ВА Крпв ЕВ Бзехя ВТ Чсоо е и а т и ы а - - - Уене псбе чбо оои .аео,.евра,.енкв ГРО ЕО ОНЕ ДЛ Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет В.А. Карепов, Е.В. Безверхая, В.Т. Чесноков НАДЕЖНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области горного дела в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности «Горное дело», 22.11.2011 Красноярск СФУ 2012 1 УДК 622.232(07) ББК 33–5я73 К22 Рецензенты: зам. директора СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, доктор технических наук, профессор А.М. Лепихин; зав. лабораторией «Проблемы освоения недр» Института химии и химической технологии СО РАН, доктор технических наук, профессор А.Г. Михайлов; профессор-консультант ФГАОУ ВПО СФУ, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ В.Д. <...> Особое внимание уделено обеспечению надежности машин на стадии их проектирования, приведены методы поддержания надежности при изготовлении и эксплуатации машин. <...> Было выпущено значительное количество публикаций по данному вопросу, большинство из них посвящено стадии эксплуатации техники и часть – вопросам расчета надежности изделий на стадии их разработки. <...> Теория надежности – комплексная наука, относящаяся к компетенции инженера и экономиста. <...> Отечественный и зарубежный опыт повышения надежности машин показывает, что наибольший эффект достигается, когда соблюдаются следующие требования: • надежность изделия закладывается при его проектировании; • заданные показатели надежности закладываются в техническом задании на изделие, они должны быть не ниже стандартных, на уровне лучших зарубежных аналогов, • новые модификации изделий должны подвергаться отработке на надежность; • отработка на надежность должна включать комплекс конструктивных и технологических мероприятий, выполнение рас5 четов и испытаний, установлений правил пользования <...>
Надежность_горных_машин_и_оборудования.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
В.А. Карепов, Е.В. Безверхая, В.Т. Чесноков
НАДЕЖНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН
И ОБОРУДОВАНИЯ
Допущено Учебно-методическим объединением
вузов Российской Федерации по образованию
в области горного дела в качестве учебного
пособия для студентов вузов, обучающихся
по специальности «Горное дело», 22.11.2011
Красноярск
СФУ
2012
1
Стр.2
УДК 622.232(07)
ББК 33–5я73
К22
Рецензенты:
зам. директора СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН,
доктор технических наук, профессор А.М. Лепихин;
зав. лабораторией «Проблемы освоения недр» Института химии
и химической технологии СО РАН,
доктор технических наук, профессор А.Г. Михайлов;
профессор-консультант ФГАОУ ВПО СФУ, доктор технических наук,
профессор, заслуженный деятель науки РФ В.Д. Буткин
Карепов В.А.
К22
Надежность горных машин и оборудования: учеб. пособие /
В.А. Карепов, Е.В. Безверхая, В.Т. Чесноков. – Красноярск: Сиб.
федер. ун-т, 2012. – 134 с.
ISBN 978-5-7638-2651-7
В учебном пособии рассмотрены методики определения показателей
надежности, физическая природа и причины возникновения
отказов, их виды и классификация. Особое внимание уделено обеспечению
надежности машин на стадии их проектирования, приведены
методы поддержания надежности при изготовлении и эксплуатации
машин.
Пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по
направлению подготовки дипломированных специалистов 130400
«Горное дело».
УДК 622.232(07)
ББК 33–5я73
ISBN 978-5-7638-2651-7
© Сибирский федеральный университет, 2012
2
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 3
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.
ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ .................................................................. 5
1.1. Основные положения .............................................................................. 5
1.2. Система стандартов «надежность в технике» ..................................... 6
1.3. Термины и определения ......................................................................... 7
1.4. Актуальность повышения надежности технологических
машин и комплексов ............................................................................. 11
1.5. Единичные показатели надежности .................................................... 13
1.6. Комплексные показатели надежности ................................................ 23
1.7. Определение показателей надежности. Примеры решения
задач. ....................................................................................................... 26
2. ЭЛЕМЕНТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА ТЕОРИИ
НАДЕЖНОСТИ ............................................................................................. 31
2.1. Основные понятия теории вероятности ............................................. 31
2.2. Теоремы, применяемые в теории надежности .................................. 32
2.3. Понятия законов распределения и числовых характеристик
случайных величин ............................................................................... 34
2.4. Законы распределения случайных величин ....................................... 40
3. ОТКАЗЫ ГОРНЫХ МАШИН, ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ИХ
ВОЗНИКНОВЕНИЯ ..................................................................................... 45
3.1. Оснащенность горнодобывающей отрасли
горнотранспортным
оборудованием на примере предприятий
открытой угледобычи Кузбасса ........................................................... 45
3.2. Техническое состояние горно-транспортного оборудования
на примере Кузбасса ............................................................................. 48
3.3. Физическая природа и причины отказов ............................................ 50
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
НАДЕЖНОСТИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПО СТАТИСТИЧЕСКИМ
ДАННЫМ ............................................................................ 66
4.1. Организация работ по обеспечению надежности изделий на
стадии проектирования ......................................................................... 66
4.2. Методика сбора информации о надежности машин ........................ 68
4.3. Обработка статических данных о надежности ................................. 70
4.4. Определение доверительных интервалов для показателей
надежности ............................................................................................ 76
4.5. Определение требуемого уровня надежности проектируемого
изделия ........................................................................................ 77
131
Стр.132
4.6. Структурный анализ надежности ........................................................ 81
4.7. Резервирование ...................................................................................... 83
4.8. Основные способы повышения надежности машин при
проектировании ..................................................................................... 90
4.9. Основные требования и методология расчета показателей
надежности узлов машин ..................................................................... 91
5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ МАШИН ПРИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ
................................................................................................... 98
5.1. Технологические
мероприятия
и
автоматизация
производства .......................................................................................... 98
5.2. Контроль качества выпускаемой продукции ................................... 100
5.3. Испытания узлов и машин при их изготовлении ........................... 102
6. ПОДДЕРЖАНИЕ НАДЕЖНОСТИ МАШИН В ПРОЦЕССЕ
ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ......................................................................... 108
6.1. Обеспечение запасными частями и их нормы расхода .................. 108
6.2. Научная организация эксплуатации машин .................................... 120
6.3. Связь с проектными организациями и заводами-изготовителями
машин .................................................................................. 121
6.4. Диагностика технического состояния машин ................................. 122
6.5. Мероприятия по обеспечению надежности машин в условиях
холодного климата ..................................................................... 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 129
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .......................................................... 130
132
Стр.133