Управление качеством и надежностью машин

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ  
И НАДЕЖНОСТЬЮ МАШИН  
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ставрополь 
2018 
 

УДК 631.3 
ББК  40.72 
          У67 
 
 
Авторский коллектив: 
Ю. И. Жевора, А. Т. Лебедев, А. В. Захарин, П. А. Лебедев, Р. В. Павлюк, 
Н. А. Марьин, Е. В. Зубенко, Е. Н. Глебова  
 
 
Рецензенты: 
С. Н. Капов, доктор технических наук, профессор СтГАУ; 
И. И. Швецов, кандидат технических наук, доцент СтГАУ 
 
 
 
 
 
Управление  качеством и надежностью машин : учебное пособие / Ю. И. Жевора, А. Т. Лебедев, А. В. Захарин и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – Ставрополь : АГРУС Ставропольского гос. аграрного унта, 2018. – 180 с. 
Даны основные понятия и определения в теории надежности и ремонта машин, приведены оценочные показатели надежности сельскохозяйственной техники и методы их определения, рассмотрены физические основы 
надежности машин, а также методы повышения качества и надежности сельскохозяйственных машин. 
Представлена методика расчета показателей надежности сельскохозяйственной техники. Приведены справочные материалы, необходимые для 
расчета двигателя СМД-60.  
Для студентов очной и заочной форм обучения высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки: 23.03.03, 23.04.03 – 
«Эксплуатация 
транспортно-технологических 
машин 
и 
комплексов»; 
35.03.06, 35.04.06 – «Агроинженерия». 
 
                  УДК 631.3 
ББК 40.72 
 
Одобрено и рекомендовано к изданию учебно-методической  комиссией   
факультета механизации сельского хозяйства  Ставропольского  
государственного аграрного университета (протокол № 1 от 27.08.2018 г.) 
 
 
©  ФГБОУ ВО Ставропольский государственный 
аграрный университет, 2018 
 
У67 

СОДЕРЖАНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………… 4 
1. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ НА
ПРЕДПРИЯТИЯХ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА…………………………. 8 
1.1. Показатели качества продукции и услуг……………………………….. 8 
1.2. Виды контроля продукции и услуг сервисных предприятий………….. 9 
1.3. Обеспечение стабильности качества продукции и услуг  
на предприятиях технического сервиса…………………………………… 
11 
1.4. Сертификация продукции и услуг технического сервиса…………... 
13 
2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ТЕОРИИ
НАДЕЖНОСТИ  И РЕМОНТА МАШИН………………………………… 
20 
2.1. Качество и надежность технических систем………………………… 
20 
2.2. Показатели надежности машин………………………………………. 
28 
3. ОЦЕНОЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ  ТЕХНИКИ……………………………... 
41 
3.1. Единичные показатели надежности машин…………………………. 
42 
3.2. Комплексные показатели надежности машин……………………….. 
54 
4. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАДЕЖНОСТИ МАШИН…………….......... 60 
4.1. Факторы, снижающие надежность машин…………………………….. 60 
4.2. Причины, снижающие работоспособность и надежность машин…….. 
61 
4.3. Физическое и моральное старение машин…………………………….. 65 
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ МАШИН………
69 
5.1. Методы расчета показателей надежности машин…………………... 
69 
5.2. Теоретические законы распределения показателей надежности  
машин…………………………………………………………………………. 73 
5.3. Система сбора и обработки информации о надежности машин……. 
79 
5.4. Испытание сельскохозяйственной техники на надежность…………... 91 
6. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ

МАШИН………………………………………………………………………. 96 
6.1. Обеспечение исходного первоначального уровня надежности при 
конструировании машин…………………………………………………….. 96 
6.2. Технологические  методы обеспечения доремонтного уровня     
надежности машин…………………………………………………………… 101 
6.3. Обеспечение надежности при эксплуатации  
сельскохозяйственной техники……………………………………………… 115 
6.4. Технологические методы обеспечения послеремонтного уровня  
надежности машин…………………………………………………………… 120 
6.5. Повышение качества ремонта гильз цилиндров автотракторных 
двигателей 
124 
7. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ……………………………… 
133 
7.1.  Общие положения…………………………………………………….. 
133 
7.2.   Расчет количественных показателей безотказности…………………. 134 
7.3.  Расчет количественных показателей долговечности…………………. 136 
7.4. Расчет количественных показателей ремонтопригодности………… 
138 
7.5. Расчет расхода запасных частей……………………………………… 
140 
Приложение 1. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ  
ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ СМД-60……………………………………... 142 
Приложение 2. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ  
ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ СМД-60……….…………………………….. 152 
Приложение 3. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ 
ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ СМД-60…………………………………….. 
158 
Приложение 4. РАСЧЕТ РАСХОДА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ К ДИЗЕЛЬНОМУ ДВИГАТЕЛЮ СМД-60……………………………….…………….. 164 
Приложение 5………………………………………………………………. 
167 
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………….. 
169 

ВВЕДЕНИЕ 
Краткий исторический обзор. Надежность различной техники – 
чрезвычайно многогранная проблема, отражающая все этапы существования объекта (от конструкторской идеи до списания). Она постоянно 
находится в стадии развития по мере совершенствования знаний и умений человека, а также изменения условий службы различных объектов. 
От древних времен до настоящих дней, от первых орудий труда 
(каменного ножа и топора) до современных космических кораблей и роботов – все. что ни делает человек, он стремится делать надежно в меру 
своих сил и возможностей. Однако создать совершенно безотказную и 
предельно долговечную машину невозможно потому, что с течением 
времени на нее непрерывно воздействуют различные факторы, изменяя 
свойства деталей и, как следствие, вызывая отклонение установленных 
показателей надежности. 
Возникнув вначале в авиационной и космической технике, радиотехнике, автоматике, телемеханике и современных средствах связи, 
надежность стала важной проблемой и выделилась в самостоятельную 
дисциплину, главная задача которой дать оценку надежности объекта. 
Необходимость повышения надежности машин. Для современных 
машин характерны такие направления их развития, как увеличение степени автоматизации, повышение рабочих параметров-нагрузок, скоростей, 
температур, борьба за малые габариты и массу, повышение требований к 
точности функционирования, к эффективности их работы (производительности, мощности, КПД), объединение машин в системы с единым 
управлением. Усложнение машин и усиление требований к ним привели к 
необходимости повышения требований к их надежности. 
Решение проблемы надежности машин – это огромный резерв повышения эффективности производства, производительности общественного труда. 

Ненадежная машина не сможет эффективно функционировать, так 
как каждая ее остановка из-за повреждения отдельных элементов или 
снижения технических характеристик ниже допустимого уровня, как правило, влечет за собой большие материальные убытки, а в отдельных случаях может иметь катастрофические последствия. 
В настоящее время промышленность даже передовых стран несет 
огромные потери из-за недостаточной надежности выпускаемых машин. 
Так, за весь период эксплуатации затраты на ремонт и техническое обслуживание машин в связи с их износом в несколько раз превышают стоимость 
новой машины, например, для автомобилей – до 6 раз, для самолетов – до 5 
раз, для станков – до 8 раз, для радиотехнической аппаратуры – до 12 раз. 
Из-за коррозии ежегодно теряется до 10% выплавляемого металла. 
Особенностью проблемы надежности является ее связь со всеми 
этапами проектирования, изготовления и использования машины, начиная с момента. когда формируется и обосновывается идея создания новой 
машины и кончая принятием решения о её списании. Каждый из этапов 
вносит свою лепту в решение трудной задачи создания машины требуемого уровня надежности с наименьшими затратами времени и средств. 
Основные решения по надежности. Принятые на стадии проектирования 
или изготовления машины, непосредственно сказываются на ее эксплуатационных и экономических показателях, которые нередко вступают 
между собой в противоречие. Поэтому необходимо выявление связей 
между показателями надежности и возможностями по их повышению на 
каждом из этапов проектирования, изготовления и эксплуатации машины. 
При проектировании и расчете машины закладывается ее надежность. Она зависит от конструкции машины и ее узлов, применяемых материалов, методов зашиты от вредных воздействий, системы смазки, приспособленности к ремонту и обслуживанию и других конструктивных особенностей. 
При изготовлении (производстве) машины обеспечивается ее надеж

ность. Она зависит от качества изготовленных деталей, методов контроля 
выпускаемой продукции, возможностей управления ходом технологического процесса, от качества сборки машины и ее узлов, методов испытания готовой продукции и других показателей технологического процесса. 
При эксплуатации машины реализуется ее надежность. Показатели безотказности и долговечности проявляются только в процессе использования машины и зависят от методов и условий эксплуатации машины, принятой системы ее ремонта, технического обслуживания, режимов работы и других эксплуатационных факторов. 
Предмет науки о надежности технических систем. Надежность, 
как всякая новая отрасль науки, переживает бурный период развития. 
Наука, реагируя на эти запросы практики, модернизирует существующие теории и положения, предлагает новые математические модели. При этом для вопросов надежности особенно характерно использование самых разнообразных отраслей наук и сочетание различных методов 
и положений при решении поставленных задач. 
Наука о надежности изучает закономерности изменения показателей работы технических устройств и систем и на основании этого разрабатывает методы, обеспечивающие с наименьшей затратой времени и 
средств необходимую продолжительность и безотказность их работы. 
Основная трудность при оценке надежности технических систем заключается в использовании таких методов расчета и таких источников информации об изменении работоспособности системы, которые позволили 
бы прогнозировать поведение ее в различных условиях эксплуатации. 
Проблема надежности связана в первую очередь именно с прогнозом, так как констатация того или иного уровня надежности для системы, 
уже отработавшей свой ресурс, имеет весьма малую ценность. Особенно 
на ранних стадиях создания системы – при ее проектировании или при 
наличии опытного образца – необходимо дать оценку ее надежности в 

 
предполагаемых условиях эксплуатации. 
Наука о надежности не рассматривает вопросов достижения определенного уровня показателей системы – их точности, мощности, КПД, 
производительности – это задача других наук, а рассматривает процесс 
изменения этих показателей с течением времени. 
Наука и исследования по надежности развивались до последнего 
времени по двум основным направлениям. 
Первое направление, которое возникло в радиоэлектронике, связано 
с развитием математических методов оценки надежности особенно применительно к сложным системам, со статистической обработкой эксплуатационной информации – с разработкой структур сложных систем, обеспечивающих высокий уровень надежности. 
Второе направление, которое возникло в машиностроении, связано с 
изучением физики отказов (износа, усталостной прочности, коррозии), с разработкой методов расчета на прочность, износ, теплостойкость и др., с применением технологических приемов, обеспечивающих необходимую надежность машины. В настоящий период идет процесс взаимного слияния этих 
двух направлений, перенесение рациональных идей из одной области в другую и формирование на этой основе единой науки о надежности изделий. 
Экономический аспект надежности. Оценка достигнутого уровня 
надежности и необходимость его повышения должна решаться в первую 
очередь с экономических позиций, ибо экономика является основным 
критерием для решения большинства практических вопросов надежности. Ведь современный уровень развития техники позволяет достичь 
практически любых показателей и надежности изделия и все дело заключается в затратах на достижение поставленной цели. 
Эти затраты могут быть столь высоки, что эффект от повышенной 
надежности объекта не возместит их, и суммарный результат от проведенных мероприятий будет отрицательным. 

 
1. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ НА 
ПРЕДПРИЯТИЯХ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА 
 
1.1. Показатели качества продукции и услуг 
 
Под качеством понимают совокупность свойств и характеристик 
услуг, которая обеспечивает удовлетворение установленных или предполагаемых потребностей. 
Каждый вид услуг характеризуется своей номенклатурой показателей качества. 
Номенклатура показателей качества работы сервисных предприятий 
имеет некоторые особенности по сравнению с качеством работы машиностроительных заводов. Эти показатели должны характеризовать только те 
свойства, которые могут изменяться в результате ремонтно-обслуживающих 
воздействий. Для машин, используемых в АПК, они следующие. 
Показатели назначения (ПНЗ) характеризуют свойства объекта, 
определяющие его основные функции, для выполнения которых он предназначен. Например, для трактора – мощность двигателя и тяговое усилие, для автомобиля – скорость, грузоподъемность. 
Показатели надежности (ПН) характеризуют свойства объекта сохранять и восстанавливать его работоспособность в процессе эксплуатации. 
Показатели технологичности (ПТ) характеризуют приспособленность конструкции к ее изготовлению и эксплуатации. Первый из ПТ 
– приспособленность к изготовлению – называют производственной технологичностью, а второй – приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту – эксплуатационной технологичностью. 
Показатели транспортабельности (ПТР) характеризуют приспособленность объекта к транспортировке. 

 
Показатели стандартизации и унификации (ПСУ) характеризуют 
насыщенность объекта стандартными, унифицированными и оригинальными частями (деталями), а также уровень унификации с другими изделиями. К стандартным относятся составные части изделия, выпускаемые по 
государственным или отраслевым стандартам. Унифицированные составные части выпускают по стандартам предприятия или получают в готовом виде как комплектующие детали или сборочные единицы. 
Показатели безопасности (ПБП) характеризуют особенности конструкции объекта, обусловливающие безопасность обслуживающего персонала при его эксплуатации. 
Эргономические показатели (ЭРП) характеризуют удобство и комфорт эксплуатации конкретного изделия. 
Экологические показатели (ЭКП) характеризуют поступления в природную среду сточных вод и вредных выбросов и загрязняющих веществ в 
атмосферу, водоемы, реки и почву до количеств, не превышающих их 
предельно допустимые концентрации (ПДК). 
Эстетические показатели (ЭСП) характеризуют рациональность 
формы, целостность композиции и совершенство производственного исполнения изделия. 
Патентно-правовые показатели (ПП) характеризуют степень обновления технических решений, использованных в конкретном объекте, их патентную защиту. Основные из них – патентная защита и патентная чистота. 
 
1.2. Виды контроля продукции и услуг сервисных предприятий 
 
Технический контроль – один из важнейших элементов системы 
управления качеством продукции. Его главная цель – предотвратить выпуск 
продукции, 
не 
соответствующей 
требованиям 
нормативнотехнической документации.