Общие понятия, свойства и показатели теории надежности

Ижевский государственный технический университет

Чайковский технологический институт

 

 

Т.П. Чепикова

 

ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ И ДИАГНОСТИКА

 

Программа, методические указания и контрольные задания

для студентов очно - заочного отделения специальности

190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

 

 

Издание ЧТИ ИжГТУ                                                          Чайковский, 2003

 

 

УДК 629.113.(075)

 

 

ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ И ДИАГНОСТИКА

 

 

Составитель: старший преподаватель Т.П. Чепикова

 

 

2003 г.

 

 

© Т.П. Чепикова

 

Утверждено на заседании кафедры “Автомобильного транспорта”

Чайковского технологического института ИжГТУ

Протокол № ___ от ___.___.2003 г.

Электронная версия (Word’2000) находится в ЧТИ ИжГТУ

 

Методические указания являются руководством при изучении студентами-заочниками дисциплины «Основы теории надежности и диагностика», содержат рабочую программу дисциплины и задания для выполнения контрольной работы.

Цели и задачи дисциплины

Дисциплина «Основы теории надежности и диагностика» является составной частью учебно-методического комплекса подготовки инженеров-механиков по специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство». Цель преподавания дисциплины – формирование у студентов системы научных и профессиональных знаний и навыков в области использования основ теории надежности и диагностики применительно к решению задач технической эксплуатации автомобильного транспорта.

В результате изучения курса студент должен знать основные понятия, структуру и содержание понятий надежности и диагностики; способы сбора и обработки информации; методы оценки полученных результатов и возможности их систематизации; факторы, влияющие на надежность изделий и физику их отказов; показатели надежности основных систем, узлов и агрегатов автомобилей.

 

Программа курса и методические указания

По изучению его разделов

Введение

Качество продукции – важнейший показатель успешной деятельности любого предприятия. Качество и надежность изделий, факторы, влияющие на их формирование. Возникновение и развитие теории надежности.

Надежность, как комплексный показатель технического состояния изделия.

 

Методические указания

 

Под качеством понимается совокупность свойств, определяющих степень пригодности машины к выполнению заданных функций при использовании ее по назначению. Качество машины определяют надежность, грузоподъемность, производительность, маневренность, динамичность и комфортабельность и др.

При изучении раздела необходимо уяснить, как понятие качество связано с понятием надежности объекта.

Почему проблема надежности стоит в тесной связи с проблемой экономической.

Литература: [1, c. 5-6]; [3, c. 44-46]; [4, c. 4-8].

Вопросы для самопроверки

1. Как понятие надежности объекта связано с показателями его качества?

2. Приведите примеры показателей качества автомобиля, характеризующих его способность выполнять транспортный процесс.

3. Приведите примеры динамически изменяющихся в процессе эксплуатации показателей качества, относящихся к автомобилю.

4. Чем вызвано возникновение теории надежности?

5. В чем состоит основная задача теории надежности?

6. Что характеризует и оценивает надежность?

 

Общие понятия, свойства и показатели теории надежности

Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции в заданных режимах и условиях использования, технического обслуживания (ТО), ремонта (Р), хранения и транспортирования, сохраняя установленные эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени и (или) требуемой наработки.

Надежность является комплексным свойством, которое включает безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого промежутка времени или некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Ремонтопригодность – это свойство объекта, заключающееся в приспособленности его к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и ТО.

Сохраняемость – это свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и транспортирования.

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе ТО и Р.

Определение основных свойств надежности даны применительно к техническим объектам. Под объектом понимается предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый в периоды проектирования, производства, эксплуатации, исследований и испытаний на надежность. Объектом могут быть изделия, системы и их элементы в частности, сооружения, установки, устройства, машины и т.д.

Все объекты с точки зрения надежности могут находиться в исправном, неисправном, работоспособном, неработоспособном и предельном состояниях.

Исправное состояние – это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией (НТД).

Неисправное состояние – это состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных НТД.

Работоспособное состояние - это состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных НТД.

Неработоспособное состояние – это состояние объекта, при котором значение хотя бы одного заданного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям, установленным НТД.

Предельное состояние – это состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности, или неустранимого ухода заданных параметров за установленные пределы, или неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой, или необходимости проведения среднего или капитального ремонта.

 

Методические указания

 

При знакомстве с основными понятиями и определениями обратить внимание, почему такие свойства объекта, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость имеют различную значимость для понятия надежности, в зависимости от вида объекта и условий его эксплуатации?

Как соотносятся между собой исправное и работоспособное состояния? Какое из них шире, а какое уже?

Литература: [1, c. 6-11]; [2, c. 5-13]; [3, c. 47-48]; [7, c. 2-4].

 

Контрольные вопросы

1. Что общего и в чем отличие понятий исправное и работоспособное состояние объекта?

2. Является ли верным утверждение, что исправный объект всегда работоспособен?

3. Чем может быть вызвано предельное состояние объекта?

4. Для каких объектов свойства безотказности и долговечности совпадают, почему?

5. Какое изделие может считаться надежным?

6. Когда безотказность является решающим свойством?

7. Правильно ли выражение: «Надо повысить надежность и долговечность объекта»?

8. К каким объектам предъявляются особые требования при хранении?

 

 

Классификация отказов

Исходными понятиями надежности являются также понятия повреждения и отказа.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта или его составных частей вследствие влияния внешних воздействий, превышающих уровни, установленные НТД на объект. Повреждения могут быть существенными и являются причиной нарушения работоспособности и несущественными, при которых работоспособность объекта сохраняется.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Признаки отказов должны устанавливаться в НТД. Отказ является более узким понятием, чем повреждение.

Классификация отказов машин может быть представлена по различным признакам. Такая классификация может способствовать, например, анализу отказов, выявлению их причин и экономических последствий и решению других задач.

1. По частоте отказов можно различать единичные отказы и отказы, повторяющиеся n раз за определенный период наработки. Последние могут являться следствием причин, присущих данной модели и условиям ее использования.

2. По характеру изменения параметров объекта различают внезапные и постепенные отказы. Внезапный отказ возникает в результате внезапной полной потери работоспособности (поломки от чрезмерной нагрузки, усталости и др.), постепенный отказ появляется в результате возрастающей потери работоспособности элементов машины, вызванной износом, усталостью материала, нарушением норм эксплуатации и т.п.

3. По связи с отказами других элементов различают независимый отказ, не обусловленный отказом другого объекта и зависимый отказ, обусловленный отказом другого объекта.

4. По связи с последствиями отказы можно разделить на 3 категории:

- легкие, которые не вызывают остановки объекта и могут быть устранены в удобное время;

- средние, вызывающие немедленную остановку объекта для ремонта;

- тяжелые, которые вызывают не только остановку объекта, но и вторичные значительные разрушения.

5. По возможности прогнозирования различают:

- прогнозируемые отказы, обусловленные изменением параметра изделия;

- непрогнозируемые отказы.

Прогнозирование отказов первого вида осуществляется расчетным путем на основании параметров закона их распределения. В настоящее время все большее распространение находят методы прогнозирования отказов, обусловленных постепенными изменениями параметров изделия, с помощью диагностических приборов.

6. По причине возникновения следует различать конструкционный отказ, возникший в результате нарушения установленных правил и (или) норм конструирования; производственно-технологический отказ, наступающий при изготовлении или ремонте машины из-за нарушения установленного технологического процесса; эксплуатационный отказ, вызванный нарушением правил и (или) условий эксплуатации.

7. По системам и агрегатам машины различают отказы несущей системы (конструкции), трансмиссии, ходовой части, рабочего оборудования, электрооборудования, гидросистемы, системы управления и др.

Классификация по данному признаку позволяет выявить наиболее слабое место машины и наметить пути повышения ее надежности.

В зависимости от возникающих задач при анализе и учете отказов данная классификация может быть дополнена.

 

Методические указания

 

Обратить внимание, для чего необходима классификация отказов. По каким признакам можно классифицировать отказы автомобилей?

Учесть, что проведение ТО, предусмотренное руководством по эксплуатации и вынужденный при этом простой машины не относятся к отказу. Однако всякое ТО является результатом несовершенства машины или эксплуатационных материалов.

Поэтому множество предупреждений и требований к потребителю, указываемых иногда в эксплуатационных документах свидетельствует о недостаточном качестве машины.

Литература: [1, c. 8-101]; [2, c. 16-21]; [4, c. 59-64]; [7, c. 8-9].

 

Контрольные вопросы

1. По каким признакам классифицируют отказы автомобилей?

2. Какие виды отказов можно предвидеть и предупредить своевременным обслуживанием и ремонтом?

3. Чем может быть вызван постепенный отказ?

4. Для чего необходимо классифицировать отказы?

5. К какому виду отказа относится неправильный расчет на прочность?

6. Что подразумевают под производственно-технологическим отказом?

7. В чем различие между существенным и несущественным повреждением?

8. Могут ли несущественные повреждения привести к отказу машины?