Невзоров В.Н., Сугак Е.В. Надежность машин и оборудования. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

________________

Сибирский государственный технологический университет

______________________________________________________________________

В . Н . Невзоров, Е.В.Сугак

НАДЕЖНОСТЬ

МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

Часть 1

Основы теории

Ïîä îáùåé ðåäàêöèåé

êàíä.òåõí.íàóê, äîöåíòà Å.Â.Ñóãàêà

Óòâåðæäåíî

Ìèíèñòåðñòâîì îáùåãî è ïðîôåññèîíàëüíîãî îáðàçîâàíèÿ

Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè

â êà÷åñòâå ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ

äëÿ ñòóäåíòîâ ñïåöèàëüíîñòåé 170400, 170500, 170600, 200500

Красноярск

1998

УДК 630.36

Н 172

Невзоров В.Н., Сугак Е.В.

Надежность машин и оборудования. Ч.1. Основы теории: Учеб.пособие для сту-

дентов технических специальностей вузов / Под общ.ред.Е.В.Сугака.- Красноярск:

Сибирский государственный технологический университет, 1998.- 240 с.

Табл. 25; ил. 87; библиогр. 200 назв.; прил. 3

Изложены основные понятия и определения надежности, математические и физические

основы теории надежности, описываются процессы, приводящие к отказам машин и обору-

дования, методы расчета и прогнозирования характеристик надежности сложных техниче-

ских систем и их элементов при проектировании, изготовлении и эксплуатации, способы по-

вышения показателей надежности, методы экспериментальных исследований и контроль-

ных испытаний.

Содержание учебного пособия соответствует программе общепрофессиональной дис-

циплины "Основы теории надежности" технических специальностей вузов государственного

образовательного стандарта высшего профессионального образования.

Первая часть посвящена изложению основных положений и общих определений, мате-

матических и физических основ теории надежности, методов моделирования, расчета и по-

вышения структурной надежности элементов и систем. В приложениях содержатся спра-

вочные материалы для расчетов надежности. Приведен обширный список дополнительной

литературы по общим вопросам надежности и математическим основам теории надежности,

а также список нормативных и методических материалов.

Пособие предназначено для студентов машиностроительных, лесомеханических, хими-

ко-механических и других технических специальностей высших учебных заведений, может

использоваться инженерно-техническими работниками для расчетов и прогнозирования на-

дежности машин и промышленного оборудования при проектировании и эксплуатации.

ISBN 5-230-17493-5

Рецензенты:

д-р физ.-мат.наук, проф. В.В.Слабко

(Красноярский государственный технический университет),

канд.физ.-мат.наук, проф. А.К.Москалев

(Красноярский государственный аграрный университет),

В.Н.Невзоров, Е.В.Сугак, 1998

Сибирский государственный технологический университет, 1998

ПРЕДИСЛОВИЕ

Ðàçâèòèå ñîâðåìåííîé òåõíèêè â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ñâÿçàíî ñ ïîâûøåíèåì òðå-

áîâàíèé ê êà÷åñòâó è ýôôåêòèâíîñòè åå ôóíêöèîíèðîâàíèÿ. Íàäåæíîñòü ìàøèí è îáî-

ðóäîâàíèÿ - îäèí èç îñíîâíûõ ïîêàçàòåëåé èõ êà÷åñòâà, ïîýòîìó ïðîáëåìû êà÷åñòâà è

ýôôåêòèâíîñòè ïðîèçâîäñòâà íåâîçìîæíî ðåøèòü áåç ïîâûøåíèÿ íàäåæíîñòè òåõíèêè.

Îäíàêî â íàñòîÿùåå âðåìÿ â èíæåíåðíîé ïðàêòèêå ïðè ïðîåêòèðîâàíèè è ïëàíèðîâà-

íèè ïðîèçâîäñòâà ðàñ÷åòû íà íàäåæíîñòü ïðîèçâîäÿòñÿ êðàéíå ðåäêî. Òàêîå ïîëîæåíèå

îáúÿñíÿåòñÿ ñëîæíîñòüþ ìàòåìàòè÷åñêîãî àïïàðàòà òåîðèè íàäåæíîñòè, îòñóòñòâèåì

äîñòàòî÷íî ïðîñòûõ è óäîáíûõ ñõåì è ìåòîäèê ðàñ÷åòà, ñëîæíîñòüþ è áîëüøèì îáúå-

ìîì âû÷èñëåíèé, îãðàíè÷åííîñòüþ ñòàòèñòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ. Çíà-

÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ëèòåðàòóðû ïî íàäåæíîñòè òåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ ëèáî íîñèò óçêîñïå-

öèàëüíûé îòðàñëåâîé õàðàêòåð è ñîäåðæèò ñâåäåíèÿ èëè ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëü-

íûõ èññëåäîâàíèé ïî íàäåæíîñòè îòäåëüíûõ âèäîâ òåõíèêè, ëèáî ïîñâÿùåíî ðàçðàáîò-

êå äîñòàòî÷íî ñëîæíîãî ìàòåìàòè÷åñêîãî àïïàðàòà òåîðèè íàäåæíîñòè, îãðàíè÷åííîãî â

ïðèìåíåíèè â èíæåíåðíîé ïðàêòèêå.

Îñíîâíàÿ öåëü ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ - àäàïòèðîâàííûé îáçîð îñíîâíûõ ïîëîæåíèé è

ìåòîäîâ ïðèêëàäíîé òåîðèè íàäåæíîñòè, êîòîðûìè ìîãëè áû ïîëüçîâàòüñÿ ñïåöèàëèñòû

ðàçíîãî ïðîôèëÿ - êîíñòðóêòîðû, ïðîåêòèðîâùèêè, ìàøèíîñòðîèòåëè, òåõíîëîãè è äð.

Óêàçàííàÿ öåëü äîñòèãàåòñÿ èçëîæåíèåì îñíîâ òåîðèè íàäåæíîñòè â ìàêñèìàëüíî îá-

îáùåííîì âèäå. Òàêîé ïîäõîä ïîçâîëÿåò, íàïðèìåð, çàìåíèòü îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è êëàñ-

ñèôèêàöèîííûå êàòåãîðèè ðàçëè÷íûõ îòðàñëåé òåõíèêè (ìàøèíà, àãðåãàò, òåõíîëîãè÷å-

ñêàÿ ëèíèÿ, ñòàíîê, óçåë, äåòàëü è ò.ä.) îáîáùåííûìè êàòåãîðèÿìè - "òåõíè÷åñêèé îáú-

åêò", "òåõíè÷åñêàÿ ñèñòåìà", “èçäåëèå” è "ýëåìåíò", ÷òî äåëàåò èçëîæåíèå äîñòóïíûì è

ïîíÿòíûì ñïåöèàëèñòàì ðàçíîãî ïðîôèëÿ è óðîâíÿ ïîäãîòîâêè. Â òî æå âðåìÿ â ïîñî-

áèè îïèñàíû ìíîãèå ôèçè÷åñêèå è ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå â ýëå-

ìåíòàõ ðàçëè÷íûõ ïî íàçíà÷åíèþ òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì è âûçûâàþùèå èõ îòêàçû èëè

âëèÿþùèå íà íàäåæíîñòü ôóíêöèîíèðîâàíèÿ. Â èçäàíèè òàêæå ïðåäïðèíÿòà ïîïûòêà

àäàïòàöèè äîñòàòî÷íî ñëîæíûõ ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé òåîðèè íàäåæíîñòè ê ðåøåíèþ

êîíêðåòíûõ ïðèêëàäíûõ çàäà÷ è ïðåîäîëåíèÿ ðàçðûâà ìåæäó äîñòàòî÷íî ðàçâèòûì ìå-

òîäîëîãè÷åñêèì îáåñïå÷åíèåì è ìàòåìàòè÷åñêèì àïïàðàòîì òåîðèè íàäåæíîñòè ñ îäíîé

ñòîðîíû è ïðàêòè÷åñêèìè èíæåíåðíûìè çàäà÷àìè - ñ äðóãîé.

Ïðè ïîäãîòîâêå èçäàíèÿ èñïîëüçîâàëèñü ó÷åáíûå ïîñîáèÿ, ìîíîãðàôèè è äðóãèå èñ-

òî÷íèêè, èçäàííûå, â îñíîâíîì, çà ïîñëåäíèå 20-25 ëåò. Ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîé îáú-

åì íå ïîçâîëèë âêëþ÷èòü â íåå íåêîòîðûå âîïðîñû íàäåæíîñòè, íåêîòîðûå âîïðîñû èç-

ëîæåíû î÷åíü êðàòêî, ïðîöåññû, âûçûâàþùèå îòêàçû ðàçëè÷íûõ ýëåìåíòîâ, îïèñàíû

òîëüêî êà÷åñòâåííî, íå èçëîæåíû íåêîòîðûå ïîäõîäû è ìåòîäû òåîðèè íàäåæíîñòè.

Äëÿ áîëåå ãëóáîêîãî èçó÷åíèÿ ýòèõ âîïðîñîâ ìîæíî îáðàòèòüñÿ ê áîëåå óçêîé ñïåöè-

àëüíîé ëèòåðàòóðå.

Øèðîêèé êðóã âîïðîñîâ è äîñòóïíîñòü èçëîæåíèÿ ïîçâîëÿåò ðåêîìåíäîâàòü ó÷åáíîå

ïîñîáèå ê èñïîëüçîâàíèþ ïðè ïîäãîòîâêå ñòóäåíòîâ ìàøèíîñòðîèòåëüíûõ, òåõíîëîãè÷å-

ñêèõ è äðóãèõ òåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé âûñøèõ ó÷åáíûõ çàâåäåíèé.

Ðàáîòà íàä êíèãîé áûëà ðàñïðåäåëåíà ñëåäóþùèì îáðàçîì: ââåäåíèå, ãëàâû 1-5 è 9,

ðàçäåëû 6.1, 7.1-7.3, 8.1-8.3 è çàêëþ÷åíèå ïîäãîòîâèë êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê, äî-

öåíò Ñèáèðñêîé àýðîêîñìè÷åñêîé àêàäåìèè Å.Â.Ñóãàê, ðàçäåëû 6.2-6.4, 7.4, 8.4-8.5 -

äîêòîð ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ íàóê, äåéñòâèòåëüíûé ÷ëåí àêàäåìèè ïðîáëåì êà÷åñòâà

ïðîôåññîð Ñèáèðñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî óíèâåðñèòåòà Â.Í.Íåâçîðîâ,

ïðèëîæåíèÿ ñîñòàâëåíû àâòîðàìè ñîâìåñòíî. Îáùåå ðåäàêòèðîâàíèå è ñîãëàñîâàíèå

âñåõ ãëàâ è ðàçäåëîâ îñóùåñòâèë Å.Â.Ñóãàê.

Ïîñêîëüêó èçäàíèå ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ïåðâûõ îïûòîâ ïîäîáíîãî ðîäà, òî îíî íå

ìîæåò áûòü ñâîáîäíî îò íåäîñòàòêîâ. Îòçûâû, çàìå÷àíèÿ è ïîæåëàíèÿ ìîæíî íàïðàâ-

ëÿòü ïî àäðåñó: 660049, ã.Êðàñíîÿðñê, ïð.Ìèðà, 82, Ñèáèðñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíî-

ëîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò.

ВВЕДЕНИЕ

Äëÿ ñîâðåìåííîé òåõíèêè õàðàêòåðíû òàêèå òåíäåíöèè ðàçâèòèÿ, êàê

óâåëè÷åíèå ñòåïåíè àâòîìàòèçàöèè, èíòåíñèôèêàöèÿ ðàáî÷èõ ïàðàìåòðîâ

(íàãðóçîê, ñêîðîñòåé, òåìïåðàòóð, äàâëåíèé è ò.ä.), óìåíüøåíèå ãàáàðèòîâ

è ìàññû, ïîâûøåíèå òðåáîâàíèé ê òî÷íîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ è ýôôåê-

òèâíîñòè (ïðîèçâîäèòåëüíîñòè, ìîùíîñòè, êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñò-

âèÿ è ò.ä.), îáúåäèíåíèå îòäåëüíûõ àãðåãàòîâ â ñèñòåìû ñ åäèíûì óïðàâ-

ëåíèåì è ò.ä. Ïîâûøåíèå ñëîæíîñòè è óñèëåíèå òðåáîâàíèé ïðèâîäèò ê

íåîáõîäèìîñòè ïîâûøåíèÿ êà÷åñòâà è íàäåæíîñòè òåõíèêè.

Íàäåæíîñòü ìàøèí è îáîðóäîâàíèÿ âñåãäà áûëà îäíîé èç îñíîâíûõ

èíæåíåðíûõ ïðîáëåì è ñ òåõ ïîð, êàê ïîÿâèëàñü òåõíèêà, åé âñåãäà óäåëÿ-

ëîñü áîëüøîå âíèìàíèå. Îäíàêî çà ïîñëåäíèå 50-60 ëåò ïðîáëåìà íàäåæ-

íîñòè çíà÷èòåëüíî îáîñòðèëàñü è ïðèîáðåëà áîëåå òÿæåëóþ ôîðìó. Ýòî

îáóñëîâëåíî ãëàâíûì îáðàçîì ñëåäóþùèìè îñíîâíûìè ïðè÷èíàìè:

1. Óâåëè÷åíèå ñëîæíîñòè ñîâðåìåííîé òåõíèêè.

Ñîâðåìåííûå òåõíè÷åñêèå ñèñòåìû ìîãóò âêëþ÷àòü äî 10

-10

è áîëåå ýëåìåíòîâ.

Íàïðèìåð, ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ñîâðåìåííûìè ìåæêîíòèíåíòàëüíûìè áàëëèñòè÷åñêèìè

ðàêåòàìè ñîäåðæàò îò 300 òûñÿ÷ äî 1,5 ìèëëèîíîâ îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ [1]

. Ñèñòåìû

àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ ñîâðåìåííûìè ïðîèçâîäñòâàìè ñîäåðæàò îò 70 äî 250 òû-

ñÿ÷ êîìïîíåíòîâ. Óñëîæíåíèå òåõíèêè çàêîíîìåðíî ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ åå íàäåæíî-

ñòè (÷åì áîëüøå ýëåìåíòîâ, òåì áîëüøå âåðîÿòíîñòü òîãî, ÷òî õîòÿ áû îäèí èç íèõ

îêàæåòñÿ íåðàáîòîñïîñîáíûì).

2. Óñèëåíèå èíòåíñèâíîñòè ðåæèìîâ ðàáîòû ñèñòåì è ýëåìåíòîâ.

Ðåæèìû ýêñïëóàòàöèè ñîâðåìåííûõ òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì õàðàêòåðèçóåòñÿ âûñîêèìè

è ñâåðõâûñîêèìè ñêîðîñòÿìè, òåìïåðàòóðàìè è äàâëåíèÿìè. Íàïðèìåð, óäåëüíûé âåñ

(ìåòàëëîåìêîñòü) äâèãàòåëåé âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ â 1900 ãîäó ñîñòàâëÿë 250 êã/ë.ñ.,

â 1913 - 150, â 1931 - 60, 1953 - 31, â 1954 - 10,5, â 1955 - 3,2, â 1958 (äâèãàòåëü Ì-

21À) - 2,07, â 1968 (äâèãàòåëü Ì-24Ä) - 1,39, ò.å. çà íåïîëíûå 70 ëåò èíòåíñèâíîñòü

ýêñïëóàòàöèîííûõ ðåæèìîâ óâåëè÷èëàñü â 180 ðàç [2,3].

3. Ñëîæíîñòü óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì.

Ñîâðåìåííàÿ òåõíèêà ýêñïëóàòèðóåòñÿ â øèðîêèõ äèàïàçîíàõ òåìïåðàòóð, â âàêóó-

ìå, ïðè âëàæíîñòè äî 100%, ïðè âèáðàöèè ñ áîëüøèìè àìïëèòóäàìè â øèðîêîì ñïåê-

òðå ÷àñòîò, ïðè âûñîêèõ ëèíåéíûõ óñêîðåíèÿõ è äèíàìè÷åñêèõ íàãðóçêàõ (äî 20000g),

ïðè âûñîêîì óðîâíå ðàäèàöèè è ò.ä. [1]. Ýòî ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî èíòåíñèâíîñòè îòêà-

çîâ ýëåìåíòîâ è ñèñòåì ìîãóò âîçðàñòè â ñîòíè è òûñÿ÷è ðàç ïî ñðàâíåíèþ ñ îáû÷íûìè

óñëîâèÿìè.

4. Ïîâûøåíèå òðåáîâàíèé ê êà÷åñòâó, òî÷íîñòè è äîëãîâå÷íîñòè.

Íà ðåìîíò è âîññòàíîâëåíèå îòêàçàâøåé òåõíèêè çàòðà÷èâàþòñÿ áîëüøèå òðóäîâûå

è ìàòåðèàëüíûå ðåñóðñû: òðóäîåìêîñòü èçãîòîâëåíèÿ îäíîãî íîâîãî ãðóçîâîãî àâòîìî-

áèëÿ ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 150 ÷àñîâ, à åãî êàïèòàëüíîãî ðåìîíòà - 500-600 ÷àñîâ [2].

Çà âåñü ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè çàòðàòû íà çàïàñíûå ÷àñòè, ðåìîíò è òåõíè÷åñêîå îáñëó-

æèâàíèå ïðåâûøàåò ñòîèìîñòü íîâîãî îáîðóäîâàíèÿ: ìàøèí è ñòàíêîâ - â 5-12 ðàç, ðà-

äèîòåõíè÷åñêîé àïïàðàòóðû - â 10-12 ðàç, ñàìîëåòîâ - â 5 ðàç, àâòîìîáèëåé - â 6 ðàç

[4,5]. Â íåêîòîðûõ îòðàñëÿõ ìàøèíîñòðîåíèÿ äî 75% ïðîèçâîäñòâåííûõ ìîùíîñòåé çà-

íÿòû ðåìîíòîì òåõíèêè, êîòîðàÿ âûïóñêàåòñÿ íà îñòàëüíûõ 25% [2]. Íà âîññòàíîâëå-

íèå òåõíèêè åæåãîäíî òðàòèòñÿ îêîëî 20% ÷åðíûõ ìåòàëëîâ [6].

*) Ññûëî÷íûé ñïèñîê èñïîëüçîâàííîé ëèòåðàòóðû ïðèâîäèòñÿ â êîíöå êàæäîé ãëàâû,

áèáëèîãðàôè÷åñêèé ñïèñîê - â êîíöå ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ.

5. Óñèëåíèå îòâåòñòâåííîñòè âûïîëíÿåìûõ ôóíêöèé.

Îòêàçû ìíîãèõ ñîâðåìåííûõ ìàøèí è âèäîâ îáîðóäîâàíèÿ ìîãóò ïðèâåñòè ê êàòà-

ñòðîôè÷åñêèì ïîñëåäñòâèÿì, êðóïíûì òåõíè÷åñêèì è ýêîíîìè÷åñêèì ïîòåðÿì. ×àñòî

ýêîíîìè÷åñêèé óùåðá â ñîòíè, òûñÿ÷è è ìèëëèîíû ðàç ïðåâûøàåò ñòîèìîñòü âûøåäøå-

ãî èç ñòðîÿ îáîðóäîâàíèÿ. Íàïðèìåð, îòêàç îäíîé èç ñèñòåì êîíòðîëÿ ïðèâåë ê êàòàñò-

ðîôå íà ×åðíîáûëüñêîé ÀÝÑ. Â ÑØÀ îòêàç îäíîãî ýëåìåíòà ñòîèìîñòüþ 5 äîëëàðîâ

ñîðâàë çàïóñê ñïóòíèêà ñòîèìîñòüþ îêîëî 8 ìëí.äîëëàðîâ [1].

6. Ïîëíàÿ èëè ÷àñòè÷íàÿ àâòîìàòèçàöèÿ ïðîöåññîâ ïðîèçâîäñòâà.

Àâòîìàòèçàöèÿ ïðåäïîëàãàåò îòñóòñòâèå ïîñòîÿííîãî íåïîñðåäñòâåííîãî íàáëþäå-

íèÿ è êîíòðîëÿ çà òå÷åíèåì ïðîöåññîâ ñî ñòîðîíû îïåðàòîðîâ, ÷òî ïðåäúÿâëÿåò äîïîë-

íèòåëüíûå òðåáîâàíèÿ ê êà÷åñòâó ôóíêöèîíèðîâàíèÿ è íàäåæíîñòè îáîðóäîâàíèÿ.

Àêòóàëüíîñòü è ñëîæíîñòü ýòèõ ïðîáëåì ïîñòîÿííî óâåëè÷èâàþòñÿ: îä-

íî èç îñíîâíûõ ïðîòèâîðå÷èé â ðàçâèòèè òåõíèêè çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî

óâåëè÷åíèå ñëîæíîñòè è ñâÿçàííîå ñ íèì ñíèæåíèå íàäåæíîñòè òåõíèêè

ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîâûøåíèåì òðåáîâàíèé ê íàäåæíîñòè.

Îñíîâíàÿ çàäà÷à òåîðèè íàäåæíîñòè - âûáîð îïòèìàëüíûõ òåõíè÷å-

ñêèõ ðåøåíèé ïðè ïðîåêòèðîâàíèè, êîíñòðóèðîâàíèè, èçãîòîâëåíèè, òðàí-

ñïîðòèðîâêå, õðàíåíèè, ìîíòàæå, ýêñïëóàòàöèè, òåõíè÷åñêîì îáñëóæèâà-

íèè è ðåìîíòå, îáåñïå÷èâàþùèõ ñîõðàíåíèå îñíîâíûõ òåõíè÷åñêèõ õàðàê-

òåðèñòèê òåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ è èõ ýëåìåíòîâ â òå÷åíèå íåîáõîäèìîãî

ïðîìåæóòêà âðåìåíè â îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè.

Òåîðèÿ íàäåæíîñòè óñòàíàâëèâàåò è èçó÷àåò îáùèå ïðèíöèïû è ìåòîäû

îöåíêè è îáåñïå÷åíèÿ íàäåæíîñòè òåõíè÷åñêèõ óñòðîéñòâ è òåõíîëîãè÷å-

ñêèõ ïðîöåññîâ, êîëè÷åñòâåííûå õàðàêòåðèñòèêè (êðèòåðèè) íàäåæíîñòè,

èññëåäóåò âçàèìîñâÿçü ìåæäó ïîêàçàòåëÿìè ýêîíîìè÷íîñòè, ýôôåêòèâíî-

ñòè è íàäåæíîñòè, ðàçðàáàòûâàåò ìåòîäû ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé è ìåòîäû

îáðàáîòêè è îöåíêè èõ ðåçóëüòàòîâ, ðàçðàáàòûâàåò ìåòîäû êîíòðîëÿ íà-

äåæíîñòè, ìåòîäû îïòèìàëüíûõ ðåæèìîâ ïðîôèëàêòè÷åñêèõ (ðåãëàìåíò-

íûõ) ðàáîò ïðè ýêñïëóàòàöèè, ìåòîäû îáîñíîâàíèÿ íîðì çàïàñíûõ ÷àñòåé

(ýëåìåíòîâ, äåòàëåé, óçëîâ). Êðîìå òîãî, ìåòîäû òåîðèè íàäåæíîñòè ïî-

çâîëÿþò îïðåäåëèòü îïòèìàëüíûé óðîâåíü êà÷åñòâà ïðîåêòèðóåìîé òåõíè-

êè, îïðåäåëèòü îæèäàåìóþ ðåàëüíóþ ýôôåêòèâíîñòü ôóíêöèîíèðîâàíèÿ,

îöåíèòü ðèñê âûõîäà èç ñòðîÿ, îðãàíèçîâàòü îïòèìàëüíîå òåõíè÷åñêîå îá-

ñëóæèâàíèå è ñíèçèòü ýêñïëóàòàöèîííûå çàòðàòû. Òåîðèÿ íàäåæíîñòè ïî-

çâîëÿåò òàêæå âûáðàòü íàèáîëåå ýôôåêòèâíûå ìåòîäû ïîâûøåíèÿ íàäåæ-

íîñòè è ýôôåêòèâíîñòè òåõíèêè.

Ïðè ðåøåíèè ýòèõ çàäà÷ òåîðèÿ íàäåæíîñòè èñïîëüçóåò ðåçóëüòàòû èñ-

ñëåäîâàíèé ïðîöåññîâ, ëåæàùèõ â îñíîâå ÿâëåíèé, ñâÿçàííûõ ñ ïîòåðåé

êà÷åñòâà è íàäåæíîñòè. Â òåîðèè íàäåæíîñòè øèðîêîå ïðèìåíåíèå íàõî-

äÿò ìàòåìàòè÷åñêèå ìåòîäû òåîðèè âåðîÿòíîñòåé, ìàòåìàòè÷åñêîé ñòàòè-

ñòèêè, òåîðèè èíôîðìàöèè, òåîðèè ìàññîâîãî îáñëóæèâàíèÿ, ëèíåéíîãî è

íåëèíåéíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ìàòåìàòè÷åñêîé ëîãèêè, ñòàòèñòè÷åñêîãî

ìîäåëèðîâàíèÿ, òåîðèè ãðàôîâ è äð.

Îñîáåííîñòüþ ïðîáëåìû íàäåæíîñòè ÿâëÿåòñÿ åå ñâÿçü ñî âñåìè ýòà-

ïàìè "æèçíåííîãî öèêëà" òåõíè÷åñêîãî îáúåêòà îò çàðîæäåíèÿ èäåè ñîç-

äàíèÿ äî ñïèñàíèÿ: ïðè ðàñ÷åòå è ïðîåêòèðîâàíèè íàäåæíîñòü çàêëàäûâà-

åòñÿ â ïðîåêò, ïðè èçãîòîâëåíèè îáåñïå÷èâàåòñÿ, ïðè ýêñïëóàòàöèè ðåàëè-

çóåòñÿ. Ïîýòîìó ïðîáëåìà íàäåæíîñòè - êîìïëåêñíàÿ ïðîáëåìà, è ðåøàòü

åå íåîáõîäèìî íà âñåõ ýòàïàõ "æèçíåííîãî öèêëà".

Óðîâåíü íàäåæíîñòè çàêëàäûâàåòñÿ â ïðîöåññå ïðîåêòèðîâàíèÿ ïðèìå-

íåíèåì ñîîòâåòñòâóþùåé ýëåìåíòíîé áàçû è íàäëåæàùèõ êîíñòðóêòèâíûõ

ðåøåíèé. Íà ýòîé ñòàäèè âîçìîæåí ðàñ÷åò íàäåæíîñòè áóäóùåãî èçäåëèÿ,

îñíîâàííûé íà ñòàòèñòè÷åñêèõ äàííûõ î íàäåæíîñòè ýëåìåíòîâ è àíàëèçå

ðàáîòû àíàëîãè÷íûõ òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì ñ ó÷åòîì ïðîãíîçèðóåìûõ óñëî-

âèé ýêñïëóàòàöèè. Äîñòîâåðíîñòü ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà îïðåäåëÿåòñÿ ïîë-

íîòîé è òî÷íîñòüþ èñõîäíîé èíôîðìàöèè. Îòêëîíåíèÿ ðåæèìîâ òåõíîëî-

ãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ñíèæàþò íàäåæíîñòü ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàñ÷åòíûì

óðîâíåì. Ïîýòîìó äîñòîâåðíîå ñóæäåíèå î íàäåæíîñòè ïðîåêòèðóåìûõ è

âûïóñêàåìûõ ìàøèí è îáîðóäîâàíèÿ âîçìîæíî òîëüêî íà îñíîâå ýêñïå-

ðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ ðåàëüíûõ îáðàçöîâ ñåðèéíîé ïðîäóêöèè â ðå-

àëüíûõ ýêñïëóàòàöèîííûõ óñëîâèÿõ. Ðåøåíèå ýòîé çàäà÷è ÿâëÿåòñÿ ñóù-

íîñòüþ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé è èñïûòàíèé íà íàäåæíîñòü.

Ìíîãîîáðàçèå ìàøèí è îáîðóäîâàíèÿ, à òàêæå ïðîöåññîâ, êîòîðûå â

íèõ ïðîèñõîäÿò, ñëîæíîñòü âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåìåíòîâ äðóã ñ äðóãîì è ñ

îêðóæàþùåé ñðåäîé, íåñòàáèëüíîñòü ñâîéñòâ êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ

è îáðàáàòûâàåìûõ ñðåä, áîëüøîå êîëè÷åñòâî ñëó÷àéíûõ ôàêòîðîâ, îêàçû-

âàþùèõ âëèÿíèå íà óðîâåíü íàäåæíîñòè, íå ïîçâîëÿþò ðàçðàáîòàòü åäè-

íóþ ìåòîäèêó ðàñ÷åòà è ïðîãíîçèðîâàíèÿ íàäåæíîñòè ðàçíîîáðàçíûõ òåõ-

íè÷åñêèõ ñèñòåì. Â ñâîþ î÷åðåäü ýòî òðåáóåò ñîçäàíèÿ è äàëüíåéøåãî ðàç-

âèòèÿ ìàêñèìàëüíî ôîðìàëèçîâàííîé è ïîýòîìó äîñòàòî÷íî óíèâåðñàëüíîé

òåîðèè íàäåæíîñòè òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì, ïðèçâàííîé íà îñíîâàíèè ñòàòè-

ñòè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé íàäåæíîñòè òåõíè÷åñêèõ îáú-

åêòîâ è èõ ýëåìåíòîâ ðàçðàáîòàòü äîñòàòî÷íî óíèâåðñàëüíûå ìåòîäèêè

ðàñ÷åòà è ïðîãíîçèðîâàíèÿ íàäåæíîñòè, äàòü ðåêîìåíäàöèè äëÿ åå ïðàêòè-

÷åñêîãî ïîâûøåíèÿ ïðè ïðîåêòèðîâàíèè, ïðîèçâîäñòâå è ýêñïëóàòàöèè,

äëÿ ðàçðàáîòêè ñèñòåìû ïëàíîâî-ïðåäóïðåäèòåëüíûõ ðåìîíòîâ è ñîçäàíèÿ

îïòèìàëüíûõ çàïàñîâ çàïàñíûõ ÷àñòåé è êîìïëåêòóþùèõ.

Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ òåîðèè íàäåæíîñòè êàê íàóêè íà÷àëàñü â ñåðåäèíå 40-õ - íà÷àëå

50-õ ãîäîâ â ñâÿçè ñ ðàçâèòèåì ðàäèîýëåêòðîíèêè, ÿäåðíîé ôèçèêè, ðåàêòèâíîé àâèàöèè

è êîñìè÷åñêîé òåõíèêè, ñ ïîÿâëåíèåì ñèñòåì ñ áîëüøèì ÷èñëîì ýëåìåíòîâ. Ïîâîäîì

äëÿ ïðîâåäåíèÿ ïåðâûõ öåëåíàïðàâëåííûõ èññëåäîâàíèé â îáëàñòè íàäåæíîñòè ïîñëó-

æèëî òî, ÷òî ñîçäàííàÿ âî âðåìÿ âîéíû âîåííàÿ òåõíèêà íå îáåñïå÷èâàëà äîñòàòî÷íîé

ýôôåêòèâíîñòè åå èñïîëüçîâàíèÿ èç-çà ìíîãî÷èñëåííûõ îòêàçîâ [6]: äî 60% íîâûõ ñà-

ìîëåòîâ îêàçàëèñü íåðàáîòîñïîñîáíûìè, 50% ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû âûõîäèëî èç

ñòðîÿ çà âðåìÿ õðàíåíèÿ äî èñïîëüçîâàíèÿ ïî íàçíà÷åíèþ, íàðàáîòêà äî îòêàçà ýëåê-

òðîííûõ ñèñòåì áîìáàðäèðîâùèêîâ ñîñòàâèëà âñåãî 20 ÷àñîâ, äî 70% ýëåêòðîííûõ

óñòðîéñòâ âîåííî-ìîðñêèõ ñóäîâ âûõîäèëî èç ñòðîÿ â íà÷àëüíûé ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè.

Íàóêà î íàäåæíîñòè ïåðâîíà÷àëüíî ðàçâèâàëàñü ãëàâíûì îáðàçîì â ïðèìåíåíèè ê ðà-

äèîýëåêòðîííûì ñèñòåìàì â íàïðàâëåíèè ðàçðàáîòêè ìàòåìàòè÷åñêîé òåîðèè, äåëàëèñü

òàêæå ïîïûòêè ïðèìåíåíèÿ åå îñíîâíûõ ïîëîæåíèé â ðàçëè÷íûõ îòðàñëÿõ òåõíèêè.

Â öåëîì â èñòîðèè ðàçâèòèÿ òåîðèè íàäåæíîñòè ìîæíî âûäåëèòü ÷åòûðå ýòàïà [6]:

- äî 1943 ã. - äîíàó÷íûé ïåðèîä, â âîïðîñàõ íàäåæíîñòè îòñóòñòâîâàëà ñèñòåìíîñòü

è íàó÷íûé ïîäõîä, ïðîáëåìû íàäåæíîñòè ðàññìàòðèâàëèñü ýïèçîäè÷åñêè ñ ðàçëè÷íûõ

ìåòîäîëîãè÷åñêèõ ïîçèöèé;

- 1943-1958 ãã. - "êàðàíäàøíî-áóìàæíûé ïåðèîä", êîãäà â îïèñàíèè íàäåæíîñòè

ïðåîáëàäàëè âåðîÿòíîñòíî-ñòàòèñòè÷åñêèå ìåòîäû, ìîìåíòû íàñòóïëåíèÿ îòêàçîâ ðàñ-

ñìàòðèâàëèñü êàê ÷èñòî ñëó÷àéíûå ñîáûòèÿ â îòðûâå îò ïðè÷èí èõ âîçíèêíîâåíèÿ;

- 1958-1968 ãã. - ðàçâèòèå â îñíîâíîì ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ìåòîäîâ îöåíêè íàäåæíî-

ñòè, àêòèâíîå èçó÷åíèå ïðè÷èí âîçíèêíîâåíèÿ îòêàçîâ ("ôèçèêè îòêàçîâ"), ñáîð è îá-

ðàáîòêà ýêñïëóàòàöèîííîé èíôîðìàöèè, ðàçðàáîòêà ïðîñòåéøèõ ìîäåëåé îòêàçîâ;

- ïîñëå 1968 ã. - ïðåîáëàäàþùåå ðàçâèòèå ìàòåìàòè÷åñêîãî àïïàðàòà òåîðèè íàäåæ-

íîñòè è ïðèêëàäíûõ èíæåíåðíûõ ìåòîäîâ.

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ â òåîðèè íàäåæíîñòè ïîëó÷åíû ôóíäàìåíòàëüíûå

ðåçóëüòàòû â äâóõ îñíîâíûõ íàïðàâëåíèÿõ èññëåäîâàíèé: âåðîÿòíîñòíî-

ñòàòèñòè÷åñêîì (äëÿ òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì ñî ñëîæíîé ñòðóêòóðîé è

ñëîæíûìè ñâÿçÿìè ìåæäó ýëåìåíòàìè) è äåòåðìèíèðîâàííîì, ñâÿçàííûì

ñ èññëåäîâàíèåì ôèçèêè îòêàçîâ [4]. Â ðàìêàõ ïåðâîãî íàïðàâëåíèÿ ðàçðà-

áîòàíû ìàòåìàòè÷åñêèå ìåòîäû îöåíêè íàäåæíîñòè, ñòàòèñòè÷åñêîé îáðà-

áîòêè ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé è ýêñïëóàòàöèè, ðàçðàáîòêè âûñîêîíàäåæ-

íûõ ñòðóêòóð òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì, ïëàíèðîâàíèÿ èñïûòàíèé, êîíòðîëÿ è

ïðîãíîçèðîâàíèÿ íàäåæíîñòè, ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ñèñòåìû ýêñïëóàòàöèè.

Â ðàìêàõ âòîðîãî íàïðàâëåíèÿ èçó÷åíû ìåõàíèçìû ïðîöåññîâ, îêàçûâàþ-

ùèõ îñíîâíîå âëèÿíèå íà íàäåæíîñòü, ðàçðàáîòàíû ìåòîäû ðàñ÷åòà íà

ïðî÷íîñòü è èçíîñ, ðàçðàáàòûâàþòñÿ íîâûå òåõíîëîãè÷åñêèå ìåòîäû ïî-

âûøåíèÿ íàäåæíîñòè ìàòåðèàëîâ, ýëåìåíòîâ è îáúåêòîâ â öåëîì. Â íà-

ñòîÿùåå âðåìÿ íàìåòèëñÿ ïðîöåññ ñëèÿíèÿ ýòèõ äâóõ íàïðàâëåíèé, ïðè

ýòîì ìåòîäû è ðåçóëüòàòû èç îäíîé îáëàñòè èñïîëüçóþòñÿ â äðóãîé è íà

ýòîé îñíîâå âîçíèêàåò åäèíàÿ îáùàÿ íàóêà î íàäåæíîñòè òåõíè÷åñêèõ

îáúåêòîâ.

Ñîâðåìåííàÿ òåîðèÿ íàäåæíîñòè áàçèðóåòñÿ íà ôóíäàìåíòàëüíûõ çàêî-

íàõ ìàòåìàòèêè è åñòåñòâåííûõ íàóê. Ìàòåìàòè÷åñêèé àïïàðàò òåîðèè

íàäåæíîñòè ïîçâîëÿåò ðàçðàáàòûâàòü ìåòîäû ðàñ÷åòà õàðàêòåðèñòèê íà-

äåæíîñòè òåõíèêè ïðàêòè÷åñêè ëþáîé ñëîæíîñòè. Âòîðîé òåîðåòè÷åñêîé

îñíîâîé íàóêè î íàäåæíîñòè ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ôèçèêî-

õèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ðàçðóøåíèÿ, èçíîñà, ñòàðåíèÿ è èçìåíåíèÿ ñâîéñòâ

ìàòåðèàëîâ è ñðåä, ò.å. "ôèçèêà îòêàçîâ". Òðåòüåé îñíîâîé òåîðèè íà-

äåæíîñòè ÿâëÿåòñÿ ñîâîêóïíîñòü ìåòîäîâ è àëãîðèòìîâ ðàñ÷åòà, ïðîåêòè-

ðîâàíèÿ è îïòèìèçàöèè êîíêðåòíûõ âèäîâ òåõíèêè è ýëåìåíòîâ (óðàâíåíèÿ

è çàâèñèìîñòè, îïèñûâàþùèå ðàáî÷èå ïðîöåññû).

Ìíîãèå âîïðîñû íàäåæíîñòè êîíêðåòíûõ òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì äîëæíû

ðåøàòüñÿ ñ ó÷åòîì ñïåöèôè÷åñêèõ îñîáåííîñòåé ïðîòåêàþùèõ â íèõ ïðî-

öåññîâ è ÿâëåíèé. Îäíàêî â ïîñëåäíèå ãîäû èññëåäîâàíèÿ ïî íàäåæíîñòè â

îñíîâíîì íàïðàâëåíû íà ðàçâèòèå òåîðåòè÷åñêèõ îñíîâ íàäåæíîñòè ñ åäè-

íûõ ñèñòåìîòåõíè÷åñêèõ ïîçèöèé è ðàçðàáîòêó ìåòîäîâ è ðåêîìåíäàöèé ïî

ðàñ÷åòó è ïîâûøåíèþ íàäåæíîñòè ðàçëè÷íûõ òåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ. Ýòî

ïîçâîëÿåò â ðÿäå ñëó÷àåâ ýôôåêòèâíî èñïîëüçîâàòü ìåòîäû, ðàçðàáîòàííûå

äëÿ îäíèõ âèäîâ òåõíèêè, ê äðóãèì, ðàññìàòðèâàòü îáùèå çàêîíîìåðíîñòè

è âûÿâëÿòü ôóíäàìåíòàëüíûå çàêîíû íàäåæíîñòè.

Ëèòåðàòóðà

1. Ñîòñêîâ Á.Ñ. Îñíîâû òåîðèè è ðàñ÷åòà íàäåæíîñòè ýëåìåíòîâ è óñòðîéñòâ àâòî-

ìàòèêè è âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè.- Ì.: Âûñø.øêîëà, 1970.- 272 ñ.

2. Íàóìîâ Â.À. Îñíîâû íàäåæíîñòè è äîëãîâå÷íîñòè â ìàøèíîñòðîåíèè.- Îìñê: Îì-

ñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èíñòèòóò, 1972.- 332 ñ.

3. Áîëîòèí Â.Â. Ïðîãíîçèðîâàíèå ðåñóðñà ìàøèí è êîíñòðóêöèé.- Ì.: Ìàøèíîñòðîå-

íèå, 1984.- 312 ñ.

4. Ïðîíèêîâ À.Ñ. Íàäåæíîñòü ìàøèí.- Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1978.- 592 ñ.

5. Øóëüö Â.Â. Òåîðèÿ íàäåæíîñòè ìàøèí.- Ë.: Ëåíèíãð.èíæ.-ñòðîèò.èí-ò, 1983.-75 ñ.

6. Êóáàðåâ À.È. Íàäåæíîñòü â ìàøèíîñòðîåíèè.- Ì.: Èçä-âî ñòàíäàðòîâ,1989.-224 ñ.

Глава 1.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1. Общие понятия

Îäíèì èç îñíîâíûõ ñâîéñòâ ëþáîé ïðîìûøëåííîé ïðîäóêöèè ÿâëÿåòñÿ

åå êà÷åñòâî - ïîëíàÿ ñîâîêóïíîñòü õàðàêòåðèñòèê, îïðåäåëÿþùèõ åå ïðè-

ãîäíîñòü óäîâëåòâîðÿòü îïðåäåëåííûå ïîòðåáíîñòè â ñîîòâåòñòâèè ñ íà-

çíà÷åíèåì. Äëÿ êîëè÷åñòâåííîé îöåíêè ñâîéñòâ ïðîìûøëåííîé ïðîäóêöèè,

õàðàêòåðèçóþùèõ åå êà÷åñòâî, ñëóæàò ïîêàçàòåëè êà÷åñòâà.

1.1.1. Показатели качества промышленной продукции

Êà÷åñòâî òåõíè÷åñêîãî îáúåêòà - êîìïëåêñíîå ñâîéñòâî, âêëþ÷àþ-

ùåå â ñåáÿ öåëóþ ñîâîêóïíîñòü îòäåëüíûõ ñâîéñòâ.

Äëÿ ïðîìûøëåííîé ïðîäóêöèè â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 22851-77 è ÐÄ 50-149-79 óñ-

òàíîâëåíû ñëåäóþùèå ãðóïïû è ïîäãðóïïû ïîêàçàòåëåé êà÷åñòâà [1-5]:

1. Ïîêàçàòåëè íàçíà÷åíèÿ õàðàêòåðèçóþò ñâîéñòâà ïðîäóêöèè, îïðåäåëÿþùèå îñ-

íîâíûå ôóíêöèè, äëÿ âûïîëíåíèÿ êîòîðûõ îíà ïðåäíàçíà÷åíà, è îáóñëàâëèâàþò îá-

ëàñòü åå ïðèìåíåíèÿ.

2. Ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè õàðàêòåðèçóþò ñïîñîáíîñòü îáúåêòà âûïîëíÿòü ñâîè

ôóíêöèè â îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè â òå÷åíèå îïðåäåëåííîãî âðåìåíè.

3. Ýðãîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè õàðàêòåðèçóþò óäîáñòâî èñïîëüçîâàíèÿ è îáñëó-

æèâàíèÿ îáúåêòà ÷åëîâåêîì.

4. Ýñòåòè÷åñêèå ïîêàçàòåëè õàðàêòåðèçóþò èíôîðìàöèîííóþ âûðàçèòåëüíîñòü,

ðàöèîíàëüíîñòü ôîðìû, öåëîñòíîñòü êîìïîçèöèè è ñîâåðøåíñòâî èñïîëíåíèÿ îáúåêòà,

ñòàáèëüíîñòü òîâàðíîãî âèäà.

5. Ïîêàçàòåëè òåõíîëîãè÷íîñòè õàðàêòåðèçóþò óäîáñòâî è ïðîñòîòó èçãîòîâëå-

íèÿ è ýêñïëóàòàöèè îáúåêòà.

6. Ïîêàçàòåëè òðàíñïîðòàáåëüíîñòè õàðàêòåðèçóþò ïðèñïîñîáëåííîñòü îáúåêòà

ê ïåðåìåùåíèþ áåç ýêñïëóàòàöèè, à òàêæå ê îïåðàöèÿì, ñâÿçàííûì ñ åãî òðàíñïîðòè-

ðîâàíèåì (òðóäîåìêîñòü óïàêîâêè, ñòîèìîñòü ïåðåâîçêè, ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàçãðóçêè,

êîýôôèöèåíò èñïîëüçîâàíèÿ òàðû è ò.ä.).

7. Ïîêàçàòåëè óíèôèêàöèè è ñòàíäàðòèçàöèè õàðàêòåðèçóþò íàñûùåííîñòü îáú-

åêòà ñòàíäàðòíûìè, óíèôèöèðîâàííûìè è îðèãèíàëüíûìè ýëåìåíòàìè (êîýôôèöèåíò

ïðèìåíÿåìîñòè, êîýôôèöèåíò óíèôèêàöèè, êîýôôèöèåíò ñòàíäàðòèçàöèè è ò.ä.);

8. Ïàòåíòíî-ïðàâîâûå ïîêàçàòåëè õàðàêòåðèçóþò ñòåïåíü îáíîâëåíèÿ òåõíè÷å-

ñêèõ ðåøåíèé, èõ ïàòåíòíóþ çàùèòó, âîçìîæíîñòü áåñïðåïÿòñòâåííîé ðåàëèçàöèè îáú-

åêòà â Ðîññèè è çà ðóáåæîì.

9. Ýêîëîãè÷åñêèå ïîêàçàòåëè õàðàêòåðèçóþò óðîâåíü âðåäíîãî âîçäåéñòâèÿ íà îê-

ðóæàþùóþ ñðåäó ïðè õðàíåíèè, òðàíñïîðòèðîâêå, ýêñïëóàòàöèè è ëèêâèäàöèè îáúåêòà

(ñîäåðæàíèå âðåäíûõ ïðèìåñåé â âûáðîñàõ, óðîâåíü èçëó÷åíèé è ò.ä.).

10. Ïîêàçàòåëè áåçîïàñíîñòè õàðàêòåðèçóþò áåçîïàñíîñòü ÷åëîâåêà ïðè õðàíå-

íèè, òðàíñïîðòèðîâêå, ýêñïëóàòàöèè è ëèêâèäàöèè îáúåêòà (âåðîÿòíîñòü áåçîïàñíîé

ðàáîòû, âðåìÿ ñðàáàòûâàíèÿ çàùèòíûõ óñòðîéñòâ, íàëè÷èå è õàðàêòåðèñòèêè áëîêè-

ðóþùèõ óñòðîéñòâ è àâàðèéíîé ñèãíàëèçàöèè, ñîïðîòèâëåíèå èçîëÿöèè è ò.ä.).

11. Ïîêàçàòåëè ýêîíîìè÷íîñòè (ââåäåíû ñ 1 ÿíâàðÿ 1983 ãîäà) õàðàêòåðèçóþò

òåõíè÷åñêîå ñîâåðøåíñòâî îáúåêòà ïî óðîâíþ ïîòðåáëåíèÿ èì ñûðüÿ, ìàòåðèàëîâ, òîï-

ëèâà è ýíåðãèè ïðè ýêñïëóàòàöèè.

Ïîíÿòèå êà÷åñòâà è íîìåíêëàòóðà ïîêàçàòåëåé êà÷åñòâà êîíêðåòíîãî

òåõíè÷åñêîãî îáúåêòà â çàâèñèìîñòè îò íàçíà÷åíèÿ, îáëàñòè èñïîëüçîâà-

íèÿ, êëàññèôèêàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê âêëþ÷àåò â ñåáÿ åãî ñïåöèôè÷å-

ñêèå ñâîéñòâà. Îäíàêî äëÿ ëþáûõ òåõíè÷åñêèõ èçäåëèé îáÿçàòåëüíîé ñî-

ñòàâëÿþùåé êà÷åñòâà ÿâëÿåòñÿ ñâîéñòâî íàäåæíîñòè.

1.1.2. Основные понятия надежности

Â òåîðèè íàäåæíîñòè èñïîëüçóåòñÿ îáîáùåííîå ïîíÿòèå îáúåêòà, êî-

òîðîå â çàâèñèìîñòè îò ðåøàåìûõ çàäà÷ ìîæåò îáîçíà÷àòü èçäåëèå, ýëå-

ìåíò èëè ñèñòåìó ýëåìåíòîâ. Èçäåëèå - åäèíèöà ïðîìûøëåííîé ïðîäóê-

öèè, êîëè÷åñòâî êîòîðîé ìîæåò èñ÷èñëÿòüñÿ â øòóêàõ (ýêçåìïëÿðàõ).

Ýëåìåíò - ïðîñòåéøàÿ ïðè äàííîì ðàññìîòðåíèè ñîñòàâíàÿ ÷àñòü èçäåëèÿ.

Ñèñòåìà - ñîâîêóïíîñòü ñîâìåñòíî äåéñòâóþùèõ ýëåìåíòîâ, ïðåäíàçíà-

÷åííàÿ äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî âûïîëíåíèÿ çàäàííûõ ôóíêöèé.

Òàêèì îáðàçîì, â êà÷åñòâå îáúåêòà ìîãóò âûñòóïàòü êàê îòäåëüíûå äåòàëè, òàê è èõ

ñîåäèíåíèÿ - óçëû, àãðåãàòû, ìåõàíèçìû, ìàøèíû, àïïàðàòû è öåëûå òåõíîëîãè÷åñêèå

ëèíèè, ïðè÷åì â çàâèñèìîñòè îò ïîñòàíîâêè çàäà÷è îäíè è òå æå îáúåêòû ìîãóò áûòü

ïðèíÿòû êàê â êà÷åñòâå ýëåìåíòà ñèñòåìû, òàê è êà÷åñòâå ñàìîé ñèñòåìû. Íàïðèìåð,

îäèí àïïàðàò ñëîæíîé òåõíîëîãè÷åñêîé ëèíèè ñ îäíîé ñòîðîíû ÿâëÿåòñÿ åå ýëåìåíòîì,

à ñ äðóãîé ñòîðîíû ñàì ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìó ýëåìåíòîâ - óçëîâ è äåòàëåé.

Îñíîâíûå òåðìèíû è ïîíÿòèÿ íàäåæíîñòè ïðèâåäåíû â ÃÎÑÒ 27.002-89

"Íàäåæíîñòü â òåõíèêå. Òåðìèíû è îïðåäåëåíèÿ" [6,7].

Íàäåæíîñòüþ íàçûâàåòñÿ ñâîéñòâî îáúåêòà âûïîëíÿòü è ñîõðàíÿòü âî

âðåìåíè çàäàííûå ôóíêöèè â çàäàííûõ ðåæèìàõ è óñëîâèÿõ ïðèìåíåíèÿ,

òåõíè÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ, ðåìîíòîâ, õðàíåíèÿ è òðàíñïîðòèðîâêè.

Íàäåæíîñòü - êîìïëåêñíîå ñâîéñòâî, âêëþ÷àþùåå â ñåáÿ â çàâèñèìîñòè

îò íàçíà÷åíèÿ è óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè îáúåêòà ñâîéñòâà áåçîòêàçíîñòè,

äîëãîâå÷íîñòè, ðåìîíòîïðèãîäíîñòè è ñîõðàíÿåìîñòè.

Áåçîòêàçíîñòü - ñâîéñòâî îáúåêòà íåïðåðûâíî ñîõðàíÿòü ðàáîòîñïî-

ñîáíîñòü â òå÷åíèå íåêîòîðîé íàðàáîòêè èëè â òå÷åíèå íåêîòîðîãî âðåìå-

íè. Òàê êàê îñíîâíîå íàçíà÷åíèå îáúåêòà - âûïîëíåíèå ïðåäíàçíà÷åííûõ

åìó ôóíêöèé â òå÷åíèå îïðåäåëåííîãî ïðîìåæóòêà âðåìåíè, òî áåçîòêàç-

íîñòü îòðàæàåò îñíîâíîå ñîäåðæàíèå íàäåæíîñòè. Ïîýòîìó ñâîéñòâî áåç-

îòêàçíîñòè èíîãäà íàçûâàþò ýêñïëóàòàöèîííîé íàäåæíîñòüþ [8] èëè

äàæå îòîæäåñòâëÿþò ñ íàäåæíîñòüþ âîîáùå.

Äîëãîâå÷íîñòü - ñâîéñòâî îáúåêòà ñîõðàíÿòü ðàáîòîñïîñîáíîñòü äî íà-

ñòóïëåíèÿ ïðåäåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ñ íåîáõîäèìûìè ïåðåðûâàìè äëÿ òåõíè-

÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ è ðåìîíòà. Êðèòåðèè ïðåäåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ óñ-

òàíàâëèâàþòñÿ íîðìàòèâíî-òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèåé [9]. Íåâîññòàíàâ-

ëèâàåìûå îáúåêòû äîñòèãàþò ïðåäåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ïðè ïåðâîì îòêàçå,

âîññòàíàâëèâàåìûå - êîãäà èõ äàëüíåéøàÿ ýêñïëóàòàöèÿ íåâîçìîæíà èëè

íåöåëåñîîáðàçíà ïî ñîîáðàæåíèÿì áåçîïàñíîñòè èëè ýôôåêòèâíîñòè.

Ðåìîíòîïðèãîäíîñòü - ñâîéñòâî îáúåêòà, çàêëþ÷àþùååñÿ â ïðèñïî-

ñîáëåííîñòè ê ïðåäóïðåæäåíèþ, îáíàðóæåíèþ è óñòðàíåíèþ îòêàçîâ è íå-

èñïðàâíîñòåé, ê âîññòàíîâëåíèþ ðàáîòîñïîñîáíîñòè ñ ïîìîùüþ òåõíè÷å-

ñêîãî îáñëóæèâàíèÿ èëè ðåìîíòîâ îáúåêòà.

Ñîõðàíÿåìîñòü - ñâîéñòâî îáúåêòà íåïðåðûâíî ñîõðàíÿòü èñïðàâíîå è

ðàáîòîñïîñîáíîå ñîñòîÿíèå â òå÷åíèå õðàíåíèÿ è òðàíñïîðòèðîâàíèÿ.

Â çàâèñèìîñòè îò íàçíà÷åíèÿ, óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè è ôàçû ñóùåñòâîâàíèÿ îáúåê-

òà (ýòàïà åãî "æèçíåííîãî öèêëà") ñâîéñòâà íàäåæíîñòè ìîãóò èìåòü ðàçëè÷íóþ îòíî-

ñèòåëüíóþ çíà÷èìîñòü (ðèñ.1.1). Íàïðèìåð, îáîðóäîâàíèå, ïðåäíàçíà÷åííîå äëÿ ëèêâè-

äàöèè êðèòè÷åñêèõ ñèòóàöèé (ïðåäîõðàíèòåëè, ïðåäîõðàíèòåëüíûå êëàïàíû, ìåìáðàíû,

äàò÷èêè è ò.ä.), äëèòåëüíîå âðåìÿ íàõîäÿùèåñÿ â ðåæèìå "îæèäàíèÿ", äîëæíû îöåíè-

âàòüñÿ ïîêàçàòåëÿìè âñåõ ÷åòûðåõ ñâîéñòâ. Äëÿ ìàíæåò, ñàëüíèêîâ è óïëîòíåíèé îñ-

íîâíûå ñâîéñòâà - äîëãîâå÷íîñòü è ñîõðàíÿåìîñòü. Îäíî è òî æå îáîðóäîâàíèå â çàâè-

ñèìîñòè îò íàçíà÷åíèÿ ìîæåò õàðàêòåðèçîâàòüñÿ ðàçëè÷íûìè ñâîéñòâàìè. Íàïðèìåð,

ÝÂÌ, óïðàâëÿþùàÿ ñëîæíûì è îïàñíûì òåõíîëîãè÷åñêèì ïðîöåññîì, äîëæíà áûòü,

ïðåæäå âñåãî, áåçîòêàçíà, à òà æå ÝÂÌ, èñïîëüçóåìàÿ äëÿ âû÷èñëåíèé, ÿâëÿåòñÿ âîñ-

ñòàíàâëèâàåìûì îáúåêòîì (â ñëó÷àå ñáîÿ ëþáàÿ îïåðàöèÿ ìîæåò áûòü ïîâòîðåíà) è åå

áåçîòêàçíîñòü ìîæåò áûòü íå î÷åíü âûñîêîé.

Íàäåæíîñòü ëþáîãî òåõíè÷åñêîãî îáúåêòà èçìåíÿåòñÿ â ïðîöåññå åãî

ïðèìåíåíèÿ, õðàíåíèÿ, òðàíñïîðòèðîâàíèÿ, òåõíè÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ è

ðåìîíòà. Â òå÷åíèå âñåãî ñðîêà ñëóæáû îáúåêò ìîæåò íàõîäèòüñÿ â îäíîì

èç íåñêîëüêèõ ñîñòîÿíèé: èñïðàâíîì, íåèñïðàâíîì, ðàáîòîñïîñîáíîì, íå-

ðàáîòîñïîñîáíîì è ïðåäåëüíîì. Îáùàÿ ñõåìà ñîñòîÿíèé è ñîáûòèé â ïðî-

öåññå ýêñïëóàòàöèè îáúåêòà ïðèâåäåíà íà ðèñ.1.2.

Èñïðàâíîå ñîñòîÿíèå - ñîñòîÿíèå îáúåêòà, ïðè êîòîðîì îí ñîîòâåòñò-

âóåò âñåì òðåáîâàíèÿì íîðìàòèâíî-

òåõíè÷åñêîé è êîíñòðóêòîðñêîé äîêó-

ìåíòàöèè. Ñîñòîÿíèå, ïðè êîòîðîì îí

íå ñîîòâåòñòâóåò õîòÿ áû îäíîìó èç

íèõ, íàçûâàåòñÿ íåèñïðàâíûì.

Ðàáîòîñïîñîáíîå ñîñòîÿíèå - ñî-

ñòîÿíèå îáúåêòà, ïðè êîòîðîì çíà÷å-

íèÿ âñåõ ïàðàìåòðîâ, õàðàêòåðèçóþ-

ùèõ ñïîñîáíîñòü âûïîëíÿòü çàäàííûå

ôóíêöèè, ñîîòâåòñòâóþò òðåáîâàíèÿì

íîðìàòèâíî-òåõíè÷åñêîé è êîíñòðóê-

òîðñêîé äîêóìåíòàöèè. Ñîñòîÿíèå,

ïðè êîòîðîì çíà÷åíèå õîòÿ áû îäíîãî

ïàðàìåòðà íå ñîîòâåòñòâóåò òðåáîâà-

íèÿì, íàçûâàåòñÿ íåðàáîòîñïîñîá-

íûì.

Ðàáîòîñïîñîáíûé îáúåêò (â îòëè÷èå îò

èñïðàâíîãî) äîëæåí óäîâëåòâîðÿòü òîëüêî

òåì òðåáîâàíèÿì, âûïîëíåíèå êîòîðûõ

îáåñïå÷èâàåò åãî íîðìàëüíîå ïðèìåíåíèå ïî

íàçíà÷åíèþ. Î÷åâèäíî, ðàáîòîñïîñîáíûé

îáúåêò ìîæåò áûòü íåèñïðàâíûì (íàïðèìåð,

óõóäøåíèå âíåøíåãî âèäà îáúåêòà íå îáÿçà-

òåëüíî ïðåïÿòñòâóåò åãî ïðèìåíåíèþ).

Â ñëîæíûõ îáúåêòàõ âîçìîæíî áîëåå

ïîäðîáíîå äåëåíèå ñîñòîÿíèé îáúåêòà ñ âû-

äåëåíèåì ïðîìåæóòî÷íûõ (÷àñòè÷íî íåðàáî-

òîñïîñîáíûõ) ñîñòîÿíèé ñ ïîíèæåííûìè

óðîâíÿìè êà÷åñòâà ôóíêöèîíèðîâàíèÿ.

Транспортировка Хранение

Эксплуатация

(использование)

Неплановый

ремонт

Техническое

обслуживание

Капитальный

ремонт

Сохраняемость Долговечность Безотказность

Ремонтопригодность

Надежность

Ðèñ.1.1. Ñõåìà âçàèìíûõ ñâÿçåé ñâîéñòâ íàäåæíîñòè è ýòàïîâ æèçíåííîãî öèêëà [10]

Неработоспособное

состояние

Предельное

состояние

Поврежденное

состояние

Исправное

состояние

Работоспособное

состояние

Неисправное

состояние

Отказ

Восстановление

Повреждение

Ðèñ.1.2. Ñõåìà ñîñòîÿíèé è ñîá

òèé