МИНОБРНАУКИ РОССИИ
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
А. Н. СИГОВ
НАДЕЖНОСТЬ И ИСПЫТАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Учебно-методическое пособие
Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
2018
1
УДК 338.24(07)
ББК У 9(2)29-21я7 У 9(2)29-803я7 С34
Сигов А. Н.
С34 Надежность и испытание технических систем: учеб.-метод. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018. 30 с.
ISBN 978-5-7629-2470-2
Содержит описание общих вопросов и методов расчета показателей безотказности, долговечности, восстанавливаемости и сохраняемости технических систем, способов и особенности процессов испытания технических систем на надежность.
Предназначено для студентов направлений бакалавриата 27.03.02 «Управление качеством», также может быть полезно инженерно-техничес- ким работникам этой области знаний.
УДК 338.24(07)
ББК У 9(2)29-21я7 У 9(2)29-803я7
Рецензент д-р экон. наук, проф. А. С. Соколицын (СПбПУ Петра Великого).
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве учебно-методического пособия
ISBN 978-5-7629-2470-2 |
© СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018 |
2
Важнейшей технической характеристикой качества является надежность. Слово «надежность» в русском языке связано с понятием надежды – надежды на длительную и безотказную пригодность к эксплуатации или, в широком смысле, к потреблению. В самом понятии о надежности заключается элемент некоторой неуверенности и неопределенности. И, по-видимому,
не случайно надежность как свойство изделий оценивается вероятностными характеристиками, основанными на статистической обработке экспе-
риментальных данных. Однако вероятностные методы определения показателей надежности позволяют вполне определенно оценивать надежность работы машин и других технических изделий.
По мере прогресса техники наблюдается усложнение технических изделий. Основное противоречие заключается в том, что, если не предпринимать необходимые меры по повышению надежности техники, то чем сложнее, быстрее и точнее ее работа, тем менее она надежна. Отсюда следует, что решение проблемы надежности является не только важной технической, но и большой экономической задачей.
Сложность получения количественной оценки надежности исследуемого изделия состоит в том, что это свойство изделий обычно направлено в их будущее существование, т. е. оно «развернуто во времени» предстоящей эксплуатации, условия которой разнообразны и мало предсказуемы. Иначе говоря, характеристики надежности носят, по отношению к каждому конкретному изделию вероятностный, прогнозный характер.
Цель настоящего пособия – выработать у обучаемых навыки и умение определения характеристик надежности технических систем, применения методов расчета показателей безотказности, долговечности, восстанавливаемости и сохраняемости технических систем и способов моделирования надежности.
3
Задание: По указанию преподавателя сгруппировать показатели надежности технических систем.
Выделить единичные и комплексные показатели безотказности, долговечности, восстанавливаемости (ремонтопригодности) и сохраняемости технических систем.
Отдельно определить общие комплексные показатели надежности.
Основные понятия, термины и их определения, характеризующие надежность технических систем.
Надежность – свойство изделия сохранять в установленных пределах времени значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения, транспортировки и других действий.
Характеристики надежности выражают качественную сторону следующих объектов:
•изделие – единица промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках (экземплярах), к изделиям допускается относить завершенные и незавершенные предметы производства, в том числе заготов-
ки (ГОСТ 15895–77);
•элемент – составная часть изделия;
•система – совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.
Понятия «элемент» и « система» могут взаимно трансформироваться в зависимости от поставленной задачи. Например, станок с точки зрения надежности можно рассматривать как систему, состоящую из отдельных элементов, узлов, механизмов, деталей и т. д., но станок, установленный в автоматической линии, на которую заданы требования по надежности, рассматривается уже как ее элемент.
Надежность изделия – это комплексное свойство, которое в зависимости от назначения и условий эксплуатации может включать: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, устойчивость работы, режимную управляемость, живучесть и т. п. Однако чаще всего при оценке
4
качества технических изделий определяют значения таких единичных показателей свойств, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.
В зависимости от вида изделия, его назначения и условий эксплуатации надежность может оцениваться только частью составных свойств надежности (см. ГОСТ 27.003–2016). Если, например, изделие невосстанавливаемое, то для него в состав свойств надежности не входит ремонтопригодность.
Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени или наработки в определенных условиях эксплуатации.
Работоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя при этом допустимые значения всех основных параметров, установленных нормативно-технической документацией (НТД) и (или) проектно-конструкторской документацией.
Исправное состояние – состояние, при котором изделие соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) проектноконструкторской документации.
Долговечность – свойство изделия сохранять во времени работоспособность, с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта, до его предельного состояния, оговоренного технической документацией.
Долговечность обусловлена наступлением таких событий, как повреждение или отказ.
Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправности изделия.
Неисправное состояние – состояние, при котором изделие не удовлетворяет хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) проект- но-конструкторской документации.
Неисправное изделие может быть работоспособным. Например, снижение плотности электролита в аккумуляторных батареях, повреждение облицовки автомобиля означает неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен. Неработоспособное изделие является одновременно и неисправным.
Отказ – событие, в результате которого происходит полная или частичная утрата работоспособности изделия.
Наработка – продолжительность (измеряемая, например, в часах или циклах) или объем работы изделия (измеряемый, например, в тоннах, километрах, кубометрах и т. п. единицах).
5