61.Властивості і показники надійності.

Надійність - одна із властивостей якості продукції. Ця властивість виробів проявляється в процесі використання виробів по призначенню і розглядається нерідко як властивість виробу зберігати якість (значення основних експлуатаційних і споживчих характеристик) в часі.

Поняття "надійність" може відноситися не тільки до виробів, але і до систем "людина-машина", до інформаційно-керуючих систем, до програмного забезпечення.

У вітчизняній практиці і в нормативно-технічній документації надійність будь-якого технічного виробу (приладу, апарату, інструменту, машини, агрегату, вузлів і деталей, системи машин) визначається як властивість об'єкту зберігати в часі в установлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати необхідні функції в заданих режимах і умовах використання, технічного обслуговування, ремонту, зберігання і транспортування. Надійність є складною властивістю, яка в залежності від призначення об'єкту і умов його використання, включає безвідказність, довговічність, ремонтопридатність і збереженість в повній цілості.

Показники надійності

Показники надійності поділяють у відповідності з компонентами надійності на показники безвідказності, довговічності, ремонтопридатності і збереженості.

Показники безвідказності.

Ймовірність безвідказної роботи - ймовірність того, що в межах заданого напрацювання відказ не виникає.

Середнє напрацювання до відказу - математичне сподівання напрацювання до відказу виробу, який не може бути відновленим. Під напрацювання розуміють довготривалість або об'єм виконаної роботи об'єкта.

Середнє напрацювання на відказ - відношення напрацювання відновленого об'єкту до математичного сподівання числа його відказів на протязі цього напрацювання.

Інтенсивність відказів - показник надійності невідновлюваних виробів, який дорівнює відношенню середнього числа об'єктів, що відказали, в одиницю часу, до числа об'єктів, що залишилися працездатними.

Параметр потоку відказів - показник надійності відновлюваних виробів, який дорівнює відношенню середнього числа відказів об'єкту, який відновлюється за довільно мале його напрацювання, до значення цього напрацювання (відповідає інтенсивності відказів для виробів, що ремонтуються, або включає повторні відкази).

Показники довговічності.

Технічний ресурс - напрацювання об'єкта від початку його експлуатації або відновлення експлуатації після ремонту до граничного стану. Ресурс виражається в одиницях часу роботи (звичайно в годинах), довжини шляху (в кілометрах) і в одиницях випуску продукції. Для виробів, які не відновлюються, поняття технічного ресурсу і напрацювання до відказу співпадають.

Строк служби - календарне напрацювання до граничного стану. Виражається, як правило, в роках.

Для деталей машин як критерій довговічності використовується технічний ресурс.

Для машин, які експлуатуються в різних умовах і які мають більш точні показники, чим календарний строк служби, також використовують технічний ресурс (для транспортних машин - пробіг, для двигунів - мотогодини). Для інших машин використовується строк служби.

Показники довговічності поділяються на:

гамма-процентні,

середні до ремонту (плинного чи капітального),

повні,

середні до списання.

Гамма-процентні показники - це показники, які мають або перевищують в середньому обумовлене число процентів виробів даного типу. Вони характеризують довговічність виробів при заданій ймовірності збереження працездатності.

Гамма-процентний ресурс являється основним розрахунковим показником, наприклад, підшипників кочення, які підлягають розповсюд-женню на інші деталі. До суттєвих переваг цього показника відносять можливе його визначення до завершення випробування всіх зразків, кількісна характеристика випадків раннього руйнування та інші. Для виробів серійного і масового виробництва, наприклад, для підшипників кочення, найбільш часто використовують 90% ресурс. Якщо відказ небезпечний для життя людей, ресурс наближається до 100%. Для відповідальних агрегатів тракторів прийнятий 80% ресурс.

Показники рентабельності і збереженості.

Середній час відновлення працездатного стану.

Ймовірність відновлення працездатного стану за заданий час

Строки збереженості - середній і процентний.

Комплексні показники (використовуються в основному для автоматичних комплексів і складних систем):

Коефіцієнт технічного використання - відношення математичного сподівання часу працездатного стану за деякий період експлуатації до суми математичних сподівань часу працездатного стану і всіх простоювань для ремонтів і технічного обслуговування.

Коефіцієнт готовності - ймовірність того, що об'єкт буде в працездатному стані в довільний момент часу, окрім періодів, в яких експлуатація не передбачається

ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ № 4

1. Математична оцінка надійності систем.

Математичні методи теорії надійності отримали широкий розвиток і дають в руки інженера великий асортимент можливостей для вирішення різних задач практики.

На основі теорії ймовірності і математичної статистики, створюються і розробляються спеціальні методи розрахунку, пов’язані з основними.

Математика – це інструмент, ефективність використання якого залежить від степеня відповідності його можливостей поставленій задачі. Для машинобудування цей апарат повинен враховувати специфіку виникнення і усунення відказів. Ця специфіка пов’язана перш за все з тим, що не тільки статистика відказів являється ключем для вирішення задач надійності. Головне заключається в вивченні тих фізичних процесах, які призводять до змін початкових показників якості машин і їх елементів.

Ці процеси підкорювались визначеним фізичним закономірностям, вступають в різну взаємодію, мають складний зв'язок із змінами вихідних параметрів виробів.

Розкриття цих зв’язків можливо на основі функціональних залежностей з залученням теорії імовірності та теорії випадкових процесів, методів оптимізації, теорії інформації і математичної логістики та інших розділів математики.

Розвиток математичних методів теорії надійності – необхідний, але недостатній етап для формування теоретичної основи цієї науки.

2. Показники і фактори, які визначають технологічність конструкції машин.

Оцінку технологічності конструкції даної машини (виробу) в порівнянні з іншою (кращого вітчизняного або зарубіжного зразка) проводять співвставляючи їх трудомісткість, собівартість і матеріаломісткість. Додаткову оцінку можна зробити з допомогою степені уніфікації марок матеріалів, уніфікації і нормалізації елементів виробу, раціональності розчленування його на конструктивні і технологічні елементи, досягнутому рівню взаємозамінності елементів виробу, масі машин, конструктивній спадковості оригінальних деталей і складових частин виробу, точності і шорсткості поверхонь деталей виробу, можливості скорочення строків технологічної підготовки і освоєння виробництва виробу, а також можливості автоматизації його виготовлення.

В загальному випадку технологічна конструкція машини (виробу) і деталей повинна передбачати:

а) максимально широке використання уніфікованих складальних одиниць, стандартизованих і нормалізованих деталей і елементів деталей;

б) можливо менша кількість деталей оригінальної, складальної конструкції і різних найменувань і можливо більшу повторність однойменних деталей;

в) створення деталей найбільш раціональної форми з легкодоступними для обробки поверхнями і достатньої жорсткості з метою зменшення трудо-місткості і собівартості механічної обробки деталей і виготовлення всього виробу (необхідна жорсткість деталей дозволяє обробляти на верстатах з найбільш продуктивними режимами різання), (рис.12.1);

г) наявність на деталях зручних базових поверхонь або можливість ство-рення допоміжних (технологічних) баз у вигляді бобишок, поясків, тощо (рис. 12.2);

д) найбільш раціональний спосіб одержання заготовок для деталей (відливок, штамповок, з прокату) з розмірами і формою, можливо більш близькими до готових деталей, тобто які забезпечують найбільш високий коефіцієнт використання матеріалу і найменшу трудомісткість механічної обробки;

є) повне усунення, або можливо менше використання слюсарно-пригоночних робіт при складанні взаємозамінних деталей, застосування деталей-компенсаторів і механізації складальних робіт;

ж) спрощення складання і можливість виконання паралельного в часі і просторі складання окремих складальних одиниць і виробу в цілому.

Технологічність конструкції виробу повинна відповідати також і вимогам складання і експлуатації. Основними вимогами складання являються: забезпечення можливості складання без пригоночних робіт (або при найменшій їх кількості), створення можливості незалежного складання вузлів виробу, найменша кількість деталей як по найменуваннях, так і в штуках, найбільш високий рівень взаємозамінності, стандартизації уніфікації і нормалізації складальних одиниць і їх виробів, наявність зручних складальних баз, виключення необхідності розбирання при регулюванні, тощо.