1.5. Критерии надежности.
Надежность – это свойство изделия выполнять в течение заданного времени свои функции, сохраняя установленные эксплуатационные показатели в заданных пределах.
Основными критериями надежности являются: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.
Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени.
Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.
Безотказность
характеризуется – вероятностью
безотказной работы
и интенсивностью отказов
.
Под вероятностью
безотказной работы
понимают
вероятность того, что в заданном интервале
времени не произойдет отказ изделия.
Вероятность безотказной работы определяют по формуле:
,
где N – первоначальное число изделий; n – число отказавших изделий за время t.
Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов:
.
Интенсивность
отказов
- отношение числа n
отказавших в единицу времени t
изделий к числу изделий
,
исправно работающих в данный момент:
.
Вероятность безотказной работы можно оценить по интенсивности отказов:
.
Пример: По результатам испытания в одинаковых условиях партии изделий из шт. после наработки 5000 ч. наблюдали отказы шт. изделий, то вероятность безотказной работы этих изделий:
.
Долговечность – свойство изделия длительно сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при соблюдении норм эксплуатации. Под предельным, понимают такое состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.
Долговечность характеризуется - техничеким и гамма-процентным ресурсами.
Технический ресурс – суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние (в часах, километрах пробега и др.).
Гамма-процентный
ресурс – суммарная наработка, в
течение которой изделие не достигает
предельного состояния с вероятностью
,
выраженной в процентах (часто γ=90%).
Наработка – продолжительность или объем работы изделия (в часах, километрах пробега, числах циклов нагружения).
Назначенный ресурс – суммарная наработка, при которой прекращается эксплуатация изделия независимого от его состояния.
Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделия от начала до перехода в предельное состояние (включает наработку изделия и время простоев).
Ремонтопригодность – это приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов. Важно при проектировании изделия предусмотреть возможность его ремонта (например, замены вышедших из строя элементов, доступность комплектующих и т.д.).
Сохраняемость – свойства изделий сохранять эксплуатационные показатели на время и после сроков хранения.
Пути повышения надежности:
- обоснованный выбор материала конструкции (т.е. определение физико-механических свойств; вида, размеров и способа получения заготовок);
- уменьшение числа деталей в узлах (за счет использования рациональных конструкторских решений);
- обоснованное назначение размеров (т.к. с увеличением размеров детали растет в объеме детали и количество дефектов (вакансий, дислокаций, раковин));
- тщательный контроль при изготовлении и эксплуатации;
- применение предохранительных устройств и резервирования (дублирование важнейших элементов конструкции (например, наличие двух и более двигателей в самолете)).
- правильный выбор режима работы;
- защита от воздействия внешней среды.