Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.
Исходные свойства машин закладываются при проектировании, обеспечиваются при изготовлении, поддерживаются в процессе эксплуатации машин и восстанавливаются при ремонте.
Выделяют три источника воздействий:
действие энергии окружающей среды, включая человека – оператора, управляющего машиной и выполняющего техническое обслуживание и ремонт;
внутренние источники энергии, связанные с рабочими процессами, протекающими в машине и сопряжениях деталей (рабочие процессы в двигателях, гидравлических системах и др.);
потенциальную энергию, накопленную в материале и элементах машин в процессе изготовления и ремонта (внутренние напряжения в отливке, напряжения, возникающие после проведения ремонта, особенно методами сварки и наплавки, а также монтажные напряжения и др.).
Все источники воздействия на машину проявляются в виде механической, тепловой, химической энергий и вызывают в материале ее элементов необратимые процессы, которые приводят к повреждениям (деформациям, изнашиванию, коррозии и др.) и изменению начальных параметров (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Схема процесса возникновения отказов
В процессе эксплуатации машина может находиться в различных состояниях и выполнять различные работы. Время эксплуатации объектов определяется наступлением предельного состояния, при котором либо дальнейшее применение их по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Каждый объект характеризуется совокупностью значений параметров, описывающих его состояние (рис. 1.5), и качественных признаков, для которых не применяют количественные оценки.
Рис. 1.5. Схема изменения состояния машин в процессе эксплуатации
Номенклатура этих параметров и признаков, а также пределы допустимых их изменений установлены в нормативно–технической и конструкторско–технологической документации.
Работоспособный объект в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям нормативно–технической и конструкторско–технологической документации, выполнение которых не нарушает применение объекта по назначению, т. е. работоспособный объект может быть неисправным.
Объект в предельном состоянии нельзя применять по назначению.
Предельное состояние неремонтируемых объектов в одних случаях может совпадать с неработоспособным, в других оно обусловлено такими значениями его параметров (при работоспособном состоянии), при которых применение объекта по назначению недопустимо в связи с опасностью использования или экономически неоправданно. Предельное состояние наступает в этом случае раньше возникновения отказа.
Для ремонтируемых объектов предельное состояние – причина временного прекращения использования объекта по назначению в случае проведения капитального ремонта или окончательного прекращения работы объекта, т. е. списания.
Установлены единые критерии предельного состояния машин, которыми должны руководствоваться все организации, занимающиеся вопросами надежности.