Основные понятия надежности. Классификация отказов. Составляющие надежности.

НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Ивановский государственный энергетический университет

Колобов Александр Борисович
к. т. н., доцент каф. Т и ПМ

mailto: kvk@dsn.ru.

Представленный курс лекций составлен с учетом основных квалификационных требований, обязательных знаний и навыков, необходимых для российской сертификации специалистов по неразрушающему контролю и технической диагностике (СДС РОНКТД) и сертификации инженеров и аудиторов в области надежности и качества Американского Общества по Контролю Качества (АОКК), на основе мировых (ТК 56 МЭК «Надежность») и российских (ТК 119 «Надежность в технике») стандартов.

Материал лекций посвящен основным расчетным моделям оценки надежности невосстанавливаемых и восстанавливаемых технических объектов. Подчеркнута универсальность предлагаемых моделей, возможность приложения их в различных областях техники.

Поскольку базой основных понятий и моделей надежности являются модели теории вероятностей, недостаточно или не всегда изучаемые студентами, курс лекций содержит приложение с необходимыми сведениями из теории вероятностей.

Подробную информацию о практических приложениях оценки надежности, обеспечения надежности при эксплуатации объектов и диагностировании технического состояния объектов можно получить в Проблемной НИЛ вибродиагностики кафедры Т и ПМ ИГЭУ.

Лекция 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАДЕЖНОСТИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ. СОСТАВЛЯЮЩИЕ НАДЕЖНОСТИ.

Термины и определения, используемые в теории надежности, регламентированы ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Термины и определения».

Основные понятия

Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени и в заданных пределах значения установленных эксплуатационных показателей.

Объект – техническое изделие определенного целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Объектами могут быть различные системы и их элементы.

Элемент – простейшая составная часть изделия, в задачах надежности может состоять из многих деталей.

Система – совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Понятия элемента и системы трансформируются в зависимости от поставленной задачи. Например, станок, при установлении его собственной надежности рассматривается как система, состоящая из отдельных элементов – механизмов, деталей и т.п., а при изучении надежности технологической линии – как элемент.

Надежность объекта характеризуется следующими основными состояниями и событиями.

Исправность – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией (НТД).

Работоспособность – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения основных параметров, установленных НТД.

Основные параметры характеризуют функционирование объекта при выполнении поставленных задач.

Понятие исправность шире, чем понятие работоспособность. Работоспособный объект обязан удовлетворять лишь тем требования НТД, выполнение которых обеспечивает нормальное применение объекта по назначению. Таким образом, если объект неработоспособен, то это свидетельствует о его неисправности. С другой стороны, если объект неисправен, то это не означает, что он неработоспособен.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его применение по назначению недопустимо или нецелесообразно.

Применение (использование) объекта по назначению прекращается в следующих случаях:

• при неустранимом нарушении безопасности;
• при неустранимом отклонении величин заданных параметров;
• при недопустимом увеличении эксплуатационных расходов.

Для некоторых объектов предельное состояние является последним в его функционировании, т.е. объект снимается с эксплуатации, для других – определенной фазой в эксплуатационном графике, требующей проведения ремонтно-восстановительных работ.

В связи с этим, объекты могут быть:

• невосстанавливаемые, для которых работоспособность в случае возникновения отказа, не подлежит восстановлению;
• восстанавливаемые, работоспособность которых может быть восстановлена, в том числе и путем замены.

К числу невосстанавливаемых объектов можно отнести, например: подшипники качения, полупроводниковые изделия, зубчатые колеса и т.п. Объекты, состоящие из многих элементов, например, станок, автомобиль, электронная аппаратура, являются восстанавливаемыми, поскольку их отказы связаны с повреждениями одного или немногих элементов, которые могут быть заменены.

В ряде случаев один и тот же объект в зависимости от особенностей, этапов эксплуатации или назначения может считаться восстанавливаемым или невосстанавливаемым.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Критерий отказа – отличительный признак или совокупность признаков, согласно которым устанавливается факт возникновения отказа.