Показатели ремонтопригодности и сохраняемости. Среднее время восстановления работоспособного состояния.
Вероятность восстановления работоспособного состояния в заданное время.
Сроки сохраняемости средний и g-процентный.
Комплексные показатели (применяемые в основном для автоматических комплексов и сложных систем):
коэффициент технического использования –– отношение математического ожидания времени работоспособного состояния за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий времени работоспособного состояния и всех простоев для ремонтов и технического обслуживания;
коэффициент готовности –– вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме периодов, в которых эксплуатация не предусматривается. Коэффициент определяют как отношение математических ожиданий времени нахождения в работоспособном состоянии к математическим ожиданиям суммы этого времени и времени внеплановых ремонтов.
Состояния и события надежности
Надежность характеризуется следующими основными состояниями и событиями.
Работоспособность –– состояние изделия, при котором оно способно нормально выполнять заданные функции (с параметрами, установленными в технической документации). Работоспособность не касается требований, непосредственно не влияющих на эксплуатационные показатели, например повреждение окраски и т. д.
Исправность –– состояние изделия, при котором оно удовлетворяет всем не только основным, но и вспомогательным требованиям. Исправное изделие обязательно работоспособно.
Неисправность –– состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному из требований технической документации. Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности и их сочетания, приводящие к отказам.
Отказ и причины отказов
Отказ –– событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.
Отказы делят на отказы функционирования, при которых выполнение своих функций рассматриваемым элементом или объектом прекращается (например, поломка зубьев шестерни), и отказы параметрические, при которых некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пределах (например, потеря точности станка).
Причины отказов делятся на случайные и систематические.
Случайные причины –– это непредусмотренные перегрузки, дефекты материала и погрешности изготовления, не обнаруженные контролем, ошибки обслуживающего персонала или сбои системы управления. Примеры: твердые включения в обрабатываемую среду, крупные неровности дороги, наезды на препятствия, недопустимые отклонения размеров заготовок или их неправильный зажим, раковины, закалочные трещины. Случайные факторы преимущественно вызывают отказы при действиях в неблагоприятных сочетаниях.
Систематические причины –– это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений: коррозии (влияние среды, времени, температуры, облучения), усталости (старение, нагрузки и работа трения), засорения, залипания, утечки (ползучесть, износ, функциональные воздействия).
В соответствии с этими причинами и характером развития и проявления отказы делят на внезапные (поломки от перегрузок, заедания), постепенные по развитию и внезапные по проявлению (усталостные разрушения, перегорание ламп, короткие замыкания из-за старения изоляции) и постепенные (износ, старение, коррозия, залипание). Внезапные отказы вследствие своей неожиданности более опасны, чем постепенные. Постепенные отказы представляют собой выходы параметров за границы допуска в процессе эксплуатации или хранения.
По причинам возникновения отказы можно также разделить на конструкционные, вызванные недостатками конструкции, технологические, вызванные несовершенством или нарушением технологии, и эксплуатационные, вызванные неправильной эксплуатацией.
Отказы в соответствии со своей физической природой связаны с разрушением деталей или их поверхностей (поломки, выкрашивание, износ, коррозия, старение) или не связаны с разрушением (засорение каналов подачи топлива, смазки или подачи рабочей жидкости в гидроприводах, ослабление соединений, загрязнение или ослабление электроконтактов). В соответствии с этим отказы устраняют: а) заменой деталей, б) регулированием или очисткой.
По своим последствиям отказы могут быть легкими (легкоустранимыми), средними (не вызывающими разрушений других узлов) и тяжелыми (вызывающими тяжелые вторичные разрушения, а иногда и человеческие жертвы).
По возможности дальнейшего использования изделия отказы разделяют на полные (исключающие возможность работы изделия до их устранения) и частичные, при которых изделие может частично использоваться, например, с неполной мощностью или на пониженной скорости.
По сложности устранения различают отказы, устранимые в порядке технического обслуживания, в порядке среднего или капитального ремонта и по месту устранения –– отказы, устранимые в эксплуатационных и стационарных условиях, что особенно существенно для транспортных машин, в частности для автомобилей.
Встречаются также самоустраняющиеся отказы, например, в системах автоматической подачи заготовок на станках.
По времени возникновения отказы делят на приработочные (возникающие в первый период эксплуатации) и связанные с отсутствием приработки и с попаданием на сборку дефектных элементов, не отбракованных контролем, а также на отказы при нормальной эксплуатации (за период до проявления износных отказов) и износовые.
Проводя некоторую аналогию между изделиями и человеком с позиций надежности, приработочные отказы сопоставляют с детскими болезнями, отказы при нормальной эксплуатации –– со случайными болезнями окрепшего организма взрослого человека, износовые –– со старческими болезнями.
Пример
Задание
Выполнить силовой расчет четырехзвенного кривошипно-ползунного механизма (см. рис. 7.4), для которого по заданию 7 строился план ускорений (см. рис. 7.5).
Схема механизма построена
в масштабе длин 
(М 1:4).
Считаем центр тяжести входного
звена — кривошипа расположенным на оси его вращения А, центр тяжести 
шатуна 2 расположенным посредине его длины ВС , а центр
тяжести 
ползуна 3 расположенным
в его центре,
то есть в точке С. Даны массы кривошипа 1, шатуна 2 и ползуна 3:
, 
, 
Дана сила полезного сопротивления, действующая
на выходное звено механизма — ползун 3 и препятствующая его движению: 
.
Решение
Изображаем (рис. 8.2)
построенный по заданию 7 план ускорений рассматриваемого механизма. На нем, используя
теорему подобия для планов ускорений, находим ускорения центров тяжести шатуна
2 и ползуна 3. Точки 
и 
на плане ускорений располагаем аналогично расположению
точек 
и 
по заданию на схеме механизма: точка S
совпадает с точкой А, точка расположена посредине звена ВС, а
точка совпадает с точкой С ползуна.
Ускорения центров тяжести звеньев: 
,
,
.
Строим в масштабе длин схему структурной группы звеньев 2-3 заданного механизма (рис. 8.3).
Угловое ускорение 
шатуна 2:
(c
).
Для определения направления проводим на схеме структурной группы звеньев 2-3 (рис.
8.3) пунктирной линией из точки С вектор ускорения 
точки С относительно условно неподвижной точки
В. Угловое ускорение звена АВ направлено в ту же сторону, что и вектор
,
то есть против движения часовой стрелки.
Вычисляем величины сил тяжести звеньев 1,2 и 3 по (8.1):
(Н),
(H).
Момент инерции шатуна 2 вычисляем по (8.4):
где 
- момент инерции звена ВС относительно
его центра тяжести ; 
- длина звена ВС; = 0,14 м.
Вычисляем силы инерции и моменты сил инерции звеньев этой группы по (8.2) и (8.3):
, так как ;
(H);
(H);
, так как 
;
(Hм);
так как 
.
Сила полезных сопротивлений 
действует на выходное звено — ползун 3 и направлена в
сторону, противоположную вектору скорости точки С (см. рис. 6.5).
Рис. 8.2. План ускорений кривошипно-ползунного механизма
Рис. 8.3. Схема структурной группы звеньев 2 — 3
Показываем на схеме структурной группы звеньев 2 — 3 (рис. 8.3) все действующие силы и моменты сил.
