Свойства надежности

Надежность — это способность изделия выполнять заданные функции в заданных режимах и условиях применения (технического обслуживания, ремонта, хранения, транспортирования и др.), сохраняя свои основные потребительские характеристики в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки на отказ.

Другими словами, надежность — это способность товара противостоять действию факторов, оказывающих отрицательное влияние на качество товара в течение периода использования.

Наработка — это продолжительность или объем работы изделия, измеряемые в различных единицах (сутках, годах, килограммах и др.).

Надежность — это комплексное свойство, которое в зависимости от назначения и условий эксплуатации может включать: долговечность, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость.

В зависимости от вида изделия, его назначения и условий эксплуатации или потребления надежность может оцениваться в большей степени свойствами одной из групп, составляющих надежность. Например, если изделие невосстанавливаемое, то для него в комплекс свойств надежности не входит ремонтопригодность. Для продовольственных товаров в комплекс свойств надежности входят только свойства сохраняемости.

В процессе эксплуатации или потребления изделия испытывают различные воздействия, которые оказывают влияние на свойства надежности.

Процесс, вызывающий изменение показателей качества и протекающий во времени, называют изнашиванием, а его конечный результат — износом.

Износ происходит под воздействием различных факторов: механических; физико-химических; биологических; комбинированных.

Изделия в процессе эксплуатации могут подвергаться различного рода механическим воздействиям, например действию трения, изгиба, растяжения и проч.

Процесс постепенного разрушения (изменения свойств) изделия от многократного повторения небольших по величине механических воздействий называется утомлением.

Утомление представляет собой один из видов изнашивания, оно протекает без существенных потерь массы, оно локализуется в отдельных частях изделия, как правило, в местах дефектов структуры или в местах максимального воздействия изнашивающих факторов.

Механические воздействия, которые испытывают изделия при эксплуатации, вызывают внешний и внутренний износ. При внешнем износе изделие начинает разрушаться с поверхности. При этом может уменьшаться толщина изделия, масса, прочность на участке износа. Степень износа в этом случае будет зависеть от структуры поверхности, свойств материала и интенсивности изнашивающих воздействий. Примером внешнего износа является износ под действием трения.

Внутренний механический износ сопровождается изменением структуры материала, вследствие чего изменяются и его механические свойства. При внутреннем износе внешний вид изделия до определенного момента не изменяется, хотя упругие и пластические свойства материала могут снижаться, он может приобретать жесткость, хрупкость. Для определения внутреннего износа проводят механические испытания на растяжение, изгиб и т. д.

К физико-химическим факторам относятся действие света, тепла, атмосферы воздуха, влаги, моющих средств, загрязнений, органических растворителей, температуры и проч. В результате этих воздействий могут изменяться потребительские свойства товаров в целом.

К биологическим факторам износа относят воздействие плесневелых грибов, микроорганизмов, повреждения насекомыми и проч. К комбинированным факторам относят действие светопогоды, стирки, истирания с утомлением и др.

Наряду с физическим износом происходит и моральный износ изделий, т. е. изделия устаревают по форме, конструкции, технико-экономическим показателям и проч. Моральный износ связан с изменением отношения потребителя к товару при изменении потребностей и к свойствам надежности отношения не имеет.

Долговечность характеризует способность изделия сохранять свою работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта (для технически сложных товаров). Под работоспособностью понимают состояние изделия, в котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативными документами.

Полная или частичная потеря работоспособности называется отказом. Отказы классифицируют:

• по причинам возникновения;
• характеру возникновения;
• характеру проявления;
• возможности и сложности устранения.

Причинами возникновения отказов могут быть:

• конструктивные ошибки и недостатки;
• производственные недостатки в изготовлении;
• неправильная эксплуатация и техническое обслуживание;
• внешние факторы;
• некачественный ремонт.

К ошибкам и недостаткам конструкции относятся:

• недостаточная прочность отдельных элементов или конструкции в целом; неудачная компоновка узлов;
• нетехнологичность конструкции, относящаяся к выполнению заготовок, механической и термической обработке, сборке и разборке;
• недостаточная защищенность конструкции от попадания влаги, пыли, от разогрева;
• неудобство обслуживания и др.

К производственным недостаткам относятся скрытые дефекты (раковины, рыхлости, мелкие трещины, инородные включения, неоднородность материала), некондиционные материалы; нарушение технологии изготовления и/или сборки и др.

Неправильная эксплуатация и техническое обслуживание также являются причиной возникновения отказов. Они могут быть вызваны нарушением правил эксплуатации; несоблюдением правил технического обслуживания из-за низкой квалификации обслуживающего персонала; из-за неисправности вспомогательных механизмов и т. д.

К внешним факторам, вызывающим отказы, относится повышенная или низкая температура, повышенная влажность, повышенное или пониженное атмосферное давление, загрязненность воздуха и проч. К внешним факторам можно отнести колебания тока в электрической цепи, которые оказывают влияние на работу электроприборов.

Некачественный ремонт является результатом несоответствия материала, технологии изготовления (методов, режимов, точности и качества обработки) и сборки первоначальным условиям изготовления, а также плохого контроля над проведением и результатами ремонта.

По характеру возникновения отказы могут быть: внезапными; постепенными; периодическими. Внезапные отказы невозможно предусмотреть заранее. Постепенные отказы накапливаются с течением времени или циклов наработки. Причиной постепенных отказов может быть износ, перегрев, усталостные явления, старение, деформации.

Периодические отказы повторяются через определенные интервалы времени по мере накопления причин, приводящих к отказу. По характеру проявления отказы могут быть явными, скрытыми, независимыми и зависимыми. Независимым отказом называется такой, который не вызван отказом других элементов работающей системы. Отказ какого-либо элемента системы, произошедший в результате отказа других ее элементов, является зависимым. Отказ может быть случайным или явно закономерным.

В зависимости от сложности устранения различают отказы: устраняемые в порядке технического обслуживания и устраняемые при среднем или капитальном ремонте. В зависимости от места устранения различают отказы, устраняемые в условиях эксплуатации и устраняемые в стационарных условиях.

Свойства безотказности — это способность изделия сохранять свою работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки без вынужденных отказов. Например, свойство безотказности медицинского аппарата для поддержания сердечной деятельности обязательно, ведь если произойдет даже кратковременная потеря работоспособности, то это может стоить человеку жизни. В вопросах обеспечения надежности большое значение занимает правильное разделение всех изделий на ремонтируемые и неремонтируемые.

Ремонтируемыми (восстанавливаемыми) называют такие изделия, работоспособность которых в случае возникновения отказа можно восстановить путем ремонта. К таким изделиям относят автомобили, компьютеры, телевизора и проч. Работоспособность неремонтируемых изделий в случае отказа не подлежит или не поддается восстановлению. Примерами неремонтируемых изделий могут служить осветительные лампы, провода, шнуры, многие радиодетали и проч.

Для неремонтируемых изделий понятие безотказности и долговечности практически совпадают, так как при наступлении отказа у них нарушается безотказность и исчерпывается долговечность. Ремонтопригодность характеризует особенности конструкции и способа изготовления изделия, которые заключаются в приспособленности его к техническому обслуживанию, ремонту и проч. Например, особенностью конструкции автомобиля “Москвич” было то, что детали кузова крепились на винтах, что облегчало замену крыльев (ремонт).

Свойства сохраняемости характеризуют способность изделия выполнять заданные функции в течение и после хранения и транспортирования. Так, сохраняемость батарейки определяется скоростью саморазряда. Чем выше скорость саморазряда, тем меньше сохраняемость батарейки. О факторах, оказывающих влияние на сохранение качества товаров, говорилось выше.