11. Параметрическая надежность машин.
Параметрическая надежность изделий определяет состояние отдельных механизмов и машины в целом.
В сложных системах и машинах требования к выходным параметрам устанавливаются как для машины в целом, так и для отдельных ее элементов, узлов и агрегатов. При этом значения выходных параметров машины зависят от параметров, характеризующих состояние ее отдельных элементов и узлов, и от роли, которую они играют в обеспечении требуемых показателей качества машины в целом. Параметрическую надежность многих сложных машин и комплексов можно рассматривать с позиций теории информации, считая, что начальная информация — входные сигналы, управляющие машиной, — преобразуются в выходные сигналы — параметры, определяющие качество функционирования системы. Каждый элемент или узел машины можно представить как звено преобразования информации, имеющее свою передаточную функцию и ошибки преобразования, которые носят случайный характер и имеют рассеивание. Воздействие на машину различных видов энергии приводит к возникновению процессов старения, которые искажают передаваемую информацию, действуя как помехи. В результате недопустимое искажение передаваемого сигнала адекватно возникновению параметрического отказа машины и вероятность этого события возрастает по мере эксплуатации машины. Выход параметров узла за допустимые пределы означает необходимость его ремонта или регулировки, т. е. остановки всей машины. Поэтому параметрический отказ элемента или части машины означает отказ функционирования для всей машины или сложной системы машин.
12. Постепенные (износные) и внезапные отказы.
Рисунок 4 – Схема возникновения основных видов отказов:
а – постепенный (износный); б – внезапный; в – сложный.
Постепенные (износные) отказы возникают в результате протекания того или иного процесса старения, ухудшающего начальные параметры изделия.
Основным признаком постепенного отказа является то, что вероятность его возникновения F(t) в течение заданного периода времени от t1 до t2 зависит от длительности предыдущей работы изделия t1 Чем больше эксплуатировалось изделие, тем выше вероятность возникновения отказа, т. е. F2(∆t) > F1(∆t), если t2 > t1, где F(∆t) вер-ть отказа за период от t до (t + ∆t).
К этому виду относится большинство отказов машины. Они связаны с процессами износа, коррозии, усталости и ползучести материалов.
Внезапные отказы возникают в результате сочетания неблагоприятных факторов и случайных внешних воздействий, превышающих возможности изделия к их восприятию.
Отказ возникает через некоторый промежуток времени Тв, который является случайной величиной. Основным признаком внезапного отказа является
независимость вероятности его возникновения F(t) в течение заданного периода времени от t1 до t2 от длительности предыдущей работы изделия t1
Примерами таких отказов могут служить тепловые трещины, возникшие в детали вследствие прекращения подачи смазки, поломки детали из-за неправильной эксплуатации машины или возникновения перегрузок, деформация или поломка деталей, попавших в такие условия работы, когда каждый параметр принимает экстремальное значение (наибольшие нагрузки, минимальная твердость материала, повышенная температура и т. п.).
Выход из строя при этом происходит, как правило, внезапно, без предшествующих симптомов разрушения.
Например, причиной отказа автомобильной покрышки может быть как ее износ в результате длительной эксплуатации, так и прокол.