Горная энциклопедия - надёжность

(a. reliability; н. Betriebssicherheit, Zuverlassigkeit; ф. fiabilite, securite, surete; и. solidez, seguridad) свойство техн. объектов сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, необходимых для выполнения требуемых функций в заданных режимах и условиях применения. Под техн. объектами понимают устройства, приспособления, механизмы, машины, комплексы оборудования, строит. конструкции и сооружения, технол. операции и процессы, системы связи, информационные системы, автоматизир. системы управления технол. процессами и т.п.

H. характеризует совершенство конструктивно-технол. решений, реализованных в объекте (в значит. степени определяющих эффективность и безопасность труда, комфорт, сохранение окружающей среды), и сочетает в себе такие качества, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Выбор и технико-экономическое обоснование решений по обеспечению или повышению H. объекта одна из важнейших проблем совр. произ-ва.

Теория H. занимается разработкой методов расчёта, контроля и оптимизации показателей H., ставит и решает задачи нормирования H., выбора схем профилактики и ремонта объектов, повышения H. Гл. цель науки o H. обеспечить при заданных или имеющихся производств. возможностях необходимую устойчивость создаваемых и применяемых объектов к воздействию дестабилизирующих факторов, имеющих вероятностный характер проявления (напр., газодинамич. явлений в лаве, поведении кровли и т.п.).

Методы теории и практики надёжности базируются на применении аппарата теорий вероятностей и случайных процессов, матем. статистики, моделирования.

Основные понятия H.: исправное неисправное состояние, работоспособное неработоспособное состояние, повреждение, отказ, предельное состояние. B исправном состоянии объект должен соответствовать всем требованиям, установленным для него нормативно-техн. и конструкторской документацией. Несоответствие хотя бы одному из требований переводит объект в категорию неисправныx.

Способность объекта выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения определяется не всеми, a лишь некоторой совокупностью параметров. Допуски на эти параметры устанавливаются нормативно-техн. и конструкторской документацией. Если значения параметров находятся в пределах установленных допусков, то объект признаётся работоспособным, в случае несоответствия допуску хотя бы одного из этих параметров объект считается неработоспособным. Неисправный объект может оставаться работоспособным, наоборот, неработоспособный объект всегда является и неисправным. B теории H. изменение состояния объекта связывают c повреждением или отказом. Если объект переходит в неисправное, но работоспособное состояние, то это событие наз. повреждением; если объект переходит в неработоспособное состояние отказом. Для сложных объектов возможно определение неск. уровней работоспособности и, соответственно, неск. видов отказов. Объект может перейти в состояние, при к-ром его дальнейшее применение по назначению в данных условиях недопустимо или нецелесообразно, хотя он ещё работоспособен, либо в случае неисправного или неработоспособного состояния его восстановление невозможно или нецелесообразно. Такое состояние объекта в теории H. наз. предельным. Восстановление исправности или работоспособности объекта производится при ремонтах.

Неремонтируемые объекты могут иметь предельные состояния двух видов: первый вид совпадает c неработоспособным состоянием, второй обусловливается невозможностью дальнейшего применения работоспособного объекта, напр. из-за повышенной опасности, вредности или неэкономичности его использования. Для ремонтируемых объектов выделяют три вида предельных состояний: первые два предполагают временное прекращение использования объекта по назначению отправка объекта в средний или капитальный ремонт соответственно; третий вид окончат. прекращение применения по назначению. Признаки или совокупности признаков отказа или предельного состояния объекта наз. соответственно критериями отказа или предельного состояния.

Безотказность как показатель H. объекта характеризует его c позиций способности непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение определённого времени или наработки (продолжительности или объёма работ). Безотказность может быть определена вероятностью безотказной работы, cp. наработкой до (первого) отказа, cp. наработкой на отказ (для восстанавливаемых объектов), интенсивностью отказов для невосстанавливаемых и параметром потока отказов для восстанавливаемых объектов и т.д. Долговечность характеризует способность объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной для этого объекта системе техн. обслуживания и ремонтов. Показателями долговечности являются, напр., средний или назначенный ресурсы (наработка объекта от начала эксплуатации или от её возобновления после ремонта определённого вида до перехода в предельное состояние), средний или назначенный сроки службы и т.п. Ремонтопригодность характеризует способность объекта к поддержанию и восстановлению его работоспособности путём техн. обслуживания и ремонтов. Показателями ремонтопригодности могут служить, напр., вероятность восстановления за заданное время, cp. время восстановления и т.п. Сохраняемость способность объекта сохранять показатели безотказности, долговечности и ремонтопригодности при хранении и транспортировании. Показателем сохраняемости является, напр., cp. срок сохраняемости. Кроме перечисленных т.н. единичных, применяют комплексные показатели H., характеризующие неск. свойств, составляющих H. объекта. K ним относятся: коэфф. готовности (вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент времени, исключая периоды, когда применение объекта по назначению не предусматривается), коэфф. техн. использования, к-рый по сравнению c предыдущим показателем учитывает ещё и безотказную работу в течение заданного времени после указанного момента.

Отказы различных по виду и назначению объектов можно классифицировать по разл. признакам, учитывающим значимость отказа, определяющим особенности эксплуатации объектов и т.п. Так, отказы могут быть независимыми и зависимыми, внезапными, постепенными и перемежающимися, конструкционными, производственными и эксплуатационными.

Осн. способы и средства повышения H. при разработке и проектировании: применение новейших высокопрочных, долговечных и технол. материалов, облегчение режимов работы элементов и узлов, защита объекта или его элементов от посторонних воздействий (виброизоляция, термоизоляция и т.п.), использование прогнозирующего контроля и др. Одним из эффективных способов сохранения работоспособности объекта при отказе одного или неск. его элементов является резервирование (использование дополнит. элементов, средств).

Применительно к конкретным типам горн. объектов разрабатываются прикладные теории H.

Литература: Рахутин Г. C., Вероятностные методы расчета надежности, профилактики и резерва горных машин, M., 1970; Ясин Э. M., Березин B. Л., Ращепкин K. E., Надежность магистральных трубопроводов, M., 1972; Вишневский B. П., Pалакт Г. Я., Князьян Г. C., Надежность горной техники, K., 1973; Надежность аппаратуры и средств горной автоматики, M., 1974; Волошин H. H., Гашичев B. И., Надежность работы технологических узлов и оборудования обогатительных фабрик, M., 1974; Леонтьев И. A., Журавлев И. Г., Основы надежности систем добычи газа, M., 1975; Кариман C. A., Шрамко B. M., Надежность производственных процессов при подземной добыче угля, M., 1975; Сапицкий K. Ф., Мирошников C. И., Чекавский B. И., Надежность технологических процессов эксплуатационного участка шахты, M., 1978; Гимельштейн Л. Я., Фрейдлих И. C., Повышение надежности шахтных вентиляторов, M., 1978; Рахутин Г. C., Голод C. Ц., Управление на угольных предприятиях качеством труда, процессов и продукции, M., 1983.

Л. A. Воробьёв, B. E. Меркин.