Большая энциклопедия нефти и газа. Количественные показатели долговечности

Качество продукции - совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удов­летворять определенные потребности в соответствии с назначением (ГОСТ 15467-79). Согласно международному стандарту ISO 8402.1994, качество определяется как совокупность характеристик объекта (деятельности или процесса, продукции, услуги и др.), относящихся к его способности.

Качество продукции (работ, услуг) определяется такими понятиями, как «характеристика», «свойство» и «качество». Характеристика – это взаимосвязь зависимых и независимых переменных, выраженная в виде текста, таблицы, математической формулы, графика. Описывается, как правило, функционально. Свойство продукции представляет собой объективную особенность продукции, которая может проявляться при ее создании, эксплуатации или потреблении. Качество продукции формируется на всех этапах ее жизненного цикла. Свойство продукции выражается показателями качества, т.е. количественными характеристиками одного или нескольких свойств продукции, входящих в качество и рассматриваемых применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или потребления.

В зависимости от роли, выполняемой при оценке, различают классификационные и оценочные показатели. Классификационные показатели характеризуют принадлежность продукции к определенной группе в системе классификации и определяют назначение типоразмер, область применения и условия использования продукции. Вся промышленная и сельскохозяйственная продукция систематизирована, имеет кодовое обозначение и в виде различных классификационных группировок включена в Общероссийский классификатор продукции (ОКП). Классификационные показатели используются на исходных этапах оценки качества продукции для формирования групп аналогов оцениваемой продукции. В оценке качества продукции эти показатели, как правило, не участвуют.

Оценочные показатели количественно характеризуют те свойства, которые образуют качество продукции как объекта производства и потребления или эксплуатации. Они используются для нормирования требований к качеству, оценки технического уровня при разработке стандартов, проверки качества при контроле, испытаниях и сертификации. Оценочные показатели разделяют на функциональные, ресурсосберегающие и природоохранные.

1. Функциональные показатели характеризуют свойства, определяющие функциональную пригодность продукции удовлетворять заданные потребности. Они объединяют показатели функциональной пригодности, надежности, эргономичности и эстетичности:

1.1. показатели функциональной пригодности характеризуют техническую сущность продукции, свойства, определяющие способность продукции выполнять свои функции в заданных условиях использования по назначению (например, единичные показатели – грузоподъемность, вместимость и водонепроницаемость, комплексные – калорийность, производительность);

1.2. показатели надежности продукции характеризуют ее способность сохранять во времени (в установленных пределах) значения всех заданных показателей качества при соблюдении заданных режимов и условий применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки. Единичными показателями надежности являются показатели безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости, комплексными (обеспечивающими несколько свойств) – безотказность и восстанавливаемость:

Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние изделия определяется в зависимости от его схемно-конструктивных особенностей, режима эксплуатации и сферы использования. Для многих неремонтируемых изделий (например, осветительные лампы, шестерни, узлы бытовых электро- и радиоприборов) предельное состояние совпадает с отказом. В ряде случаев предельное состояние определяется достижением периода повышенной интенсивности отказов. Таким методом определяется предельное состояние для компонент автоматических устройств, выполняющих ответственные функции. Применение этого метода обусловлено снижением эффективности эксплуатации изделий, компоненты которых имеют повышенную интенсивность отказов, а также нарушением требований безопасности. Период эксплуатации неремонтируемых изделий до предельного состояния устанавливается по результатам специальных испытаний и вносится в техническую документацию на изделия. Если нельзя заранее получить сведения об изменении интенсивности отказов, предельное состояние изделия определяется непосредственным обследованием его состояния в процессе эксплуатации.

Предельное состояние ремонтируемых изделий определяется неэффективностью их дальнейшей эксплуатации из-за старения и частых отказов или увеличения затрат на ремонт. В некоторых случаях критерием предельного состояния ремонтируемых изделий может быть нарушение требований безопасности, например на транспорте. Предельное состояние может также определяться моральным устареванием.

Долговечность сокращается при неправильной эксплуатации зданий и сооружений, перегрузках конструкций, а также при резко выраженных разрушающих влияниях окружающей среды (действие влаги, ветра, мороза и т.д.). Большое значение для обеспечения Долговечность имеет правильный выбор конструктивных решений с учётом особенностей климата и условий эксплуатации. Повышение Долговечность достигается применением строительных и изоляционных материалов, обладающих высокой стойкостью при замораживании и оттаивании, влагостойкостью, биостойкостью, и защитой конструкций от проникновения в них разрушающих агентов и прежде всего жидкой влаги. В строительных нормах и правилах, действующих в СССР, установлены следующие степени долговечности ограждающих конструкций: I степень со сроком службы не менее 100 лет, II - 50 лет и III - 20 лет.

Показатели долговечности характеризуют свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. К ним относятся ресурс, гамма-процентный ресурс, назначенный ресурс, средний ресурс, ресурс до первого капитального ремонта, межремонтный ресурс, суммарный ресурс, средний срок службы, медианный срок службы, срок службы до первого капитального ремонта, межремонтный срок службы, срок службы до списания.

Долговечность определяется двумя условиями: физическим либо моральным износом

— Физический износ наступает в том случае, когда дальнейший ремонт и эксплуатация элемента или системы становятся уже невыгодными, так как затраты превышают доход в эксплуатации;

— Моральный износ означает несоответствие параметров элемента или системы современным условиям их эксплуатации.

Различают показатели долговечности, характеризующие долговечность по наработке и по календарному времени службы. Показатель, характеризующий долговечность изделия по наработке, называется ресурсом; показатель, характеризующий долговечность по календарному времени, - сроком службы. Различают ресурс и срок службы до первого капитального ремонта, между капитальными ремонтами, до выбраковки изделия.

– Наработка - это продолжительность (или объем) работы изделия, измеряемая в часах (мото-ч), километрах пробега, циклах, кубометрах или других единицах, специфичных для данной машины. Наработку нельзя смешивать с календарной продолжительностью (сроком службы), так как два изделия за один и тот же срок службы могут иметь неодинаковую (различную наработку);

Т = 1/m * Σti

где ti - наработка i-го объекта между отказами; m - число отказов.

Различают: суточная наработка, месячная наработка, наработка до первого отказа, наработка между отказами, наработка между двумя капитальными ремонтами. Наработка - один из показателей надёжности. Измеряется в часах (минутах), кубометрах, гектарах, километрах, тоннах, циклах и т.п. Наработка зависит от технических характеристик изделия и условий его эксплуатации. Так, суточная наработка экскаватора, выраженная в кубометрах вынутого грунта, зависит от продолжительности его работы, от физических свойств почвы, от объёма ковша и т.п. Поскольку на наработку влияют такие факторы, как температура и влажность окружающей среды, различие в структуре и прочности деталей и механизмов, из которых состоит устройство, и т.д., можно считать наработку случайной величиной. Её характеристиками являются средняя наработка до первого отказа для неремонтируемых устройств и средняя наработка между отказами (наработка на отказ) для ремонтируемых устройств.

Наработка на отказ - технический параметр, характеризующий надёжность ремонтируемого прибора, устройства или технической системы.

Средняя продолжительность работы устройства между ремонтами, то есть показывает какая наработка в среднем приходится на один отказ. Выражается обычно в часах.

Для программных продуктов обычно подразумевается срок до полного перезапуска программы или полной перезагрузки операционной системы.

Наработка между отказами — от окончания восстановления работоспособного состояния объекта после отказа до возникновения следующего отказа.

Наработка до отказа - эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство неремонтируемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.

На стадии проектирования изделия его средняя наработка до первого отказа или наработка на отказ рассчитывается по характеристикам безотказности комплектующих элементов; при эксплуатации изделия эти показатели определяются методами математической статистики по данным о наработке однотипных устройств.

– Ресурс - суммарная наработка изделия до определенного состояния, оговоренного в технической документации, Различают ресурс до первого ремонта, межремонтный, назначенный, полный, остаточный, суммарный и др.

Ресурс технический — наработка технического устройства (машины, системы) до достижения им предельного состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация невозможна или нежелательна из-за снижения эффективности либо возросшей опасности для человека. Ресурс технический представляет собой случайную величину, так как продолжительность работы устройства до достижения им предельного состояния зависит от большого числа не поддающихся учёту факторов, таких, например, как условия окружающей среды, структура самого устройства и т.п. Различают средний, гамма-процентный и назначенный ресурс.

Назначенный ресурс - наработка изделия, при достижении которой эксплуатация его должна быть прекращена независимо от технического состояния изделия. Этот ресурс назначается в технической документации с учетом безопасности и экономичности.

Технический Средний Ресурс — это математическое ожидание ресурса технического;

Гамма-процентный ресурс технический — наработка, в течение которой устройство не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью (g процентов);

Длительность назначенного ресурса технического определяется условиями безопасной эксплуатации устройства.

Полный технический ресурс - наработка от начала до конца эксплуатации для невосстанавливаемого изделия или до ремонта для восстанавливаемого.

Остаточный технический ресурс -расчетная наработка от рассматриваемого момента до конца эксплуатации или до ремонта.

Суммарный технический ресурс - наработка восстанавливаемого изделия на протяжении его срока службы до списания.

Моторесурс — наработка какой-либо машины с двигателем внутреннего сгорания (автомобиля, трактора и др.) или самого двигателя внутреннего сгорания до предельного состояния, при котором их дальнейшая эксплуатация вообще невозможна или связана с недопустимым снижением эффективности и нарушениями требований техники безопасности. Моторесурс для транспортных машин определяется пробегом в километрах, пройденным от начала эксплуатации до момента достижения предельного состояния. Для тракторов и др. нетранспортных машин, а также для двигателей внутреннего сгорания моторесурс определяется количеством часов работы, для сельско-хозяйственных комбайнов - количеством га убранной площади.

Используются также такие показатели как предельный и допустимый износ.

Предельный износ — это износ, соответствующий предельному состоянию изнашивающегося изделия. Основными признаками приближения предельного износа являются увеличение расхода топлива, снижение мощности, снижение прочности деталей, т. е. дальнейшая работа изделия становится технически ненадежной и экономически нецелесообразной. При достижении предельных износов деталей и соединений их полный ресурс (Тп) исчерпывается, и необходимо принимать меры для его восстановления.

Допустимый износ — износ, при котором изделие сохраняет работоспособность, т. е. при достижении этого износа детали или соединения могут работать без их восстановления еще целый межремонтный срок. Допустимый износ меньше предельного, и остаточный ресурс деталей не исчерпан.

Срок службы — период времени от начала эксплуатации технического устройства до достижения им предельного состояния. Срок службы включает наработку устройства и время простоев всех видов, обусловленных как техническим обслуживанием и ремонтом, так и организационными или иными причинами. Срок службы устройств одного типа может быть различен, т.к. на него влияют многие случайные факторы, не поддающиеся учёту, например проявление особенностей структуры устройства, условия его эксплуатации. Поэтому для количественной оценки срока службы используют вероятностные показатели, например средний срок службы (математическое ожидание срока службы) и гамма-процентный срок службы (календарный период эксплуатации, в течение которого устройство не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью гамма %).

Назначенный срок службы - период эксплуатации, по истечении которого изделие снимается с эксплуатации окончательно (и подлежит списанию) или направляется на обследование его технического состояния с целью определения пригодности к дальнейшей работе. Если устройство эксплуатируется непрерывно, то его срок службы совпадает с ресурсом техническим. Во всех остальных случаях соотношение между сроком службы и ресурсом устройства определяется интенсивностью эксплуатации.

Интенсивность эксплуатации, показатель, характеризующий режим использования изделия; выражается отношением продолжительности эксплуатации изделия к календарному периоду (в часах), в течение которого осуществляется наработка.

То есть показатели ресурс и срок службы имеют много общего, так как они определяются одним и тем же предельным состоянием, однако существенно отличаются один от другого. При одном и том же ресурсе может быть различный срок службы в зависимости от интенсивности эксплуатации изделия. Например, два двигателя каждый с ресурсом 12 тыс. мото-ч в год с интенсивностью эксплуатации 3 тыс. и 6 тыс. мото-ч будут иметь соответственно срок службы первый 4 года, второй 2 года.

Таким образом, для повышения долговечности ремонтируемых машин, отдельных узлов, соединений, а также деталей путем их восстановления, выбора рационального способа восстановления и материала покрытия, определения расхода запасных частей весьма важно знать и уметь оценивать величины предельных износов и других показателей долговечности.

Основными техническими оценочными показателями долговечности являются ресурс и срок службы. При характеристике показателей следует указывать вид действия после наступления предельного состояния объекта (например, средний ресурс до капитального ремонта; гамма-процентный ресурс до среднего ремонта и т. д.).

Список использованной литературы

1. Басовский Л. Е., Протасьев В. Б. Управление качеством: Учебник. — М.: ИНФРА — М, 2001. -212 с.

2. Белейчева А.С., Гаффорова Е.Б. Экспертная оценка продукции-инструмент определения удовлетворенности потребителей//Методы менеджмента качества.-2002-№6

3. Гиссин В.И. Управление качеством продукции: Учебн. пособие. — Ростов н/Д: Феникс, 2000.

Для оценки долговечности используются две группы единичных (частных) показателей: сроки службы и ресурсы. Срок службы это календарная продолжительность эксплуатации в определенных условиях до разрушения или предельного состояния.

Различают сроки службы:

До капитального ремонта,

Между капитальными ремонтами,

Суммарный (полный).

Срок службы до капитального ремонта – продолжительность эксплуатации до первой полной разборки с заменой или восстановлением ряда элементов, в том числе части основных деталей.

Срок службы между капитальными ремонтами (между первым и вторым и т.д.) зависит от качества ремонта, от того, в какой степени восстанавливается ресурс оборудования.

Суммарный срок службы это календарная продолжительность от начала эксплуатации до выбраковки (до списания).

Эта группа показателей имеет следующие достоинства:

Простота учета;

Удобство использования для планирования сроков замены оборудования, поставки запасных частей, сроков проведения ремонтов.

Основным недостатком таких показателей является то, что они не учитывают интенсивность эксплуатации оборудования, объем выполненной им работы.

От этого недостатка свободна вторая группа показателей – технические ресурсы. Технический ресурс это наработка изделия в заданных условиях эксплуатации до капитального ремонта либо до замены. Измеряется объемом выполненной работы. Может измеряться и в часах непрерывной работы. Например, для автомобильных двигателей в моточасах. Для других видов средств технологического оснащения в часах работы при зафиксированном объеме простоев как организационных и технологических, так и в техническом обслуживании и ремонте.

Ресурс – величина, расходуемая в процессе эксплуатации.

Различают:

Полный технический ресурс,

Использованный технический ресурс,

Остаточный технический ресурс.

Полный – от начала эксплуатации до капитального ремонта или замены. Использованный – от начала эксплуатации или от начала работы после капитального ремонта до рассматриваемого момента. Остаточный – от рассматриваемого момента до капитального ремонта или конца эксплуатации.

Ресурс – величина статистическая, подвержена рассеянию. В связи с этим широко используется такой показатель как гарантированный ресурс. Гамма процентный ресурс – технический ресурс, которым обладают не менее изделий данной модели, где - гарантированная вероятность. выбирается в зависимости от назначения, масштабов и технологии производства, последствий отказов. Например, если =0,9 это означает, что 90% всех изделий обладают ресурсом не менее указанного и лишь 10% могут иметь меньший ресурс. Отсюда очевидно, что средний ресурс ( =0,5) превышает гарантированный. Для подшипников общего назначения принимается равным 0,9.

Следует обратить внимание на то, что нельзя путать понятия гарантированный ресурс и гарантийный срок эксплуатации. Под последним понимается продолжительность эксплуатации, в течение которой завод изготовитель и ремонтные предприятия несут материальную ответственность за неисправности, выявившиеся у потребителя при условии соблюдения им правил эксплуатации. Гарантийный срок эксплуатации измеряется небольшой долей технического ресурса изделия. Это понятие не только техническое, но и юридическое и не может применяться в качестве показателя долговечности. Однако это понятие в какой-то мере характеризует качество изготовления и контроля, поскольку в этот период выявляются, как правило, дефекты, пропущенные контролем. Из группы показателей долговечности – ресурсов наибольшее распространение получили гарантированный ресурс, средний ресурс, среднеквадратическое отклонение ресурса от его среднего значения ().

6.5. Выбор показателей долговечности средств технологического оснащения и их элементов

Выбор показателей долговечности необходимо осуществлять от общего к частному, т.е. от оборудования в целом (О) к его элементам: агрегатам (А), механизмам (М), узлам (У), деталям (Д) по схеме О-А-М-У-Д. Для обеспечения заданной нормы долговечности оборудования долговечность основных деталей должна быть существенно выше. При этом не должна идти речь о равной долговечности деталей. Массовые детали могут заменяться многократно за срок службы оборудования. Для снижения неопределенности надежности, обеспечения возможности групповых замен деталей необходимо стремиться к кратной долговечности. Тогда, например, при двенадцатой замене деталей 1-ой группы, 6-ой раз заменяются детали 2-ой, 4-ый раз третьей, 3-ий раз четвертой и второй пятой группы.

Задача повышения долговечности средств технологического оснащения сложная, поскольку речь идет, по сути, о распределении затрат между производителем и потребителем. Затраты первого повышаются, второго снижаются за счет:

Уменьшения стоимости эксплуатации (сокращение расхода запасных частей, уменьшение частоты ремонтных воздействий),

Сокращения простоев оборудования.

Наиболее приемлемыми показателями долговечности являются:

а) для деталей:

1. ресурс до первого восстановительного ремонта;

2. средний ресурс до первого восстановительного ремонта.

б) для узлов, механизмов:

2. ресурс до первого капитального ремонта;

3. средний ресурс до первого капитального ремонта.

в) для агрегатов и оборудования в целом:

1. ресурс до первого ремонта с трудоемкой разборкой;

Долговечность - это способность материала в течение заданного времени сохранять работоспособность. Критерий долговечности зависит от условий эксплуатации.

При циклическом нагружении долговечность определяется числом циклов до разрушения УУ Р азр и зависит от принятого предела ограниченной выносливости. Ее можно определить по выражению

N

Пред о 2 о 2

Кст° а) А? а-1

где п" уст - коэффициент концентрации напряжений в зоне усталостной трещины;

^пред _ характеризует величину остаточной макродеформации, накопленной в теле к моменту его разрушения при механических (растяжение, кручение, и т.д.), технологических или промышленных испытаниях заготовки;

Д?" сг _ 1 - величина неупругой деформации за один цикл нагружения напряжением, равным пределу выносливости;

о а - амплитудное напряжение;

о_! - предел выносливости гладкого образца;

о т - предел текучести гладкого образца.

= к м к,

• *ч а -1 У
• (2.3)

Выражение (2.2) выведено с учетом закономерностей линейного суммирования повреждений; действия эффективных концентраторов напряжений, к которым можно отнести дислокационные сплетения при условии, что источник Франка-Рида действует от достаточно высокого напряжения. Для пластичных материалов такая возможность возникает, когда в зоне действия концентратора напряжений от ближайшего скопления дислокаций оказывается он сам. Резкое повышение напряжений в зоне концентратора приводит к тому, что при разгрузке образца дислокации не возвращаются в исходное положение и пластическая деформация сосредотачивается в отдельных небольших объемах, которые деформируются при этом до исчерпания ресурса пластичности, и с них начинается процесс разрушения.

Величину микрообъема можно оценить по выражению

1/Уст _ (2 А)

у разр 5 V

где Е - модуль нормальной упругости.

Тогда длину пластической зоны, в которой накапливается предельная деформация, можно оценить по выражению

При этом критическая плотность дислокаций

где в - вектор Бюргерса;

Ь - размер полосы скольжения.

Относительное изменение плотности в разрушаемом элементе:

Ар ^разрА

V.

где р - плотность материала в исходном состоянии;

100% - относительное изменение плотности в%; Р

АЕ - относительное изменение модуля нормальной упругости до и после разрушения;

К р ст - разрушаемый объем при статическом нагружении.

?’/ 1ред а /

Е

Для большинства деталей машин (более 80%) долговечность определяется сопротивлением материала усталостным разрушениям (циклической долговечностью) или сопротивлением изнашиванию (износостойкостью).

Циклическая долговечность характеризует работоспособность материала в условиях многократно повторяющихся циклов напряжений. Цикл напряжения - совокупность изменения напряжения между двумя его предельными значениями о тах и о т1п в течение периода Т.

Процессы постепенного накопления повреждений в материале под действием циклических нагрузок, приводящие к изменению его свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называют усталостью, а свойство противостоять усталости - выносливостью (ГОСТ 23207-78).

Разрушение от усталости по сравнению с разрушением от статической нагрузки имеет ряд особенностей.

• 1. Оно происходит при напряжениях, меньших, чем при статической нагрузке, и меньшем пределе текучести или временном сопротивлении.
• 2. Разрушение начинается на поверхности, в местах концентрации напряжений (деформации). Локальную концентрацию напряжений создают повреждения поверхности в результате циклического нагружения либо надрезы в виде следов обработки, воздействия среды.
• 3. Разрушение протекает в несколько стадий, характеризующих процессы накопления повреждений в материале, образования трещин усталости.
• 4. Разрушение имеет характерное строение излома, отражающее последовательность процессов усталости. Излом состоит из очага разрушения (места образования микротрещин) и двух зон - усталости и долома (рис. 2.2).

Долговечность материала в условиях трения определяется износостойкостью - сопротивлением изнашиванию. Износ оценивается по изменению веса или размеров детали, а долговечность - скоростью изнашивания и допустимой величиной износа.

Изнашивание - процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) в его остаточной деформации:

• износ - результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или остаточной деформации материала;
• линейный износ - износ, определяемый по уменьшению размера образца (тела) по нормали к поверхности трения;
• скорость изнашивания - отношение величины износа к времени, в течение которого он возник;
• интенсивность изнашивания - отношение величины износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или объему выполненной работы.

Виды изнашивания:

• 1. Абразивное изнашивание в результате режущего или механического действия твердых тел или частиц. Механизм этого вида изнашивания заключается в удалении материала с изнашиваемой поверхности либо в виде очень мелкой стружки, либо целых участков материала, находящихся в «предразрушенном» (сильно наклепанном) состоянии.
• 2. Изнашивание вследствие пластического деформирования. Такому изнашиванию подвержены пластичные сплавы, работающие при значительных нагрузках и повышенных температурах.

Рис. 22.

• 1 - очаг зарождения трещины; 2 - зона усталости;
• 3 - зона долома (схема)

Происходит постепенное перемещение поверхностных слоев в направлении скольжения, приводящее к изменению размеров изделия. В данном случае износ не сопровождается потерей массы.

• 3. Изнашивание при хрупком разрушении. Это изнашивание происходит, когда поверхностный слой одного из трущихся металлов претерпевает большую пластическую деформацию, интенсивно наклепывается, становится хрупким и затем разрушается, обнажая лежащий под ним менее хрупкий материал, после чего явление повторяется, т.е. носит циклический характер.
• 4. Усталостное разрушение, или контактная усталость, представляет собой процесс накопления и развития разрушения поверхностных слоев материала под действием переменных контактных нагрузок, вызывающих образование ямок выкрашивания (питтинга) или трещин. Этот вид разрушения, связанный с локальным разрушением поверхности, проявляется только через некоторое время работы деталей, особенно при трении качения или качения с проскальзыванием, когда контакт деталей является сосредоточенным (шарико-и роликоподшипники, зубья шестерен И Т.Д.).
• 5. Адгезивное изнашивание. Это изнашивание связано с различными видами «схватывания» металла при трении: перенос (диффузионный) металла с одной поверхности на другую; вырывания частиц одной поверхности и налипание или наволакивание их на другую, что обычно ведет к появлению на поверхности рисок и задиров; заедание сопряженных деталей, сопровождаемое резким повреждением поверхностей и повышением сопротивления трения.
• 6. Тепловое изнашивание - это когда чистые (от пленок или адсорбированного вещества) поверхностные слои трущихся металлов разогреваются до высоких температур, что наблюдается при трении скольжения с большими скоростями и значительными удельными давлениями и происходит тепловое изнашивание. При нагреве и охлаждении с большими скоростями структурные изменения в стали распространяются на глубину от 5 до 80 мкм.

В интервале температур, мало снижающих прочность трущихся поверхностей металлов (для стали - до 600 °С), тепловой износ характеризуется контактным схватыванием и разрушением мест схватывания с малыми пластическими деформациями; поверхность трения на этой стадии износа покрыта надрывами, чередующимися через правильные промежутки. В интервале температур (для стали выше 600 °С) тепловой износ характеризуется контактным схватыванием и пластическим разрушением точек схватывания с налипанием и размазываем металла на трущихся поверхностях. В интервале температур плавления разрушение контактирующих поверхностей в процессе износа происходит путем уноса пленок расплавленного металла.

• 7. Окислительное изнашивание. Такое изнашивание возможно, когда кислород воздуха или кислород, находящийся в смазке, вступая во взаимодействие с трущейся поверхностью металла, образуют на ней окисную пленку. Изнашивание в этом случае определяется механическим удалением окисных пленок при трении, их уносом вместе со смазкой и новым образованием свежих пленок.
• 8. Изнашивание в условиях агрессивного действия жидкой среды. Такой средой может быть неудачно выбранная смазка, либо какая-то активная жидкость, присутствие которой обусловлено конкретными

условиями эксплуатации. Частным видом данного вида изнашивания является фреттинг-коррозия, т.е. изнашивание мест сопряжения деталей, находящихся под нагрузкой, при продольных вибрациях). Фреттинг-коррозия возникает под действием промышленной атмосферы или просто влаги.

9. Особые виды изнашивания. Кавитационное изнашивание деталей появляется в потоке жидкости, движущейся с переменной скоростью в закрытом канале, например, в потоке воды, несущей песок.

Эрозионное изнашивание состоит в отделении частиц поверхности тела в результате соприкосновения с ним движущейся жидкой или газовой среды или увлекаемых ею твердых частиц, либо в результате ударов потока твердых частиц.

Износостойкость - свойство материала оказывать в определенных условиях трения сопротивление изнашиванию.

Износостойкость материала оценивают величиной, обратной скорости V или интенсивности J h изнашивания.

Скорость и интенсивность изнашивания представляют собой отношение износа соответственно к времени или пути трения. Чем меньше значение скорости изнашивания при заданном износе АИ, тем выше ресурс работы / узла трения

t = Ah/v h . (2.9)

Работоспособность материала детали в условиях эксплуатации характеризуют следующие критерии конструкционной прочности:

• 1) критерии прочности а в, а 0 2 , а_ 1? которые при заданном запасе прочности определяют допустимые рабочие напряжения, массу и размеры деталей;
• 2) модуль упругости Е, который при заданной геометрии детали определяет величину упругих деформаций, т.е. ее жесткость;
• 3) пластичность 5, ф, ударная вязкость КСТ, КСУ, КС1), вязкость разрушения К 1с, температурный порог хладноломкости / 50 , которые оценивают надежность материала в эксплуатации;
• 4) циклическая долговечность, скорости изнашивания, ползучести, коррозии, определяющие долговечность материала.

При проектировании металлических конструкций также должны учитываться следующие основные требования.

Условия эксплуатации. Удовлетворение заданным при проектировании условиям эксплуатации является основным требованием для проектировщика. Оно в основном определяет систему, конструктивную форму сооружения и выбор материала для него.

Экономия металла. Требование экономии металла определяется большой его потребностью во всех отраслях промышленности (машиностроение, транспорт и т.д.) и относительно высокой стоимостью. В строительных конструкциях металл следует применять лишь в тех случаях, когда замена его другими видами материалов (в первую очередь, железобетоном) нерациональна.

Транспортабельность. Металлические конструкции изготавливаются на заводах и впоследствии перевозятся на место строительства, поэтому в проекте должна быть предусмотрена возможность перевозки их целиком или по частям (отправочными элементами) с применением соответствующих транспортных средств.

Технологичность. Конструкции должны проектироваться с учетом требований технологии изготовления и монтажа с ориентацией на наиболее современные и производительные технологические приемы, обеспечивающие максимальное снижение трудоемкости.

Скоростной монтаж. Конструкция должна соответствовать возможностям сборки ее в наименьшие сроки с учетом имеющегося монтажного оборудования. Ведущим принципом скоростного монтажа является сборка конструкций в крупные блоки на земле с последующим подъемом их в проектное положение с минимальным количеством монтажных работ наверху.

Долговечность конструкции определяется сроками ее физического и морального износа. Физический износ металлических конструкций связан главным образом с процессами коррозии. Моральный износ связан с изменением условий эксплуатации.

Эстетичность. Конструкции, независимо от их назначения, должны обладать гармоничными формами. Особенно существенно это требование для общественных зданий и сооружений.

Согласно ГОСТ 27.002-89 долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
В качестве показателей долговечности используются: средняя наработка до первого отказа (для невосстанавливаемых объектов); средний ресурс; гамма-процентный ресурс; назначенный ресурс; средний срок службы; гамма-процентный срок службы; назначенный срок службы. В основе этих показателей лежат такие основополагающие понятия как технический ресурс (ресурс) и срок службы, под которыми понимаются соответственно - наработка объектов и календарная продолжительность от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.
Как видно из этих определений, ресурс и срок службы при общности содержания различаются единицами измерения. Ресурс объекта измеряется в единицах наработки, т. е. в единицах времени или объема выполненной работы (длины, площади, объема, массы, количества выполненных измерений, циклов срабатывания, объема вычислений и т. п.), а срок службы - в календарныхединицах времени, обычно укрупненных, например, в годах. Соотношение значений ресурса и срока службы зависит от интенсивности использования объекта или плотности его эксплуатации, под которой понимается наработка объекта в календарную единицу времени (календарный час, месяц, год). Понятие интенсивности использования или стойкости позволяет осуществить переход от ресурса к сроку службы и наоборот.
Гамма-процентный ресурс и срок службы - соответственно наработка и календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта, в течение которых он не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью у, выраженной в процентах.
Назначенный ресурс и срок службы - соответственно суммарная наработка и календарная продолжительность эксплуатации объекта, при достижении которых его применение по назначению должно быть прекращено.
Средняя наработка до отказа и гамма-процентный ресурс определяются соответственно по формулам (2.5), (2.6) и (2.14) для невосстанавливаемых объектов. Средний ресурс как математическое ожидание ресурса определяется по формулам (2.20) и (2.21).
Средний срок службы может быть определен путем перехода от среднего ресурса с помощью интенсивности использования или плотности эксплуатации объекта, зависящих от структуры режима его эксплуатации и устанавливаемых статистически .
В условиях высоких темпов научно-технического прогресса срок службы многих видов объектов (например, компьютерной и радиоэлектронной техники, одежды и др.) определяется в большей степени их моральным старением и определяется из этих соображений с использованием методов прогнозирования . Назначенные ресурс и срок службы устанавливаются в НТД из экономических соображений или условий безопасности.
Дополнительными показателями, особенно часто используемыми для объектов бытового назначения, являются соответственно гарантийная наработка и срок гарантии, под которыми принято понимать соответственно наработку и календарный период времени, до завершения которых изготовитель гарантирует и обеспечивает выполнение определенных требований к объекту, при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, в том числе, правил хранения и транспортирования. Эти показатели устанавливаются обычно из экономических соображений в НТД или договорах между изготовителем и потребителем с учетом конъюнктуры рынка и конкурентоспособности объектов.

Многие показатели качества продукции являются функциями ее параметров. Так, показатель долговечности сверла зависит от ширины направляющей ленточки (геометрического параметра) и от механических характеристик материала сверла (структурных параметров).  

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Единичными показателями долговечности являются средний ресурс, средний срок службы. Понятие ресурс применяется при характеристике долговечности по наработке изделия, а срок службы - при характеристике долговечности по календарному времени.  

Установление перечня технических требований предполагает необходимость осуществления прогнозных ис-, следований с учетом тенденций развития соответствующих типов электроизделий и изменения их технических характеристик, а также изучение основных направлений развития технологии и организации производства этих изделий. Прогнозы должны быть разработаны по конкретным техническим показателям . техническим параметрам, показателям долговечности и надежности, конструктивным характеристикам, применяемым материалам, изменениям технологических методов и т. д.  

Обычно покупатели охотно платят большую цену за продукцию, имеющую репутацию долговечной. Однако здесь надо сделать несколько оговорок. Увеличение цены должно быть в разумных пределах. Кроме того, если данный вид продукции быстро устаревает, потребители вряд ли захотят переплачивать за повышенную долговечность хлама. Поэтому использование в рекламе заявлений о том, что данная марка персональных компьютеров прослужит значительно дольше других, может не возыметь желаемого эффекта, так как данные возможности и характеристики продуктов постоянно улучшаются. Производители наручных часов (вечного, не подверженного значительным изменениям в технологии производства товара), напротив, часто используют в рекламе показатели долговечности.  

Если показатель долговечности является технико-экономическим параметром , то показатель надежности определяется комплексом технических параметров и характеризует в основном качество магистрального трубопровода. Повышение уровня надежности базируется на разработке и осуществлении технических и организационных мероприятий. Предел повышения надежности определяется экономическим показателем , превышение которого делает неэффективным ряд мероприятий по повышению надежности сооружения.  

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность (с возможными перерывами для тех-нического обслуживания и ремонта) до разрушения или другого предельного состояния. Показателями долговечности являются срок службы до первого капитального ремонта и межремонтный срок службы, ресурс и др.  

Рассмотрим влияние другого качественного показателя - долговечности на уровень экономичности параметрического ряда. Для машин долговечность можно оценивать сроком службы, который представляет календарную продолжительность эксплуатации изделия до разрушения или другого предельного состояния (предельное состояние может устанавливаться по изменениям параметров изделия, по экономическим показателям и т. п.).  

Рассмотрим экономическую сущность показателя долговечности. Машины, оборудование, приборы как любое средство производства ... всегда целиком принимают участие в процессе труда и всегда только частью в процессе образования стоимости. Они никогда не присоединяют стоимости больше, чем утрачивают в среднем вследствие своего изнашивания. Таким образом, существует большая разница между стоимостью машины и той частью стоимости, которая периодически переносится с нее на продукт. Существует большая разница между машиной как элементом образования стоимости и машиной как элементом образования продукта. Чем больше период, в течение которого одни и те же машины снова и снова служат в одном и том же процессе труда, тем больше эта разница.  

Роль показателей долговечности и надежности машин на данном этапе технического развития  

Для планирования, а стало быть, и для последующего учета и контроля выполнения планов необходимо разработать систему показателей долговечности и надежности продукции применительно к ее отраслевым особенностям и к специфическим условиям эксплуатации.  

В нашей печати были опубликованы следующие данные, позволяющие судить о влиянии показателей долговечности изделий на потребные размеры производственных мощностей.  

Однако такие количественные характеристики качества как долговечность и безотказность имеют тесную связь со стоимостью (ценой) изделия, что позволяет разработать методы для установления стоимости изделия в зависимости от долговечности или безотказности. На примере показателя долговечности проведем разработку метода для определения зависимости полной стоимости (цены) изделия в функции долговечности Тд.  

Показатель долговечности Тд имеет очень большое значение при рассмотрении функционирования технических систем в течение больших временных периодов.  

К показателям долговечности объекта относят нормативный срок службы (срок хранения), срок службы до первого капитального ремонта , гамма-процентный ресурс (это наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью) и другие показатели (см. ГОСТ 27.002-83).  

Большое место в квалиметрии занимают статистические методы исследования. Многие показатели качества продукции определяются при помощи статистических методов по опытным данным или по материалам эксплуатационной статистики. Примерами статистических показателей качества являются, например, показатели точности станков и приборов (дисперсия, среднее квадратическое отклонение , размах), показатели надежности (вероятность безотказной работы , наработка на отказ, интенсивность отказов), показатели долговечности (средний ресурс, гамма-процентный ресурс). В любой совокупности массовой продукции имеет место рассеивание показателей качества . Это рассеивание можно коли-  

Показатели долговечности характеризуют способность изделия сохранять работоспособность до предельного состояния (обусловленного, например, нецелесообразностью его дальнейшей эксплуатации) с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Показателями долговечности могут служить ресурс и срок службы.  

Долговечность - это свойство оборудования сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Показателем долговечности машины является срок ее службы.  

Показатели долговечности характеризуют способность изделия сохранять работоспособность до наступления некоторого предельного состояния (обусловленного, например, экономической нецелесообразностью последующего ремонта) с необходимыми перерывами для технического обслуживания и текущих ремонтов . К показателям долговечности относятся средний, гамма-процентный или медианный срок службы и т. д.  

Показателями долговечности выступают гамма-процентный ресурс / v средний ресурс / гр назначенный ресурс средний ресурс между текущими (капитальными) ремонтами Кт.р(Кк.р), средний ресурс до списания / ом средний ресурс до текущего (капитального) ремонта гамма-процентный срок службы средний срок службы средний срок службы между текущими (капитальными) ремонтами средний срок службы до текущего (капитального) ремонта средний срок службы до списания.  

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Количественными показателями долговечности являются ресурс и срок службы.  

Долговечность объекта - это его способность сохранять работоспособность в заданных условиях эксплуатации. В качестве основных показателей долговечности подземного объекта приняты ресурс наработка до отказа, т.е. время безотказной работы от момента начала эксплуатации до наступления предельного со-  

Под надежностью понимается свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в установленных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Надежность изделия обусловливается безотказностью его работы, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долговечностью его частей. Низкая надежность ряда изделий приводит к большим экономическим потерям. Например, значительные потери времени и средств вызывают простои на замену деталей и ремонт различных механизмов, комплектуемых продукцией химических предприятий. Поэтому для оценки качества некоторых видов химической продукции нельзя ограничиться традиционными мгновенными или расчетными показателями , а необходимо пользоваться и вероятностными.  

Лаборатория надежности собирает и анализирует информацию о фактическом уровне надежности и долговечности продукции в эксплуатации, производит расчеты показателей надежности, исследует техническую документацию с целью обеспечения необходимого уровня надежности. Служба надежности организует испытания продукции на стендах, наблюдает за ходом эксплуатационных испытаний, работники лаборатории выезжают к потребителям для разрешения спорных вопросов и сбора данных.  

Нормы и нормативы качества исходного сырья, полуфабрикатов, готовой продукции объединяют требования действующих стандартов и ТУ к качеству сырья и продукции, показатели надежности и долговечности, сортности продукции , экономичности в эксплуатации.  

В конструкции машины