Основы надёжности машин

Свойства надежности и их показатели

Теория надежностиизучает процессы старения машин, механизмов, оборудования, т.е. изменение их качества во времени.

Надежность - это свойство машины выполнять заданные функции, сохраняя во времени установленные эксплуатационные показатели в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям: использования, текущего обслуживания и ремонта, хранения и транспортирования.

Изменение показателей эксплуатационных свойств машин, приданных им при проектировании и изготовлении, обусловлено их взаимодействием с факторами, характеризующими эксплуатационные условия -нагрузочные, скоростные, климатические и др.

Поскольку качество машин неодинаково, а число эксплуатационных факторов большое и их действие на машину в каждый данный момент может быть неодинаково, то в аналитической форме это взаимодействие отразить весьма сложно и,как правило, невозможно.

Поэтому для определения количественных характеристик надежности применяют статический метод,а в качестве математического аппарата теорию вероятности.

Основным понятием теории надежности является отказ.

Отказ- это событие, заключающееся в нарушении работоспособности машины, т.е. такое состояние, при котором машина не способна выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями .технической документации (стандартами, ТУ и пр.).

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным внезапным изменением одного или нескольких заданных параметров, определяющих работоспособность машины.

К таким отказам относятся поломки (поломка листов рессор) и разрывы конструкционных материалов. Появление таких отказов объясняется возникновением таких нагрузок, на которые конструкция не рассчитана.

Постепенный отказ характеризуется постепенным изменением одного или нескольких заданных параметров машины. Эти отказы возникают из-за износа и старения конструкционных материалов.

Например, постепенное падение мощности двигателя из-за износа поршневых колец гильз цилиндра, потеря прогиба рессоры из-за старения металла её листов.

Независимый отказ не обусловлен отказами других элементов машины.

Зависимый отказ возникает из-за повреждений или отказов других элементов машины.

Например, отказы клапанов газораспределительного механизма двигателя могут возникать из-за дефектности самих клапанов (независимый отказ), но они возникают также из-за нарушения зазора между клапаном и толкателем (зависимый отказ).

Конструкторский отказ - отказ в результате нарушения установленных правил и норм конструирования.

Производственный отказ – в результате нарушения установленного процесса изготовления или ремонта объекта.

Эксплуатационный отказ – в результате нарушения установленных правил и условий эксплуатации машины.

Методы устранения (замена элементов, восстановление регулировочных параметров) зависят от видов отказов. Они могут возникать, во-первых, из-за выхода из строя деталей, сборочных единиц, агрегатов, т.е. элементов конструкции, и, во-вторых, из-за разрушения взаимосвязи между работоспособными элементами, что исключает нормальное выполнение функций данной системой или механизмом.

В связи с различными причинами нарушения работоспособности безотказность машин следует рассматривать с позиций элементной и функциональной надёжности схем. К первой из них относят отказы, при устранении которых необходимо заменять элементы конструкций, а ко второй – отказы, устраняемые регулировочными, очистительными и другими аналогичными работами.

Частота появления отказов отражает свойство безотказностимашины.

Устранение отказов связано с простоем машины, т.е. с исключением ее из процесса эксплуатации на некоторое время (на ремонт), а, следовательно, и с трудовыми и материальными затратами.

Простой и затраты зависят от свойства ремонтопригодности машин.

Отказ применительно к детали определяет ее ресурсв часах работы до предельного состояния. Это понятие относится к свойству долговечности.

Отказ детали не определяет, как правило, долговечность машины в целом. Однако увеличение числа отказов приводит к необходимости изъятия этой машины из эксплуатации, что и определяет ее долговечность.

Таким образом, надежность машины обуславливается свойствами безотказности, ремонтопригодности и долговечности.

Для количественной характеристики этих свойств применяют показатели надежности.Они могут быть единичнымиили комплексными.Единичные показатели надежности относятся к одному из свойств, а комплексные - к нескольким.