Fiabilitatea unui produs
Elemente de proiectare
DefiniieFiabilitatea reprezint aptitudinea unui produs de a func iona f r a se defecta. Din acest punct de vedere, fiabilitatea poate fi privit i ca o tiin a defect rilor.
Aspecte generaleFiabilitatea a ap rut ca efect al importan ei deosebite pe care au c p tat-o problemele siguran ei n func ionare a echipamentelor industriale, dispozitivelor i componentelor, constituind n prezent, o tehnic de vrf indispensabil inginerilor. Termenul fiabilitate este un neologism provenit din limba francez unde adjectivul fiable nseamn demn de ncredere sau n care te po i ncrede de la care a derivat substantivul fiabilitate.
No iunea de fiabilitate poate fi privit sub dou aspecte: calitativ i cantitativ. a) Calitativ, fiabilitatea reprezint aptitudinea unui produs de a- i ndeplini func ia specificat n condi ii date de-a lungul unei durate impuse. b) Cantitativ, fiabilitatea reprezint caracteristica unui produs exprimat prin probabilitatea ndeplinirii func iei impuse pe o durat dat Tf, mai mare dect intervalul de timp L, prescris, n condi ii de func ionare specifice.
Cele cinci concepte fundamentale ale fiabilit ii1. Conceptul de caracteristic . Fiabilitatea este o caracteristic a unui produs, poate fi determinat i caracterizat , la fel ca i celelalte caracteristici tehnice (putere, tura ie etc.), printr-o anumit valoare. 2. Conceptul de probabilitate. Fiabilitatea reprezint o probabilitate probabilitate i deci o valoare cuprins ntre 0 i 1. Fiind o probabilitate nu poate fi m surat direct a a cum se procedeaz n cazul altor m rimi fizice, ci se determin pe baza metodelor statisticii matematice i a teoriei probabilit ilor.
3. - Conceptul de func ie. Fiabilitatea presupune ie satisfacerea unei func ii, a ndeplinirii unei misiuni sau cerin e. Acest lucru implic definirea exact a func iei pe care trebuie s o realizeze i, de asemenea, precizarea n unele cazuri a st rii de nefunc ionare. 4. - Conceptul de durat de func ionare. Fiabilitatea ionare presupune o durat de bun func ionare exprimat n unit i de timp (ore, zile, ani etc.) sau n num r de cicluri, conect ri, manevre etc. 5. - Conceptul de condi ii de func ionare (de utilizare i de mediu) reprezint ansamblul condi iilor de exploatare pentru care a fost proiectat produsul.
Durabilitatea unui dispozitiv, considerat n mod individual, semnific durata efectiv de func ionare f r defec iuni. Defectarea, Defectarea denumit i defec iune sau c dere, reprezint evenimentul fundamental din teoria fiabilit ii i anume ncetarea aptitudinii unui dispozitiv de a- i ndeplini func iunea specificat . Deteriorarea reprezint procesul de modificare treptat a parametrilor constructivi i func ionali de care depinde func ionarea corect a sistemului. n cazul sistemelor mecanice, fenomenele de deteriorare const n: deform ri, ruperi, neetan eit i, modific ri ale materialului etc.
n raport de consecin e, defect rile pot fi:minore, minore dac sunt remediabile u or, nempiedicnd func ionarea sistemului, ca de exemplu zgrierea vopselei, dar pot influen a costul vnz rii produsului; majore, dac ntrerup ndeplinirea func iunii de baz , ns majore nu au implica ii legale; critice, critice dac pot avea consecin e periculoase pentru om sau mediul ambiant, ca de exemplu defectarea echipamentului de frnare al unui automobil.
Frecven a defect rilor componentelor transmisiilor cu ro i din ateElemente Alte elemente compoRo i Lag re Arbori nente din ate constructive Frecven a defect 40-60% 12,5% 6,4% 9,7% rilor
Conceptul de fiabilitate a unui produs industrialProblemele de siguran n exploatare se pun pentru sistem i pentru element. element. Prin sistem se n elege ma ina, aparatul, dispozitivul destinat s realizeze anumite func ii. Exemplu: televizorul, ma ina unealt , automobil etc. Prin element se n elege o parte component a sistemului i care ndepline te o anumit func ie n cadrul acestuia. Exemplu: roata din at , rulmentul, ambreiajul, motorul electric asincron, pompa hidraulic etc. n general, orice sistem poate s aib n componen a sa elemente mecanice, electrice, hidraulice sau pneumatice. Realizarea de sisteme mecanice cu fiabilitate ridicat este posibil numai n cadrul unui sistem de asigurare a fiabilit ii tuturor elementelor sistemului.
Conform diagramei rezult c fiec rei etape a ciclului de via i se poate asocia cte o categorie de fiabilitate. n etapa de planificare a produsului se efectueaz studii de marketing, privind nivelul fiabilit ii produselor similare, realizate de firmele concurente, la data cnd noul produs va fi lansat pe pia . n urma acestora se stabile te un nivel al fiabilit ii cerut de pia . Fiabilitatea nominal , este aceea pe care viitorul produs trebuie s o eviden ieze n func ionare i este inclus n lista de cerin e care trebuie ndeplinite, este fiabilitatea care se inscrie pe produs.
Fiabilitatea previzional se estimeaz prin calcul, n faza de proiectare, pe baza structurii sistemului i fiabilit ilor elementelor constructive componente care, la rndul lor, pot fi determinate experimental sau prin calcul. Nivelul fiabilit ii previzionale trebuie s fie mai ridicat, dect cel stabilit prin tem , pentru a compensa erorile de estimare a acestuia. Fiabilitatea experimental este cea estimat prin prelucrarea observa iilor defect rilor, ob inute prin test ri efectuate n laborator pe prototip sau piese epruvet . Condi iile create n laborator, inclusiv solicit rile, trebuie s fie similare cu cele din exploatare, s produc "acela i mod sau mecanism de defectare i aceea i structur a defectelor".
Fiabilitatea poten ial este cea evaluat la punerea n func iune a produsului. Aceasta se hot r te nc din faza de proiectare. Dac produc ia este n serie suficient de mare, se efectueaz ncerc ri de laborator, n care se urm re te verificarea nivelului fiabilit ii produselor de serie. Fiabilitatea opera ional este cea valorificat pe baza rezultatelor privind comportarea n exploatare, pe o anumit perioad de timp, a unui num r mare de exemplare identice, utilizate efectiv de beneficiar. Aceasta reprezint estimarea cea mai precis a fiabilit ii produsului i se compar cu valorile determinate n fazele anterioare, n scopul corect rii i amelior rii procedeelor utilizate.
