
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
- •Институт промышленных технологий и инжиниринга
- •Кафедра «Технология машиностроения»
- •Надежность в технологических системах
- •Часть 1
- •Введение
- •Основные понятия и определения надежности
- •1.1. Основные определения
- •1.2. Количественные показатели надежности и долговечности
- •1.3. Экономические показатели надежности
- •Методы расчета надежности и долговечности технических устройств
- •2.2.Надежность и долговечность элементов машин при изнашивании
- •2.2.3. Закономерности износа элементов машин. Протеканию процессов изнашивания способствует ряд физических факторов, имеющих место при контактировании:
- •Физическая сущность коррозии металлов
- •Методы расчета характеристик долговечности при коррозионном старении
- •2.5. Физическая сущность процессов усталостного старения
- •2.6. Методы расчета характеристик долговечности и надежности при потере прочности
- •3.1. Основные зависимости теории надежности
- •3.2. Определение надежности сложной системы
- •Содержание
- •Надежность в технологических системах
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.
- •625039, Тюмень, ул. Киевская, 52
1.2. Количественные показатели надежности и долговечности
10. РЕСУРС — это наработка изделия до предельного состояния, оговоренного в технической документации.
Другими словами: ресурс — это чистое время работы машины без учета остановок машины, простоев и т. д. Он может определяться в часах работы, в километрах пробега и т. д. до некоторого установленного предела износа машины, (предельного состояния). Различают ресурс до первого ремонта, межремонтный ресурс, назначенный ресурс и др.
11. ГАММА-ПРОЦЕНТНЫЙ РЕСУРС — ресурс, который имеет и превышает в среднем обусловленное число () процентов изделий данного типа.
Обусловленный процент изделий () является регламентированной вероятностью. Если, например, = 90%, то соответствующий ресурс называется «девяносто процентный ресурс» и т. д.
При изготовлении машин нельзя собрать даже 2 одинаковые машины, они будут различаться по фактическому ресурсу и по другим показателям. Анализируя условия изготовления и используя статистические данные по эксплуатации машин, устанавливают число , в которое должно укладываться предприятие, изготавливающее соответствующие машины.
12. НАЗНАЧЕННЫЙ РЕСУРС — это наработка изделия, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от состояния изделия.
Он указывается в техдокументации из соображений безопасности и экономичности и может выражаться различными величинами: часами работы (например, для двигателей), количеством выстрелов (для орудий), километрами пробега и т. д. Назначение ресурса обязательно для авиационной, военной и космической техники. В настоящее время аналогичное понятие все шире внедряется во все отрасли техники в виде гарантированного ресурса, которое предприятие – изготовитель гарантирует заказчику.
13. СРОК СЛУЖБЫ – календарная продолжительность эксплуатации изделия до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в технической документации или до списания.
Различают срок службы до среднего и капитального ремонтов, срок службы между капитальными ремонтами, средний срок службы, срок службы до списания и др. Ресурс работы является частью срока службы и выражает чистое время работы машины.
1.3. Экономические показатели надежности
Очень важное значение имеют экономические показатели. Создание высоконадежных, а также повышение надежности существующих устройств, требует дополнительных материальных затрат.
Высоконадежные устройства обеспечивают определенный, зачастую существенный экономический эффект. Экономические показатели позволяют определить степень эффективности проводимых мероприятий по внедрению надежности.
1. Экономическим критерием надежности может служить сумма затрат, связанных с изготовлением и эксплуатацией машины, отнесенная к длительности целесообразной ее эксплуатации:
Кэ =(QH + Qэ )/Тэ , (1)
где Кэ - экономический показатель надежности, руб/ч., QH - стоимость изготовления новой машины, руб., Qэ - суммарные затраты на эксплуатацию, ремонт и обслуживание машины, руб., Тэ - период целесообразной эксплуатации машины, час.
Чем меньше значение этого показателя, тем выше экономическая эффективность устройства. Минимальное значение Кэ достигается рациональным распределением капиталовложений между сферой производства и сферой эксплуатации. Практика показала: чем дешевле изделие (чем меньше затраты на изготовление), тем больше затрат приходится на его эксплуатацию.
2. Коэффициент эксплуатационных издержек характеризует соотношение между стоимостью изготовления и эксплуатацией машины и определяется по формуле
Кэи =QH/(QH + Qэ) < 1. (2)
Более высокая надежность, как уже указывалось, достигается за счет дополнительных затрат. В связи с этим часто пользуются понятием цена надежности.
Общие затраты на изготовление изделия складываются из постоянных затрат QП, не зависящих от требований надежности, и Qнд — переменной составляющей затрат, обусловленных требованиями надежности.
QH =QП +Qнд. (3)
Производственные данные о соотношении степени безотказности (надежности) и затрат на обеспечение систематически накапливаются и служат материалом для оценки и прогнозирования затрат на повышение надежности изделии.
Подобная оценка осуществляется по эмпирическим формулам. Во многих случаях она имеет вид
QH = Qна ( Т/То ), (4)
где Qна - цена надежности аналога или прототипа, т. е. изделия, с которым производится сравнение; То - наработка на отказ (средний срок службы) прототипа; Т - наработка на отказ проектируемого изделия; — эмпирический показатель, характеризующий уровень прогрессивности производства с точки зрения возможности заданного повышения надежности изделия. Обычно = 0,5 … 1,5.
Рассмотренные понятия и определения не охватывают всей терминологии. Были рассмотрены только основные термины, имеющие значение для различных отраслей техники.