2012
1
Лекция 1
1. Основы теории надежности машин
1.1. Основные понятия теории надежности
2
План лекции
1. Основы теории надежности машин
1.1. Основные понятия теории надежности
1.1.1. Проблема надежности металлургического оборудования
1.1.2. Состояния технического объекта
1.1.3. Временные понятия
1.1.4. Надежность машин и ее составляющие
1.2. Показатели надежности машин
1.2.1. Общие сведения
1.2.2. Показатели безотказности
1.2.3. Показатели долговечности
1.2.4. Показатели ремонтопригодности
1.2.5. Показатели сохраняемости
1.2.6. Комплексные показатели надежности
3
Список рекомендуемой литературы
1. Плахтин В.Д. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин: учебник. – М.: Металлургия, 1983. – 415 с.
2. Седуш В.Я. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин: учебник. – Киев: УМК ВО, 1992. – 368 с.
3. Гребеник В.М., Цапко В.К. Надежность металлургического оборудования (оценка эксплуатационной надежности и долговечности): Справочник. - М.: Металлургия, 1989. - 592 с.
4. Решетов Д.Н., Иванов А.С., Фадеев В.З. Надежность машин: уч.пособие для вузов. – М.: Высш. школа, 1988. – 239 с.
5. Гребеник В.М., Гордиенко А.В., Цапко В.К. Повышение надежности металлургического оборудования: Справочник. – М.: Металлургия, 1988. – 688 с.
6. Машиностроение. Энциклопедия. Ред.совет: К.В. Фролов (пред.) и др. – М.: Машиностроение. Надежность машин. Т.IV-3/В.В. Клюев, В.В. Болотин, Ф.Р. Соснин и др.; Под общ. ред. В.В. Клюева. 2003. – 592 с.
4
1.1.1.Проблема надежности металлургического оборудования
•Надежность - составная часть качества любой технической системы.
• Надежность технического объекта - его свойство сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций при соблюдении правил эксплуатации, предусмотренных нормативно-технической и эксплуатационной документацией.
5
•Понятие эксплуатации включает в себя не только применение по назначению, но и техническое обслуживание, ремонт, хранение и транспортирование.
6
•Стимулы развития науки о надежности:
а) автоматизация, многократное усложнение машин и их соединение в крупные комплексы;
б) внедрение безлюдной технологии;
в) непрерывное форсирование машин, уменьшение их металлоемкости, повышение их силовой, тепловой, электрической напряженности.
7
Основные разделы теории надежности:
• математическая теория надежности,
• надежность по отдельным физическим критериям отказов («физика отказов»),
• расчет и прогнозирование надежности,
• мероприятия повышению надежности,
•контроль надежности (испытания, статистический контроль, организация наблюдений) и техническая диагностика,
• теория восстановления,
•экономика надежности.
8
• Обобщенные объекты теории надежности: изделие, элемент, система.
• Система – совокупность подсистем (элементов), объединенных функционально и конструктивно и определенным образом взаимодействующих в процессе применения по назначению.
• Изделия: невосстанавливаемые, восстанавливаемые.
_______________________________________________________________
9
1.1.2. Состояния технического объекта
•Состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям документации, называют исправным.
•Если объект не соответствует хотя бы одному из требований документации, то его состояние называют неисправным.
•Состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям документации, называют работоспособным.
10
Классификация состояний объектов
11
Предельные состояния:
• Для неремонтируемых объектов:
1. совпадает с неработоспособным состоянием;
2. начиная с некоторого момента времени дальнейшая эксплуатация еще работоспособного объекта оказывается недопустимой в связи с опасностью или вредностью эксплуатации.
12
• Для ремонтируемых объектов:
1. требуется отправка объекта в средний или капитальный ремонт;
2. предельное состояние влечет за собой окончательное прекращение применения объекта по назначению.
13
• Отказ - любое событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.
• Полный отказ, когда наступает полное неработоспособное состояние объекта.
• Частичный отказ, когда наступает частично неработоспособное состояние.
• Повреждения - нарушения исправного состояния объекта при сохранении его работоспособного состояния.
14
Классификация отказов технического объекта
15
• Внезапный и постепенный отказы. Наступлению постепенного отказа предшествует непрерывное и монотонное изменение одного или нескольких параметров, характеризующих способность объекта выполнять заданные функции.
• Сбои (разновидность внезапных отказов) - самоустраняющиеся отказы или однократные отказы, устраняемые вмешательством оператора.
•Разновидность сбоя - перемежающийся отказ - многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера.
16
• Конструктивный отказ - возникает по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования.
• Производственный отказ возникает по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном предприятии.
• Эксплуатационными называют отказы, связанные с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации.
17
• Приработочные отказы возникают на ранней стадии эксплуатации, когда проявляется влияние дефектов, не обнаруженных и не устраненных в процессе изготовления, испытания, выходного и (или) приемочного контроля.
• Деградационные отказы вызваны процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при условии соблюдения всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации.
18
1.1.3. Временные понятия
• Наработка - чистое время, в течение которого машину применяют по назначению, т.е. продолжительность работы машины.
•Измеряется как в единицах времени (годах, сутках, часах), так и в единицах цело-численных величин (число рабочих циклов, переключений и т.п.) или через объем произведенной работы или число рабочих циклов..
• Наработка до отказа - продолжительность эксплуатации объекта от ее начала до возникновения отказа.
• Наработку между отказами отсчитывают от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.
19