第四節 機械的可靠性設計與維修性設計

　　4.4.1 大綱要求與分析

　　一、了解機械失效三個(gè)階段和維修度、有效度、平均無(wú)故障工作時(shí)間；

　　二、熟悉可靠性、故障率、可靠性預計、人機界面設計、維修性設計、機械設備結構可靠性設計要點(diǎn)。

　　4.4.2 教材重點(diǎn)提示

　　一、可靠性定義及其度量指標

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　　所謂可靠性是指系統或產(chǎn)品在規定的條件和規定的時(shí)間內，完成規定功能的能力。

　　這里所說(shuō)的規定條件包括產(chǎn)品所處的環(huán)境條件（溫度、濕度、壓力、振動(dòng)、沖擊、塵埃、雨淋、日曬等）、使用條件（載荷大小和性質(zhì)、操作者的技術(shù)水平等）、維修條件（維修方法、手段、設備和技術(shù)水平等）。在不同規定條件下，產(chǎn)品的可靠性是不同的。

　　規定時(shí)間是指產(chǎn)品的可靠性與使用時(shí)間的長(cháng)短有密切關(guān)系，產(chǎn)品隨著(zhù)使用時(shí)間或儲存時(shí)間的推移，性能逐漸劣化，可靠性降低。所以，可靠性是時(shí)間的函數。這里所規定的時(shí)間是廣義的，可以是時(shí)間，也可以用距離或循環(huán)次數等表示。

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　　主要包括：可靠度、故障率、平均壽命、維修度、有效度

　　2．故障率（或失效率）

　　故障率是指工作到t時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內發(fā)生故障的概率。故障率也是時(shí)間的函數，記為λ（t），稱(chēng)為故障率函數。

　　產(chǎn)品在其整個(gè)壽命期間內各個(gè)時(shí)期的故障率是不同的，其故障率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)稱(chēng)為壽命的曲線(xiàn)，也稱(chēng)浴盆曲線(xiàn)，

　　產(chǎn)品的失效過(guò)程可分為以下3個(gè)階段：

　?。?）早期故障期。

　　產(chǎn)品在使用初期，由于材質(zhì)、設計、制造、安裝及調整等環(huán)節造成的缺陷，或檢驗疏忽等原因存在的固有缺陷陸續暴露出來(lái)，此期間故障率較高，但經(jīng)過(guò)不斷的調試和排除故障，加之相互配合件之間的磨合，使故障率較快地降下來(lái)，并逐漸趨于穩定運轉。

　?。?）偶發(fā)故障期。

　　這個(gè)期間的故障率降到最低，且趨向常數，表示產(chǎn)品處于正常工作狀態(tài)。這段時(shí)間較長(cháng)，是產(chǎn)品的最佳工作期。這時(shí)發(fā)生的故障是隨機的，是偶然原因引起應力增加，當應力超過(guò)設計規定的額定值時(shí)，就可能發(fā)生故障。

　?。?）磨損故障期。

　　這個(gè)時(shí)期的故障迅速上升，因為產(chǎn)品經(jīng)長(cháng)期使用后，由于磨損和老化，大部分零組部件將接近或達到固有壽命期，所以故障率較高。

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