Показатели надежности технологического оборудования

Одной из важных характеристик, учитываемых при проектировании, разработке и эксплуатации машин и аппаратов, является их надежность.

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.

При проектировании машины надежность закладывается в конструкцию и зависит от ее технологичности, применяемых ма­териалов, методов защиты от различных вредных воздействий, приспособленности к ремонту и техническому обслуживанию (ТО), а также от многих других конструктивных особенностей.

Основные показатели надежности

Любой анализ надежности системы должен основываться на точно определенных понятиях. Известно, что даже у одинаковых систем, работающих в аналогичных условиях, отказы происходят в случайные различные моменты времени, т.е. отказы могут быть описаны только в терминах теории вероятностей. Таким образом, основные определения надежности должны основываться главным образом на понятиях теории вероятностей.

  Вероятность безотказной работы Р_(t) – это такая функция времени, которая определяет вероятность того, что невосстанавливаемая система будет выполнять требуемую функцию в заданный момент времени t. Ее можно записать в виде

Где N₀ – число единиц одинакового оборудования, работающего в одинаковых условиях; n_(t) – число отказов в контрольной группе. Вероятность отказа Q(t) – это вероятность того, что система выйдет из строя к моменту времени t. Она связана с вероятностью безотказной работы Р(t) простым соотношением

   Тогда вероятность отказа

   Таким образом, в простейшем случае, при определении вероятности отказа и вероятности безотказной работы к заданному моменту времени необходимо знать в качестве исходных данных число единиц оборудования в контрольной группе в начальный момент времени, а также количество вышедших из строя образцов.

 

  В процессе эксплуатации показатели надежности машин по­степенно ухудшаются. Изучением закономерностей изменения показателей надежности различных объектов при эксплуатации занимается теория надежности.

Различают следующие виды технического состояния объек­тов: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособ­ное, предельное.

Исправное состояние (исправность) состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно­технической и (или) конструкторской (проектной) докумен­тации.

Неисправное состояние (неисправность) - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Работоспособное состояние (работоспособность) - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризую­щих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) - со­стояние объекта, при котором значение хотя бы одного парамет­ра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

  Различают два случая неработоспособного состояния маши­ны - устранимое и неустранимое. В первом случае работоспо­собность машины может быть восстановлена выполнением ком­плекса ремонтных работ, во втором это технически невозможно или экономически нецелесообразно.

  Предельное состояние — состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозмож­но или нецелесообразно. Переход объекта в предельное состоя­ние влечет за собой временное или окончательное прекращение его применения по назначению.

В теории надежности все объекты делят на следующие клас­сы: обслуживаемые и необслуживаемые, восстанавливаемые и невосстанавливаемые, ремонтируемые и неремонтируемые.

  Обслуживаемый объект - объект, для которого проведение технического обслуживания предусмотрено нормативно-техни­ческой и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Необслуживаемый объект - объект, для которого проведение технического обслуживания не предусмотрено нормативно-техни­ческой и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Ремонтируемый объект - объект, ремонт которого возможен и предусмотрен нормативно-технической, ремонтной и (или) кон­структорской (проектной) документацией.

Перемонтируемый объект - объект, ремонт которого не воз­можен или не предусмотрен нормативно-технической, ремонтной и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Восстанавливаемый объект — объект, для которого в рассмат­риваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Невосстанавливаемый объект - объект для которого в рас­сматриваемой ситуации проведение восстановления работоспо­собного состояния не предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправ­ного состояния объекта при сохранении работоспособного со­стояния.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособ­ного состояния объекта.

Отказы классифицируют по различным признакам:

- конструкционный - отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования;

- производственный - отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном пред­приятии;

- эксплуатационный - отказ, возникающий по причине, связан­ной с нарушением установленных правил и (или) условий экс­плуатации;

- внезапный - отказ, характеризующийся скачкообразным изме­нением значений одного или нескольких основных параметров объекта;

- постепенный - отказ, возникающий в результате постепенно­го изменения значений одного или нескольких параметров объ­екта;

- сбой - самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора;

- перемежающийся - многократно возникающий самоустра­няющийся отказ одного и того характера;

- явный - отказ, обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования при подго­товке объекта к применению или в процессе его применения по назначению;

- скрытый - отказ, не обнаруживаемый визуально или штат­ными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики;

- непрогнозируемый - отказ, который заранее нельзя предви­деть;

- прогнозируемый - отказ, который можно заранее предвидеть, например, по числу проработанных изделием часов или по изме­нению одного или нескольких параметров изделия;

- ресурсный - отказ, в результате которого объект достигает предельного состояния;

- деградационный - отказ, обусловленный естественными про­цессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при со­блюдении всех установленных правил и (или) норм проектиро­вания, изготовления и эксплуатации.