Работоспособность и надежность изделий

При изучении надежности технических устройств рассматриваются самые разнообразные объекты — машины, сооружения, аппаратура и др. Для машиностроения объект рассмотрения будем называть изделием. В зависимости от поставленной задачи изделием может быть отдельная деталь, кинематическая пара, узел, агрегат, машина в целом или система машин.

Решение задачи по повышению или оценке надежности сложной машины обычно включает рассмотрение ее элементов, отдельных узлов и агрегатов.

Обычно каждое изделие характеризуется рядом выходных параметров и их допустимое значение оговаривается в нормативных документах (стандартах, технических условиях). Значение каждого выходного параметра зависит от выходных параметров узлов и отдельных частей, составляющих данное изделие.

Термины и определения по надежности стандартизованы

(ГОСТ 13377-75). Ниже приведены основные из них.

Работоспособность - это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Отказ — это событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия. Примеры отказов: поломка вала, заклинивание золотника гидросистемы, выход за допустимые пределы КПД двигателя, величины деформации станины станка и др. Естественно, что различные отказы имеют и разные последствия — от незначительных отклонений в работе машины до аварийных ситуаций.

Любой отказ возникает или может возникнуть через некоторый период времени, который является случайной величиной. В зависимости от причин отказа следует по-разному оценивать и время работы изделия. Здесь могут быть два основных случая:

1 срок службы до отказа - время оценивается календарной продолжительностью работы изделия. Это характерно для таких причин нарушения работоспособности изделия, как коррозия, действие внешних температурных факторов или облучения и др.

2 наработка до отказа - продолжительность работы изделия или соответствующий ей объем выполненной работы (число циклов, путь, производительность и т. п.).

Изделие или его элемент характеризуются, как правило, не одним, а несколькими выходными параметрами. Срок службы или наработка изделия до отказа — это время достижения предельного значения любым из его выходных параметров. Длительность работы изделия по тем или иным причинам (необходимость ремонта, возрастание опасности дальнейшей эксплуатации) может быть регламентирована.

Наработка или срок службы до предельного регламентированного состояния называется соответственно ресурсом или допустимым сроком службы.

Следует отметить, что время работы изделия до отказа — случайная величина, в то время, как ресурс или допустимый срок службы — неслучайные величины.

Надежность — это свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность.

Надежность изделия — обобщенное свойство, которое включает в себя понятия безотказности и долговечности. Разделение надежности на эти две основные категории зависит от того, какой промежуток времени рассматривается и учитываются ли мероприятия, связанные с восстановлением утраченной работоспособности.

Безотказность — это свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого периода времени или некоторой наработки.

Долговечность — это свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т.е. в течение всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.