Критерии надежности.
Критерии экономичности.
Экономичность – минимальная стоимость затрат на проектирование, изготовление и эксплуатацию изделий.
Критериями экономичности являются:
Достижение экономического эффекта за счет совершения большего числа операций в единицу времени (например, с помощью внедрения в процесс производства современного высокопроизводительного оборудования) называют производительностью.
Достижение экономического эффекта за счет повышения КПД (например, путем уменьшения потерь не трение, на перемешивание масла и т.д.) называют энергоемкостью.
Достижение экономического эффекта за счет минимизации массы и габаритов изделия (например, с помощью более рационального выбора материалов, применения стандартных элементов и др.) называют материалоемкостью.
Технологичность – это приспособленность изделия к его изготовлению с помощью передовых технологий.
Унификация и стандартизация – применения наиболее рациональных форм и размеров деталей и узлов (например, замена деталей специального назначения в узле на детали общего назначения).
Достижение экономического эффекта за счет обеспечения положительного психологического климата при работе человека с изделием называют эстетичностью.
Достижение экономического эффекта за счет соответствия машины физиологическим и антропометрическим особенностям человека (например, более удобное расположение рычагов (тумблеров, кнопок) управления, рассчитанное на среднего человека и т.д.), называют эргономичностью.
Достижение экономического эффекта за счет положительного взаимодействия с окружающей средой (например, установка дополнительных очистных агрегатов, безотходное производство и т.д.) называют экологичностью.
Надежность– это свойство изделия выполнять в течение заданного времени свои функции, сохраняя установленные эксплуатационные показатели в заданных пределах.
Основными критериями надежности являются: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.
Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени.
Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.
Безотказность характеризуется – вероятностью безотказной работы и интенсивностью отказов .
Под вероятностью безотказной работы понимают вероятность того, что в заданном интервале времени не произойдет отказ изделия.
Вероятность безотказной работы определяют по формуле:
,
где N – первоначальное число изделий; n – число отказавших изделий за время t.
Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов:
.
Интенсивность отказов - отношение числа n отказавших в единицу времени t изделий к числу изделий , исправно работающих в данный момент:
.
Вероятность безотказной работы можно оценить по интенсивности отказов:
.
Пример: По результатам испытания в одинаковых условиях партии изделий из шт. после наработки 5000 ч. наблюдали отказы шт. изделий, то вероятность безотказной работы этих изделий:
.
Долговечность– свойство изделия длительно сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при соблюдении норм эксплуатации. Под предельным, понимают такое состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.
Долговечность характеризуется - техничеким и гамма-процентным ресурсами.
Технический ресурс – суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние (в часах, километрах пробега и др.).
Гамма-процентный ресурс – суммарная наработка, в течение которой изделие не достигает предельного состояния с вероятностью , выраженной в процентах (часто γ=90%).
Наработка – продолжительность или объем работы изделия (в часах, километрах пробега, числах циклов нагружения).
Назначенный ресурс – суммарная наработка, при которой прекращается эксплуатация изделия независимого от его состояния.
Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделия от начала до перехода в предельное состояние (включает наработку изделия и время простоев).
Ремонтопригодность – это приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов. Важно при проектировании изделия предусмотреть возможность его ремонта (например, замены вышедших из строя элементов, доступность комплектующих и т.д.).
Сохраняемость – свойства изделий сохранять эксплуатационные показатели на время и после сроков хранения.
Пути повышения надежности:
- обоснованный выбор материала конструкции (т.е. определение физико-механических свойств; вида, размеров и способа получения заготовок);
- уменьшение числа деталей в узлах (за счет использования рациональных конструкторских решений);
- обоснованное назначение размеров (т.к. с увеличением размеров детали растет в объеме детали и количество дефектов (вакансий, дислокаций, раковин));
- тщательный контроль при изготовлении и эксплуатации;
- применение предохранительных устройств и резервирования (дублирование важнейших элементов конструкции (например, наличие двух и более двигателей в самолете)).
- правильный выбор режима работы;
- защита от воздействия внешней среды.