Качество и надежность

Надежность — свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность, долговечность — это качество, простирающееся во времени. Таким образом, понятие надежности наиболее близко к понятию качества, поэтому проблемы управления качеством во многом непосредственно отражаются в представлении о надежности.

Поскольку надежность — объективное свойство изделия, ее можно измерить. С этой целью вводят такие понятия, как «отказ», «вероятность безотказной работы», «интенсивность отказов» и др.

Обычно под безотказностью понимают свойство изделий сохранять работоспособность в течение определенного интервала времени. Отказ — это полная или частичная утрата изделием работоспособности. Но и само понятие отказа оказалось непростым.

Во введении к своей книге «Надежность» американские авторы Ллойд и М. Липов пишут: «Ненадежность сказывается на стоимости, на временных затратах, психологически — в виде неудобств, а в определенных случаях грозит также безопасности людей и нации. Обычно потери за счет ненадежности представляют собой не только стоимость выходящего из строя агрегата, но также и стоимость связанного с ним оборудования, которое портится или разрушается в результате отказа»

Каждая машина (объект) обладает множеством различных свойств, связанных с ее производительностью, экономичностью, массой, формой, габаритами, цветом и т. д. Из этого множества выделяют совокупность свойств, обусловливающих степень пригодности машины для использования ее по назначению. Эту совокупность свойств называют качеством продукции. Полная совокупность свойств, характеризующих качество продукции, предусматривается стандартами и другими документами, определяющими технические условия на изготовление и эксплуатацию данной продукции.

Количественную оценку свойств продукции, составляющих ее качество, проводят с помощью показателей качества.

Надежность — сложное свойство, обусловливается такими важными показателями, как: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Объект (технический) — предмет, подлежащий анализу, расчету, испытанию и исследованию в процессе его проектирования, изготовления, применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования в целях эффективного использования по назначению.

В теории надежности рассматривают понятия, являющиеся результатом производственной деятельности человека: изделие, система, элемент.

Изделие— вид продукции, расходующий в процессе использования свой ресурс в отличие от продукта, который расходуется сам. Изделие можно рассматривать или как систему, или как элемент.

Система (механическая) — сложный объект, состоящий из совокупности функционально взаимосвязанных и в определенном порядке расположенных объектов.

Элемент — объект, представляющий собой часть системы в конкретном рассматриваемом исследовании.

Например, экскаватор в качестве горной машины можно рассматривать как механическую систему, состоящую из следующих элементов: рабочего оборудования, ходового оборудования, электрического оборудования, системы управления. В свою очередь, каждый из перечисленных элементов представляет собой систему, если его рассматривать в отдельности. Рабочее оборудование состоит из совокупности элементов — ковша, стрелы, системы подвески ковша и стрелы, также в отдельности являющихся механическими системами.

Таким образом, понятия изделие, система, элемент должны рассматриваться как целое и часть в каждом конкретном случае, и поэтому эти понятия относительны.

Под безотказностью понимают свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки, измеряемой, например, в кубических метрах добытой горной массы, в метрах пробуренной скважины, в машино-часах и других единицах.

Работоспособность — состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями в технической документации.

Под долговечностью понимают свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Предельное состояние изделия определяют невозможностью его дальнейшей эксплуатации, либо обусловленным снижением эффективности, либо требованиями безопасности и оговаривают в технической документации.

Под ремонтопригодностью понимают свойство изделия, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, неисправностей и устранению их последствий путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Cохраняемость ─ это свойство изделия сохранять эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения или транспортирования, установленного в технической документации.

Отказом называют событие, заключающееся в потере работоспособности.

Событие — всякое явление, которое при определенной совокупности условий может либо произойти, либо не произойти.

Всю совокупность технических объектов в зависимости от экономической целесообразности и технической возможности устранения отказа делят на два вида — ремонтируемые и неремонтируемые.

Ремонтируемым называют технический объект, для которого правилами технической документации предусмотрено проведение ремонта и технического обслуживания. Для неремонтируемых объектов ремонт и техническое обслуживание правилами технической документации не предусматриваются. Например, на карьерах и шахтах большинство машин и их сборочных единиц — ремонтируемые. К неремонтируемым объектам относят подшипники качения, шарошечные долота, клиновые ремни, манжеты и уплотнения, рукава высокого давления гидравлических систем и другие изделия. При нарушении работоспособности или по достижении предельного состояния эти изделия снимают с машины и сдают в утиль.

В эксплуатационных условиях изменение основных параметров системы носит случайный характер, и переход из работоспособного состояния в неработоспособное предельное состояние может происходить или мгновенно, или постепенно в зависимости от вызвавших его причин в результате внезапного или постепенного отказа. Для внезапных отказов характерно отсутствие видимых признаков их приближения. Этот вид отказов наиболее характерен для горных машин и оборудования, работающих в тяжелых условиях эксплуатации. Постепенные отказы связаны с необратимыми изменениями параметров системы в результате износа и накопления усталостных повреждений.

Внезапные отказы также в основном являются следствием накопления необратимых изменений в элементах системы. Внезапными их считают потому, что в ряде случаев невозможно контролировать изменение параметров элементов, при критических значениях которых наступает отказ.

Степень надежности системы связана с возможностью появления или отсутствием отказов в течение установленного межремонтного срока работы. Возникновению всякого отказа предшествует накопление механических повреждений деталей и сборочных единиц машины. Интенсивность накопления повреждений, а следовательно, и время достижения ими предельных значений, приводящих к отказу, зависит от большого количества различных, зачастую случайных, трудно учитываемых факторов.

Так, например, интенсивность абразивного износа детали зависит от материала детали, степени упрочнения поверхностного слоя, давления по контактным поверхностям, от количества вредных примесей, попадающих на трущиеся поверхности, и их абразивных свойств, от способа и вида смазки и т. п. Подобный многопричинный и случайный характер имеет и интенсивность накопления усталостных повреждений. Поэтому теория надежности использует статистические и вероятностные методы исследования.

Применение теории вероятностей дает возможность выявить ряд закономерностей по надежности машин при влиянии большого количества причин. Статистические методы исследования позволяют извлечь максимум полезных выводов из ограниченного количества данных, получаемых при испытаниях и эксплуатации машин. Естественно, статистические методы не позволяют абсолютно точно предсказать, сколько времени будет безотказно работать та или иная конкретная машина, но они предоставляют возможность оценить вероятность надежной работы машины определенного вида.

Показателями надежности машин являются количественные характеристики проявления одного или нескольких свойств, составляющих надежность машины применительно к определенным промежуткам времени, режимам и условиям эксплуатации.

Безотказность: вероятность безотказной работы; вероятность отказа; плотность вероятности времени безотказной работы; параметр потока отказов (для ремонтируемых объектов); интенсивность отказов; наработка на отказ; наработка до отказа средняя; наработка до отказа гамма-процентная.

Долговечность: ресурс; ресурс средний; ресурс гамма-процентный; ресурс назначенный; срок службы; срок службы средний; срок службы гамма-процентный; срок службы назначенный

Ремонтопригодность: вероятность восстановления; плотность вероятности времени восстановления; интенсивность восстановления; время восстановления; время восстановления среднее.

Сохраняемость: срок сохраняемости; срок сохраняемости средний; срок сохраняемости гамма-процентный.

Готовность: коэффициент готовности; коэффициент оперативной готовности; коэффициент технического исполь­зования.

Количественные показатели надежности определяют с помощью трех методов: экспериментального, расчетного, комбинированного.

Рассматривая отказ как случайное событие, удобнее оперировать не событием, а случайной величиной, описывающей событие. Такой случайной величиной является время от начала работы до отказа или между отказами.

Численные значения показателей надежности необходимо определять отдельно для неремонтируемых (однократного использования) и ремонтируемых (многократного использования) изделий.

Дата добавления: 2015-04-29