Надежностьиспользуетпонятиеобъекта.Объектомисследованиянадежности(какнауки)являетсятоилииноетехническоесредство:отдельнаядеталь,узелмашины,агрегат,машинавцелом,изделиеидр.
Объектхарактеризуетсякачеством.Надежностьявляетсясоставляющим показателем качества объекта. Чем выше надежность объекта,темвышеегокачество.
Работоспособныйобъект-объект,которыйможетвыполнятьвозложенные на него функции в условияхэксплуатации, определенныхдляданногообъекта.Работоспособныйобъектнаходитсявработоспособномсостоянии.
Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значениевсехпараметров,характеризующихспособностьвыполнятьзаданныефункции, соответствуют нормативно-технической и (или) конструкторской(проектной)документации.
Неработоспособноесостояние–состояниеобъекта,прикоторомзначениехотябыодногопараметра,характеризующегоегоспособностьвыполнять заданные функции, не соответствует нормативно-технической и(или)конструкторской (проектной)документации.
Отказ-переходобъектаизработоспособногосостояниявнеработоспособное.
Восстановление-возвращениеобъектуработоспособногосостояния.
Восстановлениеосуществляетсяпутемремонтаобъекта.
Рис..
Надежность объекта -совокупностьсвойств,определяющихвозможностьобъектасохранятьработоспособностьвопределенныхрежимах и условиях эксплуатации и егоприспособленность к восстановлению вслучае отказа.
Численнаяоценканадежности-вероятностьPнахожденияобъектавработоспособномсостояниивданныймоментвремениt.Этавероятностьс
течениемвремениизменяетсяпонекоторомузакону P(t)(рис.1).ВероятностьработоспособногосостоянияPобъектасвязанасвероятностьюотказаQ
P =1− Q.
Жизненныйциклобъекта
Объект характеризуется жизненным циклом. Жизненный цикл объектасостоитизрядастадий:проектированиеобъекта,изготовлениеобъекта,эксплуатация объекта. Каждая из этих стадий жизненного цикла влияетнанадежность изделия.
Настадиипроектированияобъектазакладываютсяосновыегонадежности. На надежность объекта влияют: выбор материалов (прочностьматериалов,износостойкостьматериалов),запасыпрочностидеталейиконструкции в целом, удобство сборки и разборки (определяет трудоемкостьпоследующихремонтов),механическаяитепловаянапряженностьконструктивныхэлементов,резервированиеважнейшихилинаименеенадежныхэлементовидругиемеры.
Настадииизготовлениянадежностьопределяется:выборомтехнологиипроизводства, соблюдением технологических допусков, качеством обработкисопрягаемыхповерхностей,качествомиспользуемыхматериалов,тщательностьюсборки ирегулировки.
Настадиипроектированияиизготовленияопределяютсяконструктивно-технологические факторы, влияющие на надежность объекта.Действие этих факторов выявляется на стадии эксплуатации объекта. Крометого, на этой стадии жизненного цикла объекта на его надежность влияют иэксплуатационные факторы.
Эксплуатация оказываетрешающее влияние на надежность объектов,особенно сложных. Надежность объектапри эксплуатацииобеспечиваетсяпутем:
- соблюдение условий и режимов эксплуатации (смазка, нагрузочныережимы,температурные режимыидр.),
- проведениепериодическихтехническихобслуживанийсцельювыявления и устранения возникающих неполадок и поддержания объекта вработоспособномсостоянии,
- систематическаядиагностикасостоянияобъекта,выявлениеипредупреждениеотказов,снижениевредныхпоследствийотказов,
- проведениепрофилактическихвосстановительныхремонтов.
Основной причиной снижениянадежностив процессеэксплуатацииявляеютсяизносистарениекомпонентовобъекта.Износприводиткизменениюразмеров,нарушениюработоспособности(из-заухудшенияусловий смазки, например), поломкам, снижениюпрочностии т.д. Старениеприводиткизменениюфизико-механическихсвойствматериалов,влекущемуполомкиилиотказы.
Условияэксплуатацииназначаютсятакими,чтобымаксимальноснизить износ и старение: например износ возрастает в условиях дефицитаилинизкогокачествасмазки.Старениевозрастаетпривыходе
Рис..
температурных режимов задопустимые(например,уплотнительные
прокладки,клапаныит.д.).
Надежность объекта на стадии эксплуатации можно иллюстрироватьграфиком типичной зависимости интенсивности отказов объекта от времениэксплуатации, представленномнарис.2.
На рис. 2 показано: 1 - интенсивность отказов λ (t), 2 - кривая старения,tп- период приработки, tн-нормальная работа, tи- период износа. В периодприработкинадежность,впервуюочередь,определяетсяконструктивно-технологическимифакторами,чтоведеткповышеннойинтенсивностиотказов. По мере выявления и устранения этих факторов надежность объектаприводитсякноминальномууровню,которыйсохраняетсявпродолжительномпериодеtннормальнойэксплуатации.
В течение эксплуатации в объекте накапливаются проявления износа иусталости,интенсивностькоторыхвозрастаетсувеличениемсрокаэксплуатации объекта (возрастающая кривая 2 на рис. 2). Наступает период tиинтенсивногоизносаобъекта,которыйзаканчиваетсяегоприходомвпредельное состояние иснятиемсэксплуатации.
Ежегодные затратынаэксплуатациюхарактеризуютсяграфикамина
рис.3,где1-суммарные затраты, 2 -затраты на ремонт, 3 -затраты на
амортизацию. Изграфиков видно, чтосуществуетоптимальный срокэксплуатации объекта,при котором
суммарныезатратынаэксплуатацию
Рис..
минимальны.
Продолжи-тельнаяэксплуатация,существеннопревышающаяоптимальныйсрокэкономически невыгодна.