Лекция №3Надежность, контроль и диагностика в автоматизированном производстве

 

Теоретические вопросы

 

3.1. Состояния объекта и физический смысл понятий в области надежности

3.2. Физика отказов и их особенности

3.3. Показатели оценки надежности

3.4. Связь надежности с производительностью

3.5. Специфика формирования показателей надежности и их связь с производительностью

3.6. Зависимость показателей надежности и производительности от времени эксплуатации станков

3.7. Принятие решений на начальных стадиях проектирования

3.8. Избыточность и резервирование

3.9. Повышение информативности

 

 

Состояния объекта и физический смысл понятий в области надежности

Объект автоматизации (машина, станок, модуль) может находиться в одном из следующих состояний: исправном, неисправном, работоспособном, предельном (рис. 17).

Работоспособное состояние (работоспособность) — состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической документации. Машина может находиться в работоспособном, но неисправном состоянии (например, из-за вмятин и царапин на корпусе).

Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

 

 

Рис. 17. Схема основных состояний объекта

1 – повреждение; 2 – отказ; 3 – переход объекта в предельное состояние: 4 – восстановление; 5 - ремонт

 

Надежность является одним из основных показателей качества изделий, проявляющимся во времени и отражающим изменения, которые происходят в машине на протяжении всего времени ее эксплуатации.

Безотказность —свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Физика отказов и их особенности

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. 18, 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.

 

 

Рис. 18. Схема возникновения отказов

а) – внезапный; б) – постепенный (износный).

 

Например, из-за износа направляющих станок не обеспечивает параметры точности формы или прямолинейность. Износ станков можно рассчитать, например, за период Г,,..., Г3 (рис. 18, б).