Определение надежности и ее основные свойства

Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установ­ленных пределах значения всех параметров, характеризующих способ­ность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспор­тирования.

Чтобы четко уяснить понятие надежности необходимо иметь в виду следующие три основные момента.

1. Что понимается под «объектом» (было рассмотрено выше).

К параметрам, характеризующим способность выполнять требуе­мые функции, относятся кинематические и динамические характеристики, показатели производительности, скорости, грузоподъемности, экономич­ности, точности и т. п.

 

Требование к объекту выполнять необходимые функции распро­страняется только при соблюдении заданных режимов и условий примене­ния, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки. Например, если двигатель изготовлен для северных районов, а эксплуати­руется в южных, где он будет перегреваться, то нельзя считать, что этот двигатель низкой надежности. Также нельзя считать, что машина низкой надежности, если не проводят технические обслуживания и ремонты, со­ответствующие технической документации.

Актуальность надежности возрастает в связи со сложностью совре­менных машин и важностью функций, которые они выполняют. Совре­менные технические средства состоят из множества взаимодействующих механизмов. Отказ в работе хотя бы одного ответственного элемента сложной системы без резервирования приводит к нарушению работы всей системы.

Недостаточная надежность машин и оборудования приводит к огром­ным затратам на ремонт и простою в работе, иногда к авариям, связанным с большими экономическими потерями и с человеческими жертвами.

Надежность - сложное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетания четырех свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Для каждого объекта характерны все или часть свойств надежности. Так, для объектов, подлежащих длительному хранению, важно свойство сохра­няемости. Рассмотрим эти четыре свойства.

1. Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работо­
способное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Это свойство особенно важно для объектов, отказ которых опасен для жизни людей. Отказ рулевого управления или тормозов автомобиля может иметь тяжелые последствия, поэтому для таких объектов безотказность -наиболее важная составная часть надежности.

Первостепенное значение безотказность имеет для объектов, отказ ко­торых вызывает перерыв в работе большого комплекса машин или оста­новку автоматизированного производства.

2. Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное со­
стояние до наступления предельного состояния при установленной систе­
ме технического обслуживания и ремонта.

Долговечность и безотказность - не взаимоисключающие, а дополняю­щие друг друга и связанные между собой показатели. Различие же заключа­ется в следующем. Безотказность характеризует свойство объекта непрерыв­но сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. Долговечность же характеризует продолжительность работоспо­собного состояния объекта по суммарной наработке, прерываемой периода­ми на техническое обслуживание, устранения отказов и ремонтов.

В зависимости от характера производства и вида объекта на первый план при оценке его надежности может выдвигаться безотказность или долговечность. Например, для дереворежущего станка общего назначения или трелевочного трактора отсутствие отказов в течение смены скорее же­лательное, чем необходимое условие, поскольку после непродолжительно­го ремонта они вновь поступают в работу. Для сложной и высокопроизво­дительной автоматической линии, работа которой в значительной степени определяет технико-экономические показатели всего предприятия, свойст­во безотказности выдвигается на первый план.

Как видно из приведенных определений, свойство безотказности опре­деляется, в основном, совершенством конструкции машины и качеством ее изготовления. Свойство долговечности же определяется еще и качеством ремонта, регулярностью и тщательностью технического обслуживания.

Все объекты делятся на ремонтируемые и неремонтируемые.

Ремонтируемым называется объект, для которого проведение ремон­тов предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Очевидно, что для перемонтируемых объектов понятия «безотказность» и «долговечность» совпадают. Машины и оборудование лесного комплекса относятся к категории ремонтируемых, следовательно, для них важную роль играют такие свойства, как ремонтопригодность и сохраняемость.

3. Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в при­
способленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения
отказов и повреждений, к поддержанию и восстановлению работоспособ­
ного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

С усложнением систем все труднее становится находить причины от­казов и отказавшие элементы. Так, в сложных электрогидравлических сис­темах поиск причин отказов может занимать более 50% общего времени восстановления работоспособности. Поэтому облегчение поиска отказав­ших элементов закладывается в конструкцию новых сложных систем. Возможность быстрого обнаружения и устранения отказа, легкий доступ ко всем узлам определяют малые затраты времени на ремонт. Таким обра­зом, важность ремонтопригодности определяется простоями, связанными с обнаружением отказов и проведением ремонта, что в свою очередь ведет к недовыпуску продукции и значительным убыткам.

4. Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирова­ния, т.е. здесь речь идет о сохраняемости значений показателей безотказ­ности, долговечности и ремонтопригодности. Сохраняемость характеризу-

ет способность объекта противостоять отрицательному влиянию условий хранения и транспортирования (дождь, снег, пыль).

Продолжительность хранения и транспортировки иногда не оказывает заметного влияния на поведение объекта во время нахождения в этих ре­жимах, но при последующей работе их свойства могут быть значительно ниже, чем аналогичные свойства объектов, не находящихся на хранении и не подлежащих транспортировке. Например, после продолжительного хранения аккумуляторных батарей их наработка до отказа существенно снижается. Сохраняемость данных объектов обычно характеризуется та­ким сроком хранения в определенных условиях, в течение которого сни­жение средней наработки до отказа, обусловленное хранением, находится в допустимых пределах.

Вследствие воздействия внешней среды на незащищенные составные части машин во время хранения, сокращаются сроки их службы, увеличи­ваются затраты на ремонт.

Коррозионное поражение во время хранения - это, например, одна из главных причин выбраковки втулочно-роликовых цепей (23% - передаю­щие звенья, транспортеры). Кроме того, эксплуатационные испытания вту-лочно-роликовых цепей показали, что условия хранения оказывают влия­ние на их износ.

При хранении в сыром неотапливаемом помещении резиновых ман­жет в течение 3, 4 и 5 лет их ресурс, соответственно, снижается до 70, 30 и 3% по сравнению с новыми манжетами. Более 40% клиновых ремней вы­браковывают из-за расслоения и трещин, возникающих вследствие непра­вильного хранения.

Ресурс резинотехнических изделий снижается и при хранении в сухих отапливаемых помещениях, так как естественный процесс старения можно только замедлить, но предотвратить полностью нельзя.

Ресурс клиновых ремней уменьшается вследствие снижения механи­ческой прочности, модуля упругости и прочности связи между элементами конструкции клиновых ремней. Физико-механические свойства клиновых ремней минимально снижаются при их хранении в сухих отапливаемых помещениях при температуре 18...23°С и относительной влажности возду­ха 55... 70%.

Свойство сохраняемости имеет особое значение для нового поколения машин и оборудования лесного комплекса, имеющего в своем составе сис­темы программного управления, микропроцессорную технику, следящие системы, сложные пневматические и гидравлические устройства, для ко­торых должны выполняться особые условия и правила хранения и транс­портировки.