Причины появления отказов —
Все отказы принято разделять на внезапные и постепенные. Внезапные отказы носят случайный характер. Они могут быть вызваны скрытыми производственными дефектами и некачественными материалами, а также ошибками, допущенными при проектировании (конструировании) или при освоении объекта личным составом. •
Внезапные отказы могут также появиться вследствие резких изменений внешних условий, например, ударных и вибрационных нагрузок, перегрева, быстрого охлаждения, небрежной эксплуатации и т. п.
В большинстве случаев внезапные отказы легко и быстро обнаруживаются, однако причину их возникновения установить часто бывает очень трудно. Очень много времени и труда уходит на отыскание главной причины отказа, прежде чем удастся обнаружить, какая из деталей вышла из строя и требует замены или ремонта. Иногда для этого приходится сличать дефектную деталь с деталями других, исправных самолетов.
Как показывает опыт, внезапные отказы чаще всего возникают в начальный период работы технического устройства, в период приработки деталей, агрегатов, узлов и механизмов. Этот период принято называть начальным интервалом рабочего времени однотипных технических устройств, в течение которого наблюдается повышенная частота отказов вследствие скрытых производственных или конструктивных дефектов.
В отличие от внезапных отказов постепенные отказы появляются в результате длительности, а также безграмотной эксплуатации авиационной техники.
Качество вещей и явлений не вечно, оно подвержено изменению. Диалектика учит, что процесс развития следует понимать как движение поступательное, как переход из одного качественного состояния в другое качественное состояние. Новое качественное состояние возникает в результате скачкообразного перехода от одного состояния к другому, возникает не случайно, а закономерно в результате накопления незаметных и постепенных количественных изменений.
Следовательно, физический смысл постепенного отказа сводится к тому, что в результате сравнительно медленного и длительного количественного изменения состояния какого-либо узла или механизма один или несколько параметров выходят за пределы, предусмотренные эксплуатационными допусками. В результате система (агрегат, механизм, устройство) в целом перестает нормально выполнять все свои функции (обязанности) или часть из них.
К постепенным отказам можно отнести износы поверхностей сопряженных и трущихся деталей, пониже-
денсаторов и величин сопротивлений, потерю эластичности резино-технических изделий и др.
Постепенные отказы являются закономерным и неизбежным результатом износа н старения комплектующих деталей и их материалов.
На рис. 5.1 приведена схема износа поверхностей двух сопряженных деталей. Отрезок АВ соответствует
АВ — номинальный зазор, предусмотренный чертежом; СД — зазор, соответствующий налету Wi (окончание приработки сочлененных поверхностей); EF— предельный зазор, соответствующий
чертежом. В результате налета W часов (или соответствующего числа посадок, циклов срабатывания, включений и т. п.) происходит увеличение зазора от номинального до какого-то рабочего, которому на рис. 5.1 соответствует отрезок СД. Он характеризует окончание приработки трущихся поверхностей. Его принято называть износом приработки, а период приработки — «детством» детали. В период приработки деталей увеличи-
ваётся их контактная площадь из-за интенсивного износа и срезания бугорков и неровностей. В результате в этот период в фильтрах,-отстойниках и в масле обнаруживается сравнительно большое количество металлической пыли и блесток. Поэтому во время интенсивной приработки деталей чаще промывают фильтры, сливают отстой и меняют масло.
Далее наступает период нормальной работы, характеризующийся менее интенсивным изнашиванием деталей, однако износ все же непрерывно продолжается, вследствие чего зазор медленно увеличивается. Масло загрязняется сравнительно медленнее, а фильтры и отстой остаются почти чистыми или имеют незначительные засорения. Такой износ называется нормальным эксплуатационным износом деталей.
Наконец, после налета W2 часов зазор между деталями достигает предельного значения, показанного на схеме отрезком EF, и затем начинает резко и быстро увеличиваться. Такой зазор называется аварийным. Детали испытывают дополнительные динамические (ударные) нагрузки (иногда слышится металлический стук), приводящие к интенсивному износу и дальнейшему увеличению зазора между деталями. Таким образом, зазор EF является предельным (аварийным) и дальнейшая работа этого узла становится опасной.
Как видно из приведенного примера, постепенные отказы можно своевременно предупреждать, если периодически проверять работоспособность деталей, аппаратуры, агрегатов и вовремя заменять детали (агрегаты), имеющие износ, близкий к предельному.
Внезапный отказ является, как правило, полным и очевидным, и, наоборот, постепенный отказ бывает обычно частичным и скрытым. Явные внешние признаки постепенного отказа в большинстве случаев отсутствуют, и поэтому сами отказы часто обнаруживаются с запозданием, лишь в процессе очередного тщательного осмотра или ремонта агрегатов, аппаратуры (выявляются при проведении регламентных работ или профилактического ремонта).
Графически частоты отказов каждого типа механизма, аппаратуры, агрегата, двигателя и т. д. изображаются по-разному. Но тем не менее можно начертить примерную кривую частоты отказов, характерную для большинства типов агрегатов, аппаратуру и механизмов авиационной техники (рис. 5.2). Она имееттри ярко выраженных характерных участка, обозначенных на рис. 5.2 цифрами /, II и III. Первый участок соответствует некоторому начальному периоду работы техни ческого устройства, продолжающемуся от нескольких десятков до нескольких сот часов. Он характеризуется
повышенной частотой отказов, большей частью внезапных, которые могут быть следствием различного рода причин. Данный период работы технического устройства совпадает с периодом его освоения летным и инженерно-техническим составом. Больше всего отказов выявляется именно в первоначальный период эксплуатации. В это время всегда проверяют, контролируют и еще раз проверяют авиационную технику. После замены отказавших деталей и доводки их в случае необходимости до технических нормативов частота отказов постепенно уменьшается. Совершенно ясно, что с постепенным увеличением выпуска продукции и освоением производства с учетом рекламационных претензий первый участок кривой будет уменьшаться/ Начальный период принято называть периодом приработки, а отказы— приработочными отказами. Обычно первый участок наработки вырабатывается при заводской наладке и настройке авиационной техники, во время летных
испытаний или тренировки аппаратуры на специальных стендах или установках, и он, естественно, не должен входить в эксплуатационную работу авиационного парка. / Основным и наиболее длительным по времени (циклам) является второй участок кривой. Он соответствует периоду нормальной эксплуатации авиационной техники, когда возникают главным образом так называемые эксплуатационные отказы, имеющие сугубо случайный характер происхождения (неаккуратность и небрежность обслуживающего персонала, воздействие внешних непредвиденных факторов и др.). Частота отказов в период нормальной эксплуатации наиболее низкая и устойчивая. К тому же ее можно понизить организацией проведения действенных профилактических мероприятий, тренировкой экипажей, тщательным исследованием причин отказов, мероприятий по их предупреждению, проведением технической учебы с личным составом и т. д.
После сравнительно продолжительного периода устойчивой (для многих агрегатов безотказной) работы, составляющего обычно для большинства технических устройств и аппаратуры десятки, сотни и даже тысячи часов, наступает период, показанный на третьем участке кривой, во время которого вновь нарастает частота отказов, имеющих на этот раз преимущественно постепенный характер и являющихся результатом старения и износа деталей, прокладок и материалов, применяемых в авиационной технике. Этот период рабочего времени принято называть периодом износа и старения.
Неисправности, появляющиеся в третьем периоде, также можно предупредить, если до его наступления (заранее) на авиационной технике провести тщательный инструментальный контроль всех узлов, проверить устройства на соответствие параметров эксплуатационным допускам и выполнить регламентные работы или профилактический ремонт. Так фактически и делается в эксплуатации авиационной техники. До наступления роста интенсивности отказов проводят тщательный контрольный осмотр и выполняют 25 ± 5-, 50 ± 5-,
100 ± 10-часовые и т. д. регламентные работы в объеме Единого регламента и инструкции по технической эксплуатации. Кроме того, выделяется группа самолетов, которая по налету на много часов опережает основной
• • ‘ ‘ Y
• * • . .V
самолетный парк, а за авиационной техникой ведутся постоянные наблюдения с целью своевременного выявления постепенных отказов. Такие испытания принято называть эксплуатационными.