2 Некоторые сведения из теории надежности киноаппаратуры

2.1Качество и надежность

Под изделием в теории надежности подразумевается эле­мент или система, состоящая из элементов. Элемент — это часть системы не имеющая самостоятельного эксплуата­ционного назначения и выполняющая определенные функции. Системой называют совокупность действующих элемен­тов, обеспечивающих выполнение определенных задач. На­пример, усилитель — система, предназначенная для усиле­ния электрических колебаний звуковой частоты.

Каждое изделие обладает вполне определенными свойст­вами. Свойство изделия — объективная особенность изде­лия, проявляющаяся при его создании и эксплуатации. Од­ним из важнейших свойств изделия является его качество.

Качеством изделия называется совокупность свойств, определяющая степень его пригодности для использования по назначению. Иными словами, качество изделия представ­ляет собой совокупность показателей, определяющих его со­ответствие современным требованиям техники.

К показателям качества изделия относятся: надежность, эксплуатационные характеристики, технологичность, эконо­мичность, безопасность эксплуатации и др. Все показатели имеют численное значение и по существу определяют эффек­тивность применения любого изделия. Каждый показатель качества выявляет определенные свойства продукции.

Важнейшим из качественных показателей является на­дежность.

Надежностью называют свойство изделия выполнять заданные функции в течение требуемого интервала времени при определенных условиях эксплуатации.

Н адежность — физическое свойство изделия, которое за­висит от принципа его построения, количества и качества со­держащихся в нем элементов, от условий эксплуатации и т. д. На надежность изделий влияет целый ряд случайных факторов, поэтому теория надежности основана на теории вероятности и математической статистике. Целью теории на­дежности является разработка методов расчета и обеспечения надежности изделий.

С точки зрения надежности изделия бывают ремонтируе­мые и не ремонтируемые.

Изделия, с точки зрения теории надежности, могут нахо­диться в двух состояниях: работоспособном или неисправ­ном.

Р аботоспособность — состояние изделия, при ко­тором оно выполняет заданные функции с параметрами, ого­воренными требованиями технической документации. Неис­правность — состояние изделия, при котором оно не со­ответствует хотя бы одному параметру, определяемому тех­нической документацией. Работоспособность и неисправ­ность — термины, определяющие противоположные состоя­ния изделия.

2.2Виды отказов. Свойства и периоды работы изделий

Отказом называют состояние, заключающееся в нару­шении работоспособности изделия. Отказ является одним из частных случаев неисправности изделия. Однако не всякая неисправность может быть отнесена к отказам. Существует много таких неисправностей, при наличии которых изделие еще может продолжать выполнять свои функции без приня­тия надлежащих мер по их устранению. Например, перего­рание лампочки, сигнализирующей о включении усилителя в сеть, или неисправность контрольно-измерительного прибора, не участвующего непосредственно в работе изделия. Если второстепенные неисправности долгое время не устранять и дать возможность им нарастать, то рано или поздно они мо­гут вызвать отказ.

Причины отказов различны. Они могут возникать вследст­вие: неправильного конструирования изделия, неправильно­сти разработанного технологического процесса, его наруше­ния или ошибке при выборе и использовании технологичес­кой оснастки, несоблюдения правил и режимов эксплуатации изделия, повышенных воздействий внешних дестабилизирую­щих факторов.

Отказы, возникающие в результате указанных причин (независимо от исправного состояния других элементов), на­зывают независимыми. Зависимые отказы возникают только в результате другого отказа. Так, если в усилителе 6У-34 из-за некачественной пайки нарушился контакт базового выво­да транзистора со схемой, то и сам транзистор может выйти из строя, так как он работает с отключенной базой. На прак­тике очень важно определить, зависим или независим отказ.

Отказы по своей природе делят на внезапные и посте­пенные.

При внезапных отказах происходит скачкообразное изменение одного или нескольких параметров до величины, при которой нарушается нормальная работа изделия. К вне­запным отказам относят, например, повреждение паек и об­рыв проводов, перегорание резисторов, пробой полупровод­никовых приборов, конденсаторов и т. д. Внезапные отказы носят, как правило, случайный характер и практически не зависят от других элементов. Эти отказы чаще всего обусло­влены скрытыми конструктивными или технологическими де­фектами. Внезапный отказ может возникнуть и при перегруз­ке элемента, например, тепловой, механической, электриче­ской. Чем тяжелее условия работы радиодетали, тем боль­ший процент из всех отказов падает на внезапные отказы.

Постепенные отказы возникают при плавном изменении параметра (параметров) в результате развития процессов износа и старения. Например, износ трущихся частей, дефор­мация под влиянием механической нагрузки, изменение свойств под влиянием тепла, холода, влаги, света, электри­ческой нагрузки. Следовательно, постепенные отказы носят не случайный, а закономерный характер, и их появление можно заранее прогнозировать и предотвратить, своевремен­но проводя профилактические работы.

Постепенные отказы приводят к медленному ухудшению качества изделия: снижению сопротивления изоляции, уве­личению электрических потерь, уменьшению мощности или ухудшению чувствительности и т. д.

По степени воздействия на изделия отказы могут быть полные или частичные. При возникновении полного отказа эксплуатация изделия невозможна. При возникнове­нии же частичного отказа полного нарушения работоспособ­ности изделия не происходит и его можно эксплуатировать.

П о характеру воздействия отказы бывают устойчивые и самоустраняющиеся. Устойчивые отказы проявляются в результате необратимых процессов. Для их устранения не­обходим ремонт изделия. Самоустраняющиеся отказы или сбои возникают однократно в результате воздей­ствия шумов, помех и т. д., а затем самоустраняются. Про­должительность сбоев мала, и они не ведут к выходу изде­лия из строя. Разновидностью самоустраняющихся отказов являются пробои и искрение в высоковольтном изделии при как и сбои, появляются внезапно и также самоустраняются. Продолжительность перемежающихся отказов значительно больше, чем продолжительность сбоев, что может привести к устойчивому отказу. Примером перемежающихся отказов являются пробои и искрение в высоковольтном изделии при попадании влаги на изолятор, прерывающиеся контакты в переключающихся устройствах и разъемах.

Безотказность — свойство изделия сохранять рабо­тоспособность в течение определенной наработки (число ча­сов работы между двумя соседними отказами) без вынуж­денных простоев.

Ремонтопригодность — свойство изделия, заклю­чающееся в его приспособленности к предупреждению, обна­ружению н устранению отказов и неисправностей путем про­ведения технического обслуживания и ремонта. Данное свой­ство учитывают при определении надежности ремонтируемых изделий.

Долговечность — свойство изделия сохранять рабо­тоспособность до предельного состояния с необходимыми пе­рерывами для технического обслуживания и ремонта. Пре­дельное состояние изделия определяется невозможностью его дальнейшей эксплуатации, обусловленным снижением эффективности либо требованиями безопасности. Это оговаривает­ся в технической документации.

Понятие долговечности очень близко к понятию надеж­ности. Однако они не тождественны. Одни изделия могут быть достаточно долговечными, но не надежными, другие — наоборот. Каждое изделие должно обладать оптимальной долговечностью. Оптимальная долговечность определяется наиболее эффективным использованием изделий, своевремен­ным их обновлением, а так же рациональным, предусмот­ренным при конструировании износом всех элементов изде­лия.

Сохраняемость — свойство изделия сохранять обус­ловленные эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортировки. Данные по сохраняемо­сти приведены в технической документации.

Работу изделий характеризуют тремя периодами.

Первый — начальный. В этот период из строя выхо­дят относительно большое число элементов, причем отказы­вают наименее надежные, в которых есть скрытые произ­водственные дефекты. Помимо этого, в готовых изде­лиях выявляются ошибки сборки и монтажа. Желательно, чтобы начальный период (период приработки) закончился на предприятии — изготовителе изделия. Это достигается длительным прогоном изделий и тренировкой элементов пе­ред их поступлением на сборку и монтаж.

Второй — нормальной работы. Это наиболее продолжительный период, в котором процесс приработки за­кончен, а износа и старения еще не наступило. Задача кон­структоров, производственников и эксплуатационников со­стоит в определении периода нормальной работы.

Третий — период износа и старения. Даже при тщательном конструировании изделия, образцовом его изготовлении и надежной эксплуатации наступает период, когда отказы происходят все чаще — сказываются неизбеж­ные процессы износа и старения элементов. На этом этапе возникает необходимость в среднем или капитальном ре­монте.