第四节 机械的可靠性设计与维修性设计

w   主要内容：机械的可靠性度量指标，可靠性设计，维修设计。

w    一、可靠性的度量指标

n    1. 可靠度

l  可靠度数值应根据具体产品的要求来确定, 一般原则是根据故障发生后导致事故的后果和经济损失而定。

w   2.故障率 ( 或失效率)

w   故障率是指工作到 t 时刻尚未发生故障的产品, 在该时刻后单位时间内发生故障的概率。故障率也是时间的函数, 记为λ（t），称为故障率函数。

w   产品在其整个寿命期间内各个时期的故障率是不同的, 其故障率随时间变化的曲线称为寿命的曲线, 也称浴盆曲线。

产品的失效过程可分为 3个阶段：

w     ⑴早期故障期。产品在使用初期，由于材质、设计、制造、安装及调整等环节造成的缺陷，或检验疏忽等原因存在的固有缺陷陆续暴露出来，此期间故障率较高，但经过不断的调试和排除故障，加之相互配合件之间的磨合，使故障率较快地降下来, 并逐渐趋于稳定运转。

w     ⑵偶发故障期。这个期间的故障率降到最低，且趋向常数，表示产品处于正常工作状 态。这段时间较长，是产品的最佳工作期。这时发生的故障是随机的，是偶然原因引起应力增加，当应力超过设计规定的额定值时，就可能发生故障。

w     ⑶磨损故障期。这个时期的故障迅速上升, 因为产品经长期使用后, 由于磨损和老化, 大部分零组部件将接近或达到固有寿命期, 所以故障率较高。

w   3. 平均寿命 ( 或平均无故障工作时间)

w   对非维修产品称平均寿命, 其观测值为产品发生失效前的平均工作时间, 或所有试验产品都观察到寿命终了时，们寿命的算术平均值3于维修产品来说, 称平均无故障工作时间或平均故障问隔时间, 其观测值等于在使用寿命周期内的某段观察期间累积工作时 间与发生故障次数之比。

w    4. 维修度

      维修度是指维修产品发生故障后, 在规定条件 ( 备件贮备、维修工具、维修方法及维修技术水平等 ) 和规定时间内能修复的概率, 它是维修时间 r 的函数, 用 M（z）表示, 称为维修度函数。

w    5. 有效度

  狭义可靠度 R(t) 与维修度 M (τ ) 的综合称为有效度, 也称广义可靠度。其定义是, 对维修产品, 在规定的条件下使用, 在规定维修条件下修理, 在规定的时间内具有或维持其规定功能处于正常状态的概率。