机的特性与可靠性分析

第一节机的可操作性

一、机的可操作性

机的可操作性是指在人-机-环境系统中,某个特定的“机”在特定的“环境”下,由人进行操作或控制时能够稳定、快速、准确地完成预定任务能力的一种度量。

可操作性一般具备以下三大特征:稳定性\快速性\准确性

二、机的特性描述及其机的动力学特性分类

线性定常系统,一般用传递函数表达为

机的动力学特性一般应在二阶积分特性之内。因此,机的动力学特性可以简化为以下六类主要基本特性:

比例特性、惯性特性、一阶积分特性、一阶惯性-积分特性、二阶积分特性、不稳定惯性-积分特性

第二节机的易维护性

一、机的易维护性的定义

机的易维护性是指在任何一个人-机-环境系统中,对某一个特定的“机”在特定的维护“环境”下,由所规定的技术水平的人员,利用规定的程序和资源进行维护时,使机保持或者恢复到规定状态能力的度量。

易维护性包括:(1)在故障状态下机的故障维修;(2)在正常状态下机的定期保护。

二、机的易维护性的设计原则

便于维护\维护时间要短\维护费用低\要有预防维护差错的措施\维护作业应满足人的要求\满足与维护有关的可靠性与安全性的要求\尽量降低对维护人员的要求.

便于维护应给维护提供适当的、可达性的操作空间和工作部位主要包括:

根据系统、设备、组件的可靠性作出维护频率预测,据此进行设备、组件的可达性布置;设备、系统的检查窗口、测试点、检查点、润滑点以及燃油、液压等系统的维护点都要布局在便于接近的位置;在机的总体布局时,应给维护人员提供拆装设备、组件的维护空间;系统、分系统、设备、组件应尽量采用专舱布局,各专舱中的设备及组件应尽量单层排列。

需维护的设备、部件应具有互换性,要尽量采用标准件,其中包括:

在设计系统、设备、组件和零件时要根据维修条件提供合理的使用容差;维护中需要更换时,应保证其物理(机构、外形、材料)上和功能上的互换性;结构部件以及非永久性紧固连接的装配件,都应具有互换性;不同工厂生产的相同型号的产品,必须具有良好的功能与安装互换性。

第三节机的本质可靠性

一、机的本质可靠性的定义

机的本质可靠性是指在任何一个人-机-环境系统中,在特定的使用“环境”下,“机”(包括机器或过程)的设计要具有从根本上防止人的操作失误所引起的人-机-环境系统功能失常或导致人身伤害事故发生的能力。

二、本质可靠性的设计方法

1.连锁设计2.“唯一性”设计3.“允许差错”设计4.“自动化”设计5.“差错显示”设计6.“保护性”设计

三、机械的可靠性

在人机系统中,由于机器设备本身的故障以及人机系统设计的协调性差而导致了许多事故的发生。因此,人们为了防止事故,在进行生产活动开始时,就要考虑机器设备的安全性与可靠性。就机器设备而言,可靠性是指机器、部件、零件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。机器的可靠度是在规定时间内,机器设备或部件能完成规定功能的概率。若把它视为时间的函数,就称为可靠度函数。

提高机器的可靠性

1、目的

*延长机器设备使用寿命*保证人机的系统安全性

2、方法

*减少机器本身故障,延长使用寿命

①利用可靠性高的元件②利用备用系统③采用平行的并联配置系统④对处于恶劣环境中的运行设备应采取一定的保护措施⑤降低系统的复杂度⑥加强预防性维修

*提高使用安全性

主要是加强安全装置的设计,尽量减少事故的损失,并避免对人体的伤害;同时,一旦发生故障可以终止事故,

加强防护的作用。

第四节人机系统的可靠性

一、人机系统的可靠性

人-机-环境系统中,系统的可靠性RS是由人子系统的可靠性RH,机器子系统的可靠性RM以及环境子系统的可靠性RE所决定的。

环境子系统的可靠性

1、提高人-环境子系统的可靠性2、提高机-环境子系统的可靠性:温度、腐蚀、振动、辐射

二、人机系统的可靠度计算

人机系统的可靠度据不同的系统模型来求出,通常情况下可看成串联系统,这时

RS=RHRMRE

从人机系统考虑,若将环境作为干扰因素,而且此处假设环境是符合指标要求的,设其可靠度为1,则人机系统

的可靠度为:

机的可靠度可以通过大量统计学数据得到。

人的可靠度的确定包括人的信息接受的可靠度、信息判断的可靠度和信息处理的可靠度。

三、提高人机系统安全可靠性的途径

1、合理进行人机功能分配,建立高效可靠的人机系统对于部件等系统宜选用并联组装。

形成冗余的人机系统:系统运行中应让其有充足的多余时间,不能使系统无暇顾及运行中的错误情形,杜绝其失误运行。系统运行时其运行频率应适度。系统运行时应设置纠错装置,当操作者出现误操作时,也不能酿成系统事故。如电脑中的纠错系统等经过上岗前严格培训与考核,允许具有进入“稳定工作期”可靠度的人上岗操作。

2、减少人因失误

使操纵意识始终处于最佳意识状态;建立合理的安全规章制度、规范,并严格执行,以约束不按操作规程操作的人员的行为;安全教育和安全训练;按照人的生理特点安排工作;减少单调作业,克服单调作业导致人的失误。




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