Для каких объектов свойства безотказности и долговечности совпадают

Для каких объектов свойства безотказности и долговечности совпадают thumbnail

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.

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 систе­ме 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 при­способленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, к поддержанию и восстановлению работоспособ­ного 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 характеризует 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.

Источник

Основные понятия надежности

Понятия надежности, а также методы прогнозирования, оценки, нормирования и обеспечения надежности применимы клюбым техническим системам, в том числе к строительным машинам, механическому оборудованию и механизмам. Строительные машины и оборудование целиком или в основной части представляют собой механические системы.

Термин «объект» является общим наименованием изделия: строительной машины, оборудования и механизма. Объект, предназначенный для самостоятельного выполнения заданных функций, называется системой. Следовательно, можно рассматривать определение надежности для строительной техники как комплексное свойство. При необходимости в понятие объект может быть включена информация или ее носитель, а также человеческий фактор, например, в понятие объект может входить система строительная машинаоператор.

Остановимся на некоторых свойствах объекта:

Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения, ремонта и транспортирования [ 14).

Строительные машины и механическое оборудование являются сложными техническими системами, и под их надежностью следует понимать комплексное свойство, включающее безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Каждое из свойств в конкретных условиях эксплуатации имеет важное значение, оно определяет возможность строительной машины, оборудования и механизмов удовлетворять предъявляемым требованиям в соответствии с их назначением.

  • Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. Это свойство обычно применяют к использованию объекта по назначению. Данное свойство важно для оборудования, отказ в работе которого связан с опасностью для жизни людей или с перерывами в работе большого комплекса машин и оборудования.
  • Долговечность — свойство объекта длительно сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Очевидно, что для невосстанавливаемых изделий понятия долговечности и безотказности совпадают.
  • Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Долговечность и ремонтопригодность являются определяющими свойствами уровня надежности СМиО [42]. Важность свойства ремонтопригодности машин определяется огромными затратами на ремонт. Ремонтопригодность определяет доступность, контролепригодность, легкосъемность, взаимозаменяемость, унификацию и количество смазываемых точек.

В документации наряду с термином «ремонтопригодность» в узком смысле применяют термины «обслуживаемость», «контролируемость», «диагностируемость» и «эксплуатационная технологичность». При хранении и транспортировании технические объекты подвергаются неблагоприятным воздействиям температуры, вибрациям и другим воздействиям. В результате после хранения объект может оказаться неработоспособным и даже достичь предельного состояния.

Сохраняемость — свойство объекта непрерывно сохранять безотказность, долговечность и ремонтопригодность в течение и после хранения и транспортирования. Практическая роль свойства велика для машин и оборудования сезонного использования. Наиболее эффективные методы повышения сохраняемости: консервация, применение защитных специальных покрытий, профилактические мероприятия.

В идеальных условиях объект полностью сохраняет работоспособное состояние, а в реальных происходит ухудшение параметров. Поэтому в зависимости от условий и режимов применения объекта требования к сохраняемости бывают разные.

Безопасность — свойство объекта при изготовлении и эксплуатации не создавать угрозу для населения и окружающей среды.

Это свойство обычно не включают в понятие надежности, но при некоторых условиях безопасность очень тесно переплетается с понятием надежности.

В зависимости от назначения объекта различные свойства надежности имеют большее или меньшее значение. Для неремонги- руемых объектов основным свойством является безотказность, а для ремонтируемых — свойство ремонтопригодности.

Для технических объектов, которые являются источниками опасности, основным является понятие безопасности.

Источник

В настоящее время в отечественной и зарубежной технической литературе приводится большое количество определении надежности и безотказности, которые, по содержанию практически ничем не отличаясь, друг от друга (изменяется только форма) и дают не совсем верное представление об этих понятиях. Для того чтобы разобраться в сути данной проблемы, необходимо вначале проанализировать существующие понятия надежности и безотказности. Итак, приведем некоторые формулировки понятий надежности и безотказности, которые даются в отечественных и зарубежных источников.

Теоретическая кривая изменения сохраняемости объекта

Рис. 1 Теоретическая кривая изменения сохраняемости объекта

В них говорится, что Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетания свойств: безотказности, долговечности, ремонта пригодности и сохраняемости.

В международном стандарте ISO 8402 понятию надежности дается следующее определение: Надежность – Способность Изделия выполнять требуемые функции в заданных условий Течение заданного периода времени.

Безотказность-свойство объекта сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Ранее в гост 13377-75 [116] понятию надежности и безотказности давалось такое определение: надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям применения технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Безотказность-свойство машины сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Храмцов Н. В. [112] считает, что при определении пoнятия надежности концовку можно опустить, то есть… технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки МожНо в определении не употреблять. Безотказности же он даёт следующие определение. Безотказность – это свойство изделия Сохранять работоспособность.

Ачкасов К. А. же считает, что Надежность-это свойство машины (сборочной единицы, агрегата) выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданНых пределах в течение требуемого времени или требуемой наРаботки [И 1].

В определении понятия безотказности этот автор придерживается стандартной формулировки по ГОСТ 13377-75.

А вот другие авторы (Ермолов Л. С., Кряжков В. М., Черкун В. Е.) считают, что данное определение безотказности нуждается в уточнении и дают следующее определение этому понятию: Безотказность-это свойство объекта непрерывно соХранять работоспособность в течение некоторого времени или Некоторой наработки [114]. Дьяченко С. С. и Рабухин В. Б. считают, что Надежность – свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданНых пределах в течение требуемого промежутка времени или Требуемой наработки.

Далее авторы утверждают, что Надежность – это вероятНостный показатель, определяющий вероятность того, что в Заданном интервале времени или в пределах заданной наработки Не возникает отказа. Кроме того, авторы считают, что надежность конструкции зависит от способности материала сопротивляться разрушению при возникновении пиковых напряжений[117].

Другие же авторы (Шведков Е. Л., Денисенко Э. Т., Ковенс-кии И. И.) считают, что Надежность-способность объекта выПолнять заданные функции, сохраняя во времени значения определенных эксплуатационных свойств в заданных пределах при заданных режимах и условиях использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность – комплексное свойство, которое в зависимости от назнаЧения объекта и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонт пригодность и сохранность в отдельности или в их Сочетании. [109]

Этот перечень определений можно было бы продолжить и далее, но в этом нет никакой необходимости, ибо все определения будут по смыслу одни и те же, только с различными вариациями.

Так что же такое надежность и безотказность, каков смысл надежности ” физический, или вероятностно-статистический? Следствием чего является надежность и безотказность, что лежит в их основе? Надежность и безотказность – это одно и тоже или это разные понятия и какова взаимосвязь между ними? Какие объекты оцениваются надежностью, а какие безотказностью? Эти и другие вопросы требуют своего ответа и разъяснения потому, что, не дав на них ответов, нам не решить проблему повышения надежности.

Попробуем просистематизировать все эти понятия и выделить в них основные и дополняющие аргументы.

Так, одни авторы (Дьяченко С. С, Ачкасов А. К., Храмцов Н. В.), считают. что Надежность – это свойство, Аналогичное определение дается так же и в ГОСТ 27. 002-83, ГОСТ 13377-75. В отличие от других авторов Шведков Е. Л. считает, что Надежность- это Способность. Какое же это свойство и какая способность? Одни считают, что этим свойством является, что-то сохранять другие это свойство трактуют как, что-то выполнять…

Но, что-то сохранять, или, что-то выполнять объект может лишь в том случае, если это обеспечено каким-то целым рядом физико-механических или конструктивных свойств показателей, то есть это уже следствие определенных свойств. Кроме того, свойство, как известно, это признак материальной основы, проявляющийся при взаимодействии одного предмета (или явления) с другим, чего в данном случае не наблюдается. Это физические, химические и другие свойства, характеризующие внутреннее состояние объектов. А сохранять или выполнять – это функциональные (технологические) ocoбeности и к свойствам объектов они вряд ли имеют какое-либо отношение, это уже результат, действие, следствие свойств. Поэтому говорить, что Надежность – это свойство, не имеет смысла, ибо надежность это уже следствие Не одного, а целого Комплекса свойств (физико-механических и конструктивных) Шведков Е. Л. же в своем определении Заменил Слово Свойство на способность. Это несколько лучше, но не устраняет до конца ошибочность представлений о надежности.

Далее, в основной части определения (ГОСТ 27.002-83 говорится, что это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров. Каких – таких всех параметров? Эксплуатационных, конструктивных технологических., эстетических, эргономических, физических или еще каких-то других? В дополнительной части определения как-то странно уточняется вид этих параметров. Что это за параметры? Оказывается – это параметры, характеризующие способность выполнять требуемые функции. Какие функции, какие параметры, сплошные недоговорки. Может быть все-таки не характеризующие, а обеспечивающие способно что-то выполнять. Конечно, можно и охарактеризовать, то Есть Дать оценку той или иной способности или способностям человека, машины, системы, но это опять-таки следствие, характеристика этих способностей, а не их первооснова, не причина, которая порождает эти способности. То есть опять нарушена причинно-следственная связь.

Но что же это все-таки за такие требуемые функции? Ведь всяких разных функций у разных объектов великое множество. А какие здесь имеются ввиду: эксплуатационные, технические, административно-хозяйственные, инженерно-психологические, эргономические, транспортные, сельскохозяйственные, экологические и т. д., какие, какого вида, класса, разряда и т. д.? Сказано только то, что эти функции должны выполняться в заданных режимах. Каких режимах? Режиме ожидания, непрерывного функционирования, хранения, консервации, перегрузки, испытания и т. д.? Ответа на данный вопрос в этом определении не содержится. Сказано только, что эти требуемые функции должны выполняться и в условиях технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Но если, например, это эксплуатационные функции (вероятнее всего о них подразумевают авторы), то тогда становится абсолютно непонятным, как эти функции (скорость, мощность, безотказность и др.) могут выполняться если объект во время техобслуживания, ремонта, хранения в транспортировки не работает, не функционирует, да еще чтобы они выполнялись в каких-то заданных режимах (видимо, авторы имели ввиду не режимы, а параметры) но написали режимы, считая, что это одно и то же, хотя это абсолютно разные понятия.

Далее, в уточняющей части определения сказано, что надежность – это сложное свойство. По этому поводу следует отметить, что свойство единично, потому оно и свойство, что характеризует какой-то один отличительный признак материи или объекта. Другое дело, что в основе этого свойства может лежать одно или несколько физических явлений или состояний материи.

Например, такое свойство как прочность единственное и неповторимое, но в его основе лежит компонентный состав материала, его микроструктура, наличие или отсутствие микро и макро-дефектов и т. д. Тем более, это свойство не может в зависимости от назначения объекта или условий его применения состоять из сочетания других каких-то свойств. Тем более таких “свойств” как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Все эти термины и стоящие за ними понятия не являются свойствами. А вот их понятия характеризуют либо техническое состояние объекта (безотказность), либо его конструктивные особенности (ремонтопригодность), либо износостойкость человечность), либо физико-механическое состояние.

То есть, если убрать все эти излишние нагромождения слов, о из ГОСТ определения следует, что Надежность – Это способность объекта не ломаться или работать безотказно в течение заданного промежутка времени.

Но ведь она (машина) потому и не ломается (или не ООтказывает), что надежна. А, что же такое сама надежность, которая обеспечивает эту безотказную работу объекта? Ответа на этот вопрос ни в одном определении не содержится.

Источник