22. Нормирование показателей надёжности

Нормированием надёжности называют установление в нормативно – технической документации количественных и качественных требований к надёжности. Нормирование надёжности включает комплекс мероприятий:

- выбор номенклатуры нормируемых показателей надёжности;

- технико-экономическое обоснование значений показателей надёжности объекта и его составных частей;

- задание требований к точности и достоверности исходных данных;

- формирование критериев отказов, повреждений и предельных состояний;

- задание требований к методам контроля надёжности на всех этапах жизненного цикла объекта.

Нормируемый показатель надёжности рекомендуется выбирать из совокупности показателей, предложенных в ГОСТ 27.003-83. С учётом ответственности объекта, условий эксплуатации, последствий возможных отказов, затрат на эксплуатацию и других факторов могут быть применены показатели не включённые в этот ГОСТ, но не противоречащие ему. Такое решение обычно принимается по согласованию между производителем техники и заказчиком объекта.

Величины нормируемых показателей надёжности имеют большое значение при определении стоимости объекта, при назначении изготовителем гарантийных обязательств, а также при разрешении конфликтных ситуаций между изготовителем и заказчиком в процессе эксплуатации.

При выборе номенклатуры нормируемых показателей надёжности обычно стремятся к их однозначности, явному физическому смыслу, возможности расчёта при проектировании и подтверждения в эксплуатации. При выборе учитывают важность объекта, условия и стоимость его эксплуатации, а также тяжесть последствий отказа.

При установлении гарантийного срока эксплуатации объекта важную роль играют значения нормируемых показателей надёжности. Чем выше безотказность и долговечность объекта тем большим может быть установлен гарантийный срок эксплуатации. Одновременно должна возрастать стоимость объекта. Длительность гарантийной наработки или гарантийного срока хранения должны быть достаточными для выявления и устранения скрытых дефектов.

Выбор и нормирование показателей надёжности выполняется в соответствии с ГОСТ 27.003-83³. Выбор номенклатуры показателей надёжности начинается с разработки требований к объекту, которые оформляются в виде технического задания на его создание. Если объект создаётся по типовому проекту, то техническое задание содержит требования по надёжности, изложенные в общетехнических стандартах, технических условиях (ТУ), а также в ведомственных нормативных документах (например, СНиП).

В технических условиях, в разделе «Требования к надёжности» приводят:

- критерии предельного состояния объектов, применительно к которым установлены требования к долговечности и сохраняемости;

- критерии отказов объектов;

- определение понятия «выходной эффект» для объектов, применительно к которым требования к надёжности установлены с использованием показателя «коэффициент сохранения эффективности».

В разделе ТУ «Методы контроля (испытания, анализа, измерений)» указывают исходные данные для контроля показателей надёжности. А в разделе «Указания по эксплуатации (применению)» излагается характеристика системы технического обслуживания, а также требования к средствам технического обслуживания.

Технические условия должны обязательно содержать требования по метрологическому обеспечению и характеристику условий и режимов эксплуатации, в которых должно быть обеспечено выполнение требований по надёжности.

В общем случае при отсутствии установившихся нормативных документов (стандартов, ТУ, технических заданий, норм на проектирование и т.п.) для определения номенклатуры показателей надёжности ГОСТ 27.003-83 предусматривает подразделение объектов на две группы, в каждой из которых выделяют два вида. К первой группе (I) относят все объекты, для которых установлены критерии эффективности, известны последствия отказов и характер их влияния на эффективность. Все остальные объекты относят ко второй группе (II).

В каждой группе к объектам первого вида (1) относят те, для которых известны критерии разделения работоспособного и неработоспособного состояний, а сами объекты в процессе эксплуатации могут находиться только в одном из этих состояний. В остальных случаях объекты относят ко второму виду (2).

При выборе показателей долговечности к объектам вида 1 относят те, для которых могут быть однозначно установлены критерии предельного состояния. В остальных случаях объекты относят к виду 2.

Номенклатура показателей, рекомендованных указанным выше стандартом для использования в требованиях по надёжности для объектов различных групп и видов, представлена в табл.1.

Номенклатура показателей надёжности

Таблица 1.

Группа объектов	Вид объекта	Номенклатура показателей
1	2	3	4	5	6	7
		Безотказность	Долговечность	Ремонтопригодность	Сохраняемость	Комплексные
I	1 2	-	ТР, ТР%; ТСЛ, ТСЛ%	S или Sто(SP) или SB	ТС(ТС%)	Частный случай КЭФ
		-	Показатели долговечности составных частей	S или Sто(SP) или SB	ТС(ТС%)	КЭФ

Продолжение табл.1.

1	2		3	4	5		6	7
II	1	Невосстанавливаемые Восстанавливаемые	ТСРили Т% или (t)или P(t)	-	S или Sто(SP) или SB	ТС(ТС%)		-
			ТОили (t)	ТР(ТР%), ТСЛ(ТСЛ%)	ТВ, PB(t)	ТС(ТС%)		-
II		2	Показатели надёжности основных составных частей					-

Как показано в табл.1, для объектов группы I, вида 1, кроме коэффициента эффективности К_ЭФ(частный случай коэффициента сохранения эффективности), наиболее широко представлены показатели долговечности и сохраняемости. Номенклатуру показателей долговечности выбирают с учётом следующих факторов:

- возможных последствий достижения объектами предельного состояния;

- эффективности существующих и планируемых средств и методов контроля технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса;

- ожидаемого по опыту эксплуатации объектов-аналогов или из физических предпосылок основного механизма изменения технического состояния изделий в процессе эксплуатации;

- принципиальной возможности восстановления объектов, достигших предельного состояния, и планируемого способа проведения капитальных ремонтов (обезличенного или не обезличенного).

Для объектов этой группы, потеря работоспособности которых происходит только под действием эксплуатационных нагрузок, рекомендуется задавать в качестве показателя долговечности средний Т_Р(гамма – процентныйТ_Р%) ресурс. В остальных случаях задают срок службыТ_СЛ, Т_СЛ%.

Для объектов, капитально ремонтируемых не обезличенным способом, задают показатели долговечности, характеризующие ресурс (срок службы) до первого ремонта, между ремонтами и до списания.

В качестве примера рассмотрим ещё номенклатуру показателей надёжности невосстанавливаемых объектов группы II, вида 1. Как следует из табл.1, для задания показателей безотказности рекомендуется использовать среднюю наработку до отказаТ_СР,или гамма – процентную наработку до отказаТ_%, (t),или вероятность безотказной работыP(t).Еслиили интенсивность отказов достижение предельного состояния объектов необязательно связано с отказами, то наряду с показателями безотказности допускается задавать показатели долговечности - средний или гамма – процентный ресурс (срок службы).

Кроме выбора номенклатуры показателей надёжности, в понятие нормирование входит также выбор норм надёжности. Их выбирают с учётом:

- достигнутого уровня и выявленных тенденций повышения надёжности отечественных и зарубежных аналогов;

- результатов научно – исследовательских и опытно – конструкторских работ;

- технико – экономических возможностей промышленности.

Нормы показателей надёжности должны быть выбраны с учётом существующих ограничений массы, объёма и стоимости объекта. Они должны оптимизироваться по критерию заданной эффективности при минимизации суммарных затрат на разработку, изготовление, эксплуатацию и ремонт объектов или – по критерию достижения максимума эффективности при фиксированных суммарных затратах.

Нормы надёжности устанавливают применительно к режиму использования объекта и условиям эксплуатации, указанным в ТУ или в техническом задании. Эти нормы должны быть увязаны с нормами надёжности составных элементов объекта и с гарантийными обязательствами поставщиков комплектующих частей. Установлению норм должна предшествовать определённая научно - исследовательская работа, содержащая экономический анализ их достижимости, экспертную оценку оптимальности, а также проверку соответствия выбранных норм директивным документам.

Для ответственных объектов возможно задание индивидуальных показателей и соответственно индивидуальных норм надёжности. В этом случае все показатели надёжности имеют особое название »установленные», т.е. установленный ресурс, установленная наработка до отказа и т.д. Выбор и нормирование показателей надёжности уникальных и (или) ответственных объектов выполняются также в соответствии с ГОСТ 27.003-83, в котором приводятся соответствующие рекомендации.

Объект с индивидуальными (установленными) показателями надёжности, у которого появились отказы (или достигший предельного состояния) до истечения установленного времени наработки или установленного срока службы, считается нестандартным по критерию надёжности. Это же относится к индивидуальным показателям эффективности объектов.

23. Ремонт - восстановление работоспособности машины или механизма.  Ремонтопригодность - способность объекта к восстановлению работоспособности после технического обслуживания или ремонта.  Долговечность - свойство объекта сохранять заданную работоспособность в течение определенного периода времени до наступления предельного состояния, требующего либо замены изношенных деталей, либо замены трущихся поверхностей.  Работоспособность - состояние изделия, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической или конструкторской документации. Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия. Надежность - является комплексным свойством, для полной характеристики которой используется слудующие показатели: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Сохраняемость - свойство изделия сохранять работоспособность в течении времени в изменяющихся условиях среды.  Предельное состояние - это состояние изделия, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или небезопасно по соображениям безопасности эксплуатации станка или механизма.  Технический ресурс - перидо времени от начала эксптулатации до прихода изделия в предельное состояние.  Наработка на отказ - период безаварийной эксплуатации станка или механизма до момента возникновения отказа.  Жесткость - сохранение геометрических параметров с заданной степенью точности в течении определенного отрезка времени. Жесткость станка зависит от числа стыков, степени затяжки резьбовых соединений, времени работы и условий эксплуатации. С технической точки зрения ремонт объекта подразумевает последовательное выполнение операции разборки, дефектации, восстановления сопряженных поверхностей детали, либо жесткости несущих конструкций, контроля, мойки, сборки и опробования отремонтированного изделия.  Планово-предупредительный ремонт направлен на увеличении технического ресурса, и включает в себя операции по разборке, дефектации, замене или восстановлению изношенных сопряженных поверхностей деталей станков и механизмов с последующей их сборкой и опробованием.  Аварийный ремонт направлен на восстановление работоспособности станка путем замены пришедших в негодность деталей, узлов, механизмов.  Капитальный ремонт в отличии от текущего и среднего ремонта производится либо на специализированном предприятии, либо на заводе-изготовителе.  Техническое обслуживание - комплекс мероприятия, направленных на поддержание работоспособности механизма без его разборки. Техническое обслуживание включает в себя: осмотр оборудования, удаление грязи и частиц металла, замены масла, СОЖ, поднастройку станка в связи со сменой инструмента или в связи потери жесткости (биение шпинделя), подтяжку болтов и гаек в стыковых соединения и шпинделях, введение ингибиторов коррозии в масла, контроль трущихся соединений, частичную реставрацию лакокрасочного покрытия, чистку или продувку трубопроводов, замену истертых ремней на шкивах, замену шлангов подачи масла и СОЖ при наличии на поверхности микротрещин и надрывов, регулировку основных паспортных характеристик, замену плавких предохранителей, замену вставок, пробок и т.п.

Долговечность,технический ресурс, срок службы

Согласно ГОСТ 27.002-83, долговечность - свойство объекта (детали, узла, машины) сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Технический ресурс - наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

Срок службы - календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.