ЛЕКЦИЯ
"Стандартизация надежности в технике"
Введение
Надежность – это один из основных показателей качества, проявляющийся во времени и отражающий свойства объекта сохранять требуемые качественные показатели на протяжении всего времени его эксплуатации.
Надежность – свойство объекта сохранять во времени установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.
Под качеством объекта понимается совокупность свойств, определяющих его пригодность для использования по назначению.
Например, автомобиль характеризуется такими свойствами как: скорость, грузоподъемность, проходимость, расход горючего и др. Но эти показатели оценивают объект не полностью. Необходимо еще знать способность объекта сохранять эти свойства, эти показатели качества в течение определенного времени. Эта способность объекта оценивается надежностью.
В связи с повышением требований к продукции, ее усложнением надежность стала одной из наиболее сложных проблем, а последствия ненадежности, которые нельзя оценить никакими экономическими показателями – является гибель людей в результате различных катастроф, отказов военной техники в ответственные моменты. Поэтому, повышение надежности, продление ее ресурса, сокращение затрат на ремонт и технического обслуживания – основные задачи заказчика, разработчика, производителя, эксплуатационщика. Проблема надежности должна решаться на всех стадиях жизненного цикла изделия.
На стадии разработки изделия закладывается его надежность. Она зависит от:
– конструкции изделия и его узлов;
– применяемых материалов;
– методов защиты от вредных воздействий;
– системы смазки;
– приспособленности к техническому обслуживанию и ремонту.
На стадии производства обеспечивается надежность изделия, которая зависит от:
– качества изготовления деталей и сборки изделия;
– методов контроля и испытаний;
– других показателей технологического процесса.
На стадии эксплуатации реализуется надежность, проявляющаяся только в процессе использования техники по назначению с учетом своевременного и правильного технического обслуживания и ремонта.
Учитывая большое значение надежности, вопросам ее стандартизации всегда уделялось большое внимание.
1. Система стандартов «Надежность в технике»
Еще в годы существования СССР в нашей стране была разработана система стандартов «Надежность в технике» (ССНТ), которая обозначается как ГОСТ 27. В настоящее время ГОСТ 27. является межгосударственной, региональной системой стандартов стран СНГ.
Система стандартов «Надежность в технике» предназначена обеспечить эффективность организационных, конструкционных, технологических и эксплуатационных мероприятий, направленных на достижение оптимального уровня надежности объектов, а также объективность и сопоставимость результатов контроля и испытаний на надежность.
В систему стандартов «Надежность в технике» входят технические и организационно-методические стандарты, объекты стандартизации которых относятся к классификационным группам, указанным в табл. 1.
Таблица 1 – Классификационные группы системы стандартов «Надежность в технике»
| Код группы | Классификация группы объектов стандартизации |
| 0 | Общие вопросы надежности |
| 1 | Нормирование надежности |
| 2 | Методы расчета надежности |
| 3 | Методы обеспечения надежности |
| 4 | Испытания и контроль надежности |
| 5 | Сбор и обработка информации по надежности |
| 6–9 | Резерв |
Стандарты в системе «Надежность в технике» обозначаются:
ГОСТ 27. – Система стандартов «Надежность в технике»;
ГОСТ 27.Х – код группы по табл. 4;
ГОСТ 27.ХХХ – порядковый номер в данной кодовой группе;
ГОСТ 27.ХХХ-ХХ – год утверждения стандарта (через тире).
Например, ГОСТ 27.003–90
Здесь ГОСТ 27. – ССНТ;
0 – код группы–общие вопросы надежности;
03 – порядковый номер стандарта в кодовой группе. Состав и общие правила задания требований по надежности;
90 – год утверждения стандарта.
Терминология в теории надежности
В теории надежности существует своя, в ряде случаев специфическая, терминология, определяющаяся ГОСТ 27.002–89. В ней все рассматриваемые изделия (деталь, узел, аппарат, агрегат, машина, система машин) называются объектом.
Каждый объект характеризуется качественными и количественными показателями (параметрами), которые определяются нормативными документами (в частности – эксплуатационной документацией. Параметры характеризуют все количественные и качественные свойства объекта. Но среди них есть выходные параметры, которые при несоответствии их НД, влияют на использование объекта по назначению, а есть параметры, которые не влияют на использование объекта по назначению.
Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Неисправный – объект, не удовлетворяющий хотя бы одному требованию НД (машина с помятым крылом, противогаз с ржавчиной на противогазовой коробке и др.).
Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.Таким образом, понятие работоспособность объекта связано не только со способностью работать, т.е. выполнять необходимые функции, но и с тем чтобы выходные параметры объекта находились в установленных пределах
Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Нарушение работоспособности объекта характеризуется повреждением или отказом.
Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния при сохранении работоспособности объекта.
Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Любой отказ возникает или может возникнуть через некоторый промежуток времени, который является случайной величиной и оценивается наработкой. Различные отказы имеют и разные последствия – от незначительных отклонений в работе объекта до аварийных ситуаций.
В случае отказа работоспособность объекта может быть восстановлена или не восстановлена в конкретной рассматриваемой ситуации.
Объект, работоспособность которого может быть восстановлена, называется восстанавливаемым, а если не может быть восстановлена – невосстанавливаемым.
Каждый объект характеризуется наработкой на отказ или сроком службы. Наработка определяется в часах, в километрах пробега, числом рабочих циклов, числом запусков, выстрелов и т.д. Наработку различают:
– для невосстанавливаемых объектов – «наработка до отказа», т.е. от начала эксплуатации до первого отказа;
– для восстанавливаемых объектов – «наработка на отказ», т.е. от окончания восстановления его работоспособности после отказа до возникновения следующего отказа.
Суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации до достижения предельного состояния называется ресурсом.
Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после среднего или капитального ремонта до наступления предельного состояния.
Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за:
– неустранимого нарушения требований техники безопасности;
– неустранимого ухода заданных параметров за установленные пределы;
– неустранимого снижения эффективности эксплуатации;
– необходимости проведения среднего или капитального ремонта;
– других причин, указанных в НД.
Для оценки надежности объектов, находящихся на хранении и при транспортировании, введено понятие «срок сохраняемости». Это календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования объекта, в течение которой сохраняются в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять заданные функции. По истечении срока сохраняемости объект должен соответствовать требованиям безотказности, долговечности и ремонтопригодности, установленным НД на объект. Различают также понятия: остаточный ресурс, назначенный ресурс, назначенный срок службы, назначенный срок хранения.
Остаточный ресурс – суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние. Аналогично вводятся понятия остаточной наработки до отказа, остаточного срока службы и остаточного срока хранения.
Назначенный ресурс – суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.
Назначенный срок службы – календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.
Назначенный срок хранения – календарная продолжительность хранения, при достижении которой хранение объекта должно быть прекращено независимо от его технического состояния.