57.1 Требования к машине. Надёжность, её составляющие и обеспечение. Инженерные подходы к расчётам по основным критериям работоспособности

Основными характеристиками машин являются: назначение и область применения, мощность и производительность, коэффициент полезного действия, металлоемкость (масса) и энергоемкость, габаритные размеры, стоимость и др.

 соответствии с современными тенденциями развития машиностроения к проектируемым машинам предъявляются следущие требования: обеспечить необходимую производительность при высокой надежности, технологичности изготовления, экономичности в изготовлении и эксплуатации, малых габаритах, металло- и энергоемкости, совершенстве и красоте внешних форм (эстетичность), удобстве и безопасности обслуживания (эргономичность).

Надежностью называют свойство изделия выполнять без внеплановых ремонтов определенные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Экономичность характеризуется совокупностью затрат на проектирование, изготовление и эксплуатацию изделия. Экономическая целесообразность обычно определяется существенным повышением производительности либо экономией энергоресурсов, либо увеличением универсальности (возможностью использования проектируемого механизма в машинах нового поколения). Экономичность достигается за счет снижения материалоемкости, энергоемкости, высокой техноло­гичности изготовления, увеличения КПД при высокой надежности и другими способами.

Технологичность – основа экономичности конструкции. Технологичными называют изделия, обеспечивающие заданные эксплуатационные показатели при наименьших затратах времени, труда, материалов и средств на их создание в конкретных условиях производства. Технологичность достигается выбором наиболее рациональных материалов, форм, способа получения заготовки, требуемой точности изготовления, применением в конструкции стандартных и унифицированных элементов и другими путями.

Хотя совершенство конструкции в большинстве случаев оценивается надежностью и экономичностью, однако, очевидно, что для обеспечения надежности детали машин должны быть, прежде всего, работоспособны.

Надёжность — 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.

Интуитивно надёжность объектов связывают с недопустимостью отказов в работе. Это есть понимание надёжности в «узком» смысле — свойство объекта сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Иначе говоря, надёжность объекта заключается в отсутствии непредвиденных недопустимых изменений его качества в процессе эксплуатации и хранения. Надёжность тесно связана с различными сторонами процесса эксплуатации. Надёжность в «широком» смысле — комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также определённое сочетание этих свойств.

Для количественной оценки надёжности используют так называемые единичные показатели надёжности(характеризуют только одно свойство надёжности) и комплексные показатели надёжности (характеризуют несколько свойств надёжности).

Для любой системы одной из первых инженерных задач надежности является адекватное нормирование показателей надежности, например, в терминах требуемой готовности. Нормирование надежности — это установление в проектной или иной документации количественных и качественных требований к надежности. Требования по надежности относятся как к самой системе и её составным частям, так и к планам испытаний, к точности и достоверности исходных данных, формулированию критериев отказов, повреждений и предельных состояний, к методам контроля надежности на всех этапах жизненного цикла изделия. Например, требования по ремонтопригодности могут включать в себя показатели стоимости и времени восстановления.