Дайте определение термину отказ

Отказ

Отка́з — один из ключевых терминов теории надёжности, означающий нарушение работоспособности объекта, при котором система или элемент перестает выполнять целиком или частично свои функции.

Классификация и характеристики отказов

Основными признаками классификации отказов могут быть:

  1. Тип отказа:
    • функциональный (выполнение основных функций объектом прекращается, например, поломка зубьев шестерни);
    • параметрический (некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пределах, например, потеря точности станка).
  2. Природа отказа:
    • случайный, обусловленный непредусмотренными перегрузками, дефектами материала, ошибками персонала или сбоями системы управления и т. п.;
    • систематический, обусловленный закономерными и неизбежными явлениями, вызывающими постепенное накопление повреждений: усталость, износ, старение, коррозия и т. п.
  3. Характер возникновения:
    • внезапный — отказ, характеризующийся быстрым (скачкообразным) изменением значений одного или нескольких параметров объекта, определяющих его качество;
    • постепенный — отказ, характеризующийся медленным (постепенным) изменением параметров объекта.
  4. Причина возникновения:
    • конструкционный отказ, вызванный недостатками и неудачной конструкцией объекта;
    • производственный отказ, связанный с ошибками при изготовлении объекта по причине несовершенства или нарушения технологии;
    • эксплуатационный отказ, вызванный нарушением правил эксплуатации.
  5. Характер устранения:
    • устойчивый отказ;
    • перемежающийся отказ (возникающий/исчезающий).
  6. Последствия отказа:
    • лёгкий отказ (легкоустранимый);
    • средний отказ (не вызывающий отказы смежных узлов — вторичные отказы);
    • тяжёлый отказ (вызывающий вторичные отказы или приводящий к угрозе жизни и здоровью человека).
  7. Дальнейшее использование объекта:
    • полные отказы, исключающие возможность работы объекта до их устранения;
    • частичные отказы, при которых объект может частично использоваться.
  8. Легкость обнаружения:
    • очевидный (явный) отказ;
    • скрытый (неявный) отказ — не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики
  9. Время возникновения:
    • приработочные отказы, возникающие в начальный период эксплуатации;
    • отказы при нормальной эксплуатации;
    • износовые отказы, вызванные необратимыми процессами износа деталей, старения материалов и пр.

У объектов, функционирующих не постоянно во времени, отказы могут быть следующих видов:

  • отказ срабатывания, заключающийся в невыполнении объектом требуемого срабатывания;
  • ложное срабатывание, заключающееся в срабатывании при отсутствии требования;
  • излишнее срабатывание, заключающееся в срабатывании при требовании срабатывания других элементов.

Наряду с отказом различают также повреждения. Несущественное повреждение не нарушает работоспособность (например, перегорела сигнальная лампа). Существенное же повреждение есть отказ[источник не указан 1166 дней].

По характеру исполнения и функционирования (в зависимости от ремонтопригодности) элементы (объекты) могут быть восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Если при отказе объект либо не подлежит, либо не поддается восстановлению, то он является невосстанавливаемым. Невосстанавливаемые объекты работают только до первого отказа.

Последствия отказа

Последствиями отказа могут являться:

  • невыполнение заданных показателей производительности;
  • внеплановый ремонт;
  • досрочная замена узла;
  • завышенный объём работ при плановом ремонте.

Ссылки

  • ГОСТ 27.002—89 (На викитеке)
  • ГОСТ 27.002-89
  • Внезапный отказ по ГОСТ 27.002-89

ru.wikipedia.org

Термины и определения основных понятий

Термины и определения основных понятий надежности, принятые в науке, технике и производстве, установлены ГОСТ 27002-83 и обязательны для применения в документации всех видов. Рассматриваемые термины и определения применимы к БУ в целом, а также и отдельным агрегатам, деталям и оборудованию. При изучении свойств и показателей надежности пользуются понятиями, характеризующими техническое состояние объекта и событие. Различают следующие состояния: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное и предельное.

В предельном состоянии объект соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации, в неисправном – не соответствует хотя бы одному из этих требований. Работоспособность – это состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и конструкторской документаций. Работоспособность объекта характеризуют совокупностью определенных признаков, нахождением значений заданных параметров объектов в пределах допусков, установленных для этих параметров. Работоспособность объекта характеризуют рядом качественных признаков нормальной работы. В неработоспособном состоянии значение хотя бы одного из параметров не соответствуют указанным требованиям. Понятие «исправность» шире понятия «работоспособность»: исправный объект удовлетворяет всем требованиям, а работоспособность лишь тем, которые обеспечивают нормальное функционирование объекта. Работоспособный объект может быть неисправным, например не удовлетворять эстетическим требованиям, если ухудшение внешнего вида объекта не препятствует его применению по назначению. Предельным называют такое состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно. Предельные состояния возникают в случае неустранимого нарушения требований безопасности (оборваны проволоки каната), неустранимого превышения заданных параметров (износ канавок шкивов), неустранимого снижения эффективности эксплуатации (износ цилиндровых втулок), при необходимости проведения текущего или капитального ремонтов.

Отсюда следует, что переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное или окончательное прекращение применение объекта по назначению. К понятию «событие» относятся повреждение и отказ, вследствие которых происходит переход объекта из одного состояния в другое. Повреждением называют событие, заключающиеся в нарушении исправности при сохранении работоспособного состояния. Отказ – событие, заключающиеся в нарушении работоспособного состояния. Признаками возникновения отказа являются недопустимые изменения признаков работоспособности. Наряду с износом, коррозией и усталостными разрушениями отказы могут быть вызваны грубыми нарушениями технологии изготовления, правил эксплуатации и технического обслуживания. При решении задач надежности важное значение имеют анализ и классификация отказов. По части отказов, присущей данному объекту и условиям эксплуатации, различают единичные отказы и повторяющиеся отказы.

Явления, процессы, события и состояния, обусловленные возникновением отказа, называются последствиями отказов. Отказы буровых машин и оборудования условно можно разделить на три вида. К первому относятся отказы, вызывающие только материальные затраты, связанные со сменой и ремонтом отказавшего оборудования.

Второй вид отказов характеризуется экономическими потерями вследствие вынужденных простоев.

К третьему виду относятся отказы, вызывающие большие экономические потери, возможные аварии, угрожающие безопасности персонала.

По возможности устранения отказов машины и оборудование подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Восстанавливаемые – объекты, для которых восстановление работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и конструктивной документации. К невосстанавливаемым относятся: талевый канат, тормозные накладки, клапаны бурового насоса, долота, пружины, подшипники и т.д. их восстановление не предусмотрено технической документацией.

Наряду с этим различают ремонтируемые и неремонтируемые объекты. К ремонтируемым относятся объекты, для которых проведение ремонтов предусмотрено в технической документации.

Надежность объекта определяется его безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.

Безотказность – это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого времени или некоторой наработки. Безотказность может рассматриваться не только в режиме работы объекта, но и при хранении и транспортировке его.

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния (неустранимого отказа) при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Это состояние может наступать вследствие износа, поломки, коррозии и т.д. наработка объекта от начала его эксплуатации до наступления предельного состояния называется техническим ресурсом. Календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта до перехода в предельное состояние называется сроком службы.

Ремонтопригодностью называют свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонтов. Для бурового и промыслового оборудования имеется в виду их приспособленность к ремонтам в полевых условиях. Количественно ремонтопригодность определяется затратами труда и средств. Ремонтопригодность определяется доступностью, контролируемостью, легкосъемностью, взаимозаменяемостью, степенью унификации и т.д.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течении или после хранения и транспортировки. Сохраняемость имеет две составляющих: одна во время хранения, другая – во время применения после хранения.

Срок сохраняемости – такая продолжительность пребывания объекта в режимах хранения и транспортирования при которых при которой изменения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности находятся в допустимых пределах. Сохраняемость характеризует сопротивляемость объекта воздействию влажности, атмосферного давления и температуры, загрязненности рабочего места. Высокие показатели сохраняемости достигаются путем герметизации, покраска, применения заглушек, опор и т.д.

Важное понятие, относящееся к надежности - резервирование. Под ним понимается средство повышения уровня надежности введением дополнительных средств и возможностей. Цель резервирования – обеспечивать отказоустойчивость объекта в целом. В БУ используются следующие виды резервирования: общее – когда объект резервируется в целом – компрессоры. Раздельное – когда резервируются отдельные объекты оборудования – противовыбросовое; замещение –при котором функции объекта выполняются другим – автоматическая подача долота. Отношение числа резервных изделий к числу резервируемых называется кратностью резервирования. Резервирование с кратностью равной единице называется дублированием.

Различают единичные и комплексные показатели надежности. Единичный показатель количественно характеризует одно из свойств, составляющих надежность объекта. Комплексный не менее двух. Например безотказность и ремонтопригодность.

Основным показателем безотказности является вероятность безотказной работы Р (t0), определяющая вероятность того, что в заданном интервале времени t0=Т не возникнет отказ объекта. Значение Р (t0) как всякой вероятности находится в пределах 0≤ Р (t0)≤1.

Например, если вероятность безотказной работы машины за время Т=1000 ч равна 0,95, то это означает, что из общего числа однотипных конструкций в среднем около 5% будут иметь отказы раньше чем через 1000 ч работы. Так как безотказная работа и отказ взаимопротивоположные события, то сумма их вероятностей равна 1.

Р (t0)+Q(t0)=1, 0≤ t≤1.

К показателям безотказности относятся средняя наработка до отказа, гамма-процентная наработка до отказа, средняя наработка на отказ, интенсивность отказов и параметр потока отказов. В случаях легко устранимых отказов показателем безотказности является средняя наработка на отказ, определяемая отношением наработки восстанавливаемого объекта к ожидаемому числу его отказов в течении этой наработки. Средняя наработка на отказ означает наработку восстанавливаемого объекта в среднем на один отказ в рассматриваемом интервале суммарной наработки или определенной продолжительности эксплуатации.

Параметр потока отказов определяется отношением среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую его наработку к значению этой наработки.

Термин интенсивность отказов означает условную плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемую для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник. Для талевых канатов, подшипников и других невосстанавливаемых объектов показателем безотказности является средняя наработка до отказа.

В качестве показателей долговечности используется средний ресурс, гамма-процентный ресурс. Средним ресурсом называют математическое ожидание ресурса.

Гамма-процентный ресурс – наработка, в течении которой объект не достигает предельного состояния с заданной вероятностью γ- гамма выраженной в процентах.

Для невосстанавливаемых объектов ответственного назначения показатели долговечности является назначенный ресурс (срок службы). Показателем ремонтоспособности является среднее время восстановления. Время восстановления слагается из времени обнаружения, поиска причины отказа и устранения последствий отказа. Для оценки сохраняемости изделий пользуются показателем средний срок сохраняемости – означает ожидаемый срок сохранности, включающей продолжительность хранения, транспортировки объекта в заданных условиях, в течении и после которой сохраняется значение заданных показателей в установленных пределах.

К комплексным показателям надежности относится коэффициент готовности

где Т0- наработка на отказ;

ТВ- среднее время восстановления.

Коэффициент готовности характеризует два свойства: безотказность и ремонтируемость. Время на восстановления работоспособности в условиях эксплуатации принято считать простоем.

Для оценки надежности буровых машин может служить коэффициент технического использования, выражающий отношение времени пребывания объекта в работоспособном состоянии к сумме времени в работоспособном состоянии и времени обслуживания и ремонтов.

.

Экономическим показателем надежности буровых машин и оборудования может служить сумма затрат на проведения технического обслуживания за время бурения скважин.

studopedia.ru

/ Лекция 2 Основные понятия, термины, определения

Лекция №2

Тема: Основные понятия, термины, определения, ГОСТ

Цель: усвоение студентом основных применяемых понятий, терминов и определений, а также ГОСТов.

План: 2.1. Основные понятия, термины, определения, ГОСТ

2.2.Основные свойства надёжности

2.3.Состояния и критерии состояния объекта Контрольные вопросы и задания

2.1.Основные понятия, термины, определения, ГОСТ.

При обсуждении и решении проблем обеспечения надежности технологических систем единообразие в основных понятиях, терминах и определениях обеспечивают государственные стандарты. В учебном курсе используются стандарты двух уровней:

•ГОСТ 27.002—89.Надежность в технике. Термины и определения. Это общетехнический головной стандарт, положения которого распространяются на все отрасли техники.

•Стандарты группы однородной продукции — ГОСТ 27.004—85.Надежность в технике. Технологические системы. Термины и определения. Сюда также относят ГОСТ25.751—83.Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий. Стандарт включает раздел «Надежность режущих инструментов».

Далее из перечисленных стандартов приводим формулировки понятий, терминов и определений, использующихся в учебной программе.

Технологический процесс и особенно процесс обработки на современных автоматизированных металлорежущих станках должен обладать высокой надежностью. Надежность технологического процесса органически связана с надежностью технологической системы.

Технологическая система — совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов и операций.

Важным в теории надежности является понятие техническое состояние, определяющееся совокупностью подверженных изменению в производстве или эксплуатации свойств, которые характеризуются установленными признаками — критериями состояния. Различают следующие виды технического состояния: работоспособное, неработоспособное, исправное, неисправное и предельное.

Работоспособное состояние — состояние технологической системы, при котором значения параметров и показателей качества изготовляемой продукции, производительности, материальных и стоимостных затрат на изготовление продукции соответствуют требованиям, установленным внормативно-технической,конструкторской и технологической документации.

Параметры и показатели качества изготовляемых деталей характеризуют их точность, шероховатость и волнистость обработанных поверхностей и показателей качества поверхностного слоя деталей. Это выходные параметры технологической системы. К материальным и стоимостным затратам относятся: расход сырья, материалов, энергии, инструментов, стоимость технического обслуживания и т. Д.

Надежность технологической системы — ее свойство сохранять во времени работоспособное состояние.

Неработоспособное состояние — это состояние технологической системы, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиямнормативно-технической,конструкторской и технологической документации.

Основным понятием теории надежности является отказ. Это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния.

Критерий отказа — признак или совокупность признаков нарушения работоспособного состояния объекта, установленные в нормативнотехнической и конструкторской документации.

Следует отметить, что технологическая система состоит из ряда элементов: станка, инструмента, приспособления н др. Элемент — это часть технологической системы, условно принимаемая неделимой наданной стадии ее анализа. Естественно, что отказ одного из элементов означает отказ всей технологической системы.

Кпонятиям, связанным с изменениями в технологической системе, относится повреждение, заключающееся в нарушении исправного состояния при сохранении работоспособного состояния.Исправное состояние — это состояние, при котором технологическая система соответствует всем требованиямнормативно-техническойи конструкторской документации.

Различие работоспособного и исправного состоянийзаключается в следующем: переход объекта из исправного состояния в неисправное, но еще работоспособное происходит из-за повреждений. Например, пригодный к работе инструмент будет неисправным при величине износа, которая не препятствует применению инструмента по назначению.

Кэтой же группе понятий относится определение предельного состояния объекта, т. е. состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Из определения следует, что переход впредельное состояние означаетвременное или окончательное прекращение эксплуатации объекта.

Работоспособное состояние технологической системы, как видно из определения, это не только ее способность функционировать, но, функционируя, обеспечивать заданные технической документацией параметры качества обрабатываемой детали. В связи с этим отказы технологической системы подразделяют на функциональные и параметрические.

Функциональный отказ — отказ технологической системы, в результате которого наступает прекращение ее функционирования, непредусмотренное регламентированными условиями производства или в конструкторской документации.

Функциональный отказ наступает в результате разрушения деталей станка, приспособления, инструмента, что приводит к невозможности обеспечения, например, формообразующих движений резания или транспортировки заготовки. Полностью исключить функциональные отказы невозможно, но большая часть функциональных отказов является следствием ошибок при конструировании, изготовлении или назначении условий эксплуатации технологической системы. Они не связаны с временем, легко обнаруживаются.

Параметрический отказ — отказ технологической системы, при котором сохраняется ее функционирование, но происходит выход значений одного или нескольких параметров технологического процесса за пределы, установленные внормативно-техническойили конструкторской и технологической документации. При эксплуатации технологическая система подвержена механическим, тепловым и другим воздействиям, которые вызывают повреждения и изменяют значения параметров ее начального состояния: снижается точность, нарушается стабильность работы. Параметрический отказ связан с временем и присущ всякой технологической системе, которая должна обеспечить заданные точность, шероховатость, производительность. Высокие требования к качеству обрабатываемых деталей делают параметрические отказы главным объектом исследований в теории надежности и в связи с этим — главным объектом изучения в дисциплине. Такие требования определяют параметрическую (технологическую) надежность технологической системы.

Функционирование всех элементов технологической системы обеспечивает выполнение технологического процесса. Но качественные показатели обрабатываемых деталей формирует в основном технологическое

оборудование — станок с приспособлением и инструмент. В связи с этим рассматривается параметрическая (технологическая) надежность станков и инструментов, их свойство сохранять во времени в заданных пределах значения параметров, определяющих необходимое качество обработки деталей.

В начало лекции

2.2.Основные свойства надёжности

Надежность обеспечивает техническую возможность использования изделия по назначению в нужное время и с требуемой эффективностью.

Частные свойства надежности

Безотказность (Б) — свойство технологической системы непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность (Д) — свойство технологической системы сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Между последними двумя понятиями существуют различия во временных показателях. В первом определении принимается некоторое время или наработка непрерывной работы технологической системы без подналадок и ремонта, т. е. без перерывов, вызванных отказами. Во втором — суммарное время, состоящее из нескольких наработок до отказа. Для невосстанавливаемых объектов понятия безотказности и долговечности совпадают.

Время в этих определениях отображает некоторое обобщающее свойство технологической системы и ее элементов, которое позволяет противостоять воздействию рабочих нагрузок, приводящих к отказу. Но если основныефизические свойстваобъектаможноопределить влюбой момент,то время — наработку до отказа или ресурс — лишь после того, как наступил отказ или достигнуто предельное состояние. До этого момента можно только

прогнозировать их время появления, которое зависит от многих разнообразных, часто недоступных контролю и сложно взаимодействующих между собой факторов.

Ремонтоспособность (Р) - свойство объекта в приспособленности к предупреждению и обнаружению отказов и повреждений, к восстановлению работоспособности и исправности путем проведения ТО и ремонта.

Свойство (Р) количественно характеризует компоновочное решение: доступность и легкосъемность.

Сохраняемость (С) - свойство объекта непрерывно сохранять исправное и (или) работоспособное состояние в течение и (или) после режима ожидания, хранения и транспортирования. (С) - способность объекта противостоять отрицательному влиянию факторов длительного его хранения или транспортирования и обеспечивать его применение после режима ожидания.

С заданными показателями функционирования с сохранением показателей (Б) и (Д) объекта в целом и его элементов.

В начало лекции

2.3. Состояния и критерии состояния объекта

В периоды применения, хранения, транспортирования, технического обслуживания и ремонта в течение всего срока службы объекта находятся в одном из 4-хсостояний: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное.

Особый вид неработоспособного состояния - предельное состояние. Переход объекта из одного состояния в другое фиксируется событиями

- повреждением или отказом.

Последствиемпредельного состояния детали - замена изделия,списание или капремонт.

Неремонтируемый объект - подшипники качения, шпонки, зубчатые колеса, клиновые ремни, манжеты, уплотнения и др.

Показатели надежности - величина, характеризующая одно из свойств (Б, Д, Р, С). (Н) - единичный показатель, или несколько свойств (Н) - комплексный показатель.

Таблица 1.1 - Общая длительность работы объекта

№

Время работы

Время работы без

Регламентируемое

отказа (случайные

время работы

величины)

1

В

отработанных

Т - наработка до отказа

Тр - ресурс

часах (наработки)

(установленный)

В

календарных

Тел - срок службы

2

часах

(время

Т- срокслужбыдоотказа

(установленный)

работы)

ГОСТ 27.002—89предусматривает ряд временных понятий при эксплуатации объекта.

Наработка — продолжительность или объем работы технологической системы. Единицы измерения наработки могут быть временные (часы, минуты) и штучные. Последние используются в связи с тем, что скорость развития повреждений зависит не только от времени, но и от интенсивности эксплуатации технологической системы, от количества изготовленных деталей в единицу времени.

Наработка до отказа — наработка от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Ресурс — суммарная наработка от начала эксплуатации технологической системы или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Остаточный ресурс — это суммарная наработка от момента определения технического состояния объекта до перехода в предельное состояние.

Если технологическая система получает повреждения даже тогда, когда она не работает (например, коррозия), то календарная продолжительность до предельного состояния называется сроком службы.

Для того чтобы обеспечить заблаговременное, предупредительное прекращение эксплуатации технологической системы, исходя из техникоэкономической целесообразности, устанавливают регламентированные временные показатели, например, назначенный ресурс. Это суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация технологической системы должна быть прекращена независимо от ее технического состояния. Назначенный ресурс (или срок службы) не является показателем надежности, хотя при его установлении учитываются показатели надежности. Назначенный ресурс относится к порядку технического обслуживания технологической системы.

Выводы: Студенту следует знать, что одной из основных задач надёжности является: возможность использования изделия по назначению в нужное время и с требуемой эффективностью. Важно владеть основными критериями состояния объекта.

В начало лекции

Контрольные вопросы и задания

1.Сформулируйте определения понятий надежности, характеризующих состояние технологической системы и ее элементов: надежность, работоспособное и неработоспособное состояния, отказ, критерий отказа, повреждение, исправное (его отличие от работоспособного)

ипредельное состояния, функциональный и параметрический отказы, параметрическая надежность станка и инструмента.

2.Дайте определение временных показателей надежности: наработка, наработка до отказа, ресурс, остаточный ресурс, срок службы, назначенный ресурс, назначенная наработка.

3. Каковы различия между свойствами технологической системы — безотказность и долговечность?

В начало лекции

Литература

1.ГОСТ 27.002—89.Надежность в технике. Термины и определения. Это общетехнический головной стандарт, положения которого распространяются на все отрасли техники.

2.ГОСТ 27.004—85.Надежность в технике. Технологические системы. Термины и определения.

3.ГОСТ 25.751—83.Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий.

Вначало лекции

StudFiles.ru

Читайте также