- •Струков Валерий Григорьевич надежность механического оборудования
- •Введение
- •1. Понятия и термины теории надежности. Государственный стандарт на показатели надежности
- •1.1. Термины надежности машин
- •1.2. Показатели надежности машин
- •1.3. Наработка
- •1.4. Основные показатели долговечности
- •2. Математические методы теории надежности
- •2.1. Основные понятия и определения
- •2.2. Теоремы теории вероятностей
- •2.3. Законы распределения случайной величины
- •3.1.1. Интегральная функция распределения вероятностей случайной величины
- •3.1.2. Дополнение интегральной функции распределения вероятностей случайной величины
- •3.1.3. Свойства интегральной функции распределения
- •3.1.4. Вероятность отказа объекта
- •3.1.5. Вероятность безотказной работы
- •3.1.6. Вероятность восстановления работоспособности
- •3.2. Дифференциальная функция распределения вероятностей случайной величины
- •3.2.1. Частота появления событий
- •3.2.2. График дифференциальной функции распределения вероятностей случайной величины
- •3.2.3. Вероятность попадания непрерывной случайной величины в заданный интервал
- •3.2.4. Свойства дифференциальной функции распределения
- •3.3. Определение интегральной и дополнения интегральной функции распределения по известной дифференциальной функции
- •3.4. Вероятность появления события на интервале, следующем за интервалом, на котором событие не появлялось
- •3.5. Интенсивность событий
- •4. Числовые характеристики случайных величин
- •4.1. Математическое ожидание
- •2.4. Плотность распределения случайной величины
- •3. Единичные показатели надежности объекта (епно)
- •3.1. Законы распределения случайной величины
- •4.2. Рассеивание случайной величины
- •4.3. Гамма-процентное значение случайной величины
- •4.4. Медиана случайной величины
- •5. Безотказность системы
- •5.1. Безотказность объектов при последовательном соединении элементов
- •5.2. Безотказность объекта при параллельном соединении элементов
- •5.3. Безотказность объекта при смешанном соединении элементов
- •6. Распределения случайных величин
- •6.1. Экспоненциальное распределение
- •6.1.1. Дополнение интегральной функции экспоненциального распределения вероятностей случайной величины
- •6.1.6. Характеристическое свойство экспоненциального распределения
- •6.1.7. Линеаризация экспоненциальной функции
- •7. Нормальное распределение
- •7.1. Дифференциальная функция нормального распределения
- •7.1.1. Свойства дифференциальной функции нормального распределения
- •7.2. Правило трех среднеквадратических отклонений
- •7.3. Интегральная функция нормального распределения
- •7.4. Нормированное нормальное распределение
- •7.5. Логарифмически нормальное распределение
- •8. Распределение вейбулла
- •8.1. Дополнение интегральной функции распределения Вейбулла
- •9. Надежность восстанавливаемых объектов
- •9.1. Поток событий
- •9.1.1. Функция потока событий
- •9.1.2. Интенсивность потока событий
- •9.1.3. Среднее число потока событий
- •9.1.4. Среднее время между событиями потока
- •9.1.5. Интенсивность потока отказов за время эксплуатации
- •9.1.6. Простейший поток событий
- •9.1.7. Математическая модель простейшего потока событий
- •9.1.8. Поток событий совокупности объектов
- •9.2. Процесс эксплуатации восстанавливаемого объекта
- •9.2.1. Модель эксплуатации объекта с конечным временем восстановления
- •9.2.2. Вероятности состояний системы
- •9.2.3. Дифференциальные уравнения вероятностей состояний
- •9.3. Готовность объекта
- •9.3.1. Функция готовности объекта
- •9.3.2. Функция простоя
- •9.3.3. Финальные вероятности состояний
- •9.3.4. Коэффициент готовности
- •9.3.5. Коэффициент простоя
- •10. Повышение надежности машин
- •10.1. Обеспечение надежности при проектировании
1.2. Показатели надежности машин
Надежность - сложное свойство, которое, в зависимости от назначения объекта и условий его применения, характеризуется безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.
Безотказность - свойство, показывающее возможность объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение заданного времени или заданной наработки. Особенностью безотказности является непрерывное сохранение работоспособности в течение заданного времени. Это свойство особенно важно для объектов, отказ в работе которых связан или с опасностью для жизни людей, или с большими экономическими потерями.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Для невосстанавливаемых объектов понятия долговечности и безотказности практически совпадают.
Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений, а также поддержанию и восстановлению работоспособности проведением технического обслуживания и ремонтов. Количество ремонтопригодности определяется затратами времени, труда и средств.
Ремонтопригодность определяет доступность, контролепригодность, агрегатирование, легкосъемность, взаимозаменяемость, унификацию, количество смазываемых точек и т.д.
Сохраняемость - свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение хранения и после него и (или) транспортирования. Наиболее эффективные методы повышения сохраняемости - консервация, применение специальных защитных покрытий и пропитывающих составов, профилактическое обслуживание хранящихся объектов, повышение транспортабельности объектов, защита от старения полимеров.
1.3. Наработка
Наработка - продолжительность или объем работы объекта. Наработка измеряется в единицах времени, массы, длины, площади, объемах, циклах и т.д., например: шина - километры пробега, экскаватор - метры кубические грунта, реле - циклы включения, телевизор - часы работы.
Наработка может быть суточной, месячной, до первого отказа, между отказами, до предельного состояния и т.д. При различных режимах эксплуатации каждый уровень учитывается отдельно.
Наработку не следует смешивать с календарной продолжительностью эксплуатации. Например, наработка грузоподъемного механизма (лифта) в течение года может составлять 1000 часов, хотя в году 8760 часов.
Наработка - обобщающее понятие для продолжительности или объема работы объекта.
1.4. Основные показатели долговечности
Ресурс (главный показатель) - наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния. Ресурс является случайной величиной. Различают ресурс средний, медианный, гамма-процентный, до первого капитального ремонта, межремонтный, суммарный, назначенный.
Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния. Различают следующие сроки службы: средний, медианный, гамма-процентный, до первого среднего или капитального ремонта, межремонтный, до морального износа, до списания.
К нормируемым показателям долговечности относятся средний и гамма-процентный ресурс, срок службы до списания.