ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1. ИЗУЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Задание: По указанию преподавателя сгруппировать показатели надежности технических систем.

Выделить единичные и комплексные показатели безотказности, долговечности, восстанавливаемости (ремонтопригодности) и сохраняемости технических систем.

Отдельно определить общие комплексные показатели надежности.

Методический материал

Основные понятия, термины и их определения, характеризующие надежность технических систем.

Надежность – свойство изделия сохранять в установленных пределах времени значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения, транспортировки и других действий.

Характеристики надежности выражают качественную сторону следующих объектов:

•изделие – единица промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках (экземплярах), к изделиям допускается относить завершенные и незавершенные предметы производства, в том числе заготов-

ки (ГОСТ 15895–77);

•элемент – составная часть изделия;

•система – совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Понятия «элемент» и « система» могут взаимно трансформироваться в зависимости от поставленной задачи. Например, станок с точки зрения надежности можно рассматривать как систему, состоящую из отдельных элементов, узлов, механизмов, деталей и т. д., но станок, установленный в автоматической линии, на которую заданы требования по надежности, рассматривается уже как ее элемент.

Надежность изделия – это комплексное свойство, которое в зависимости от назначения и условий эксплуатации может включать: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, устойчивость работы, режимную управляемость, живучесть и т. п. Однако чаще всего при оценке

4

качества технических изделий определяют значения таких единичных показателей свойств, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

В зависимости от вида изделия, его назначения и условий эксплуатации надежность может оцениваться только частью составных свойств надежности (см. ГОСТ 27.003–2016). Если, например, изделие невосстанавливаемое, то для него в состав свойств надежности не входит ремонтопригодность.

Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени или наработки в определенных условиях эксплуатации.

Работоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя при этом допустимые значения всех основных параметров, установленных нормативно-технической документацией (НТД) и (или) проектно-конструкторской документацией.

Исправное состояние – состояние, при котором изделие соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) проектноконструкторской документации.

Долговечность – свойство изделия сохранять во времени работоспособность, с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта, до его предельного состояния, оговоренного технической документацией.

Долговечность обусловлена наступлением таких событий, как повреждение или отказ.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправности изделия.

Неисправное состояние – состояние, при котором изделие не удовлетворяет хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) проект- но-конструкторской документации.

Неисправное изделие может быть работоспособным. Например, снижение плотности электролита в аккумуляторных батареях, повреждение облицовки автомобиля означает неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен. Неработоспособное изделие является одновременно и неисправным.

Отказ – событие, в результате которого происходит полная или частичная утрата работоспособности изделия.

Наработка – продолжительность (измеряемая, например, в часах или циклах) или объем работы изделия (измеряемый, например, в тоннах, километрах, кубометрах и т. п. единицах).

5

Ресурс – суммарная наработка изделия от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Предельное состояние – состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация (применение) недопустима по требованиям безопасности или нецелесообразна по экономическим причинам, либо, когда восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно из-за неустранимого снижения эффективности. Предельное состояние наступает в результате исчерпания ресурса или в аварийной ситуации.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделий или ее возобновления после ремонта от начала его применения до наступления предельного состояния.

Неработоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно не способно нормально выполнять хотя бы одну из заданных функций.

Перевод изделия из неисправного или неработоспособного состояния в исправное или работоспособное происходит в результате восстановления.

Восстановление – процесс обнаружения и устранения отказа (повреждения) изделия с целью восстановления его работоспособности (устранение неисправности).

По способности к восстановлению изделия подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые.

Восстанавливаемое – изделие, работоспособность которого в случае возникновения отказа подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Невосстанавливаемое – изделие, работоспособность которого в случае возникновения отказа не подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации.

Основным способом восстановления работоспособности является ре-

монт. В зависимости от того, предусмотрены или нет операции ремонта, из-

делия подразделяются на ремонтируемые и неремонтируемые. Ремонтируемое – это изделие, ремонт которого возможен и предусмот-

рен нормативно-технической и (или) проектно-конструкторской документациями. Неремонтируемое – изделие, ремонт которого невозможен или непредусмотрен нормативно-технической, проектно-конструкторской и экс- плуатационно-ремонтной документациями.

Большинство изделий машиностроения относятся к ремонтируемым. К неремонтируемым могут быть отнесены, например, подшипники, шпонки, шестерни, ремни, рукава высокого давления, манжеты, уплотнения и др.

6

Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем обнаружения и устранения дефекта и неисправности технической диагностикой, обслуживанием и ремонтом. Это свойство обусловлено в основном компоновочным решением изделия.

Используют следующие показатели ремонтопригодности: среднее время восстановления, вероятность восстановления, коэффициент ремонтосложности и др.

Время восстановления – основной показатель ремонтопригодности, характеризующий календарную продолжительность операций по восстановлению работоспособного состояния изделия или продолжительность профилактических операций по техническому обслуживанию.

Сохраняемость – свойство изделий непрерывно сохранять значения установленных показателей его качества в заданных пределах в течение длительного хранения и транспортирования.

Срок сохраняемости – календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования изделия в заданных условиях, в течение и после которых сохраняются исправность, а также значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в пределах, установленных норма- тивно-технической документацией на данный объект.

Безотказность, как одна из важнейших составляющих надежности, характеризуется закономерностями возникновения отказов, а ремонтопригодность – закономерностями их предупреждения и устранения. Долговечность определяется интенсивностью и продолжительностью действия этих закономерностей, их постоянными изменениями в допустимых пределах на протяжении всего срока службы.

Для количественной характеристики каждого из свойств надежности изделия служат такие единичные показатели, как наработка до отказа и на отказ, наработка между отказами, ресурс, срок службы, срок сохраняемости, время восстановления. Значения этих величин получают по данным испытаний или эксплуатации.

Комплексные показатели надежности, также как коэффициент готовности, коэффициент технического использования и коэффициент оперативной готовности, вычисляются по данным единичных показателей. Номенклатура показателей надежности приведена в таблице.

7

Примерная номенклатура показателей надежности

8