Введение. Основные понятия теории надёжности

Основные понятия теории надёжности.

Лекция № 1

1. Основные параметры надежности машин.

Теория маркетинга учит: Машины делают для потребителя.

Какие «ценности» ждёт потребитель:

1. стоимость min:
2. эффективность max:

min затраты (стоимость) →max результаты (эффективность)

Чтобы повысить эффективность, необходимы затраты. Поэтому надо решать задачу оптимизации, которая требует назначение критерия.

Интуитивно представляется, что мерой успеха производителя (без учёта пригодности) является показатель аналогичный КПД, определяющий долю времени работы изделия к суммарному времени с учетом затрат времени на обеспечение обслуживания.

;

где Т_с - время работы;

Т₀-затраты времени на обслуживание.

Для конкретного образца машины Т_с и Т₀- случайные величины, а отношение есть доля времени (или вероятность), в течение которого машина находится в состоянии работоспособности.

Автомобиль (трактор) в некотором смысле уникальная машина - сложная система для индивидуального пользования. В отличие от других систем индивидуального пользования- телевизора, компьютера, холодильника, нуждается в регламентированной системе обслуживания. Поэтому теория надёжности автомобиля - специальная техническая дисциплина.

Основные понятия теории надёжности установлены ГОСТ 13377-75

Определения:

По ГОСТ: Надёжность- свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или наработки.

Зарубежные специалисты: Надёжность - это вероятность того, что изделие будет сохранять работоспособность, по крайней мере, на протяжении заданного интервала времени при использовании в определенных условиях.

Поэтому они вводят специальный показатель - Функция надёжности (R(t))- вероятность сохранения работоспособности как функция интервала времени.

По ГОСТ надежность оценивается комплексом основных эксплуатационных показателей: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Наработка измеряется в зависимости от характера рабочего процесса, элемента или машины в целом:

- при статическом нагружении, постоянном режиме работы: единица времени – час.

элемент- лампочка

машины - промышленный транспорт – погрузчики, сельхоз. техника – тракторы.

- при циклическом нагружении - число циклов (оружие- пушка, включатели, замки,

фрикционные элементы);

- при переменном режиме:

для автомобиля пробег в километрах

Зачастую приходиться рассматривать наработку по двум параметрам: для автомобилей - в часах и пробеге.

1. Основные показатели безотказности машин.

Безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение определённого времени или наработки.

Работоспособность можно определить через противоположное понятие - отказ:

Отказ- событие, состоящее в потере работоспособности.

ГОСТ рекомендует признаки (критерии) отказа устанавливать нормативно-технической документацией. Для автомобилей такой документацией являются «требования к техническому состоянию»- как часть ПДД и инструкция по эксплуатации. Для других транспортных систем - инструкция по эксплуатации и ведомственные требования, в частности, требования гостехнадзора.

Главное в безотказности - наработка на отказ: это промежуток времени или наработки между двумя следующими друг за другом отказами. Однако для восстанавливаемых машин, к которым относятся и автомобили, и тракторы, одной безотказности недостаточно, так как необходимо оценивать, как долго может длиться процесс отказов и восстановлений. На графике представлена закономерность изменения наработки на отказ в ходе эксплуатации машин с учетом того, что восстановление после отказа не изменит наработку на отказ.

1-ая область- приработка –сравнительно большое число отказов, маленькая наработка на отказ, но постепенно, по мере устранения производственных дефектов, увеличивается.

2-ая область - стабильное (относительно) число отказов - наработка на отказ почти постоянная величина.

3-я область - предельное состояние – большое число отказов, при этом наработка на отказ снижается.

Наибольший интерес представляет продолжительность 2-ой области, которая характеризует такое свойство надежности как долговечность.

1. Основные показатели долговечности машин.

Долговечность – это свойство изделия сохранять работоспособность до достижения предельного состояния в течение определенного времени или наработки при принятой системе технического обслуживания или ремонта.

Наработка до достижения предельного состояния называется ресурс.

Ресурс - случайная величина, однако, изготовитель должен определить и назначить срок службы – наработку, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена (для авиации, боеприпасов) или машину надо восстанавливать путём ремонта, иначе эксплуатация опасна, нерациональна из-за частых отказов.

Для элементов вопрос с предельным состоянием, ресурсом и сроком службы решается проще:

Шины – высота выступов протектора.

Однако для машин в целом ресурс зависит от ресурса составляющих, с учётом регламентированных замен тех элементов, у которых ресурс много меньше ресурса машины. Это требует определённой схематизации подхода и специальной системы технической эксплуатации. Поэтому ГОСТ определил предельное состояние следующим образом: состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена по причине неустранимого нарушения требований безопасности, отклонения показателей, снижения эффективности или необходимости капитального ремонта.

1. Основные показатели ремонтопригодности и сохраняемости машин.

Ремонтопригодность – приспособленность машины к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и их последствий за счет технического обслуживания и ремонта.

Для оценки ремонтопригодности используют две группы параметров:

· время и трудоёмкость определения причин и характера отказов. Это случайные величины для каждого вида отказов. Эти затраты зависят от такого свойства, как контролепригодность.

В настоящее время даже для отечественных автомобилей предусмотрены бортовые системы диагностики, способствующие сокращению времени и трудоёмкости контроля технического состояния.

В пределе, по опыту авиации, бортовая диагностика может не только определить отказы, но и прогнозировать ресурс конкретных систем с учётом их реальных условий работы.

· время и трудоёмкость устранения отказов.

Наличие системы технического обслуживания предусматривает, как правило, планово-предупредительный, профилактический характер выполняемых работ, что также требует определённых затрат времени и трудоёмкости. С точки зрения эффективности между затратами времени на плановое техническое обслуживание и устранение отказов есть некоторая разница, однако с точки зрения коэффициента полезного использования это практически одно и тоже. Поэтому при оценке суммарных затрат времени на обслуживание эти затраты можно суммировать.

Сохраняемость – свойство машины непрерывно сохранять работоспособность в течение и после хранения и транспортировки.

Сохраняемость важное свойство для военной техники, а также для машин с сезонным использованием – уборочная и посевная сельхозтехника.

Перед транспортировкой или длительным хранением необходима специальная подготовка (консервация), а после – подготовка к эксплуатации и расконсервация. Эти работы оцениваются затратами времени и трудоёмкостью.

Дата добавления: 2014-01-07