安全生产技术复习资料汇编23

第四节机械的可靠性设计和维修性设计
一、可靠性的定义及其测量指标
(一)。可靠性的定义
可靠性是指系统或产品在规定的条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。
这里所说的规定条件包括环境条件(温度、湿度、压力、振动、撞击、灰尘、雨水、日晒等。)、使用条件(负荷大小和性质、操作人员的技术水平等。)，以及维修条件(维修方法、手段、设备和技术水平等。).在不同条件下，产品的可靠性是不同的。
规定时间是指产品的可靠性与使用时间密切相关。随着使用时间或储存时间的推移，产品的性能逐渐变差，可靠性降低。因此，可靠性是时间的函数。这里规定的时间是广义的，可以是时间，也可以用距离或周期数来表示。
(二)，可靠性指标
1。可靠性
可靠性是可靠性的一个定量指标，即系统或产品在规定时间和规定条件下完成规定功能的概率。可靠度是时间的函数，常用R(t)表示，称为可靠度函数。
产品失效的概率是通过产品在多次测试中的失效频率来估算的。例如，测试N个产品，在规定时间T内有Nf(t)个故障，产品可靠度的观测值可以近似用下面的公式表示:
R(t)，≈[N—Nf(t)，]/]/N (4—10)，
这是可靠度的反义词。它是系统或产品在规定的条件和时间内未能完成规定功能的概率，即失效概率，所以也叫累积失效概率。
不可靠性也是时间的函数，通常用F(t)，.对于同样的N个产品，如果试验时刻的失效次数为Nf(t)，那么当N足够大时，产品在T时刻的不可靠度的观测值(即累积失效概率)可以近似表示为:
F(t)，≈Nf(t)，//N (4—11)，[/br/
2。失效率(或失效率)和
失效率是指产品工作到t的时间后，单位时间内发生故障的概率，失效率也是时间的函数，记为γ(t)，称为失效率函数。
产品的故障率是一个条件概率，表示产品工作到T时刻的条件下，产品在单位时间内的故障概率。它反映了产品在T时刻的失效率，称为该时刻产品的瞬时失效率，γ(t)通常称为失效率。
失效率的观测值等于T后单位时间内N个产品的失效产品数△Nf(t)和/△ T与T时仍能正常工作的产品数之比，即:
γ(t)，=△ NF (t)，/[Ns(t)，。
一个产品在其整个寿命周期内的各个时期的失效率是不同的，其失效率随时间变化的曲线称为寿命曲线，也称为浴缸曲线，如图4-8所示。
从图中可以看出，产品的失效过程可以分为以下三个阶段:
(1)，早期失效期。在产品使用初期，因材料、设计、制造、安装调整或检验疏忽而导致的固有缺陷相继暴露。在此期间，故障率很高。但经过不断的调试和排除故障，再加上相互配合的部件之间的磨合，故障率下降很快，逐渐趋于稳定运行。
(2)偶然故障期。在此期间，故障率降至最低并趋于恒定，表明产品处于正常工作状态。这段时间比较长，就是产品的工作周期。这个时候失效是随机的，不小心增加了应力。当应力超过设计规定的额定值时，可能会发生故障。
(3)。磨损失效期。这个时期的故障上升很快，因为产品经过长期使用，由于磨损和老化，零组的大部分元器件会接近或达到其固有寿命，所以故障率高。
3。平均寿命(或平均无故障工作时间)，
指非维修产品的平均寿命，其观测值为产品失效前的平均工作时间，或所有被测产品已观测到寿命终结时其寿命的算术平均值；对于维修类产品，称为平均无故障工作时间或平均故障间隔时间，其观测值等于使用寿命周期内某一观察期内累计工作时间与故障次数的比值。
4。维修度
维修度是指维修后的产品在规定的条件下(备件存放、维修工具、维修方法、维修技术水平等)能够维修的概率。)并在规定时间内。它是维修时间τ的函数，用M(τ)表示，称为维修度函数。
5。有效性
狭义可靠度R(t)和维修度M(f)的组合称为有效性，也称为广义可靠度。它被定义为维修产品在规定的条件下可以使用，在规定的维修条件下维修，并在规定的时间内在正常状态下具有或维持其规定功能的概率。