Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Контроль и испытания продукции для направления специальности 1-54 01 01-01 Метрология, стандартизация и сертификация (машиностроение и приборостроение)

371

Конструктивный отказ – отказ, возникший по причине, связанной

снесовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования.

Производственный отказ – отказ, возникший по причине, связанной

снесовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном предприятии.

Эксплуатационный отказ – отказ, возникший по причине, связанной

снарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации.

Причиной конструктивных, производственных и эксплуатационных отказов является наличие соответствующих дефектов.

Деградационный отказ – отказ, обусловленный естественным

процессом старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении

автоматических устройств), относят к категории естественных отказов.

С точки зрения надежности системы могут иметь следующие виды

структур:

-Расчлененная структура. Показатели надежности элементов систем

срасчлененной структурой формируются независимо и могут быть заранее определены, так как отказы элементов в таких системах рассматриваются как случайные события, независимые от состояния других элементов системы.

Все элементы расчлененных систем имеют только выходные параметры типа Х1, т.е. влияющие лишь на работоспособность самого элемента;

- Связанная структура. Такой вид структуры имеют системы,

в которых отказы отдельных элементов являются случайными событиями,

373

С каждым i-м элементом системы в любой рассматриваемый момент

времени (наработки) связаны два противоположных случайных события:

●событие Аi – работоспособное состояние i-го элемента;

вероятность этого события для элемента расчлененной системы может быть

заранее установлена:

Р(Аi) = Pi (t) = pi ;

●событие ̅ – отказ i-го элемента; вероятность этого события:

всовокупности случайных событий вероятность безотказной работы системы

врассматриваемый момент времени (наработки) составит:

интенсивность отказов i-го элемента), вероятность безотказной работы системы составит:

Структурное резервирование элементов систем.К системам с параллельной структурой относятся такие, в которых отказ всей системы происходит в случае, когда отказали все элементы системы или определенное число элементов. В системах с параллельной структурой используется принцип

374

структурного резервирования элементов систем. Рассмотрим различные варианты реализации этого принципа.

При постоянном резервировании (рис. 4.6) резервные элементы постоянно присоединены к основному и с самого начала работы системы подвергаются опасности отказа.

Рис. 4.6. Постоянное резервирование элемента системы Структурные формулы для безотказной работы и отказа для такой

системы имеют вид:

формулы умножения вероятностей независимых в совокупности случайных событий, вероятность отказа системы в рассматриваемый момент времени t

375

Из последней формулы следует, что безотказность параллельных систем при малой наработке весьма высока.

Полезным временным понятием является остаточная наработка до отказа qt – наработка объекта от момента контроля его технического состояния t до отказа:

отказа F(t) равны площади под кривой функции плотности распределения f(t)

на интервалах [0,t] и (t, ), соответственно (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Графическая интерпретация вероятности безотказной работы

ивероятности отказа

4.10.3Испытания на безопасность

Безопасность – свойство объекта при изготовлении и эксплуатации и в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для

376

жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды. Эти испытания направлены на предотвращение травм и повреждений у человека, которые могут быть вызваны следующими факторами:

●поражение электрическим током;

●энергетическая опасность;

●пожар;

●механическая и термическая опасности;

●опасные излучения;

●химическая опасность.

Безопасность не входит в понятие «надежность», но в определенных

условиях тесно связана с ним, например, если отказы могут привести

к условиям, вредным для людей и окружающей среды сверх установленных санитарных норм.

Показатели безопасности характеризуют степень безопасности обслуживающего персонала, окружающих, а также сопрягаемых объектов

при функционировании продукции.

Пример: ГОСТ Р 51287 устанавливает нормы, правила и методы испытаний, являющиеся общими для всей абонентской телефонной техники,

соблюдение которых обеспечивает безопасность пользователей. Стандарт регламентирует требования к испытания технических средств на внешние воздействующие факторы: температура от –70 дом+350 С; относительная влажность до 100 % при температуре от 10 С до 100 С; синусоидальная вибрация на частотах в диапазоне от 10 до 5000 Гц с амплитудой до 5 мм,

ускорением до 30 g; воздействие ударной тряски изделий массой до 100 кг

с ускорением от 10 до 150 g и частотой от 10 до 100 ударов в минуту;

воздействие брызг, прямым и наклонным дождем; воздействие динамической пыли (тальк, кварцевый песок); воздействие соляного тумана.

Испытания на транспортабельность позволяют оценить

377

потреблением, а также подготовительными и заключительными операциями,

упаковывание, герметизация, погрузка, частичная разборка изделий,

амортизация от воздействия ударов и вибраций, крепление и т.п.

Заключительными операциями являются разгрузка транспортного средства,

показатели, которые характеризуют затраты, обусловленные выполнением операций по транспортированию продукции, а также подготовительных

и заключительных работ. Наиболее полно транспортабельность

характеризуется как правило, стоимостными показателями, учитывающими

материальные и трудовые затраты, квалификацию и количество людей

выполняющих работы по транспортированию. Во многих случаях при расчете издержек на транспортирование необходимо учитывать также сумму возможных потерь, обусловленных усушкой, утруской или другими аналогичными причинами. Обычно предельные значения этих потерь строго нормируются. Основные показатели транспортабельности продукции относятся к единице продукции или к определенной характерной группе ее

показатели ее физико-механических свойств; габаритные размеры изделия;

показатели сохраняемости продукции; предельно допустимые значения режимов транспортирования (предельная скорость движения автотранспорта,

допускаемые инерционные перегрузки при транспортировании и т.п.); нормы погрузочно-разгрузочных работ; коэффициент максимального возможного

378

использования емкости или грузоподьемности транспортного средства при транспортировании данной продукции; восприимчивость перевозимых

грузов к тепловым и механическим внешним воздействиям и т.д.

Показатели транспортабельности продукции должны выбираться

применительно к конкретному виду транспорта (автомобильному,

железнодорожному, водному, воздушному), а иногда и к конкретному виду

транспортных средств. В отдельных случаях необходимо определять

показатели транспортабельности при смешанных перевозках, выполняемых,

в частности, с помощью контейнеров. Примерами могут служить: перевозка промышленных грузов в контейнерах по железной дороге с перегрузкой их

характеризующие процесс транспортирования, например: масса и объем единицы продукции; показатели ее физико-механических свойств;

габаритные размеры изделия; показатели сохраняемости продукции;

предельно допустимые значения режимов транспортирования; нормы погрузочно-разгрузочных работ; восприимчивость перевозимых грузов

к тепловым и механическим внешним воздействиям и т.д. Основные показатели транспортабельности продукции относятся к единице продукции или к определенной характерной группе ее единиц, транспортируемых совместно.

Испытания на транспортабельность проводятся на вибрационных стендах, центрифугах и т.д., имитирующих воздействие транспортных нагрузок и подготовительно-заключительных работ при транспортировании.

Граничные испытания –испытания, проводимые для определения зависимостей между предельно-допустимыми значениями параметра объекта и режимом эксплуатации.

379

Пример: При проведении граничных испытаний видеонакопителей проверяют значения предельных рабочих температур (от –45 Сдо+65 С

с питанием от внешнего источника питания и от –25 С до+65 С с питанием

от встроенного аккумулятора) и т.д.

Технологические испытания – испытания, проводимые при

изготовлении продукции с целью оценки ее технологичности. Показатели

технологичности характеризуют эффективность конструкторско-

технологических решений для обеспечения высокой производительности

носят качественный характер. Они необходимы для определения пригодности материала для изготовления изделий по технологии,

предусматривающей значительную и сложную пластическую деформацию.

Пример: Согласно ГОСТ 10510 для определения способности листового материала толщиной до 2 мм выдерживать операции холодной штамповки (вытяжки) применяют метод испытания на вытяжку сферической лунки с помощью специальных пуансонов, имеющих сферическую поверхность.

380

5 ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

5.1 Процесс планирования испытаний

Последовательность подготовки и проведения испытаний можно

представить в виде следующих основных этапов:

●составление годовых и квартальных планов проведения

испытаний;

●разработка программы испытаний;

●подготовка имеющегося, а при необходимости проектирование

иизготовление средств испытаний (оборудования и средств измерений);

●аттестация испытательного оборудования, включая поверку средств измерений;

●разработка методики (методик) испытаний и их аттестация;

●отбор образцов для испытаний;

●проведение испытаний в соответствии с программой и методикой

испытаний, с регистрацией значений характеристик условий испытаний

и характеристик свойств испытываемых образцов, а также определение их

погрешностей;

●исследование, при необходимости, испытанных образцов после

иопределением их погрешностей;

●обработка данных испытаний, включая оценку полноты,

точности и достоверности; ● принятие решений по результатам испытаний и об использовании

образцов, оформление результатов испытаний в виде протокола, а также других материалов.

5.1.1 Составление годовых и квартальных плановпроведения

испытаний

Первым этапом подготовки испытаний является планирование.

Основным документом, устанавливающим сроки проведения испытаний по