1.4. Основные понятия теории надежности

Любое техническое изделие имеет много различных свойств, проявляющихся при проектировании, производстве и в эксплуатации. Одним из важнейших свойств изделия, определяющих его качество, является надежность.

Недостаточная надежность изделия приводит к неоправданным издержкам в эксплуатации, а в некоторых случаях влияет на безопасность движения ТС. Проблема надежности машин появилась одновременно с их с первыми образцами. Наука о надежности изучает закономерности возникновения отказов, разрабатывает способы их предупреждения и устранения и опирается на науки о прочности материалов, трении и износе, материаловедение, теоретическую механику, теорию эксперимента, теорию вероятности и математическую статистику. Наряду с динамичностью, экономичностью, экологичностью, эргономичностью и другими эксплуатационными показателями, надежность является основным свойством машин. Надежность, как свойство машины, оценивается не одномоментно, а на некотором временном промежутке. С течением времени показатели надежности меняются, поэтому встает задача изучения характера их изменения, прогнозирования и разработки комплекса мероприятий по поддержанию изделия в надлежащем техническом состоянии.

Основные понятия теории надежности устанавливаются ГОСТ 27.002-89 "Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения".

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 и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое оценивается по четырем показателям - безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости или по сочетанию этих свойств.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. Данное свойство важно для объектов, отказ в работе которых связан с безопасностью движения, например тормозное управление, рулевое управление, автоматические системы управления движением ТС.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания (ТО) и ремонта. В отличие от безотказности, долговечность характеризуется продолжительностью работы объекта по суммарной наработке, прерываемой периодами для восстановления его работоспособности при обслуживании и ремонте.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем

ТО и ремонта. Ремонтопригодность определяется возможностью выполнять ТО и ремонт, выявлять неисправности и контролировать результаты работ по их устранению, обеспечивать диагностирование технического состояния функциональных элементов изделия, определять его эксплуатационную технологичность и т.д.

Сохраняемость - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение хранения и (или) транспортирования. Данное свойство важно для деталей, узлов и механизмов, находящихся на хранении в комплекте запчастей. Различают сохраняемость объекта до ввода в эксплуатацию и в период эксплуатации (при перерывах в работе). Во втором случае срок сохраняемости составной частью входит в срок службы.

Свойства безотказности и долговечности оцениваются с помощью следующих показателей.

Наработка - продолжительность или объем работы, выполненный объектом испытаний. Для ТМ и их деталей, узлов, агрегатов наработка измеряется продолжительностью работы машины в часах, километрах пробега и другими показателями, или в виде целочисленной величины, определяющей например, число рабочих циклов детали, запусков двигателя и др.

Наработка до отказа – продолжительность или объем работы, выполненный объектом испытаний от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Отказ одно из основных понятий надежности, означает нарушение работоспособности машины. Если работоспособность объекта характеризуют совокупностью значений некоторых технических параметров, то признаком возникновения отказа является выход значений любого из этих параметров за пределы возможных изменений.

Наработка между отказами – это наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.

Ресурс - суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Остаточный ресурс - суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние. Срок службы, в отличие от ресурса, всегда измеряют в единицах времени. Соотношение ресурса и срока службы зависит от интенсивности использования объекта. Полный срок службы, как правило, включает продолжительности всех видов ремонтов.

Повреждения и отказы ТМ можно классифицировать и объединить по некоторым общим признакам:

- повреждения усталостного характера (выкрашивание поверхностей, трещины, изломы и т.п.);

- механический износ поверхностей трущихся деталей;

- повреждения резинотехнических изделий с нарушением уплотняющих или герметизирующих поверхностей;

- повреждение прокладок, трубопроводов, газопроводов;

- нарушение регулировочных характеристик, приводящих к потере функциональных свойств машины;

- прочие неисправности.

К отказам ТМ относят также снижение мощности двигателя и повышение расхода топлива. Для механических элементов конструкции ТМ преобладающая часть отказов связана с износом, усталостным разрушением и механическими повреждениями поверхностей. Определенная часть отказов обусловлена воздействием на машины и её конструктивные элементы коррозии, пыли и грязи, температуры и влаги, ультрафиолетовых лучей и озона. Виды отказов у работающих изделий могут значительно отличаться от отказов неработающих изделий.

Оценка надежности ТМ выполняется с использованием статистических и вероятностных методов исследований. Отказы изделий происходят из-за большого числа разнообразных причин, установить связь, между которыми не представляется возможным. Поэтому отказы изделий являются случайными событиями.

Случайное событие - событие, которое может появиться или не появиться в результате данного опыта. Количественной характеристикой случайного события является вероятность случайного события.

Вероятность случайного события - это теоретическая частота событий, около которой имеет тенденцию стабилизироваться действительная частота события при повторении опыта в данных условиях.

Частота случайного события - статистическая вероятность события - отношение числа появления данного события к числу всех произведенных опытов.