Affidabilità e durata dell'attrezzatura. ulteriore utilizzo dell'oggetto

Affidabilità – questa è la proprietà di un oggetto per svolgere le funzioni specificate, mantenendo nel tempo i valori degli indicatori di prestazione stabiliti entro i limiti specificati, corrispondenti alle modalità e condizioni specificate di uso, manutenzione, riparazione, conservazione e trasporto. È una qualità che si estende nel tempo. Pertanto, il concetto di affidabilità è vicino al concetto di qualità, e quindi i problemi di gestione della qualità si riflettono direttamente nel concetto di affidabilità.

L'affidabilità è una proprietà oggettiva di un prodotto, l'affidabilità può essere misurata. Per misurare l'affidabilità vengono introdotti i concetti di "fallimento", "probabilità di funzionamento senza guasti", "tasso di guasto", ecc.. I concetti di guasto e affidabilità sono tra quelli fondamentali nella teoria dell'affidabilità. Di solito sotto affidabilità comprendere la proprietà dei prodotti per mantenere le prestazioni a lungo. Rifiuto- si tratta di una perdita totale o parziale delle prestazioni del prodotto.

Gli autori americani D. Lloyd e M. Lipov nel libro "Reliability" scrivono: "L'affidabilità influisce sul costo, sul tempo, psicologicamente - sotto forma di disagio e, in alcuni casi, minaccia anche la sicurezza delle persone e della nazione. Di solito, le perdite dovute all'inaffidabilità non sono solo il costo di un'unità guasta, ma anche il costo delle apparecchiature associate che si deteriorano o vengono distrutte a causa di un guasto ... Un classico esempio dell'effetto psicologico dell'inaffidabilità sono i satelliti Vanguard di sad memoria. Gli Stati Uniti, vivendo intensamente il successo della Russia, che ha lanciato " Sputnik-1 "ha cercato di partecipare alla competizione, utilizzando a tale scopo un razzo quasi non testato, che doveva funzionare quasi al limite delle sue capacità. I fallimenti e lo sconforto e la perdita di prestigio che ne derivò furono molto gravi."

Lo scrittore, poeta e scienziato americano del XIX secolo. La poesia di Oliver Holmes "The Priest's Masterpiece, or the Remarkable One-Horse Carriage". Si parla di un prete che costruì una carrozza, notevole in quanto tutte le sue parti avevano esattamente la stessa forza. Questo passeggino ha servito esattamente 100 anni ed è andato in pezzi proprio sulla strada. Tutte le parti si sono rotte contemporaneamente.

Un prodotto che verrebbe distrutto in questo modo è il sogno di qualsiasi ingegnere e specialista della gestione della qualità. Ma i meccanismi reali vengono distrutti casualmente e in momenti casuali. Pertanto, per valutare l'affidabilità vengono utilizzati metodi statistici e l'apparato probabilistico della matematica. La probabilità di funzionamento senza guasti è la probabilità che in un dato intervallo di tempo o entro un determinato tempo di funzionamento non si verifichino guasti del prodotto.

Ci sono molte caratteristiche numeriche per valutare l'affidabilità. Per esempio, fattore di prontezza - è la probabilità che il prodotto sia operabile in momenti determinati o casuali, - il tempo durante il quale il prodotto è operativo, riferito al tempo del suo funzionamento.

per consumatore si intende il tempo durante il quale un prodotto con garanzia del produttore mantiene i parametri di qualità attesi dal consumatore, e pertanto questo tempo è solitamente chiamato vita utile garantita del prodotto.

Durata del prodotto garantita dal produttore chiamato la durata del prodotto. La durata dipende dalla possibilità di riparazione, dopo di che è possibile ripristinarne i parametri di qualità, ad es. dalla manutenibilità del prodotto.

In base alla durata effettiva, il consumatore giudica principalmente la qualità dei beni che ha acquistato, il che incide successivamente sul suo atteggiamento nei confronti del produttore corrispondente e, in definitiva, sull'immagine di questo produttore agli occhi del consumatore.

Il più utilizzato negli studi di affidabilità è l'indicatore tasso di fallimento (λ ):

dove n- il numero di prodotti fuori servizio; N- numero totale

prodotti; è il tempo medio di prova.

Il tempo medio di prova è determinato dalla formula

dove è il numero di prodotti nel gruppo di prova; – la durata del test per questo gruppo.

Se il numero di prodotti fuori servizio supera il 5-10%, nel calcolo vengono introdotte le rettifiche:

(2.3)

dov'è il numero di prodotti non riusciti in questo gruppo;

- il numero di fallimenti per lo stesso tempo di prova;

Durata dei test per disabilitare il prodotto.

Per calcolare il tasso di guasto medio, è importante scegliere l'intervallo di tempo corretto, poiché di solito la densità dei guasti varia nel tempo.

ESEMPIO 2.1

Durante il test di alcune apparecchiature elettroniche, λ può essere determinato dopo 1000–2000 ore 4 gruppi di 250 elementi vengono testati per 2000 ore.

I risultati del test sono i seguenti:

Calcoliamo:

In totale, 20 prodotti hanno fallito durante i test (7 + 5 + + 4 + 4).

Parti e assiemi potrebbero non funzionare a causa di difetti di fabbricazione e altri motivi.

A un livello costante di tasso di guasto per unità di tempo, la distribuzione delle probabilità di intervalli di funzionamento senza guasti è espressa da una legge esponenziale di distribuzione della durabilità operativa.

I principali parametri di qualità dei prodotti sono:

- caratteristiche funzionali - conformità del prodotto alla destinazione d'uso;
– affidabilità – il numero di guasti mantenibili durante la vita di servizio;
- durata (vita di servizio) - un indicatore associato all'affidabilità;
- esente da difetti - il numero di difetti rilevati dal consumatore.

L'affidabilità è un concetto associato principalmente alla tecnologia. Può essere interpretato come senza guasti-

capacità, la capacità di svolgere un compito specifico o comeprobabilità di esecuzione determinata funzione o funzioni per un certo tempo e in determinate condizioni .

In quanto concetto tecnico, "affidabilità" è la probabilità (in senso matematico) di una prestazione soddisfacente di una determinata funzione. Poiché l'affidabilità è una probabilità, le caratteristiche statistiche vengono utilizzate per valutarla. I risultati della misurazione dell'affidabilità dovrebbero includere dati sulla dimensione del campione, i limiti di confidenza, le procedure di campionamento, ecc.

Nella tecnologia viene utilizzato anche il concetto di "prestazioni soddisfacenti". L'esatta definizione di questo concetto è collegata alla definizione del suo opposto: "prestazione insoddisfacente" o "rifiuto".

Al concetto generale di "affidabilità" si oppone il concetto di "affidabilità intrinseca" di un'apparecchiatura, che è la probabilità di un funzionamento senza guasti in conformità con specifiche specificate in prove di verifica specificate per un periodo di tempo richiesto. Il test di affidabilità misura l'affidabilità stessa. Rappresenta, in sostanza, l'"affidabilità operativa" dell'apparecchiatura ed è il risultato di due fattori: l'affidabilità stessa e l'affidabilità operativa. L'affidabilità operativa, a sua volta, è determinata dalla conformità dell'apparecchiatura al suo utilizzo, dalla procedura e dal metodo di utilizzo operativo e manutenzione, dalle qualifiche del personale, dalla possibilità di riparare varie parti, fattori ambiente e così via.

Per ogni caratteristica da misurare, in specifiche viene fissata una tolleranza, la cui violazione è considerata un "fallimento". La tolleranza che determina il cedimento deve essere ottimale con il necessario margine per l'usura delle parti, cioè deve essere più largo della normale tolleranza di fabbrica. Pertanto, le tolleranze di fabbrica vengono stabilite tenendo conto del fatto che le parti si usurano nel tempo.

Caratterizziamo i concetti di base relativi all'affidabilità.

1. manutenibilità - lo stato del prodotto, in cui esso in un dato momento soddisfa tutti i requisiti stabiliti sia in relazione ai parametri principali che caratterizzano il normale svolgimento delle funzioni specificate, sia in relazione a parametri secondari che caratterizzano la facilità d'uso, aspetto esteriore eccetera.
2. Malfunzionamento – lo stato del prodotto, in cui esso in un dato momento non soddisfa almeno uno dei requisiti che caratterizzano il normale svolgimento delle funzioni specificate.
3. prestazione – lo stato del prodotto, in cui esso in un dato momento soddisfa tutti i requisiti stabiliti in relazione ai principali parametri che caratterizzano il normale svolgimento delle funzioni specificate.
4. Rifiuto - un evento consistente nella perdita totale o parziale del prodotto della sua prestazione.
5. Fallimento completo - un guasto, fino all'eliminazione del quale l'uso del prodotto per lo scopo previsto diventa impossibile.
6. Fallimento parziale – guasto, fino all'eliminazione del quale resta possibile l'utilizzo parziale del prodotto.
7. Affidabilità – la proprietà di un prodotto di mantenere ininterrottamente l'operatività per un certo periodo di tempo.
8. Durabilità – la proprietà di un prodotto di rimanere operativo (con possibili interruzioni per manutenzione e riparazione) fino alla distruzione o altro stato limite. Lo stato limite può essere impostato in base alle modifiche dei parametri, in base alle condizioni di sicurezza, ecc.
9. manutenibilità – proprietà del prodotto, espressa nella sua idoneità ad operazioni di manutenzione e riparazione, ovvero alla prevenzione, rilevazione ed eliminazione di guasti e guasti.
10. Affidabilità (in senso lato) – proprietà del prodotto, per l'affidabilità, durata e manutenibilità del prodotto stesso e delle sue parti e fornitura

che preserva le prestazioni del prodotto in condizioni specificate.

11. Recuperabilità - la proprietà del prodotto di ripristinare i valori iniziali dei parametri a seguito dell'eliminazione di guasti e malfunzionamenti, nonché di ripristinare la risorsa tecnica a seguito di riparazioni.
12. Persistenza - la proprietà del prodotto di mantenere la funzionalità e l'affidabilità in determinate condizioni e trasporto.

Per alcuni prodotti dal design relativamente semplice, il concetto di "fallimento" può essere introdotto in modo abbastanza chiaro. Ad esempio, una lampadina è accesa o spenta.

In pratica, a volte si presta particolare attenzione al miglioramento dei componenti principali del prodotto, perdendo di vista il fatto che componenti strutturali di natura ausiliaria possono essere causa di inaffidabilità e conseguenti incidenti.

Per misurare (stima) affidabilità,è necessario testare un apparato che descriva eventi casuali o processi casuali. Stiamo parlando della teoria della probabilità e delle discipline matematiche. Il principale indicatore quantitativo di affidabilità è la probabilità di mancato funzionamento del prodotto per un determinato periodo di tempo.

Probabilità di uptime- è la probabilità che in un determinato intervallo di tempo o entro un determinato tempo di funzionamento ns si verifichi un guasto dei prodotti. Con l'introduzione di questo concetto, diventa possibile misurare l'affidabilità e confrontare l'affidabilità del prodotto secondo questo indicatore. La probabilità di funzionamento senza guasti dello stesso prodotto non è la stessa in diversi punti del suo funzionamento.

Per valutare l'affidabilità, ci sono molte caratteristiche, in particolare: la probabilità di un funzionamento senza guasti; fattore di prontezza(la probabilità che il prodotto sia operativo in un dato momento o casuale); fattore di utilizzo del tempo(il tempo durante il quale il prodotto è operativo, riferito al tempo del suo funzionamento).

Tempo di attività del prodotto da parte del consumatore implica il tempo durante il quale un prodotto con garanzia del produttore mantiene i parametri di qualità attesi dal consumatore, e pertanto tale tempo è solitamente chiamato vita utile garantita del prodotto.

Durata garantita della merce, di norma, inferiore alla sua effettiva vita utile, che è caratterizzata dalla durata del prodotto.

Durabilità dipende dalle possibilità di riparazione, dopo di che vengono ripristinati i parametri di qualità della merce, ad es. dipende dalla manutenibilità. La durabilità caratterizza la vita utile effettiva del prodotto. In base alla durata effettiva, il consumatore giudica la qualità del prodotto acquistato, che successivamente influisce sul suo atteggiamento nei confronti del produttore e, in definitiva, sull'immagine di questo produttore agli occhi del consumatore.

Allo stesso tempo, la vita di servizio garantita del prodotto è essenziale al momento del suo acquisto rispetto a un prodotto simile della concorrenza, e il rigore del successivo adempimento di tutte le condizioni prestabilite, garanzie al momento dell'acquisto di un prodotto determina il atteggiamento del consumatore nei confronti dell'affidabilità non solo del fornitore (venditore), ma anche del produttore. .

Se durante la vita di servizio garantita il valore dei parametri di qualità non soddisfa le aspettative del consumatore, che sono garantite dal produttore, allora la responsabilità di ciò ricade sul produttore del bene (fornitore), che deve riparare in proprio spese, e in caso di impossibilità di riparazione, sostituire merce difettosa per la qualità.

Il produttore deve garantire la qualità del prodotto sia durante lo stoccaggio che durante il suo funzionamento.

Per prevedere guasti futuri, sono necessari dati effettivi sulla frequenza dei guasti nel tempo in cui l'apparecchiatura viene utilizzata per lo scopo previsto.

Durante l'elaborazione delle informazioni, viene utilizzato il reciproco del tasso di errore "tempo medio tra i fallimenti".

Per studiare l'affidabilità vengono utilizzate tecniche analitiche piuttosto complesse. Ad esempio, durante la ricerca sistemi elettronici l'ingegnere seleziona una serie di caratteristiche chiave, seleziona le più importanti, seleziona le opzioni per l'azione e una di queste opzioni, studia le condizioni di lavoro e le valuta.

A causa dell'alto ritmo del moderno progresso scientifico e tecnologico, è importante scegliere il momento ottimale per il passaggio dalla ricerca scientifica e dal lavoro preparatorio alla produzione. In un ambiente competitivo, un rilascio tempestivo in produzione è un fattore importante che funziona in due direzioni: il rilascio "troppo presto" in produzione può portare alle stesse conseguenze negative di "troppo tardi".

Le ragioni per la fabbricazione di prodotti inaffidabili possono essere:

– mancata verifica periodica del rispetto delle norme;
– errori nell'uso dei materiali e non corretto controllo dei materiali durante la produzione;
– errata contabilità e rendicontazione sul controllo, comprese le informazioni sul miglioramento tecnologico;
– schemi di campionamento non conformi;
- mancanza di prove sui materiali per la loro conformità;
– non conformità alle norme per le prove di accettazione;
– mancanza di materiale didattico e di istruzioni per il controllo;
– utilizzo occasionale di report di controllo per il miglioramento processo tecnologico.

I modelli matematici utilizzati per le valutazioni quantitative dell'affidabilità dipendono dal "tipo" di affidabilità. La teoria moderna distingue i suoi tre tipi.

1. Affidabilità immediata(es. fusibili).
2. Affidabilità con normale vita di servizio(ad esempio, tecnologia informatica). Gli studi sull'affidabilità del servizio normale utilizzano il "tempo medio tra i guasti" come unità di misura. L'intervallo consigliato in pratica va dalle 100 alle 2000 ore.
3. Durata estremamente lunga(Per esempio, astronavi). Se i requisiti di vita utile superano i 10 anni, sono classificati come vita utile estremamente lunga.

In condizioni di normale affidabilità operativa, la previsione tecnica dell'affidabilità può essere teorica, empirica e sperimentale.

In teorico strumenti di test sviluppano uno schema per questa operazione e verificano la conformità dello schema utilizzando un modello matematico. Se lo schema non corrisponde all'operazione, vengono apportati perfezionamenti fino al raggiungimento di una corrispondenza. Questa è la cosiddetta ricerca scientifica.

Approccio empirico consiste nell'eseguire le misurazioni necessarie in relazione ai prodotti effettivamente fabbricati e le conclusioni sull'affidabilità.

Approccio sperimentale occupa una posizione intermedia tra teorico ed empirico. L'approccio sperimentale utilizza sia la teoria che le misurazioni. Allo stesso tempo, sono ampiamente utilizzati metodi di modellazione matematica dei processi, creando dati sperimentali su questa base. Dopo di che, l'informazione è analisi statistica con l'uso della moderna tecnologia informatica, che garantisce l'affidabilità e l'affidabilità delle conclusioni.

Qualsiasi tipo di prova è preceduta da un piano sperimentale.

Poiché l'affidabilità è una caratteristica probabilistica, i punteggi vengono utilizzati per stimare l'"affidabilità media" calcolata dai campioni dell'intera popolazione, nonché per prevedere l'affidabilità futura. L'affidabilità viene studiata utilizzando metodi statistici e può essere perfezionata con il loro aiuto.

Va notato che la durata non è l'unico indicatore delle proprietà operative.

In alcuni casi vengono utilizzati altri indicatori (chilometraggio, durata di utilizzo attivo, ecc.); la vita utile dei prodotti dipende sia dalle condizioni di produzione che dalle condizioni operative.

L'affidabilità di molti prodotti può essere rivelata nelle condizioni del loro consumo. Un sistema scientificamente fondato per il monitoraggio del funzionamento dei prodotti consente di identificare i difetti causati da violazioni del processo di fabbricazione presso il produttore.

Il produttore deve:

applicare il controllo statistico della qualità;

– verificare periodicamente lo stato di controllabilità dei processi;
– adoperarsi per migliorare la qualità e l'affidabilità delle apparecchiature prodotte;
– assicurarsi che le esigenze del cliente siano adeguatamente comprese e soddisfatte.

Un'analisi delle varie definizioni di affidabilità disponibili in letteratura porta a una conclusione generalizzata che l'affidabilità è intesa come il funzionamento senza guasti di prodotti in condizioni operative regolamentate per un certo periodo di tempo.

Controllo selettivo. tratto caratteristico il controllo nello studio dell'affidabilità è che le possibilità di campionamento sono limitate dal numero ridotto di apparecchiature nelle prime fasi del suo sviluppo. Di norma, il cliente sceglie il numero di unità da testare. Tuttavia, il livello di fiducia nei risultati del test varia a seconda del numero di unità testate. La durata del tempo operativo previsto e il grado di usura dei campioni durante il test hanno lo stesso effetto.

In pratica, il campionamento per il test di affidabilità viene effettuato secondo un piano che inizialmente (e poi ogni volta che il prodotto campionato ha un tempo medio tra guasti ridotto) assume un rischio del consumatore del 10% ad un livello di qualità accettabile corrispondente al 10% di unità, con affidabilità al di sotto dello standard. Notare alcune differenze tra il controllo di qualità statistico e i controlli a campione in relazione a supporto tecnico affidabilità. In quest'ultimo caso, oltre alle domande sulla rappresentatività del campione, si pone la questione del tempo di prova richiesto.

Naturalmente, il test al 100% dei lotti fino a quando i campioni non sono completamente usurati è impossibile. Pertanto, gli schemi di campionamento utilizzati nello studio dell'affidabilità prevedono l'ispezione casuale continua dei prodotti fabbricati con un regime di ispezione rilassato fino a quando non viene trovato un prodotto con caratteristiche al di sotto della norma. In altre parole, la procedura di controllo indebolita continua finché nel campione non compare un campione difettoso. Quando viene rilevata un'unità di uscita con una caratteristica ridotta rispetto alla norma, viene ripristinata la modalità di controllo normale, che può passare alla modalità di controllo potenziata, a seconda del numero di difetti riscontrati nel campione. Di norma, tali piani di campionamento sono sviluppati tenendo conto del tempo medio dato tra i guasti e le dimensioni mensili della produzione.

Nello studio dell'affidabilità, il metodo dell'analisi sequenziale viene spesso utilizzato per decidere se accettare o rifiutare molto. Innanzitutto, viene rivelato che il tempo medio di funzionamento senza guasti in determinate condizioni è al livello del minimo stabilito o lo supera. Tali prove sono pianificate dopo che i campioni e le apparecchiature di prova da testare sono stati adeguatamente ispezionati. Il test viene terminato non appena viene presa una decisione di accettazione. Ma non si fermano se viene presa la decisione di rifiutare il batch. In quest'ultimo caso, proseguono secondo un ben definito piano di controllo statistico.

Per guasto si intende la comparsa dei primi segni di malfunzionamento o malfunzionamento dell'apparecchiatura. Ogni guasto è caratterizzato da un certo tempo del suo verificarsi.

I risultati dello studio di affidabilità sono importanti nella certificazione dei prodotti e dei sistemi di qualità Mazur I. I., Shapiro V. D. Gestione della qualità: libro di testo. indennità. Mosca: Omega-L, 2011.

Una delle caratteristiche principali del complesso sistemi tecniciè la loro affidabilità. La teoria dell'affidabilità ha ricevuto uno sviluppo significativo e un'applicazione pratica in ingegneria.

Affidabilità- questa è la proprietà di un oggetto di mantenere nel tempo entro i limiti stabiliti i valori di tutti i parametri che consentono di svolgere le funzioni richieste. I valori probabilistici vengono utilizzati per quantificare l'affidabilità. Quei cambiamenti che si verificano nel tempo in qualsiasi sistema tecnico e portano alla perdita delle sue prestazioni sono associati a influenze esterne e interne a cui è soggetto. Durante il funzionamento, tutti i tipi di energia agiscono sul sistema, il che può portare a una modifica dei parametri dei singoli elementi, dei meccanismi e del sistema nel suo insieme. Ci sono tre principali fonti di influenza:

- l'azione dell'energia dell'ambiente, compreso un soggetto che agisce come operatore o riparatore;
- fonti interne di energia associate sia ai processi di lavoro che si verificano nel sistema tecnico sia al funzionamento dei singoli elementi del sistema;
- energia potenziale, che viene accumulata nei materiali e nelle parti dei nodi del sistema nel processo di fabbricazione (sollecitazioni interne nel getto, sollecitazioni di assemblaggio).

Durante il funzionamento di un oggetto tecnico si osservano i seguenti principali tipi di energia che ne influenzano le prestazioni e l'affidabilità (Fig. 6.4).

energia meccanica, che non solo viene trasmesso attraverso tutti gli elementi del sistema durante il funzionamento, ma lo influenza anche sotto forma di carichi statici o dinamici dall'interazione con l'ambiente esterno.

Energia termica agisce sul sistema e sulle sue parti durante le fluttuazioni della temperatura ambiente, durante l'implementazione del processo di lavoro (in particolare si verificano forti effetti termici durante il funzionamento di motori e un certo numero di macchine tecnologiche), durante il funzionamento di meccanismi di azionamento, dispositivi elettrici e idraulici .

energia chimica influisce anche sulle prestazioni del sistema. Ad esempio, l'umidità contenuta nell'aria può causare la corrosione dei singoli componenti del sistema. Se l'apparecchiatura del sistema opera in ambienti aggressivi (apparecchiatura industria chimica, navi, ecc.), quindi le influenze chimiche provocano processi che portano alla distruzione di singoli elementi e componenti del sistema.

Energia nucleare (atomica), rilasciato durante la trasformazione dei nuclei atomici, può influenzare i materiali (soprattutto nello spazio), modificandone le proprietà.

energia elettromagnetica sotto forma di onde radio oscillazioni elettromagnetiche) permea l'intero spazio attorno all'oggetto e può influire sul funzionamento delle apparecchiature elettroniche.

Fattori biologici può anche influenzare le prestazioni del sistema sotto forma di microrganismi, che non solo distruggono alcuni tipi di plastica, ma possono anche influenzare il metallo.

Riso. 6.4.

Pertanto, tutti i tipi di energia agiscono sul sistema tecnico e sui suoi meccanismi, causano una serie di processi indesiderati in esso e creano condizioni per il deterioramento delle sue caratteristiche tecniche.

Il normale funzionamento di un sistema ergotecnico è caratterizzato da un certo grado di affidabilità, che è una caratteristica probabilistica complessa del buon andamento del sistema delle funzioni target richieste mantenendo i suoi indicatori di prestazione entro i limiti specificati per il tempo richiesto. La teoria dell'affidabilità consente di stimare la vita utile al termine della quale lo strumento tecnico esaurisce le proprie risorse e deve essere sottoposto a revisione, aggiornamento o sostituzione. Uno dei concetti base della teoria dell'affidabilità è il fallimento.

Rifiuto- questa è una violazione dello stato di lavoro dispositivo tecnico a causa della cessazione del funzionamento oa causa di un brusco cambiamento dei suoi parametri. Nella teoria dell'affidabilità viene stimata la probabilità di guasto, ovvero la probabilità che un dispositivo tecnico si guasti entro un determinato tempo di funzionamento. Lo studio delle cause che causano guasti agli oggetti, la determinazione dei modelli a cui obbediscono, lo sviluppo di un metodo per verificare l'affidabilità dei prodotti e metodi per monitorare l'affidabilità, metodi di calcolo e test, trovare modi e mezzi per migliorare l'affidabilità - sono oggetto di ricerca di affidabilità. Quando si studiano i problemi di affidabilità, viene considerata un'ampia varietà di oggetti: prodotti, strutture, sistemi con i loro sottosistemi. L'affidabilità di un prodotto dipende dall'affidabilità dei suoi elementi e maggiore è la loro affidabilità, maggiore è l'affidabilità dell'intero prodotto.

Garantire l'affidabilità dei sistemi copre un'ampia varietà di aspetti dell'attività umana. L'affidabilità è una delle caratteristiche più importanti prese in considerazione nelle fasi di sviluppo, progettazione e funzionamento dei vari sistemi tecnici (Fig. 6.5).

L'insufficiente affidabilità della struttura comporta enormi costi di riparazione, fermi macchina, interruzione della fornitura di elettricità, acqua, gas, veicoli alla popolazione, mancato adempimento di compiti importanti, a volte incidenti associati a grandi perdite economiche, distruzione di grandi strutture e vittime umane.

Come risulta dalla definizione di affidabilità di cui sopra, il più significativo per il buon funzionamento di qualsiasi sistema tecnico e l'esecuzione delle sue funzioni specificate è la conservazione delle sue prestazioni.

Riso. 6.5.

prestazione in quanto lo stato del sistema indica la capacità di eseguire le funzioni richieste con i parametri operativi specificati. A sua volta, la presenza dell'operabilità del sistema durante l'intero periodo del suo funzionamento implica il funzionamento senza guasti del suo funzionamento, ed è anche indirettamente correlata ad altre proprietà dell'affidabilità operativa. L'affidabilità (operabilità) di un oggetto è immobile complesso,è valutato da quattro indicatori quantitativi: affidabilità, durabilità, manutenibilità e persistenza, o da una combinazione di queste proprietà.

Affidabilità- la proprietà di un oggetto di mantenere la propria prestazione per un determinato tempo senza guasti e interruzioni forzate.

Durabilità- la proprietà di un oggetto di mantenere uno stato di funzionamento fino allo stato limite con le interruzioni necessarie per la manutenzione e riparazione ordinaria.

manutenibilità- la proprietà dell'adattabilità dell'oggetto alla prevenzione, rilevazione ed eliminazione dei guasti delle sue prestazioni mediante l'esecuzione di operazioni di manutenzione e riparazione ordinaria.

Persistenza- la proprietà dell'oggetto di mantenere gli indicatori di prestazione richiesti durante e dopo il periodo stabilito per la sua conservazione o trasporto.

Gli oggetti sono divisi in irrecuperabile, che non possono essere riparati dal consumatore e devono essere sostituiti (ad esempio lampadine, cuscinetti, resistenze, ecc.), e recuperabile, che possono essere ripristinati dal consumatore (ad esempio un televisore, un'auto, un trattore, una macchina utensile, ecc.).

È stata elaborata una classificazione dei guasti dal punto di vista dello studio della natura e della natura dei guasti, dell'influenza di vari fattori sul loro verificarsi (Fig. 6.6).

1. Secondo le condizioni di accadimento, sono divisi fallimenti nella normalità e condizioni anormali (estreme). Condizioni anomale si verificano a causa di errori umani, disastri naturali o altre emergenze.
2. Per ragioni di accadimento, sono isolati guasti non associati alla distruzione e causati dalla distruzione dell'oggetto.
3. Per natura dell'evento: improvvisi fallimenti associato a un forte cambiamento dei parametri principali, e graduali fallimenti sotto l'influenza di fattori casuali, a causa di processi lenti e irreversibili
4. In base al grado di impatto sulle prestazioni: fallimenti totali e parziali. Questi ultimi sono associati ad una perdita "parziale" delle prestazioni del sistema, cioè ad un livello di funzionamento ridotto. Tali guasti si verificano in sistemi con un gran numero di elementi autonomi. Se alcuni falliscono, la maggior parte degli elementi rimane operativa.
5. Secondo i segni di manifestazione: fallimenti espliciti e impliciti. Il verificarsi di un evidente fallimento viene rilevato con metodi organolettici. In caso di guasti impliciti, la loro rilevazione richiede l'utilizzo di strumenti o dispositivi speciali o una notevole esperienza e competenza del personale.
6. Per interconnessione: fallimenti indipendenti e dipendenti quando l'apparenza di un fallimento comporta il verificarsi di altri. L'interconnessione dei guasti può portare alla loro crescita simile a una valanga.
7. In base alle conseguenze, si distinguono: i guasti sono pericolosi e sicuri per la salute e la vita del personale e per l'ambiente; gravi fallimenti comportando significativi costi e perdite materiali e finanziari e di altro tipo; facili fallimenti quasi senza perdite.
8. Secondo il metodo di eliminazione, ci sono: fallimenti da eliminare sostituzione di elementi, regolazione, pulizia e guasti autocorrettivi o si blocca.
9. Secondo la complessità dell'eliminazione: fallimenti semplici e complessi che richiedono specialisti altamente qualificati e costi di manodopera significativi.

0 - errore dell'elemento,
1- guasto primario;
2- guasti secondari;
3- comandi errati,
4- elementi nelle modalità operative specificate,
5 - sollecitazioni eccessive;
6- comandi errati;
7- invecchiamento naturale;
8 - elementi vicini,
9- ambiente;
10- personale aziendale

Riso. 6.6. Caratteristiche di guasto degli elementi tecnici del sistema

10. Per frequenza di occorrenza: on a caso(separare) e non casuale(sistematico) fallimenti. I guasti casuali sono causati da carichi imprevisti, difetti materiali latenti, errori di fabbricazione ed errori del personale operativo. I guasti non casuali sono fenomeni naturali che provocano un graduale accumulo di danni associati all'influenza dell'ambiente, del tempo, della temperatura, dell'irraggiamento, ecc.
11. Ma la possibilità di eliminazione: guasti recuperabili e irrecuperabili, nel caso in cui il ripristino della funzionalità del sistema sia tecnicamente impossibile o economicamente ingiustificato.
12. Per origine: costruttivofallimenti, a causa di difetti di progettazione; fallimenti tecnologici- carenze del processo tecnologico di produzione e assemblaggio di parti e assiemi e guasti operativi solo in relazione alle condizioni operative.

A seconda della capacità di prevedere il momento del fallimento, tutti i guasti sono suddivisi in improvviso(guasti, inceppamenti, arresti) e graduale(usura, invecchiamento, corrosione). I guasti che portano a gravi conseguenze sono classificati come " critico».

Per incidenti include tutti i guasti il cui verificarsi è associato a una minaccia per le persone e l'ambiente, nonché a gravi danni economici e morali. L'affidabilità dei sistemi tecnici è influenzata da tre gruppi di fattori: costruttivo, tecnologico e operativo.

Per fattori costruttivi comprendono: lo schema di base della macchina, la qualità dei materiali, la forma e le dimensioni dei pezzi, il margine di sicurezza, i metodi utilizzati per il calcolo della resistenza, i concentratori di sollecitazioni strutturali nei pezzi

Fattori tecnologici- fattori associati al processo di ottenimento di proprietà stabili dei materiali che garantiscono la stabilità della struttura, le proprietà fisiche e meccaniche, la resistenza; fattori associati alla sagomatura del pezzo, ai metodi di lavorazione e assemblaggio; metodi e modalità di trattamento meccanico, termico, chimico-termico; geometria dell'utensile da taglio; organizzazione del controllo tecnico per fasi del processo tecnologico.

Fattori operativi- la natura del carico, la velocità, la pressione, la temperatura ambiente, l'umidità ambientale, i tipi e i metodi di lubrificazione, il rispetto delle regole di funzionamento tecnico, la manutenzione, la qualità della riparazione, la qualificazione del personale addetto alla manutenzione, l'attrezzatura tecnica dei servizi di riparazione, ecc.

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Affidabilità e durata dell'attrezzatura

Durabilità e affidabilità sono le caratteristiche operative più importanti dell'apparecchiatura. L'affidabilità è proprietà delle apparecchiature per svolgere le proprie funzioni, mantenendo le prestazioni entro limiti specificati per il periodo di tempo richiesto. L'affidabilità è l'indicatore di prestazione più importante della macchina, che ne caratterizza la qualità.

Uno degli elementi di affidabilità è il non-failure operation, ovvero la capacità di una macchina di rimanere operativa senza interruzioni forzate. L'affidabilità è determinata dal tempo di funzionamento continuo della macchina senza tempi di fermo associati a regolazioni e riparazioni. Parti di macchine diverse hanno naturalmente durate di servizio diverse. Come caratteristica del funzionamento esente da guasti, viene preso un periodo vicino al più breve della vita utile delle parti.

Tuttavia, il concetto di affidabilità non rivela completamente le qualità operative dell'apparecchiatura. Lascia, ad esempio, che una pressa abbia un'elevata affidabilità, ad es. funziona a lungo senza regolazioni, ma richiede una lunga riparazione. E quando si utilizza un'altra pressa, sono necessarie brevi regolazioni frequenti, ma non sono necessarie riparazioni a lungo termine. In alcuni casi, la seconda pressa, nonostante la minore affidabilità, presenta vantaggi associati alla sua maggiore durata.

Si chiama durabilità la proprietà di una macchina di mantenere la propria capacità di lavoro allo stato limite con le interruzioni necessarie per la manutenzione e la riparazione.

Nel tempo, le proprietà dei materiali, inclusa la resistenza delle parti, nonché la loro geometria, cambiano. Di conseguenza, gli indicatori di affidabilità non rimangono costanti. Tuttavia, la macchina deve rimanere operativa, il che è assicurato non solo dalla sua qualità, ma anche corretta organizzazione manutenzione e riparazione.

La durata è determinata dal tempo e dal denaro spesi per la riparazione e la regolazione della macchina per l'intero periodo del suo funzionamento. Ciò significa che la macchina, che, con altri uguali condizioni per molto tempo dà più prodotti e ha una maggiore durata. In altre parole, il concetto di durabilità è legato anche alle prestazioni dell'attrezzatura.

L'usura di un pezzo è il risultato di un graduale cambiamento delle sue dimensioni dovuto all'attrito sotto l'azione di vari carichi nelle condizioni in cui la macchina viene utilizzata.

L'usura e i danni che si verificano durante il funzionamento sono suddivisi in normali (consentiti) e inaccettabili (emergenza). I danni accettabili che si verificano in condizioni di esercizio normali includono usura abrasiva, schiacciamento degli strati superficiali, ecc. Questi danni non possono essere completamente esclusi. Tuttavia, è necessario ridurli al minimo in modo che le conseguenze negative appaiano dopo il più lungo tempo possibile. L'usura e i danni consentiti vengono eliminati durante le riparazioni programmate.

Con usura e danni inaccettabili, si verifica la distruzione della parte o la sua deformazione, che esclude completamente il normale funzionamento della macchina. Il danno inammissibile (di emergenza) viene eliminato quando riparazione di emergenza perché compaiono all'improvviso.

La durata delle parti dipende dalla corretta selezione dei materiali per la coppia di sfregamento. In questo caso, è necessario tenere conto delle condizioni operative dell'apparecchiatura, poiché la stessa coppia può essere resistente all'usura in determinate condizioni e resistente all'usura in altre.

I materiali utilizzati per le guide devono avere un'elevata resistenza all'usura, un basso coefficiente di attrito ed essere in grado di sopportare carichi meccanici significativi senza alterarne le proprietà. Bronzo e plastica sono usati come materiali antifrizione. Anche gli ingranaggi leggermente caricati sono realizzati in plastica, il che li rende non solo resistenti all'usura, ma anche silenziosi durante il funzionamento.

I materiali per parti di dispositivi di frenatura e comandi, come dischi freno e frizioni, devono, al contrario, avere proprietà di attrito, cioè avere un elevato coefficiente di attrito.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'usura delle seguenti parti delle macchine per forgiatura e pressatura: cuscinetti, guide di presse idrauliche e manovelle, pistoni, guarnizioni, dischi di attrito e freni, ecc. Poiché l'usura influisce sulla precisione dell'attrezzatura, i tassi di usura sono determinato da standard di accuratezza.

Concetti base di affidabilità. classificazione dei guasti. Componenti di affidabilità

I termini e le definizioni utilizzati nella teoria dell'affidabilità sono regolati da GOST 27.002-89 "Affidabilità nell'ingegneria. Termini e definizioni".

1. Concetti di base

Affidabilità- la proprietà dell'oggetto di svolgere le funzioni specificate, mantenendo nel tempo ed entro i limiti specificati i valori degli indicatori di prestazione stabiliti.
Un oggetto- un prodotto tecnico con uno scopo specifico, considerato durante i periodi di progettazione, produzione, collaudo e funzionamento.
Gli oggetti possono essere vari sistemi e i loro elementi.
Un elemento è il componente più semplice di un prodotto; nei problemi di affidabilità può essere costituito da molte parti.
Sistema: un insieme di elementi ad azione congiunta, progettati per svolgere in modo indipendente le funzioni specificate.
I concetti di elemento e sistema vengono trasformati a seconda del compito. Ad esempio, quando si determina la propria affidabilità, una macchina utensile è considerata come un sistema costituito da singoli elementi - meccanismi, parti, ecc. E quando si studia l'affidabilità di una linea di produzione - come elemento.
L'affidabilità di un oggetto è caratterizzata dai seguenti stati ed eventi principali.
manutenibilità- lo stato dell'oggetto, nel quale soddisfa tutti i requisiti stabiliti dalla documentazione tecnica e normativa (DNT).
prestazione- lo stato dell'oggetto, in cui è in grado di svolgere le funzioni specificate, mantenendo i valori dei parametri principali stabiliti dal NTD.
I parametri principali caratterizzano il funzionamento dell'oggetto durante l'esecuzione dei compiti assegnati.
concetto manutenibilità più ampio del concetto prestazione. Un oggetto utilizzabile è obbligato a soddisfare solo quei requisiti della NTD, il cui adempimento garantisce il normale utilizzo dell'oggetto per lo scopo previsto. Pertanto, se l'oggetto è inutilizzabile, ciò indica il suo malfunzionamento. D'altra parte, se un oggetto è difettoso, ciò non significa che sia inutilizzabile.
stato limite- lo stato dell'oggetto, in cui la sua destinazione d'uso è inaccettabile o impraticabile.
L'uso (uso) di un oggetto per lo scopo previsto deve essere interrotto nei seguenti casi:

in caso di violazione irreparabile della sicurezza;

in caso di deviazione irrecuperabile dei valori dei parametri specificati;

con un aumento inaccettabile dei costi operativi.

Per alcuni oggetti, lo stato limite è l'ultimo nel suo funzionamento, cioè l'oggetto viene dismesso, per altri - una certa fase del programma operativo, che richiede lavori di riparazione e restauro.
A questo proposito, gli oggetti possono essere:

non recuperabile, per i quali l'operatività in caso di guasto non può essere ripristinata;

recuperabile, la cui prestazione può essere ripristinata, anche mediante sostituzione.

Gli oggetti non recuperabili includono, ad esempio: cuscinetti volventi, prodotti a semiconduttore, ruote dentate, ecc. Gli oggetti costituiti da più elementi, ad esempio una macchina utensile, un'auto, un'apparecchiatura elettronica, sono recuperabili, poiché i loro guasti sono associati al danneggiamento di uno o di pochi elementi che possono essere sostituiti.
In alcuni casi, lo stesso oggetto, a seconda delle caratteristiche, delle fasi di funzionamento o della finalità, può essere considerato recuperabile o irrecuperabile.
Rifiuto– un evento consistente in una violazione dello stato operativo di un oggetto.
Criterio di fallimento: una caratteristica distintiva o un insieme di caratteristiche, in base al quale viene stabilito il fatto del verificarsi di un errore.

2. Classificazione e caratteristiche dei guasti

Le tipologie di guasto si dividono in:

guasti di funzionamento(l'esecuzione delle principali funzioni dell'oggetto si ferma, ad esempio la rottura dei denti degli ingranaggi);

guasti parametrici(alcuni parametri dell'oggetto cambiano entro limiti inaccettabili, ad esempio perdita di precisione della macchina).

Per loro natura, i fallimenti possono essere:

a caso, causati da sovraccarichi imprevisti, difetti materiali, errori del personale o guasti del sistema di controllo, ecc.;

sistematico, a causa di fenomeni naturali e inevitabili che provocano un progressivo accumulo di danni: fatica, usura, invecchiamento, corrosione, ecc.

Le caratteristiche principali della classificazione dei guasti:

la natura dell'evento;

causa dell'evento;

la natura dell'eliminazione;

conseguenze dei guasti;

ulteriore utilizzo dell'oggetto;

facilità di rilevamento;

momento del verificarsi.

Diamo un'occhiata più da vicino a ciascuna delle caratteristiche della classificazione:

I guasti improvvisi di solito si manifestano sotto forma di danni meccanici agli elementi (crepe - frattura fragile, rotture dell'isolamento, rotture, ecc.) E non sono accompagnati da segni visibili preliminari del loro avvicinamento. Un guasto improvviso è caratterizzato dall'indipendenza del momento in cui si è verificato dal momento del lavoro precedente.
Guasti graduali - associati all'usura delle parti e all'invecchiamento dei materiali.

causa del verificarsi:	cedimento strutturale causato da carenze e progettazione non riuscita dell'oggetto;
	fallimento di produzione associato a errori nella fabbricazione di un oggetto a causa di imperfezione o violazione della tecnologia;
	guasto operativo causato dalla violazione delle regole operative.
natura di eliminazione:	fallimento persistente;
	guasto intermittente (comparire/scomparire). conseguenze del fallimento: fallimento facile (facilmente eliminato);
	guasto medio (che non causa guasti ai nodi adiacenti - guasti secondari);
	grave fallimento (che causano guasti secondari o portano a una minaccia per la vita e la salute umana).
ulteriore utilizzo dell'oggetto:	guasti completi, escludendo la possibilità di funzionamento dell'impianto fino alla loro eliminazione;
	guasti parziali, in cui l'oggetto può essere utilizzato parzialmente.
facilità di rilevamento:	fallimenti evidenti (espliciti);
	fallimenti latenti (impliciti).
tempo di occorrenza:	guasti di rodaggio che si verificano durante il periodo iniziale di funzionamento;
	guasti durante il normale funzionamento;
	guasti da usura causati da usura irreversibile delle parti, invecchiamento dei materiali, ecc.

3. Componenti dell'affidabilità

L'affidabilità è una proprietà complessa che include, a seconda dello scopo dell'oggetto o delle condizioni del suo funzionamento, una serie di proprietà semplici:

affidabilità;

durata;

manutenibilità;

persistenza.

Affidabilità- la proprietà di un oggetto di mantenere ininterrottamente l'operatività per un certo tempo di funzionamento o per un certo tempo.
Tempo di funzionamento - la durata o la quantità di lavoro dell'oggetto, misurata in qualsiasi quantità non decrescente (unità di tempo, numero di cicli di carico, chilometri di corsa, ecc.).
Durabilità- la proprietà dell'oggetto di rimanere operativo fino al sopraggiungere dello stato limite con il sistema di manutenzione e riparazione stabilito.
manutenibilità- la proprietà dell'oggetto, che consiste nella sua adattabilità alla prevenzione e all'individuazione delle cause dei guasti, al mantenimento e al ripristino delle prestazioni mediante l'effettuazione di riparazioni e manutenzioni.
Persistenza- la proprietà dell'oggetto di mantenere costantemente gli indicatori di prestazione richiesti durante (e dopo) il periodo di immagazzinamento e trasporto.
A seconda dell'oggetto, l'affidabilità può essere determinata da tutte le proprietà elencate o da parte di esse. Ad esempio, l'affidabilità di una ruota dentata, dei cuscinetti è determinata dalla loro durata e l'affidabilità di una macchina utensile è determinata dalla sua durata, funzionamento senza guasti e manutenibilità.

4. Principali indicatori di affidabilità

Indicatore di affidabilità caratterizza quantitativamente la misura in cui un determinato oggetto ha determinate proprietà che determinano l'affidabilità.Alcuni indicatori di affidabilità (ad esempio, risorsa tecnica, durata di servizio) possono avere una dimensione, un certo numero di altri (ad esempio, la probabilità di un funzionamento senza guasti, fattore di disponibilità) sono adimensionali.
Considera gli indicatori della componente di affidabilità: durata.
Risorsa tecnica- il tempo di funzionamento dell'oggetto dall'inizio del suo funzionamento o dalla ripresa del funzionamento dopo la riparazione fino all'inizio dello stato limite. A rigor di termini, la risorsa tecnica può essere regolata come segue: a media, capitale, da capitale a riparazione media successiva, ecc. Se non esiste una regolamentazione, significa che la risorsa dall'inizio dell'operazione al raggiungimento dello stato limite dopotutto tipi di riparazioni.
Per gli oggetti non recuperabili, i concetti di risorsa tecnica e tempo al fallimento sono gli stessi.
Risorsa assegnata- il tempo totale di funzionamento dell'oggetto, al raggiungimento del quale l'operazione deve essere terminata, indipendentemente dalle sue condizioni.
Tutta la vita- durata calendario dell'operazione (inclusi magazzinaggio, riparazione, ecc.) dal suo inizio all'inizio dello stato limite.
Sulla fig. viene fornita un'interpretazione grafica degli indicatori elencati, mentre:

t0 = 0 – inizio funzionamento;
t1, t5 – tempi di fermo per motivi tecnologici;
t2, t4, t6, t8 sono i momenti di accensione dell'oggetto;
t3, t7 sono i momenti in cui l'oggetto viene portato in riparazione, rispettivamente medio e capitale;
t9 è il momento di cessazione dell'operazione;
t10 è il momento del fallimento dell'oggetto.

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Se il bambino ha iniziato ad alzarsi e a muoversi più attivamente, è ora di limitare l'accesso ad alcuni armadietti e cassetti per la sua sicurezza.

In linea di principio, non avremmo scelto, perché le serrature di IKEA hanno ispirato la massima fiducia. Ma la presenza di 2 grandi cassettiere (e questo è già 11 cassetti) e, oltre a loro, di altre 12 porte importanti e pericolose, ci ha costretto a dare un'occhiata più da vicino e valutare altri analoghi più economici. Hanno prelevato campioni da diversi produttori e quasi tutti hanno dovuto essere sostituiti con quelli IKEA.

Circa i vantaggi (e non c'erano svantaggi tranne il costo)

Funzionano da un anno ormai senza problemi. Attacca su qualsiasi superficie. L'importante è sgrassarlo prima di attaccarlo.

C'è una regolazione per diverse porte in termini di larghezza della serratura - l'abbiamo anche installata su un mobiletto in bagno,

dove la distanza è breve, e sul box sotto il presepe, dove era richiesta la lunghezza massima della serratura. Regolabile tagliando il nastro. La verità è già irreversibile))

La serratura è abbastanza dura da aprire. Con le unghie lunghe penso sia più difficile, con una piccola apertura-chiusura ci vogliono pochi secondi. L'importante è adattarsi. Ebbene, il bambino di certo non può farlo affatto. A differenza di altri castelli che abbiamo provato.

Il colore è solo bianco. Siamo rimasti più che soddisfatti di questo, perché. tutto nella stanza è per lo più luminoso, ma dove non corrispondeva, non fa paura per noi, la sicurezza viene prima di tutto.