16 Надежность невосстанавливаемых технических устройств в период износа и старения

В период износа и старения развиваются постепенные отказы. Для этих отказов характерно то, что для них нельзя указать определенные границы времени начала и конца их появления. Времена наступления постепенных отказов имеют тенденцию группироваться вокруг среднего времени безотказной работы T , определяемого из условия появления только износовых отказов. Распределение времени безотказной работы до появления износового отказа во многих случаях хорошо описывается нормальным законом распределения.

Тогда

Где – нормирующий множитель; t – текущее время работы ТУ с момента ввода его в эксплуатацию; - среднее квадр. отклонение времени безотказной работыT .

Для определения безусловной вероятности отказа ТУ в интервале времени (t₁,t₂) воспользуемся формулой

Применим замену переменной:

Величина z – центрирована относительно T ., то есть z =0 при t = T .. Тогда, делая соответствующую подстановку, получим

Полученные интегралы в правой части можно вычислить с помощью специальной функции, представляющей собой определенный интеграл от выражения e^-z/2 . Эта функция называется функцией Лапласа, она обозначается символами Ф(x) и для составлены таблицы. Функция Лапласа равна

В силу замены , получим

Вероятность отказа ТУ в период износа и старения увеличивается со временем. Если функция интенсивности отказов λ(t) для этого периода известна, то при определении условной вероятности безотказной работы за промежуток времени Δt = t2 - t1 можно воспользоваться формулой

Поскольку в период износа и старения интенсивность отказов непрерывно увеличивается, то, очевидно, что величина , для одинаковых по продолжительности отрезков времени будет различной в зависимости от того, к какому моменту времени общего срока эксплуатации примыкает рассматриваемый отрезок времени. Отсюда следует, что в этот период надежность ТУ как свойство выполнять заданные функции в пределах требуемого промежутка времени Δt = t2 - t1 зависит от возраста ТУ или его наработки к началу рассматриваемого отрезка времени. Существует ряд мероприятий по профилактике износа ТУ. Основным из них является соблюдение правил эксплуатации. Это позволяет избежать

преждевременного износа и сокращения периода нормальной эксплуатации. Важную роль играет и система технического обслуживания ТУ, включающая настройку, регулировку и другие мероприятия. Не менее важным способом предотвращения отказов по причине износа является замена устройств до наступления периода износа и старения. Наиболее широко этот способ применяется для обеспечения необходимого уровня надежности и безотказности ТУ, выполняющих ответственные функции, особенно если они связаны с риском для жизни людей.

17 Надежность невосстанавливаемых технических устройств в период хранения

В понятии сохраняемости следует различать две стороны. Одна из них связана с надежностью ТУ в процессе их хранения на складах. Здесь используются такие показатели, как интенсивность отказов при хранении, среднее время безотказного хранения (средний срок сохраняемости) и другие характеристики. Другая сторона понятия сохраняемости характеризует способность ТУ противостоять отрицательному влиянию условий хранения и транспортировки на его безотказность при последующей эксплуатации в рабочих режимах. В этом случае сохраняемость характеризуется некоторым сроком хранения в определенных условиях с соответствующим техническим обслуживанием. В течение этого срока уменьшение средней наработки до отказа, обусловленное хранением, должно находиться в допустимых пределах, оговоренных нормативно-технической документацией. В качестве основных количественных показателей сохраняемости используются:

- срок сохраняемости. Это календарная продолжительность хранения или транспортировки ТУ, в течение которого сохраняются в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность ТУ выполнять заданные функции;

- средний срок сохраняемости Tсохр.ср.. Это величина является математическим ожиданием срока сохраняемости:

где t сохрi – сохраняемость i -го ТУ; f (tсохр ) – плотность распределения

величины tсохр ;

- гамма-процентный срок сохраняемости Tсохр.γ – срок сохраняемости, который будет достигнут ТУ с заданной вероятностью γ процентов. Срок сохраняемости в теории надежности рассматривается как случайная величина.