生产技术辅导：可靠性定义及其度量指标

【考试大纲要求】:
1。了解机械故障的三个阶段、维修程度、有效性和平均无故障工作时间；
2。熟悉可靠性、失效率、可靠性预测、人机界面设计要点。
[教材内容]:
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
所谓可靠性，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、阳光等。)、使用条件(负荷大小和性质、操作人员的技术水平等。)和维修条件(维修方法、手段、设备和技术水平等。)产品所在的位置。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)可靠性衡量指标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，常以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，Nf(t)个产品在规定时间T内失效，产品可靠性的观测值可近似用以下公式表示:
R(T)∾[N—Nf(T)]/N(4—7)
与可靠性相反的一个参数称为不可靠性。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)表示。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时刻工作的观测值(即累积失效概率)可以近似表示为:
F (t) ≈ NF (t)/N (4—8)
可靠性值应根据具体产品而定。
2。故障率(或失效率)
故障率是指产品尚未发生故障的时间后，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。
故障率的观测值等于T时刻后单位时间内N个产品的故障产品数△ NF (t)/△ T与T时刻Ns(t)时仍能正常工作的产品数之比，即:
γ(T)=△NF(T)/[Ns(T)& # 8226；△t] (4——9)
故障率(故障率)的常用单位为(1/106h)。
产品在其整个生命周期的各个阶段，故障率是不同的。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。一个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。在此期间，故障上升较快，因为产品经过长期使用，由于磨损和老化
，大部分备件会接近或达到其固有寿命，所以故障率较高。