Отказ, виды отказов и их физический смысл

Отказ —событие, заключающееся в нарушении работоспособности

объекта. Различают восемь видов отказов: внезапный, постепенный, зависимый,

независимый, перемежающийся, конструкционный, производственный,

эксплуатационный. По физическому смыслу и специфике проявления

особый интерес представляют внезапный и постепенный отказы.

Внезапный отказ (ВО) — отказ, характеризующийся скачкообразным

изменением значений лимитирующего параметра; отказ функционирования,

приводящий к внезапному останову машины или нарушению

нормального режима работы (шум, удары, вибрации, нагрев). Особенностью

ВО является то, что ему не предшествует направленное изменение

параметров, поэтому его нельзя прогнозировать, например сгорел

предохранитель, сломалось сверло, сломался зуб шестерни (рис. 3.3, а).

Постепенный (или износный) отказ — отказ, характеризующийся

постепенным изменением значений параметров объекта, а также наличием

тенденции (или закономерности) их изменения во времени, что позволяет их прогнозировать. Например, из-за износа направляющих станок

не обеспечивает параметры точности формы или прямолинейность. Износ

станков можно рассчитать, например, за период Т1,,..., Т3 (рис. 3.3, б)

29. Какие показатели используют для оценки надежности и их численные значения?

Различают три специфических аспекта надежности:

1. Фактор времени (оценивается изменение начальных параметров в

процессе эксплуатации станка).

2. Прогнозирование поведения станка с точки зрения сохранения его

выходных параметров (показателей надежности).

3. Случайный (вероятностный) характер отказов, процессов, параметров

и показателей.

Эта специфика отражена в показателях надежности. Основным показателем

безотказности изделия является вероятность безотказной работы

P(i) —вероятность того, что в заданном интервале времени tt = Г не

возникнет отказа (рис. 3.4). Значение P(f) находится в пределах 0 < Р < 1.

Вероятность безотказной работы P(t) и вероятность отказа F(f) образуют

полную группу событий:

Допустимые значения P(t) устанавливаются в зависимости от целевого

назначения изделий или экономической целесообразности:

в авиации— Px(t) = 0,9999 (близка к единице, отказ в течение ресурса

Тр недопустим);

у станков с ЧПУ Р2(0= 0,99 (с диагностикой P3(t) = 0,999).

При совместном действии постепенных и внезапных отказов (рис.

3.5) значение вероятности безотказной работы P(t) подсчитывают по теореме

умножения вероятностей:

Внезапные отказы, как правило, подчиняются экспоненциальному

закону.

Для оценки надежности применяют статистические методы, т. е. накапливают

статистику по отказам, строят гистограммы и определяют

показатели (рис. 3.6).

Параметр потока отказов со (t) также является показателем, который

характеризует их частоту. Перспективными направлениями оценки надежности

являются специальные методы моделирования (аналитическое

прогнозирование, метод Монте-Карло и др.).

Для оценки безотказности станков с ЧПУ можно применять коэффициент

Надежности

где d— допуск на обработку; dн — запас (резерв) станка по точности

обработки.