Нормирование показателей надежности
При создании новой машины необходимо установить и обеспечить такой уровень надежности, чтобы при эксплуатации машины были гарантированы безопасность и высокая эффективность работы.
Выбор показателей надежности для машины связан с требованиями заказчика или может быть установлен самим разработчиком и базироваться на соответствующие стандарты и на высшие достижения для данного типа машин.
Нормированию подлежат в первую очередь вероятность безотказной работы изделия с оценкой продолжительности периода, в течение которого она оценивается. При этом допустимое значение вероятности безотказной работы является мерой для оценки последствий отказа, которые могут быть самыми разнообразными – от незначительного материального ущерба до катастрофического.
Все особенности отказа и его последствий следует характеризовать допустимой вероятностью безотказной работы, которая аккумулирует в себе и численно оценивает опасность последствий отказа.
Целесообразно применять шесть классов надежности в зависимости от допустимых значений вероятности безотказной работы .
Таблица
Классы надежности по допустимому значению вероятности безотказной работы
Класс надежности | Допустимое значение | Последствия отказа | Примеры машин |
<0,9 | Без существенных последствий | Элементы машины, не влияющие на ее технические характеристики | |
≥0,9 | Экономические потери | Технологическое оборудование неавтоматизированных производств | |
≥0,99 | Значительные экономические потери | Технологическое оборудование в автоматизированных системах. Сельскохозяйственная техника | |
≥0,999 | Моральный ущерб | Бытовые машины | |
≥0,9999 | Авария, катастрофа, невыполнение ответственного задания | Подъемно-транспортные машины, летательные аппараты, машины химического производства, медицинское оборудование, военная техника | |
В нулевой класс входят малоответственные детали и узлы, отказ которых остается практически без последствий. Для них хорошим показателем надежности может быть средний срок службы, наработка на отказ или параметр потока отказов.
Классы 1-4 характеризуются повышенными требованиями к безотказности (номер класса соответствует числу девяток после запятой у значения ).
В пятый класс включаются высоконадежные изделия, отказ которых в заданный период недопустим.
В этом случае допустимые значения , т.е. должно быть создано абсолютно безотказное изделие.
По мере развития техники наблюдается тенденция обеспечения все более высоких значений , что связано как с экономическими причинами, так и с престижными соображениями в условиях конкуренции.
Выбор показателей надежности машины и их допустимых значений тесно связан с методами эксплуатации машины – цикличностью ее работы, применяемой системой ремонта и технического обслуживания. Эксплуатация машины – сложный процесс, который состоит из различных периодов, во время которых работоспособность машины либо снижается, либо восстанавливается.
Таблица
Периоды эксплуатации машины
Период эксплуатации | Работоспособность |
I. Простой машины Консервация и хранение; транспортировка; проверка работоспособности (диагностика) или наладка (подготовка к работе); простои (ожидание работы или ремонта) | Как правило, изменяется незначительно |
II. Работа машины При нормальных режимах и условиях эксплуатации; при повышенных режимах и экстремальных ситуациях; при пониженных режимах (недоиспользование машины); при проверках и испытаниях | Снижается |
III. Ремонт машины Ремонты по состоянию; плановые периодические ремонты; техническое обслуживание и диагностика; аварийные ремонты | Восстанавливается |
Для различных машин в зависимости от их назначения характерны определенные сочетания перечисленных периодов и различная их длительность.
Например, для технологического оборудования период консервации и транспортировки имеет место лишь в начальный период эксплуатации. Основными при эксплуатации будут периоды работы и простоев в ремонте, а также простои при неполном использовании машины.
Для боевой техники, например, ракет, наоборот, характерны длительные периоды хранения и периодических проверок и кратковременный период использования.