УМКД Надежность. Надежность УМКД 2017 (1). Учебнометодический комплекс дисциплины Надежность технологических машин

• Название: Учебнометодический комплекс дисциплины Надежность технологических машин
• Анкор: УМКД Надежность
• Дата: 23.01.2022
• Размер: 1.75 Mb.
• Имя файла: Надежность УМКД 2017 (1).doc
• Тип: Учебно-методический комплекс; #339787
• страница: 9 из 16

3. Планирование объема испытаний. При планировании испытаний на надежность одним из основных вопросов является установление необходимого и достаточного объема испытаний. Для получения достоверных и достаточно точных результатов необходим, как показывают расчеты с применением методов математической статистики, достаточно большой объем и длительное время испытаний. Так, если известно, что отказы подчиняются нормальному и экспоненциальному законам распределения, то надо оценить необходимое число наблюдений (испытаний) для определения математического ожидания М_н (t) и среднеквадратического отклонения σ для нормального закона и математического ожидания М_э (t)= для экспоненциального закона.

При этих условиях доверительные границы определяются: для М_э и σ с помощью Х² – распределения, а для М_н – с помощью распределения Стьюдента. Такие границы, подсчитанные при доверительности 0,98, показаны на рис. 12. Из графиков видно, что при малом числе n наблюдавшихся отказов ширина доверительного интервала, которая характеризует возможное отклонение в оценке параметра распределения, велика. Действительное значение параметра может в несколько раз отличаться от полученного из опыта значения соответствующей статистической оценки. С увеличением n границы доверительного интервала постепенно суживаются. Для получения достаточно точных и достоверных оценок требуется, чтобы при испытании наблюдалось большое число отказов, что, в свою очередь, требует значительного объема испытаний, особенно при высокой надежности и объектов.

Для объектов, выполняемых в небольшом числе, подобные объемы испытаний оказываются часто неосуществимыми.

Испытания на надежность связаны с фактором времени и поэтому они могут быть различной продолжительности в зависимости от поставленной задачи.

4. Планы испытаний на надежность. ГОСТ 16504-74 предусмотрены различные планы испытания на надежность, когда при испытании N объектов они при отказах могут не заменяться либо заменяться. Прекращение испытания может производиться при достижении заданного времени испытания Т, при достижении числа отказавших объектов установленному значению r или при достижении r или Т в зависимости от того, какое из этих условий выполнено ранее.

Таким образом, возможны следующие 12 основных планов испытания (табл.2).
Таблица 2. Варианты планов испытания на надежность

Условия прекращения испытания	Планы испытаний на надежность
	Объекты U не заменяется	Объекты R заменяется	Объекты М восстанавливаются
T	N, U, T	N, R, T	N, M, TΣ
r	N, U, r	N, R, r	N, M, rΣ
r или T	N, U, (r, T)	N, R, (r, T)	N, M, (rΣ, TΣ)

При оценке продолжительности работы каждого испытываемого изделия в общем случае могут быть три типа случайных значений (реализаций) Т:

полные реализации, когда известно время t=T_i наработки изделия до отказа;

условные реализации, когда испытание прекращается при достижении t=T_ис, а отказа изделия не произошло. Здесь о сроке службы (наработке) известно лишь, что T_i > T_ис ;

неполные реализации, когда испытания прекращены через t=T_н раньше времени t=T_ис, а о его реализации можно сказать лишь, что T_i > T_н .

5. О статистических методах обработки результатов испытании. Результаты испытания на надежность при достаточном числе данных обрабатываются методами математической статистики. Характеристики надежности изделия получают по полной выборке – если известна наработка (срок службы) до отказа для всех испытываемых изделий (все реализации являются полными) или по сокращенной выборке (когда имеются полные и условные реализации). При этом в зависимости от поставленной задачи, от объема и качества статистических данных, полученных при испытании, могут применяться различные варианты статистической обработки результатов. Если нет необходимости (или возможности) в определении вида закона распределения сроков службы (наработки) до отказа, то оценивается вероятность безотказной работы изделия для фиксированного значения t=T, т.е. точечная оценка. Если построения модели отказа известен вид функции распределения f(t), то по результатам испытания определяются параметры этой функции. При неизвестном законе распределения на основании опытных данных строят гистограмму или полигон распределения и высказывается гипотеза о применимости того или иного закона распределения.

Математическая статистика дает методы проверки статистических гипотез, способы оценки параметров различных законов распределения и определения доверительных интервалов, а также решает другие вопросы, связанные с основной задачей статистики – как по частным результатам эксперимента сделать выводы об общих закономерностях, характеризующих генеральную совокупность. Для современного получения необходимой информации по надежности изделий большое значение имеют ускоренные испытания.

6. Ускоренные испытания на надежность. Актуальность ускоренных испытаний. Сокращение времени на проведение испытаний на надежность является проблемой, имеющей первостепенное значение с точки зрения экономии средств, идущих на испытания, и для сокращения сроков освоения новых изделий. Высокие требования надежности, предъявляемые к современным машинам, приводят к тому, что доведение изделия до отказа при режимах работы, соответствующих эксплуатационным, требует весьма длительных испытаний, гораздо больших, чем установленный для изделия ресурс. Если же требуются также статистические данные по наработкам до отказа, то часто организация таких испытаний становится практически неосуществимой.

При ускоренных испытаниях изделий применяются такие методы и условия их проведения, которые обеспечивают получение необходимого объема информации в более короткий срок, чем в предусмотренных условиях и режимах эксплуатации (ГОСТ 16504-74). Различают форсированные испытания, основанные на интенсификации процессов, вызывающих отказы или повреждения, и сокращенные испытания без интенсификации этих процессов.

Трудность разработки методов ускоренных испытаний заключается в том, что всякая интенсификация процессов разрушения или старения приводит к искажению истинной картины потери изделием работоспособности.

Перед исследователем всегда встает вопрос – возможно ли на основании этих искаженных данных сделать суждение о проведении изделия в нормальных условиях эксплуатации, и если да, то, как осуществить оценку надежности изделия?

Обычно положительный ответ на данный вопрос связан с объектом испытания, с его сложностью и теми задачами, которые ставятся при испытании /Л.1, Л.2. Л.4/.

Контрольные вопросы:

1. 
   Какие системы, механизмы и узлы должны подвергаться к стендовым испытаниям?
   
2. 
   Основные схемы стендов и машин для испытания на надежность.
   
3. 
   Как определить объем и планы испытаний на надежность?
   

Модуль V Задачи и пути развития диагностирования автомобилей
Лекция 11. Тема: Применение диагностики на автомобильном транспорте

1.Диагностирования автомобилей

2.Диагностирование технического состояния автомобилей за рубежом

3. Условия эффективного применения диагностики технического состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях.
1.Диагностирования автомобилей. Необходимость повышения качества и эффективности использования подвижного состава автотранспортных предприятий обусловлена большими материальными и трудовыми затратами в сфере организации технического обслуживания. Объем заявочного (текущего) ремонта автомобилей, заключающийся, как правило, в устранении отказов, из-за несвоевременного обнаружения неисправностей составляет более 50% от общего объема трудовых затрат на техническое обслуживание автомобилей. Это обусловливает низкий (до 0,7) коэффициент использования автомобильного парка, большой расход запасных частей, топлива, шин и большую потребность в рабочей силе.

Диагностирование является качественно новой, более совершенной формой контрольных работ. Оно отличается от традиционных контрольных операций, выполняемых на АТП, во-первых, объективностью и достоверностью оценки технического состояния сложных агрегатов и механизмов автомобиля, во-вторых, возможностью определения параметров их эффективности (мощности, топливной экономичности, рабочих показателей тормозов, сцепления и др.) и, в-третьих, наличием условий для оперативного управления техническим состоянием автомобилей путем оптимизации режимов контроля и сортировки индивидуальной потребности в ремонте и профилактике.

Процессы диагностирования складываются из операций определения технического состояния объекта в данный момент (собственно диагностика), определения его технического состояния в будущем (прогнозированиепределения его технического состояния в будущем ()момент ()монте и профилактике.томобилей путем оптимизацииров их эффективнос) и определения технического состояния, в котором объект находился в прошлом (ретроспекция).

Основным элементом диагностирования является первая его часть, т.е. выявление исправности объекта. Второй элемент позволяет определять периодичность диагностирования и, таким образом, гарантировать исправность объекта в предстоящем меж - контрольном пробеге. Кроме того, прогнозирование дает возможность предсказывать техническое состояние объекта в будущем, т.е. определять остаточный ресурс его работы. Третий элемент диагностирования находит применение, например, в случаях необходимости выявления причин аварийных отказов механизмов автомобиля.

Применительно к задачам, решаемым в процессе технической эксплуатации подвижного состава, под диагностированием понимают определение технического состояния данного механизма без его разборки и формирование заключения о потребности в ремонте или профилактике, которые смогут обеспечить исправность автомобиля в пределах заданного межконтрольного пробега, а также управление технологическими процессами обслуживания и ремонта автомобилей.

Развитие диагностики автомобилей было невозможно без создания достаточно совершенных технических средств диагностирования. Поэтому первый период развития диагностики был посвящен преимущественно поиску и разработке диагностических стендов, приборов и аппаратуры.

Основными средствами диагностирования, которые выпускаются отечественной промышленностью являются силовые динамометрические стенды с электротормозной или гидравлической установкой, силовые тормозные стенды, инерционные комбинированные стенды – роликовые стенды для динамической проверки переднего моста автомобиля, статика – динамические стенды, подвижные посты (мотор - тестеры) для диагностики системы зажигания и механизмов двигателей и многие другие диагностические приборы и устройства.

2. Диагностирование технического состояния автомобилей за рубежом. Основным направлением развития технической диагностики в странах дальнего зарубежья было обеспечение эксплуатационной надежности легковых автомобилей индивидуального пользования. Ряд зарубежных фирм («Andersen» - Голландия, «Roboty», «Fiat» - Италия, «Gofman» - ФРГ, «Muller Bem» - Франция, «Lacock», «Kripton» - Англия, «Sun» - США и др.выпускают многочисленные конструкции диагностических стендов и приборов.

Главными видами зарубежных диагностических средств являются: силовые и реже инерционные динамометрические стенды с беговыми барабанами и нагрузочным устройством (электродинамического типа, гидравлическим, иногда механическим) для определения мощностных и экономических показателей автомобилей; роликовые, силовые или инерционные стенды для проверки эффективности автомобильных тормозов; площадочные, роликовые, оптические или оптико-механические устройства для проверки углов установки колес; моторы – тестеры с осциллографами, стробоскопическими тахометрами и индикаторами СО и многие другие портативные приборы. В последние годы отмечается появление автоматизированных комплексов диагностирования (Bosch, Fiat), а также автоматических систем для диагностики автомобиля в комбинации с устройствами, повышающими его контролепригодность путем облегчения съема информации (установка встроенных датчиков и кабелей от них к штепсельным разъемам).

Специалисты ведущих зарубежных фирм, производящих диагностические средства, считают, что сфера технического обслуживания автомобилей резко отстает от сферы их производства, которое пользуется всеми достижениями современной науки и техники. Они рассматривают диагностирование как одно из средств сближения уровней развития этих двух сфер. Кроме того, в диагностической технике они видят средство снижения потребности в авто – механиках высокой квалификации.

Автоматизация процессов диагностирования и применение полностью автоматизированных систем диагностирования автомобилей пока еще не получили широкого распространения ввиду их высокой стоимости.

Французская фирма Рено, широко известная по поставкам средств диагностирования в страны Западной Европы, создает диагностическую технику, приспособленную для использования в качестве органической части технологического процесса технического обслуживания автомобилей.

Оценивая в общем плане состояние и перспективы развития диагностики на автомобильном транспорте за рубежом, можно отметить следующие тенденции.

В странах Западной Европы методы и средства диагностирования в большой степени сориентированы на технологическое обеспечение технического обслуживания автомобилей. В США наблюдается развитие специализированной диагностики в виде диагностических центров. Эти центры главным образом предназначены для постановки технического диагноза инспекторского характера, без прямой связи с обслуживанием и ремонтом автомобилей.

За последнее десятилетие типаж диагностического оборудования, который можно рассматривать как перспективный на ближайшие годы, не претерпел существенных изменений. Он включает традиционные стенды с беговыми барабанами для определения мощностных и тормозных качеств автомобиля, электронные моторы – тестеры, балансировочные станки, газоанализаторы и портативные приборы, унифицированные с комплексным оборудованием.

Кроме того, можно отметить большое внимание, уделяемое за рубежом повышению контролепригодности автомобилей. Фирма «Бош» и «Фиат» экспонировали устройства, облегчающие съем и обработку информации о техническом состоянии автомобилей при помощи встроенных датчиков.

3. Условия эффективного применения диагностики технического состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях. Эффективность диагностики на автомобильном транспорте зависит от наличия и совершенства технических средств, а также от правильной организации технологического взаимодействия между процессами диагностирования, технического обслуживания и ремонта автомобилей на автотранспортных предприятиях.

Диагностирование – не самостоятельный производственный процесс, а лишь эффективное средство получения и обработки информации позволяет: оптимизировать режимы регламентного контроля, оперативно сортировать потребность автомобилей в ремонте и обслуживании, проверять качество выполненного ТО и ТР, т.е. комплексно управлять техническим состоянием автомобилей. В соответствии с этим методы и средства диагностирования можно подразделить на два класса: класс обеспечения общего диагностирования и класс обеспечения поэлементного диагностирования. Как общее, так и поэлементное диагностирование может осуществляться при помощи переносных приборов, стендов, приспособленных к проведению регулировок без перемещения автомобиля, или же при помощи специализированных комплексов.

Материальной базой становления и развития диагностирования является конструкция современного автомобиля и перспектива совершенствования его эксплуатационных свойств. В свою очередь конструкция автомобиля в сфере технической эксплуатации отображается технологическими процессами его обслуживания и ремонта, т.е. процессами выполнения тех операций, без которых надежное функционирование механизмов невозможно. Частота потребности и выполнения указанных операций является случайной и конъюнктурной. Она зависит от показателей надежности, затрат на ремонт и обслуживание автомобиля.

Развитие методов и средств диагностирования – конъюнктурный процесс, ограниченный, в известный мере, рамками конструкции автомобиля.

В соответствии с этим возникает требование дальнейшего повышения эксплутационной технологичности автомобиля и, в частности, его контролепригодности (КП). Повышение КП автомобиля позволит существенно удешевить и повысить эффект диагностирования за счет средств непрерывного контроля и встроенных диагностических устройств, облегчающих съем и обработку информации.

Создание средств диагностирования применительно к перспективным автомобилям с более высокими показателями надежности, ЭТ и КП в сочетании с развитием систем автоматического управления автотранспортных производством будет основой для разработки принципиально новых средств диагностирования.

Таким образом, исчерпывающее решение проблемы диагностики на автомобильном транспорте связано с совершенствованием ЭТ и КП автомобиля, модернизацией системы ТО и созданием новейших автоматизированных средств диагностирования.

Основной предпосылкой успешного применения диагностики в сфере технического обслуживания в ремонте является соответствие процессов диагностирования технологии ТО и ремонта автомобилей, позволяющее обеспечить надежное управление режимами и качеством выполнения этих процессов.

Управляющие функции процессов и средств диагностирования носят производственный и инспекторский характер. Они основаны на: оптимизации режимов регламентного контроля; Регулировании технологических потоков обслуживаемых автомобилей путем отсортировки ремонтного фонда; Индивидуальном корректировании объемов регламентного обслуживания и ремонта; проверке качества выполненного ТО и ремонта автомобилей.

Однако не следует преувеличивать влияние диагностирования на систему ТО автомобилей. Это может привести к недооценке важности и перспективности регламентного обслуживания многих агрегатов и механизмов автомобиля, к созданию средств диагностирования без учета технологии ТО под средства диагностирования, к излишней на первом этапе специализации этих средств.

Диагностику автомобиля следует рассматривать как элемент системы, включающий в себя объект диагностирования (автомобиль), технологический комплекс операций ремонта и технического обслуживания, средства диагностирования, эксплуатационные факторы, а также человека, эксплуатирующего и восстанавливающего автомобиль.

Эффективное применение и развитие диагностики на АТП требуют дальнейшего совершенствования ее режимов, нормативных показателей, методов, средств, технологических процессов и организации, а также повышения контролепригодности автомобилей. Все это в комплексе и является содержанием теоретических основ диагностики /Л.1, Л.2. Л.3, Л.5/.