靠性呢?(设计使用) 设备的可靠性如何来估算? 设备的寿命和故障如何分布?,引言,第七章 设备的可靠性管理,2019/9/4,4,本章主要内容: 第一节 系统的可靠度计算 第二节 平均寿命和常用的故障分析函数 第三节 设备可靠性设计 第四节 设备维修性,目录,第七章 设备可靠性管理,2019/9/4,5,本节主要讲授内容: 一 串联系统的可靠度 二 并联系统的可靠度 三 混联系统的可靠度 四 复杂系统的可靠度,7.1 系
3、统可靠度计算,第七章 设备的可靠性管理,2019/9/4,6,一 串联系统的可靠度 假定设备系统中各元素的可靠性是独立的。 此设备的状态不会影响另一台设备的状态;(实际上设备之间是存在相互影响的,即敏感性) 这一构件的功能是否正常,也与另一零件是否失效无关。 系统的串联就是事件的“交集”(或积)。 设串联元素的可靠度分别为R1、R2、Rn,则系统的可靠度为,7.1 系统可靠度计算,第七章 设备的可靠性管理,2019/9/4,7,二 并联系统的可靠度 在由几个元素组成的并联系统中,只要有一个元素在发挥其功能则系统就能保待工作状态。这种情况相当于概率论中所说事件的“并集”(和) 设并联元素的可靠度
4、分别为R1、R2、Rn,则此系统处于故障状态的概率为(1R1)(lR2)(1Rn)。因为可靠度与不可靠度之和为 1所以,并联系统的可靠度为:,7.1 系统可靠度计算,第七章 设备的可靠性管理,2019/9/4,8,三 混联系统的可靠度 混联系统可靠度的计算没有一成不变的公式,而需对串、并联的具体方式进行分析。它的计算是以式,7.1 系统可靠度计算,第七章 设备的可靠性管理,2019/9/4,9,四 复杂系统的可靠度 讨论:一组设备内有n个相同的独立的系统,每个系统的可靠度为R,在这n个系统中,有k个以上系统正常工作的概率RS,7.1 系统可靠度计算,第七章 设备的可靠性管理,2019/9/4,
5、10,本节主要讲授内容: 一 平均寿命 二 几种常见的故障分布函数,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9/4,11,一 平均寿命 对于可修复系统或设备,平均故障间隔期(MTBF)是它的平均寿命。 式中: 为设备在第i次故障前的无故障工作时间,可用两次大修间的正常工作时间T代替(如果每次故障后进行修理的话); n为设备发生的总的故障次数。,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9/4,12,一 平均寿命 对于不可修复系统或机件来说,失效前平均时间(MTTF)是它的平均寿命,即从开始使用到失效报废的平均时间。 一般来说系统
6、的MTTF是通过试验得到的,特殊情况下,如不可修复系统的可靠度函数R(t)为指数分布时,系统的MTTF也可利用分布积分求得,即,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9/4,13,二 几种常见的故障分布函数 指数分布 正态分布 威布尔分布,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9/4,14,二 几种常见的故障分布函数 1、指数分布 指数分布是设备可靠性中最广泛的一种分布,是连续单参数分布。应用一个简单的指数分布函数,便可推导出设备的可靠度函数,即,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9
7、/4,15,二 几种常见的故障分布函数 1、指数分布 指数分布的故障分布密度函数f(t)、故障率函数Z(t)和平均寿命分别服从下列公式: 在这种情况下,平均寿命也就是其分布参数的倒数,且MTBF与MTTF相等。,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9/4,16,二 几种常见的故障分布函数 2、正态分布 正态分布是数理统计中的经典分布,是双参数连续分布。用正态函数来表示故障分布密度的可靠度函数 两个参数,母体平均值的估计值和母体方差的估计值2分别为,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9/4,17,二 几种常见的故障分布
8、函数 2、正态分布 对于标准正态分布N(0,1),如果把标准离差u作为变量,则u的定义 则uN(0,1) 于是可靠度函数即可变换为:,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9/4,18,二 几种常见的故障分布函数 3、威布尔分布(了解) 威布尔是常用故障中较为复杂的一种,是三参数的连续分布,它是指数分布和正态分布的补充。 可靠度函数R(t)可用威布尔表示为,7.2 平均寿命和常用的故障分析函数,第七章 设备的可靠度管理,2019/9/4,19,二 几种常见的故障分布函数 3、威布尔分布(了解) 对应的故障分布密度函数f(t)和故障率函数Z(t)分别为: 式中
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