5.2. Основные понятия и показатели

5.2.1. Работоспособность и надежность изделий

Каждое изделие (деталь, узел, агрегат, машина в целом) характеризуется определенными выходными параметрами – величинами, определяющими показатели качества данного изделия. Выходные параметры могут характеризовать самые разнообразные свойства данного изделия в зависимости от его назначения и тех требований, которые к нему предъявляются. Это могут быть показатели точности функционирования, механические и прочностные характеристики, кинематические и динамические параметры, экономические показатели и др.

Обычно каждое изделие характеризуется рядом выходных параметров и их допустимое значение оговаривается в нормативных документах (стандартах, технических условиях).

Значение каждого выходного параметра зависит от выходных параметров узлов и отдельных частей, составляющих данное изделие.

Работоспособность – это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Техническая документация предусматривает уровень внешних воздействий, методы технического обслуживания и ремонта (систему ремонта, затраты на ремонт и др.), нормы и допустимые отклонения от установленных параметров.

Таким образом, работоспособность изделия связана не только со «способностью работать», т.е. выполнять необходимые функции, но и с тем, чтобы при этом выходные параметры изделия находились в допустимых пределах.

Отказ – это событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия. Примеры отказов: поломка вала, заклинивание золотника гидросистемы, выход за допустимые пределы КПД двигателя, времени включения фрикционной муфты, величины деформации станины станка и др. Естественно, что различные отказы имеют и разные последствия – от незначительных отклонений в работе машины до аварийных ситуаций. Поэтому ниже будут особо рассмотрены показатели для оценки степени опасности отказов и классификация отказов.

Любой отказ возникает или может возникнуть через некоторый период времени, который является случайной величиной. В зависимости от причин отказа следует по-разному оценивать и время работы изделия. Здесь могут быть два основных случая (табл. 5.1) Первый  - когда время оценивается календарной продолжительностью работы изделия. Это характерно для таких причин нарушения работоспособности, как коррозия, действие внешних температурных факторов или облучения и др. Время работы до отказа в этом случае называется сроком службы до отказа.

Таблица 5.1. Оценка длительности эксплуатации изделия

Исчисление времени работы	Время работы до отказа (случайная величина)	Регламентированное время работы изделия (детерминированная величина)
В отработанных часах (наработка)	Т – наработка до отказа	Тр – ресурс
В календарных часах (время работы)	Т – срок службы до отказа	Тсл – срок службы

Однако для большинства машин и их механизмов основное значение для оценки потери работоспособности имеет не календарное время, а продолжительность работы изделия или соответствующий ей объем выполненной работы (число циклов, путь, производительность и т.п.). Время работы изделия до отказа, выраженное в часах, называется в этом случае наработкой до отказа.

Изделие или его элемент характеризуются, как правило, не одним, а несколькими выходными параметрами. Срок службы или наработка изделия до отказа – это время достижения предельного значения любым из его выходных параметров. Длительность работы изделия по тем или иным причинам (необходимость ремонта, возрастание опасности дальнейшей эксплуатации) может быть регламентирована.

Наработка или срок службы до предельного регламентированного состояния называется соответственно ресурсом или допустимым сроком службы.

Надежность – обобщенное (сложное) свойство, которое объединяет такие свойства, как безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность.

Безотказностью называется свойство системы сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов на ремонт и техническое обслуживание.

Долговечностью называется свойство системы сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на техническое обслуживание и ремонт.

Таким образом, надежность изделия определяется его безотказностью и долговечностью. Первое из них ра

Сохраняемостью называется свойство изделия сохранять эксплуатационные показатели (выходные параметры) в течение и после срока хранения и транспортирования изделия в условиях, оговоренных в технической документации.

Ремонтопригодностью называется свойство системы, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей в системе путем проведения технического обслуживания и ремонта.