- •Работоспособность и надёжность изделий
- •Блок схема возникновения отказа направляющих станка
- •Безотказность изделия
- •Показатели для оценки безотказности изделия.
- •4. Долговечность изделия
- •Показатели для оценки долговечности изделия
- •5. Показатели для оценки безотказности работы
- •6. Законы распределения сроков службы до отказа
- •7.Экономические показатели надёжности
- •8. Классификация машин по надежности.
- •9. Выбор закона распределения
- •10.Источники и причины изменения начальных параметров машины.
- •11. Характеристики рассеивания результатов расчётов
- •12 Процессы, снижающие работоспособность изделия
- •13 Определение вероятности безотказной работы системы последовательно соединённых элементов.
- •14) Классификация процессов, действующих на машину по скорости их протекания
- •15) Определение вероятности безотказной работы системы параллельно соединённых элементов.
- •16) Допустимые и недопустимые виды повреждений
- •17 Параметрическая надежность.
- •18. Общая схема формирования отказа.
- •19. Постепенные и внезапные отказы.
- •20. Вероятность возникновения внезапного отказа.
- •21.Отказы функционирования и параметрические отказы
- •23. Фактические и потенциальные отказы
- •24. Область применения экспоненциального закона
- •25. Допустимые и недопустимые отказы.
- •26. Одновременное проявление внезапных и постепенных отказов
- •27. Допустимая вероятность безотказной работы, как мера для оценки последствий отказа
- •28.Случайный поток отказов
- •29. Система управления качеством в Республике Беларусь
- •Блок схема возникновения отказа направляющих станка
- •31) Дефектоскопия. Разрушающие методы контроля
- •32Блок-схема возникновения отказа шейки коленчатого вала автомобильного двигателя.
- •33. Дефектоскопия. Неразрушающие методы контроля.
- •34. Блок-схема возникновения отказа рессоры автомобиля.
- •35. Периоды эксплуатации автомобилей.
- •3 Энергия, действующая на колесо. 6. Блок-схема возникновения отказа автомобильного колеса.
- •37. Изменение свойств и состояния материалов как причина потери изделием работоспособности.
- •38. Причины отказа изделия раньше установленного ресурса.
- •40 Ремонт и техническое обслуживание – необходимые этапы эксплуатации автомобиля
- •41Законы состояния
- •42Виды ремонтных работ
- •44 Методика определения оптимального межремонтного периода.
- •45. Область существования процесса старения.
- •46. Ремонтопригодность автомобилей
- •47.Значение явлений в поверхностных слоях при разрушении и старении материалов
- •48. Факторы, определяющие ремонтопригодность автомобилей.
- •49 Геометрические параметры поверхностного слоя
- •50Диагностические признаки
- •51. Напряженное состояние поверхностного слоя.
- •52.Задачи технической диагностики.
- •54Сущность технической диагностики
23. Фактические и потенциальные отказы
При эксплуатации любого изделия может наступить его первый, а затем и последующие отказы. Если эти отказы предотвращаются заблаговременным выполнением ремонта и регулировок, то критерием близости отказа является степень повреждения изделия, а отказ воспринимается как потенциально возможное событие. Такие отказы будем называть потенциальными.
В инструкциях по сбору и обработке информации о надежности различных машин при их эксплуатации, как правило, указывается, что восстановление работоспособности отдельных деталей, сопряжений и узлов, выполняемое в соответствии с правилами технического ухода и ремонта, не является отказом. Лишь та потеря работоспособности изделия, при которой требуется внеочередное вмешательство ремонтной службы, квалифицируется как отказ.
Такой подход приводит к неверному суждению о надежности машины, так как не учитываются потенциальные отказы.
Для изготовителей и эксплуатационников характерно постоянное стремление к недопущению отказов при работе машины. Это достигается правильной организацией системы ремонта и технического обслуживания, применением обоснованной системы управления качеством и надежностью при производстве изделий и строгого выполнения правил эксплуатации и ремонта. В результате изделие может вообще не иметь отказов при эксплуатации, тем не менее уровень его надежности не будет удовлетворять разработчиков и потребителей.
Поэтому, когда речь идет об отказах изделия, этой основной категории теории надежности, то имеются в виду в основном потенциально возможные, а не только фактические отказы.
24. Область применения экспоненциального закона
Экспоненциальный закон пользуется большой популярностью в теории надежности. Он является однопараметрическим и позволяет весьма просто подсчитывать вероятность безотказной работы. Как будет показано ниже, его также весьма удобно применять при расчете надежности сложных систем. Понятие интенсивность отказов, или обратную величину — среднюю наработку до отказа, широко применяют для оценки надежности радиоэлектронных, а в ряде случаев и механических устройств. При этом, как правило, не разграничивают, относятся ли отказы к внезапным или постепенным. Вместе с тем условие X = const соответствует случаю, когда время предшествующей работы изделия не оказывает влияния на вероятность его отказа в данный промежуток времени, т. е. для схемы только внезапных отказов. Такое положение кажется любому практику неоправданно идеализированным, особенно в области машиностроения. Ведь все машины изнашиваются, стареют и вероятность их безотказной работы с течением времени падает.
Перенос экспоненциального закона в область машиностроения привел к широкому диапазону мнений о возможностях его применения. В литературе можно встретить утверждения о его универсальности и о его практической неприменимости для машиностроения. Применение экспоненциального закона в одних случаях дает удовлетворительный результат, в других может вызвать недоумение. Например, из формулы следует, что для обеспечения высокой степени безотказности изделия средний срок службы Тср должен быть значительно выше допустимого времени работы t= Тр.
Рассчитаем по формуле средний срок службы деталей, необходимый для обеспечения вероятности безотказной работы Р (t) = 0,999, в течение t= 10 ч:
ч
Это значение среднего срока службы по сравнению с допустимым t = 10 ч для постепенных отказов представляется нереально большим. Поэтому встает вопрос об области применения экспоненциального закона. Возможно ли и при каких условиях использовать его для постепенных отказов?
Для этого рассмотрим в одном масштабе закон распределения сроков службы, характерный для постепенных отказов fп (t), и экспоненциальный закон fэ(t) (рис. 1).
Рис. 1. Сравнение экспоненциального закона с законом для постепенных отказов
При высоких требованиях к безотказности изделия период его непрерывной эксплуатации, т. е. его ресурс Тр ограничивается некоторым значением допустимой вероятности безотказной работы Р (t).
Для высоконадежных систем, например для авиационной икосмической техники, это значение порядка Р (t) = 0,99999 и выше, для обычных машин оно также достаточно высоко (порядка 0,99 и выше).
Вероятность отказа, которая характеризуется площадью , очень мала, и в случае применения любого закона используется лишь тот участок кривой f (t), который соответствует зоне редких событий, удаленной от центра группирования.
В этой области законы распределения теряют свою индивидуальность и приобретают общие черты, характерные для редких событий. Так, например, в данной области интенсивность отказов и плотность распределения f(t) практически не отличаются Друг от друга, так как Р(t) близко к единице.
Если проанализировать поведение «хвостов» различных законов плотностей вероятностей f(t) в области малых значений F(t) (порядка 0,001 и ниже), то можно показать, что все они могут дать с достаточной для практики точностью одинаковый результат. При этом надо иметь в виду, что оценка надежности за данный период 0<t<Tр сводится к определению вероятности отказа [площадь под кривой f(t)]без необходимости выявления закона распределения сроков службы.
Поэтому можно считать допустимым и оправданным применение экспоненциального закона для расчета надежности систем с высокими требованиями безотказности для любой схемы отказов (для внезапных и постепенных отказов), если этот закон применим для оценки данной вероятности отказа, значение (или порядок) которой известно из практики или задано.
Однако следует всегда иметь в виду, что распространение этого закона на область с большими значениями t>Тр , чем те, для которых определеноλ, может привести к грубым ошибкам и неправильным выводам.
В такую ошибку нередко впадают при определении математического ожидания (среднего срока службы) изделия или времени работы изделия между двумя отказами.
Из рис.1 видно, что при совмещении участков кривых fэ(t) и fп(t) в области 0<t<Tр условие означает, что математическое ожидание экспоненциального закона М(tэ) должно быть в десятки тысяч раз больше математического ожидания постепенных отказов М(tn), так как площадь кривой fэ (t), почти совпадающей с осью абсцисс, должна равняться площади, ограниченной кривой fп (t).
Так, например, при использовании экспоненциального закона появился расчет надежности, на основании которого время между двумя отказами космического устройства «Маринер» определено в 20000 лет, что, конечно, не соответствует действительности.
Общий вывод, который можно сделать о возможности применения экспоненциального закона для машиностроения, где наиболее характерны постепенные отказы, следующий.
Экспоненциальный закон — это констатация, статика явлений и его применение допустимо лишь при анализе и расчете надежности систем, уже обладающих высокой безотказностью.
Но его нельзя применять для случаев прогнозирования поведения этих систем при повышении ресурса и для оценки тех мероприятий, которые потребуются для повышения их надежности в пределах, выходящих за значение принятого ресурса.