第四節(jié) 機械的可靠性設(shè)計與維修性設(shè)計

　　4.4.1 大綱要求與分析

　　一、了解機械失效三個階段和維修度、有效度、平均無故障工作時間；

　　二、熟悉可靠性、故障率、可靠性預(yù)計、人機界面設(shè)計、維修性設(shè)計、機械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計要點。

　　4.4.2 教材重點提示

　　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(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。

　　這里所說的規(guī)定條件包括產(chǎn)品所處的環(huán)境條件（溫度、濕度、壓力、振動、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(shè)備和技術(shù)水平等）。在不同規(guī)定條件下，產(chǎn)品的可靠性是不同的。

　　規(guī)定時間是指產(chǎn)品的可靠性與使用時間的長短有密切關(guān)系，產(chǎn)品隨著使用時間或儲存時間的推移，性能逐漸劣化，可靠性降低。所以，可靠性是時間的函數(shù)。這里所規(guī)定的時間是廣義的，可以是時間，也可以用距離或循環(huán)次數(shù)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時刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率。故障率也是時間的函數(shù)，記為λ（t），稱為故障率函數(shù)。

　　產(chǎn)品在其整個壽命期間內(nèi)各個時期的故障率是不同的，其故障率隨時間變化的曲線稱為壽命的曲線，也稱浴盆曲線，

　　產(chǎn)品的失效過程可分為以下3個階段：

　?。?）早期故障期。

　　產(chǎn)品在使用初期，由于材質(zhì)、設(shè)計、制造、安裝及調(diào)整等環(huán)節(jié)造成的缺陷，或檢驗疏忽等原因存在的固有缺陷陸續(xù)暴露出來，此期間故障率較高，但經(jīng)過不斷的調(diào)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，并逐漸趨于穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

　?。?）偶發(fā)故障期。

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

　?。?）磨損故障期。

　　這個時期的故障迅速上升，因為產(chǎn)品經(jīng)長期使用后，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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