Министерство на образованието и науката на Руската федерация

Саратовски държавен технически университет

КАТО. Денисов

Основи на оперативността на техническите системи

Учебник

Одобрено от UMO на университетите на Руската федерация за образование

в областта на транспортните средства

и транспортно-технологични комплекси

като учебник за студенти,

студенти по специалности

„Услуга транспортно-технологична

машини и оборудване (автомобили

транспорт)“ и „Автомобили и автомобилостроене

икономика” области на обучение

„Експлоатация на сухопътния транспорт

и транспортна техника"

Саратов 2011 г

UDC 629.113.004.67

Рецензенти:

Катедра "Надеждност и ремонт на машини"

Саратовски държавен аграрен университет

тях. Н.И. Вавилов

Доктор на техническите науки, професор

Б.П. Загородски

Денисов А.С.

D 34 Основата на работата на техническите системи: Учебник / A.S. Денисов. - Саратов: Сарат. състояние техн. ун-т, 2011. - 334 с.

ISBN 978-5-7433-2105-6

В учебника са дадени данни за съдържанието на различни технически системи. Анализират се елементите на механиката на разрушаване на машинни детайли. Обосновани са законите на износване, разрушаване на умора, корозия, пластична деформация на части по време на работа. Разглеждат се методи за обосноваване на стандартите за осигуряване на работоспособността на машините и регулирането им според условията на работа. Закономерностите на задоволяване на нуждите от услуги се обосновават с помощта на разпоредбите на теорията на масовото обслужване.

Учебникът е предназначен за студенти от специалностите "Обслужване на транспортни и технологични машини и съоръжения (Автотранспорт)" и "Автомобили и автомобилно стопанство", като може да се използва и от служители на автосервизни, авторемонтни и автотранспортни предприятия.

UDC 629.113.004.67

© Държава Саратов

ISBN 978-5-7433-2105-6 Технически университет, 2011 г.

Денисов Александър Сергеевич -Доктор на техническите науки, професор, ръководител на катедра "Автомобили и автомобилна индустрия" на Саратовския държавен технически университет.

През 2001 г. получава научната титла професор, през 2004 г. е избран за академик на Академията по транспорт на Русия.

Научната дейност на Денисов А.С. е посветена на разработването на теоретичните основи на техническата експлоатация на превозните средства, обосноваването на системата от модели на промени в техническото състояние и показатели за ефективността на използването на превозни средства по време на работа в различни условия. Той разработи нови методи за диагностика на техническото състояние на елементите на автомобила, наблюдение и контрол на техните режими на работа. Теоретични разработки и експериментални изследвания Денисова А.С. допринесе за основаването и утвърждаването на ново научно направление в науката за надеждността на машините, което сега е известно като „Теория за формирането на ресурсоспестяващи цикли на поддръжка и ремонт на машини“.

Денисов А.С. има повече от 400 публикации, включително: 16 монографии и ръководства, 20 патента, 75 статии в централни списания. Под негово научно ръководство са подготвени и успешно защитени 3 докторски и 21 магистърски дисертации. В Саратовския държавен технически университет Денисов А.С. създава научна школа, развиваща теорията на машинното обслужване, която вече е добре позната в страната и чужбина. Награден с почетни значки „Почетен работник на транспорта на Русия“, „Почетен работник на висшето професионално образование на Руската федерация“.

ВЪВЕДЕНИЕ

Техниката (от гръцката дума techne - изкуство, умение) е съвкупност от средства за човешка дейност, създадени за осъществяване на производствените процеси и задоволяване на непроизводителните потребности на обществото. Технологията включва цялото разнообразие от създадени комплекси и продукти, машини и механизми, промишлени сгради и съоръжения, инструменти и възли, инструменти и комуникации, устройства и устройства.

Терминът "система" (от гръцки systema - цяло, съставено от части) има широк спектър от значения. В науката и техниката система е съвкупност от елементи, понятия, норми с отношения и връзки между тях, образуващи определена цялост. Под елемент на система се разбира част от нея, предназначена да изпълнява определени функции и неделима на части на дадено ниво на разглеждане.

В статията се разглежда част от техническите системи - транспортни и технологични машини. Основно внимание се обръща на автомобилите и технологичното автосервизно оборудване. За целия срок на експлоатация разходите за осигуряване на тяхната работа са от 5 до 8 пъти по-високи от разходите за производство. Основата за намаляване на тези разходи са моделите на промени в техническото състояние на машините по време на експлоатация. До 25% от авариите на техническите системи са причинени от грешки на обслужващия персонал, а до 90% от авариите в транспорта, в различни енергийни системи са резултат от погрешни действия на хората.

Действията на хората, като правило, се оправдават от решенията, които вземат, които се избират от няколко алтернативи въз основа на събраната и анализирана информация. Анализът на информацията се основава на познаване на процесите, протичащи при използване на технически системи. Ето защо при обучението на специалисти е необходимо да се изучават моделите на промени в техническото състояние на машините по време на работа и методите за осигуряване на тяхната работа.

Разработката е изготвена в съответствие с образователния стандарт по дисциплината "Основи на работата на техническите системи" за специалност 23100 - Обслужване на транспортни и технологични машини и съоръжения (автомобилен транспорт). Може да се използва и от студенти от специалност "Автомобили и автомобилно стопанство" при изучаване на дисциплината "Техническа експлоатация на автомобилите", специалност 311300 "Механизация на селското стопанство" в дисциплината "Техническа експлоатация на автомобилите".

ОСНОВНИ КОНЦЕПЦИИ В ОБЛАСТТА НА ЕФЕКТИВНОСТТА НА ТЕХНИЧЕСКИТЕ СИСТЕМИ

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http:// www. всичко най-добро. en/

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЕН ДЪРЖАВЕН БЮДЖЕТ ОБРАЗОВАНИЕ

ВИСШЕ УЧЕБНО ЗАВЕДЕНИЕ

"САМАРСКИ ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ"

Факултет кореспонденция

Катедра Транспортни процеси и технологични комплекси

КУРСОВИ ПРОЕКТ

по учебна дисциплина

"Основи на работата на техническите системи"

Завършено:

Н.Д. Циганков

Проверено:

О.М. Батищева

Самара 2017 г

РЕЗЮМЕ

Обяснителната записка съдържа: 26 печатни страници, 3 фигури, 5 таблици, 1 приложение и 7 литературни източници.

АВТОМОБИЛ, ЛАДА ГРАНТ 2190, ЗАДНО ОКАЧВАНЕ, АНАЛИЗ НА КОНСТРУКЦИЯТА НА ЕДИНИТЕ, СТРУКТУРИРАНЕ НА ФАКТОРИ, ВЛИЯЩИ НА НАМАЛЯВАНЕТО НА ЕФЕКТИВНОСТТА НА ЕДИНИТЕ, КОНЦЕПЦИЯТА ЗА ВХОДЕН КОНТРОЛ, ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ПАРАМЕТРИ НА ПРОБИТЕ, ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ПРОЦЕНТА НА ДЕФЕКТ В ПАРТИДА.

Целта на тази работа е да се изследват факторите, влияещи върху намаляването на производителността на техническите системи, както и да се получат знания за количествената оценка на брака въз основа на резултатите от входния контрол.

Завършени са работите по изучаването на теоретичния материал, както и работата с реални детайли и образци на изследваните системи. Въз основа на резултатите от входния контрол бяха изпълнени редица задачи: бяха определени законът за разпределение, процентът на брак и обемът на пробния набор от продукти, за да се осигури зададената точност на контрола.

ВЪВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ НА ФАКТОРИТЕ, ВЛИЯЩИ ВЪРХУ НАМАЛЯВАНЕТО НА ПРОИЗВОДИТЕЛНОСТТА НА ТЕХНИЧЕСКИТЕ СИСТЕМИ

1.1 Дизайн на задното окачване

1.2 Факторно структуриране

1.3 Анализ на факторите, влияещи върху задното окачване на Lada Grant 2190

1.4 Анализ на влиянието на процесите върху промяната в състоянието на елементите на задното окачване на Lada Grants

РЕЗУЛТАТИ ОТ ВХОДЕН КОНТРОЛ

2.1 Концепцията за входен контрол, основни формули

2.2 Проверете за груба грешка

2.3 Определяне на броя на интервалите чрез разделяне на контролните зададени точки

2.4 Изграждане на хистограма

2.5 Определяне на процента дефекти в партидата

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИТЕ ИЗТОЧНИЦИ

ВЪВЕДЕНИЕ

За да се управляват ефективно процесите на промяна на техническото състояние на машините и да се обосноват мерките, насочени към намаляване на интензивността на износване на машинните части, е необходимо да се определи вида на повърхностното износване във всеки конкретен случай. За целта е необходимо да се зададат следните характеристики: вид на относителното изместване на повърхностите (схема на контакта на триене); естеството на междинната среда (тип смазка или работна течност); основен износващ механизъм.

Според вида на междинната среда се разграничава износването при триене без смазка, при триене със смазка, при триене с абразивен материал. В зависимост от свойствата на материалите на частите, смазката или абразивния материал, както и от тяхното количествено съотношение в интерфейсите, по време на работа възникват различни видове повърхностни разрушения.

В реални условия на работа на машинните интерфейси се наблюдават едновременно няколко вида износване. Въпреки това, като правило, е възможно да се установи водещият тип износване, което ограничава издръжливостта на частите, и да се отдели от другите, съпътстващи видове повърхностни разрушения, които незначително влияят на работата на интерфейса. Механизмът на основния тип износване се определя чрез изследване на износени повърхности. Наблюдаване на естеството на проявлението на износване на триещи се повърхности (наличие на драскотини, пукнатини, следи от настъргване, разрушаване на оксидния филм) и познаване на свойствата на материалите на частите и смазката, както и данни за наличието и естеството на абразива, интензивността на износване и режима на работа на интерфейса, е възможно напълно да се обоснове заключението за вида на износването на интерфейса и да се разработят мерки за подобряване на издръжливостта на машината.

1. АНАЛИЗ НА ФАКТОРИТЕ, ВЛИЯЩИ НА НАМАЛЯВАНЕТО НА РАБОТАОТНОСНОКАПАЦИТЕТ НА ТЕХНИЧЕСКИ СИСТЕМИ

1.1 Дизайн на задното окачване

Окачването осигурява еластична връзка между тялото и колелата, омекотявайки ударите и ударите, когато автомобилът се движи по неравни пътища. Благодарение на присъствието му се увеличава издръжливостта на автомобила, а шофьорът и пътниците се чувстват комфортно. Окачването има положителен ефект върху стабилността и управляемостта на автомобила, неговата гладкост. На автомобил Lada Granta задното окачване повтаря дизайна на предишните поколения автомобили LADA - семейството VAZ-2108, семейството VAZ-2110, Kalina и Priora. Задното окачване на автомобила е полунезависимо, направено на еластична греда със задни рамена, винтови пружини и двойнодействащи телескопични амортисьори. Гредата на задното окачване се състои от две задни рамена, свързани с U-образна напречна греда. Такава секция осигурява на съединителя (напречната греда) по-голяма твърдост на огъване и по-малка твърдост на усукване. Конекторът позволява на лостовете да се движат един спрямо друг в малък диапазон. Лостовете са направени от тръба с променливо напречно сечение, което им придава необходимата твърдост.В задния край на всеки лост са заварени скоби за закрепване на амортисьор, заден спирачен щит и оста на главината на колелото. Отпред лостовете на гредата са завинтени към подвижните скоби на страничните елементи на тялото. Подвижността на лостовете се осигурява от гумено-метални панти (безшумни блокове), притиснати в предните краища на лостовете. Долното ухо на амортисьора е прикрепено към скобата на рамото на гредата. Амортисьорът е закрепен към тялото чрез прът с гайка. Еластичността на горните и долните връзки на амортисьора се осигурява от възглавниците на пръта и гумено-металната втулка, притисната в окото. Амортисьорният прът е покрит с гофриран корпус, който го предпазва от мръсотия и влага. В случай на повреда на окачването, ходът на амортисьора е ограничен от буфер за ход на компресия, изработен от еластична пластмаса. Пружината на окачването с долната си намотка лежи върху опорната чаша (щампована стоманена плоча, заварена към тялото на амортисьора), а с горната си намотка опира в тялото чрез гумено уплътнение. Оста на главината на задното колело е монтирана на фланеца на лоста на гредата (тя е закрепена с четири болта). Главината с притиснат в нея двуредов ролков лагер се държи на оста чрез специална гайка. Гайката има пръстеновидна втулка, която сигурно заключва гайката, като я забива в жлеба на оста. Лагерът на главината е от затворен тип и не изисква настройка и смазване по време на работа на автомобила. Пружините на задното окачване са разделени на два класа: A - по-твърди, B - по-малко твърди. Пружините клас А са маркирани с кафява боя, клас В - синя. Пружини от същия клас трябва да бъдат монтирани от дясната и лявата страна на автомобила. В предното и задното окачване са монтирани пружини от същия клас. В изключителни случаи е разрешено да се монтират пружини от клас B в задното окачване, ако в предното окачване са монтирани пружини от клас A. Монтажът на пружини от клас A на задното окачване не е разрешен, ако в предното окачване са монтирани пружини от клас B .

Фиг. 1 Задно окачване Lada Grant 2190

1.2 Факторно структуриране

По време на експлоатацията на автомобила, в резултат на въздействието върху него на редица фактори (въздействие на товари, вибрации, влага, въздушни потоци, абразивни частици при попадане на прах и мръсотия върху автомобила, температурни ефекти и др.), настъпва необратимо влошаване на техническото му състояние поради износване и повреда на частите му, както и промяна на редица техни свойства (еластичност, пластичност и др.).

Промяната в техническото състояние на автомобила се дължи на работата на неговите компоненти и механизми, влиянието на външни условия и съхранение на автомобила, както и на случайни фактори. Случайните фактори включват скрити дефекти в автомобилните части, структурно претоварване и др.

Основните постоянни причини за промени в техническото състояние на автомобила по време на неговата експлоатация са износване, пластична деформация, умора, корозия, както и физични и химични промени в материала на частите (стареене).

Износването е процесът на разрушаване и отделяне на материала от повърхностите на частите и (или) натрупването на остатъчни деформации по време на тяхното триене, което се проявява в постепенна промяна на размера и (или) формата на взаимодействащите части.

Износването е резултат от процеса на износване на частите, изразяващ се в промяна на техния размер, форма, обем и маса.

Разграничете сухото и течното триене. При сухо триене триещите се повърхности на частите взаимодействат директно една с друга (например триенето на спирачните накладки върху спирачните барабани или дискове или триенето на диска на съединителя върху маховика). Този тип триене е придружен от повишено износване на триещите се повърхности на частите. При течно (или хидродинамично) триене между триещите се повърхности на частите се създава маслен слой, който надвишава микрограпавостта на техните повърхности и не позволява техния директен контакт (например лагери на коляновия вал при стационарна работа), което драстично намалява износването на части. На практика по време на работата на повечето автомобилни механизми горните основни видове триене постоянно се редуват и преминават един в друг, образувайки междинни видове.

Основните видове износване са абразивно, окислително, уморно, ерозионно, както и износване чрез захващане, фретинг и фретинг корозия.

Абразивното износване е следствие от ефекта на рязане или надраскване на твърди абразивни частици (прах, пясък), уловени между триещите се повърхности на свързващите се части. Попадайки между триещите се части на отворени фрикционни възли (например между спирачни накладки и дискове или барабани, между листови пружини и др.), Твърдите абразивни частици рязко увеличават тяхното износване. В затворените механизми (например в коляновия механизъм на двигателя) този тип триене се проявява в много по-малка степен и е резултат от попадане на абразивни частици в смазочните материали и натрупване на продукти от износване в тях (напр. при несвоевременна подмяна на масления филтър и маслото в двигателя, при ненавременна подмяна на повредени защитни капаци и грес в шарнирните съединения и др.).

Окислителното износване възниква в резултат на излагане на триещите се повърхности на свързващите части на агресивна среда, под въздействието на които върху тях се образуват крехки оксидни филми, които се отстраняват по време на триене и откритите повърхности отново се окисляват. Такъв тип износване се наблюдава по детайлите на цилиндро-буталната група на двигателя, детайлите на хидравличните спирачни и съединителни цилиндри.

Износването от умора се състои в това, че твърдият повърхностен слой на материала на детайла става крехък в резултат на триене и циклични натоварвания и се срутва (разпада), оголвайки по-малко твърдия и износен слой, който е под него. Този тип износване възниква по каналите на търкалящите лагери, зъбите на зъбните колела и зъбните колела.

Ерозионното износване възниква в резултат на излагане на повърхностите на частите на течни и (или) газови потоци, движещи се с висока скорост, със съдържащи се в тях абразивни частици, както и електрически разряди. В зависимост от естеството на ерозионния процес и преобладаващото въздействие върху детайлите на определени частици (газ, течност, абразив) се разграничават газова, кавитационна, абразивна и електрическа ерозия.

Газовата ерозия се състои в разрушаването на материала на частта под действието на механични и топлинни ефекти на газови молекули. Газова ерозия се наблюдава по клапаните, буталните пръстени и огледалото на цилиндрите на двигателя, както и по части от изпускателната система.

Кавитационната ерозия на частите възниква, когато непрекъснатостта на потока на течността е нарушена, когато се образуват въздушни мехурчета, които, спуквайки се близо до повърхността на детайла, водят до множество хидравлични удари на течността срещу металната повърхност и нейното разрушаване. Частите на двигателя, които влизат в контакт с охлаждащата течност, са податливи на такива повреди: вътрешните кухини на охлаждащата риза на цилиндровия блок, външните повърхности на цилиндровите втулки и тръбите на охладителната система.

Електроерозионното износване се проявява в ерозионното износване на повърхностите на частите в резултат на действието на разряди по време на преминаване на електронен ток, например между електродите на запалителните свещи или контактите на прекъсвача.

Абразивната ерозия възниква, когато повърхностите на частите са механично засегнати от абразивни частици, съдържащи се в течни потоци (хидроабразивна ерозия) и (или) газ (газова ерозия) и е най-характерна за външните части на каросерията на автомобила (арки на колелата, дъно и др.) . Износването на заклинване възниква в резултат на захващане, дълбоко издърпване на материала на частите и прехвърлянето му от една повърхност на друга, което води до появата на драскотини по работните повърхности на частите, до тяхното заклинване и разрушаване. Такова износване възниква, когато възникнат локални контакти между триещи се повърхности, върху които поради прекомерни натоварвания и скорост, както и липса на смазване, се разрушава масленият филм, възниква силно нагряване и „заваряване“ на метални частици. Типичен пример е задръстване на коляновия вал и въртене на втулките в случай на неизправност на системата за смазване на двигателя. Фретинг износването е механичното износване на части в контакт с малки осцилаторни движения. Ако в същото време под въздействието на агресивна среда протичат окислителни процеси върху повърхностите на свързващите се части, тогава възниква износване по време на фретинг корозия. Такова износване може да възникне например в точките на контакт между шийките на коляновия вал и техните легла в цилиндровия блок и лагерните капачки.

Пластичните деформации и разрушаването на частите на автомобила са свързани с достигане или превишаване на границите на провлачване или якост, съответно за пластични (стомана) или крехки (чугун) материали на частите. Тези повреди обикновено са резултат от нарушение на правилата за експлоатация на автомобила (претоварване, лошо управление, както и пътнотранспортно произшествие). Понякога пластичните деформации на частите се предшестват от тяхното износване, което води до промяна на геометричните размери и намаляване на границата на безопасност на частта.

Разрушаването на частите от умора възниква при циклични натоварвания, които надвишават границата на издръжливост на метала на частта. В този случай се получава постепенно образуване и нарастване на пукнатини от умора, което води до разрушаване на детайла при определен брой цикли на натоварване. Такива повреди възникват например при пружини и полуоски при продължителна работа на превозното средство при екстремни условия (продължително претоварване, ниски или високи температури).

Корозията възниква по повърхностите на частите в резултат на химическо или електрохимично взаимодействие на материала на частта с агресивна среда, което води до окисляване (ръждясване) на метала и в резултат на това до намаляване на якостта и влошаване на качеството външен вид на частите. Солите, използвани по пътищата през зимата, както и изгорелите газове, оказват най-силно разяждащо действие върху автомобилните части. Задържането на влага върху металните повърхности силно допринася за корозията, което е особено характерно за скритите кухини и ниши.

Стареенето е промяна във физичните и химичните свойства на материалите на частите и експлоатационните материали по време на работа и по време на съхранение на автомобила или неговите части под въздействието на външната среда (нагряване или охлаждане, влажност, слънчева радиация). Така че, в резултат на стареене, каучуковите продукти губят своята еластичност и се напукват, горивата, маслата и експлоатационните течности изпитват окислителни процеси, които променят химичния им състав и водят до влошаване на експлоатационните им свойства.

Промяната в техническото състояние на автомобила е значително повлияна от условията на експлоатация: пътни условия (техническа категория на пътя, вид и качество на пътната настилка, наклони, наклони, радиуси на кривината на пътя), условия на движение (тежки градски трафик, трафик по селски пътища), климатични условия (околна температура, влажност, натоварвания от вятър, слънчева радиация), сезонни условия (прах през лятото, мръсотия и влага през есента и пролетта), агресивност на околната среда (морски въздух, сол на пътя през зимата, което увеличава корозията), както и транспортни условия (натоварване на превозни средства).

Основните мерки, които намаляват степента на износване на частите по време на работа на автомобила, са: навременен контрол и подмяна на защитните капаци, както и подмяна или почистване на филтри (въздушен, маслен, горивен), които предотвратяват навлизането на абразивни частици в триещите се повърхности на частите ; навременно и качествено извършване на закрепване, регулиране (регулиране на клапани и напрежение на веригата на двигателя, ъгли на центровка на колелата, лагери на колелата и др.) и смазване (подмяна и доливане на масло в двигателя, скоростната кутия, задния мост, подмяна и добавяне на масло към главини колела и др.) работи; своевременно възстановяване на защитното покритие на дъното на каросерията, както и инсталиране на калник, предпазващ арките на колелата.

За да се намали корозията на автомобилните части и на първо място на каросерията, е необходимо да се поддържа тяхната чистота, навременна грижа за боята и нейното възстановяване, както и да се извършва антикорозионна обработка на кухини на каросерията и други части, подложени на корозия.

Изправно е състоянието на автомобила, при което той отговаря на всички изисквания на нормативната и техническата документация. Ако автомобилът не отговаря на поне едно изискване на нормативната и техническата документация, тогава той се счита за дефектен.

Работно състояние е такова състояние на автомобила, при което той отговаря само на онези изисквания, които характеризират способността му да изпълнява определени (транспортни) функции, т.е. автомобилът е работещ, ако може да превозва пътници и товари без заплаха за безопасността на движението . Работното превозно средство може да е дефектно, например да има ниско налягане на маслото в системата за смазване на двигателя, влошен външен вид и т.н. Ако превозното средство не отговаря на поне едно от изискванията, характеризиращи способността му да извършва транспортна работа, то се счита за неработоспособно.

Преминаването на автомобила в неизправно, но работоспособно състояние се нарича повреда (нарушение на работното състояние), а в неработоспособно състояние се нарича повреда (нарушение на работното състояние). работоспособност износване деформация част

Пределното състояние на автомобила е състояние, при което по-нататъшното му използване по предназначение е неприемливо, икономически нецелесъобразно или възстановяването на неговата годност или ефективност е невъзможно или непрактично. По този начин колата преминава в гранично състояние, когато се появят непоправими нарушения на изискванията за безопасност, разходите за нейната експлоатация се увеличават неприемливо или възникне невъзстановимо излизане на технически характеристики извън допустимите граници, както и неприемливо намаляване на ефективността на работа.

Приспособимостта на автомобила да устои на процесите, възникващи в резултат на горните вредни въздействия на околната среда, когато автомобилът изпълнява функциите си, както и годността му да възстанови първоначалните си свойства, се определят и количествено определят с помощта на показатели за неговата надеждност.

Надеждността е свойството на обект, включително автомобил или негови съставни части, да поддържа във времето в установените граници стойността на всички параметри, характеризиращи способността да изпълнява необходимите функции при определени режими и условия на използване, поддръжка, ремонт, съхранение и транспорт. Надеждността като свойство характеризира и позволява да се определи количествено, първо, текущото техническо състояние на превозното средство и неговите компоненти, и второ, колко бързо се променя тяхното техническо състояние при работа при определени експлоатационни условия.

Надеждността е комплексно свойство на автомобила и неговите компоненти и включва свойствата на надеждност, издръжливост, поддръжка и съхранение.

1.3 Анализ на факторите, влияещи върху задното окачване на Lada Grant 2190

Помислете за факторите, които влияят върху намаляването на производителността на автомобила.

Неизправности и повреди могат да бъдат с всяка кола, особено по отношение на окачването. Това се дължи на факта, че окачването толерира постоянни вибрации по време на движение, омекотява ударите и поема цялото тегло на автомобила, включително пътниците и багажа, върху себе си. Въз основа на това, Grant в лифтбек каросерията е по-податлив на счупване от седана, тъй като лифтбек каросерията има по-голямо багажно отделение, проектирано за по-голямо тегло. Първият най-често срещан проблем е наличието на чукане или външен шум. В този случай е необходимо да проверите амортисьорите, тъй като те трябва да бъдат сменени своевременно и често могат да се повредят. Също така причината може да е не напълно затегнати монтажни болтове на амортисьора. Също така, при силен удар, не само втулките, но и самите стелажи могат да бъдат повредени. Тогава ремонтът ще бъде по-сериозен и скъп. Последната причина за почукване на окачването може да е счупена пружина (Фиг. 2) В допълнение към почукването, трябва да проверите механизма на окачването за капки. Ако се открият такива следи, това може да означава само едно нещо - неизправност на амортисьорите. Ако цялата течност изтече и амортисьорът изсъхне, тогава когато удари дупката, окачването ще окаже слабо съпротивление и вибрациите от удара ще бъдат много силни. Решението на този проблем е съвсем просто - сменете износения елемент. Последната неизправност, която се случва на Гранта, е при спиране или ускоряване, колата води настрани. Това показва, че от тази страна един или два амортисьора са износени и увисват малко повече от останалите. Поради това тялото е с наднормено тегло.

1.4 Анализ на влиянието на процесите върху промяната в състоянието на елементите на задното окачване на Lada Grants

За да се предотвратят инциденти на пътя, е необходимо навреме да се диагностицира автомобилът като цяло и по-специално критичните компоненти. Най-доброто и квалифицирано място за намиране на дефектно задно окачване е автосервиз. Можете също така сами да оцените техническото състояние на окачването, докато автомобилът се движи. Когато шофирате с ниска скорост по неравни пътища, окачването трябва да работи без удари, скърцане и други външни звуци. След преминаване през препятствие автомобилът не трябва да се люлее.

Проверката на окачването е най-добре да се комбинира с проверка на състоянието на гумите и лагерите на колелата. Едностранното износване на протектора на гумата показва деформация на гредата на задното окачване.

В този раздел бяха разгледани и анализирани факторите, влияещи върху намаляването на производителността на превозното средство. Влиянието на факторите води до загуба на производителност на агрегата и автомобила като цяло, така че е необходимо да се вземат превантивни мерки за намаляване на факторите. В крайна сметка абразивното износване е следствие от ефекта на рязане или надраскване на твърди абразивни частици (прах, пясък), уловени между триещите се повърхности на свързващите се части. Попадайки между триещите се части на отворените фрикционни възли, твърдите абразивни частици рязко увеличават тяхното износване.

Също така, за да предотвратите повреда и да увеличите живота на задното окачване, трябва стриктно да спазвате правилата за работа на автомобила, като избягвате работата му в екстремни условия и с претоварване, това ще удължи живота на критичните части.

2. КОЛИЧЕСТВЕНА ОЦЕНКА НА БРАКИТЕ В ПАРЦИИТЕ НА РдРЕЗУЛТАТИ ОТ ВХОДЕН КОНТРОЛ

2.1 Концепцията за входен контрол, основни формули

Контролът на качеството се отнася до проверката на съответствието на количествените или качествените характеристики на продукт или процес, от които зависи качеството на продукта, с установените технически изисквания.

Контролът на качеството на продукта е неразделна част от производствения процес и е насочен към проверка на надеждността в процеса на неговото производство, потребление или експлоатация.

Същността на контрола на качеството на продукта в предприятието е да се получи информация за състоянието на обекта и да се сравнят получените резултати с установените изисквания, записани в чертежи, стандарти, договори за доставка, технически спецификации.

Контролът включва проверка на продуктите в самото начало на производствения процес и по време на периода на оперативна поддръжка, осигуряване, в случай на отклонение от регламентираните изисквания за качество, приемането на коригиращи мерки, насочени към производството на продукти с добро качество, правилна поддръжка по време експлоатация и пълно задоволяване на изискванията на клиента.

Входящият контрол на качеството на продукта трябва да се разбира като контрол на качеството на продуктите, предназначени за използване при производството, ремонта или експлоатацията на продукти.

Основните задачи на входния контрол могат да бъдат:

Получаване с висока достоверност на оценка за качеството на представените за контрол продукти;

Осигуряване на недвусмисленост на взаимното признаване на резултатите от оценката на качеството на продукта, извършена по едни и същи методи и по същите планове за контрол;

Установяване на съответствието на качеството на продуктите с установените изисквания с цел своевременно предявяване на претенции към доставчиците, както и за оперативна работа с доставчиците за осигуряване на необходимото ниво на качество на продуктите;

Предотвратяване на пускането в производство или ремонт на продукти, които не отговарят на установените изисквания, както и протоколи за разрешаване в съответствие с GOST 2.124.

Контролът на качеството е една от основните функции в процеса на управление на качеството. Това е и най-обемната функция от гледна точка на приложни методи, която е обект на голям брой трудове в различни области на знанието. Стойността на контрола се крие във факта, че ви позволява да откриете грешките навреме, така че да можете бързо да ги коригирате с минимални загуби.

Входящият контрол на качеството на продукта се отнася до контрола на продуктите, получени от потребителя и предназначени за използване при производството, ремонта или експлоатацията на продукти.

Основната му цел е да изключи дефекти и съответствие на продуктите с установените стойности.

При провеждане на входящ контрол се използват алтернативни планове и процедури за провеждане на статистически контрол на приемане на качеството на продукта.

Методите и средствата, използвани при входящия контрол, се избират, като се вземат предвид изискванията за точност на измерване на качествените показатели на контролираните продукти. Отделите за материално-техническо снабдяване, външно сътрудничество, заедно с отдела за технически контрол, технически и правни услуги, формират изискванията за качеството и асортимента на продуктите, доставяни по договори с предприятия доставчици.

За всеки произволно избран продукт е невъзможно да се определи предварително дали ще бъде надежден. От двата двигателя от една и съща марка скоро може да възникнат повреди в единия, а вторият ще може да се използва дълго време.

В тази част на курсовия проект ще определим количествената оценка на брака в партидата въз основа на резултатите от входния контрол с помощта на електронна таблица Microsoft Excel. Дадена е таблица със стойностите на времето до първата повреда поради пускането на Lada Grant 2190 (Таблица 1), тази таблица ще бъде първоначалните данни за изчисляване на процента на отхвърляне и обема на пробния брой продукти.

Таблица 2 Време до първия отказ

2.2 Проверка за груба грешка

Груба грешка (пропускане) - това е грешката на резултата от едно измерване, включено в серия от измервания, която при дадени условия се различава рязко от останалите резултати от тази серия. Източникът на груби грешки може да бъде резки промени в условията на измерване и грешки, направени от изследователя. Те включват повреда на уреда или удар, неправилно отчитане на скалата на измервателния уред, неправилно записване на резултата от наблюдението, хаотични промени в параметрите на захранващото напрежение на измервателния уред и др. Пропуските веднага се виждат сред получените резултати, т.к. те са много различни от другите ценности. Наличието на пропуск може значително да изкриви резултата от експеримента. Но необмисленото отхвърляне на измервания, които са рязко различни от другите резултати, също може да доведе до значително изкривяване на измервателните характеристики. Следователно, първоначалната обработка на експерименталните данни препоръчва всеки набор от измервания да бъде проверен за наличие на груби пропуски, като се използва статистическият тест "три сигма".

Критерият "три сигма" се прилага към резултатите от измерванията, разпределени по нормалния закон. Този критерий е надежден за броя на измерванията n>20…50. Средната аритметична стойност и стандартното отклонение се изчисляват, без да се вземат предвид екстремни (подозрителни) стойности. В този случай резултатът е груба грешка (пропуск), ако разликата надвишава 3y.

Минималните и максималните стойности на пробата се проверяват за груба грешка.

В този случай трябва да се отхвърлят всички резултати от измерванията, чиито отклонения от средната аритметична стойност надвишават 3 , а преценката за дисперсията на генералната съвкупност се прави на базата на останалите резултати от измерването.

Метод 3 показа, че минималната и максималната стойност на изходните данни не е груба грешка.

2.3 Определяне на броя на интервалите чрез разделяне на задачанконтролни стойности

От съществено значение за изграждането на хистограма е да се избере оптималното разпределение, тъй като с увеличаването на интервалите детайлността на оценката на плътността на разпределението намалява, а с намаляването на интервала точността на стойността му намалява. За да изберете оптималния брой интервали нЧесто се прилага правилото на Sturges.

Правилото на Sturges е емпирично правило за определяне на оптималния брой интервали, на които се разделя наблюдаваният обхват на вариация на случайна променлива, когато се конструира хистограма на нейната плътност на разпределение. Кръстен на американския статистик Хърбърт Стърджис.

Получената стойност се закръгля нагоре до най-близкото цяло число (Таблица 3).

Разбиването на интервали става по следния начин:

Долната граница (n.g.) се определя като:

Таблица 3 Интервална таблица

Средна стойност мин
Средна стойност макс
За МАКС ЗА МИН
дисперсия
ЗА За МИН
дисперсия
Груба грешка 3? (мин)
Груба грешка 3? (макс.)
Брой интервали
Дължина на интервала

Горната граница (b.g.) се определя като:

Следващата долна граница ще бъде равна на горния предишен интервал.

Номерът на интервала, стойностите на горната и долната граница са посочени в таблица 4.

Таблица 4 Таблица за дефиниране на граници

Номер на интервала

2.4 Изграждане на хистограма

За да се изгради хистограма, е необходимо да се изчисли средната стойност на интервалите и тяхната средна вероятност. Средната стойност на интервала се изчислява като:

Стойностите на средните стойности на интервала и вероятността са представени в таблица 5. Хистограмата е показана на фигура 3.

Таблица 5 Таблица на средните стойности и вероятностите

Средна точка на интервал	Броят на резултатите от входния контрол, които попадат в тези граници	Вероятност

Фиг.3 Хистограма

2.5 Определяне на процента дефекти в партидата

Дефект е всяко отделно несъответствие на продукт с установените изисквания, като продукт, който има поне един дефект, се нарича дефектен ( брак, дефектни продукти). Продуктите без дефекти се считат за добри.

Наличието на дефект означава, че действителната стойност на параметъра (напр. Лд) не съответства на определената нормализирана стойност на параметъра. Следователно условието за липса на брак се определя от следното неравенство:

дмин? Лд? дмакс,

Където дмин., д max - най-малката и най-голямата максимално допустими стойности на параметъра, определящи неговия толеранс.
Списъкът, типът и максимално допустимите стойности на параметрите, характеризиращи дефектите, се определят от показателите за качество на продукта и данните, дадени в нормативната и техническата документация на предприятието за произвежданите продукти.

Разграничете поправим производствен дефектИ краен производствен дефект. Коригируемите продукти включват продукти, които са технически възможни и икономически осъществими за коригиране в условията на производственото предприятие; до крайния - продукти с дефекти, чието отстраняване е технически невъзможно или икономически неизгодно. Такива продукти подлежат на изхвърляне като производствени отпадъци или се продават от производителя на цена, значително по-ниска от същата стока без дефекти ( намалени стоки).

Към момента на откриване може да има производствен дефект на продукт вътрешни(идентифицирани на етапа на производство или в склада на фабриката) и външен(открит от купувача или друго лице, използващо този продукт, дефектен продукт).

По време на работа параметрите, характеризиращи производителността на системата, се променят от първоначалните (номинални) г n до границата гн. Ако стойността на параметъра е по-голяма или равна на г, тогава продуктът се счита за дефектен.

Граничната стойност на параметъра за възли, които осигуряват пътна безопасност, се приема при стойност на вероятност b = 15%, а за всички останали възли и възли при b = 5%.

Задното окачване е отговорно за безопасността на пътя, така че вероятността b = 15%.

При b = 15%, граничната стойност е 16,5431, всички продукти с измерен параметър, равен или по-висок от тази стойност, ще се считат за дефектни

Така във втория раздел на курсовия проект граничната стойност на контролирания параметър беше определена въз основа на грешката от първи вид.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В първия раздел на курсовия проект бяха разгледани и анализирани факторите, влияещи върху намаляването на производителността на автомобила. Факторите, които пряко влияят върху избрания възел - сферичната става, също бяха взети под внимание. Влиянието на факторите води до загуба на производителност на агрегата и автомобила като цяло, така че е необходимо да се вземат превантивни мерки за намаляване на факторите. В крайна сметка абразивното износване е следствие от ефекта на рязане или надраскване на твърди абразивни частици (прах, пясък), уловени между триещите се повърхности на свързващите се части. Попадайки между триещите се части на отворените фрикционни възли, твърдите абразивни частици рязко увеличават тяхното износване.

Също така, за да предотвратите повреда и да увеличите живота на задното окачване, трябва стриктно да спазвате правилата за работа на автомобила, като избягвате работата му в екстремни условия и с претоварване, това ще удължи живота на критичните части.

Във втория раздел на курсовия проект граничната стойност на контролирания параметър беше определена въз основа на грешката от първи вид.

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИТЕ ИЗТОЧНИЦИ

1. Колекция от технологични инструкции за поддръжка и ремонт на автомобила Lada Grant JSC "Avtovaz", 2011 г., Толиати

2. Авдеев М.В. и др. Технология на ремонт на машини и съоръжения. - М.: Агропромиздат, 2007.

3. Бортс А.Д., Закин Я.Х., Иванов Ю.В. Диагностика на техническото състояние на автомобила. М.: Транспорт, 2008. 159 с.

4. Грибков В.М., Карпекин П.А. Ръководство за оборудване за автомобили TO и TR. М.: Росселхозиздат, 2008. 223 с.

Хоствано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Срокът на експлоатация на промишленото оборудване се определя от износването на частите, промените в размера, формата, масата или състоянието на техните повърхности поради износване, т.е. остатъчна деформация от действащи натоварвания, поради разрушаването на горния слой по време на триене.

резюме, добавено на 07/07/2008


Износване на машинни части по време на работа. Описание на условията на работа на фрикционния възел на търкалящите лагери. Основните видове износване и повърхностни форми на износените части. Залепване на повърхността на релсите и търкалящите се тела под формата на дълбоки драскотини.

тест, добавен на 18.10.2012 г


Износване поради сухо триене, гранично смазване. Абразивно, окислително и корозивно износване. Причини за отрицателното въздействие на разтворения въздух и вода върху работата на хидравличните системи. Механизмът за намаляване на издръжливостта на стоманата.

тест, добавен на 27.12.2016 г


Индикатори за надеждност на системата. Класификация на отказите на комплекс от технически средства. Вероятността за възстановяване на работното им състояние. Анализ на условията на работа на автоматични системи. Методи за повишаване на тяхната надеждност при проектиране и експлоатация.

резюме, добавено на 02.04.2015 г


Концепцията и основните етапи на жизнения цикъл на техническите системи, средства за осигуряване на тяхната надеждност и безопасност. Организационни и технически мерки за повишаване на надеждността. Диагностика на нарушения и извънредни ситуации, тяхното предотвратяване и значение.

презентация, добавена на 01/03/2014


Закономерности на съществуване и развитие на технически системи. Основни принципи на използване на аналогия. Теория за решаване на изобретателски проблеми. Намиране на идеалното решение на технически проблем, правилата за идеалност на системите. Принципи на анализа на су-полето.

курсова работа, добавена на 12/01/2015


Динамика на работните среди в устройства за управление и елементи на системи за хидравлично пневматично задвижване, число на Рейнолдс. Ограничител на потока на течността. Ламинарно движение на течности в специални технически системи. Хидропневматични задвижвания на технически системи.

курсова работа, добавена на 24.06.2015 г


Основните количествени показатели за надеждността на техническите системи. Методи за подобряване на надеждността. Изчисляване на блоковата схема на надеждността на системата. Изчисление за система с повишена надеждност на елементите. Изчисление за система със структурно резервиране.

курсова работа, добавена на 12/01/2014


Базиране на механизмите за решаване на изобретателски проблеми на законите за развитие на техническите системи. Законът за пълнотата на частите на системата и координацията на техния ритъм. Енергопроводимост на системата, повишаване на степента на нейната идеалност, преход от макро към микро ниво.

курсова работа, добавена на 09.01.2013 г


Надеждност на машините и критерии за работа. Опън, компресия, усукване. Физични и механични характеристики на материала. Механично предаване на въртеливото движение. Същността на теорията за взаимозаменяемостта, търкалящите лагери. Строителни материали.

"КУРС НА ЛЕКЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНАТА "ОСНОВИ НА РАБОТОСПОСОБНОСТТА НА ТЕХНИЧЕСКИ СИСТЕМИ" 1. Основни положения и зависимости на надеждността. Общи зависимости..."

ХОД НА ЛЕКЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНАТА

„ОСНОВИ НА ИЗПЪЛНЕНИЕТО НА ТЕХНИЧЕСКИ

1. Основни положения и зависимости на надеждността

Общи зависимости

Предопределя значителна дисперсия на основните параметри на надеждност

необходимостта да се разглежда във вероятностен аспект.

Както беше показано по-горе с примера на характеристиките на разпределението,

Параметрите за надеждност се използват в статистическата интерпретация за оценка на състоянието и във вероятностната интерпретация за прогнозиране. Първите се изразяват в дискретни числа, те се наричат ​​оценки в теорията на вероятностите и математическата теория на надеждността. При достатъчно голям брой тестове те се приемат за истински характеристики на надеждност.

Разгледайте тестовете или работата на значителен брой N елементи, извършени за оценка на надеждността по време на време t (или работно време в други единици). Нека до края на теста или експлоатационния живот ще има Np работещи (неотказни) елементи и n неуспешни.

Тогава относителният брой повреди Q(t) = n / N.

Ако тестът се проведе като извадка, тогава Q(t) може да се разглежда като статистическа оценка на вероятността от неуспех или, ако N е достатъчно голям, като вероятност от неуспех.

В бъдеще, в случаите, когато е необходимо да се подчертае разликата между оценката на вероятността и истинската стойност на вероятността, оценката ще бъде допълнително оборудвана със звездичка, по-специално Q*(t) Вероятността за безотказна работа се оценява чрез относителния брой работещи елементи P(t) = Np/N = 1 n/N) Тъй като времето за работа и повредата са взаимно противоположни събития, сумата от техните вероятности е равна на 1:

P(t)) + Q(t) = 1.

Същото следва и от горните зависимости.

При t=0 n = 0, Q(t)=0 и Р(t)=1.

За t= n=N, Q(t)=1 и P(t)= 0.

Времевото разпределение на отказите се характеризира с функцията на плътността на разпределението f(t) на времето до отказ. В () () статистическата интерпретация на f(t), във вероятностната интерпретация. Тук = n и Q са нарастването на броя на повредените обекти и съответно вероятността от откази за време t.

Вероятностите за откази и безпроблемна работа във функцията на плътност f(t) се изразяват чрез зависимостите Q(t) = (); при t = Q(t) = () = 1 P(t) = 1 – Q(t) = 1 - () = 0 () Честота на повреда o в (t) за разлика от съотношението на плътност на разпределение

–  –  –

Нека разгледаме надеждността на най-простия конструктивен модел на система от последователно свързани елементи (фиг. 1.2), който е най-типичен за машиностроенето, при който отказът на всеки елемент причинява отказ на системата, а отказите от елементите се приемат за независими.

P1(t) P2(t) P3(t)

–  –  –

Р (t) = e(1 t1 + 2 t2) Тази зависимост следва от теоремата за умножение на вероятностите.

За да се определи степента на отказ въз основа на експерименти, средното време до отказ се оценява mt = където N е общият брой наблюдения. Тогава = 1/.

След това, като се вземе логаритъмът на израза за вероятността за безотказна работа: lgР(t) =

T lg e \u003d - 0,343 t, заключаваме, че тангенса на ъгъла на правата линия, прекарана през експерименталните точки, е tg \u003d 0,343, откъдето \u003d 2,3tg С този метод не е необходимо да завършите тестването на всички мостри.

За системата Рst (t) = e it. Ако 1 \u003d 2 \u003d ... \u003d n, тогава Рst (t) \u003d enit. По този начин вероятността за безотказна работа на система, състояща се от елементи с вероятност за безотказна работа според експоненциалния закон, също се подчинява на експоненциалния закон и се добавят нивата на отказ на отделните елементи. С помощта на закона за експоненциално разпределение е лесно да се определи средният брой продукти i, които ще се повредят до даден момент от времето, и средният брой продукти Np, които ще останат работещи. При t0.1n Nt; Np N(1 - t).

–  –  –

Кривата на плътност на разпределението е по-остра и по-висока, колкото по-малко е S. Тя започва от t = - и се простира до t = + ;

–  –  –

Операциите с нормално разпределение са по-прости, отколкото с други, така че често се заменят с други разпределения. За малки коефициенти на вариация S/m t нормалното разпределение замества добре биномното, Поасоновото и логнормалното разпределение.

Математическото очакване и дисперсията на състава са съответно m u = m x + m y + m z ; S2u = S2x + S2y + S2z където t x, t y, m z - математически очаквания на случайни променливи;

1.5104 4104 Решение. Намерете квантила нагоре = = - 2,5; според таблицата определяме, че P (t) = 0,9938.

Разпределението се характеризира със следната функция на вероятността за безотказна работа (фиг. 1.8) Р(t) = 0

–  –  –

Комбинирано действие на внезапни и постепенни откази Вероятността за безотказна работа на продукта за период t, ако преди това е работил за време T, съгласно теоремата за умножение на вероятностите е P(t) = Pv(t)Pn(t ), където Pv(t)=et и Pn(t)=Pn(T+t)/Pn(T) - вероятности за липса на внезапни и съответно постепенни повреди.

–  –  –

–  –  –

2. Надеждност на системите Обща информация Надеждността на повечето продукти в технологията трябва да се определи, когато се разглеждат като системи.Комплексните системи се разделят на подсистеми.

От гледна точка на надеждността системите могат да бъдат последователни, паралелни и комбинирани.

Най-очевидният пример за последователни системи са автоматичните машинни линии без резервни вериги и задвижвания. Те приемат името буквално. Въпреки това, понятието "последователна система" в проблемите на надеждността е по-широко от обикновено. Тези системи включват всички системи, при които отказът на даден елемент води до отказ на системата. Например, една лагерна система с механична трансмисия се счита за последователна, въпреки че лагерите на всеки вал работят паралелно.

Примери за паралелни системи са захранващи системи на електрически машини, работещи в обща мрежа, многодвигателни самолети, кораби с две машини и резервни системи.

Примери за комбинирани системи са системи с частично резервиране.

Много системи се състоят от елементи, отказите на всеки от които могат да се считат за независими. Такова разглеждане се използва широко за оперативни повреди и понякога, като първо приближение, за параметрични повреди.

Системите могат да включват елементи, чиито промени в параметрите определят повредата на системата като цяло или дори засягат работата на други елементи. Тази група включва по-голямата част от системите, когато те се разглеждат точно от гледна точка на параметрични повреди. Например повредата на прецизни металорежещи машини според параметричния критерий - загуба на точност - се определя от кумулативната промяна в точността на отделните елементи: шпинделен възел, водачи и др.

В система с паралелно свързване на елементи е от интерес да се знае вероятността за безотказна работа на цялата система, т.е. на всички нейни елементи (или подсистеми), система без един, без два и т.н. елемента в границите на работоспособността на системата, дори и със силно намалена производителност.

Например самолет с четири двигателя може да продължи да лети след повреда на два двигателя.

Работоспособността на система от еднакви елементи се определя с помощта на биномиалното разпределение.

Разглежда се биномът m, където експонентата m е равна на общия брой елементи, работещи паралелно; P (t) и Q (t) - вероятността за безотказна работа и съответно повредата на всеки от елементите.

Записваме резултатите от разлагането на биноми с показатели съответно 2, 3 и 4 за системи с два, три и четири елемента, работещи паралелно:

(P + Q)2 = P2 -\- 2PQ + Q2 = 1;

(P + Q)2 = P3 + 3P2Q + 3PQ2 + Q3 = 1;

(P + Q)4 = P4 + 4P3Q + 6P2Q2 + 4PQ3 + Q4 = 1.

В тях първите членове изразяват вероятността за безотказна работа на всички елементи, вторият - вероятността за повреда на един елемент и безотказната работа на останалите, първите два члена - вероятността за повреда на не повече от един елемент (няма повреда или повреда на един елемент) и т.н. Последният член изразява вероятността за повреда на всички елементи.

По-долу са дадени удобни формули за технически изчисления на паралелни резервирани системи.

Надеждността на система от последователно свързани елементи, подчинени на разпределението на Вейбул Р1(t)= и P2(t) = също се подчинява на разпределението на Вейбул Р(t) = 0, където параметрите m и t са доста сложни функции на аргументите m1, m2, t01 и t02.

По метода на статистическото моделиране (Монте Карло) на компютър са изградени графики за практически изчисления. Графиките позволяват да се определи средният ресурс (до първата повреда) на двуелементна система като част от средния ресурс на елемент с по-голяма издръжливост и коефициентът на вариация за системата в зависимост от съотношението на средните ресурси и коефициенти на вариация на елементите.

За система от три или повече елемента можете да използвате графиките последователно и е удобно да ги използвате за елементи във възходящ ред на средния им ресурс.

Оказа се, че при обичайните стойности на коефициентите на вариация на ресурсните елементи = 0,2 ... 0,8, няма нужда да се вземат предвид тези елементи, чийто среден ресурс е пет пъти или повече по-висок от средния ресурс на най-малко издръжливият елемент. Оказа се също, че в многоелементните системи, дори ако средните ресурси на елементите са близки един до друг, не е необходимо да се вземат предвид всички елементи. По-специално, с коефициенти на вариация на ресурса на елементи от 0,4, не могат да се вземат предвид повече от пет елемента.

Тези разпоредби са до голяма степен разширени за системи, обект на други близки дистрибуции.

Надеждност на последователна система с нормално разпределение на натоварването върху системите Ако разпределението на натоварването върху системите е незначително и носещите способности на елементите са независими един от друг, тогава повредите на елементите са статистически независими и следователно вероятността Р (RF0) на безотказната работа на последователната система с носеща способност R при натоварване F0 е равна на произведението на вероятностите за безотказна работа на елементите:

P(RF0)= (Rj F0)=, (2.1) където Р(Rj F0) е вероятността за безотказна работа на j-тия елемент под товар F0; n е броят на елементите в системата; FRj(F0) - функция на разпределение на носимоспособността на j-тия елемент със стойност на случайната величина Rj, равна на F0.

В повечето случаи натоварването има значително разсейване в системите, например универсалните машини (машини, автомобили и др.) Могат да работят при различни условия. Когато натоварването се разсейва между системите, оценката на вероятността за безотказна работа на системата Р(R F) в общия случай трябва да се намери с помощта на формулата за обща вероятност, разделяйки обхвата на разсейване на натоварването на интервали F, намирайки за всеки интервал на натоварване е произведението на вероятността за безотказна работа Р(Rj Fi) за j-тия елемент при фиксирано натоварване върху вероятността на това натоварване f(Fi)F и след това, сумирайки тези продукти за всички интервали, Р(R F) = f (Fi)Fn P(Rj Fi) или, преминавайки към интегриране, Р(R F) = () , (2.2) където f(F) - плътност на разпределение на товара; FRj(F) - функция на разпределение на носимоспособността на j-тия елемент със стойността на носимоспособността Rj = F.

Изчисленията по формула (2.2) обикновено са трудоемки, тъй като включват числено интегриране и следователно за големи n са възможни само на компютър.

За да не се изчислява P(R F) по формула (2.2), на практика вероятността за безотказна работа на системите P(R Fmax) често се оценява при максимално възможното натоварване Fmax. Вземете по-специално Fmax=mF (l + 3F), където mF е очакваното натоварване и F е неговият коефициент на вариация. Тази стойност Fmax съответства на най-голямата стойност на нормално разпределена случайна променлива F за интервал, равен на шест стандартни отклонения на товара. Този метод за оценка на надеждността значително подценява изчисления показател за надеждност на системата.

По-долу предлагаме доста точен метод за опростена оценка на надеждността на последователна система за случай на нормално разпределение на натоварването между системите. Идеята на метода е да се апроксимира законът за разпределение на носимоспособността на системата чрез нормално разпределение, така че нормалният закон да е близък до истинския в диапазона на намалените стойности на носимоспособността на система, тъй като именно тези стойности определят стойността на индекса за надеждност на системата.

Сравнителните изчисления на компютър по формула (2.2) (точно решение) и предложеният опростен метод, даден по-долу, показаха, че неговата точност е достатъчна за инженерни изчисления на надеждността на системи, при които коефициентът на вариация на носещата способност не е надвишава 0,1 ... 0,15 , а броят на системните елементи не надвишава 10...15.

Самият метод е следният:

1. Задайте две стойности FA и FB на фиксирани товари. По формула (3.1) се изчисляват вероятностите за безотказна работа на системата при тези натоварвания. Натоварванията са избрани така, че при оценка на надеждността на системата вероятността за безотказна работа на системата да е в рамките на P(RFA)=0,45...0,60 и P(RFA) = 0,95...0,99, т.е. ще покрие интересуващия ни интервал.

Приблизителните стойности на натоварването могат да бъдат взети близки до стойностите FA (1+F)mF, FB(1+ F)mF,

2. Според табл. 1.1 намерете квантилите на нормалното разпределение upA и upB, съответстващи на намерените вероятности.

3. Законът за разпределение на носимоспособността на системата се апроксимира чрез нормално разпределение с параметрите на математическото очакване mR и коефициента на вариация R. Нека SR е стандартното отклонение на апроксимиращото разпределение. Тогава mR - FA + upASR = 0 и mR - FB + upBSR = 0.

От горните изрази получаваме изрази за mR и R = SR/mR:

R = ; (2.4)

4. Вероятността за безотказна работа на системата Р (R F) за случай на нормално разпределение на натоварването F върху системи с параметрите на математическото очакване m F и коефициента на вариация R се намира по обичайния начин от квантила на нормалното разпределение нагоре. Квантилът ip се изчислява с помощта на формула, която отразява факта, че разликата между две нормално разпределени случайни променливи (носещата способност на системата и натоварването) обикновено се разпределя с математическо очакване, равно на разликата между техните математически очаквания и корена среден квадрат, равен на корена на сумата от квадратите на техните стандартни отклонения:

up = ()2 + където n=m R /m F - условна граница на безопасност за средните стойности на носещата способност и натоварване.

Нека използваме горния метод с примери.

Пример 1. Необходимо е да се оцени вероятността за безотказна работа на едностепенна скоростна кутия, ако е известно следното.

Условните граници на безопасност за средните стойности на носещата способност и натоварване са: предавка 1 =1,5; лагери на входния вал 2 = 3 = 1,4; лагери на изходящия вал 4 = 5 = 1,6, изходящи и входни валове 6 = 7 = 2,0. Това съответства на математическите очаквания на носимоспособността на елементите 1 = 1,5; 2 3 \u003d 1,4; 4 \u003d 5 \u003d 1,6;

6=7=2. Често в скоростни кутии n 6 и n7 и съответно mR6 и mR7 са много по-големи. Уточнява се, че носещите способности на трансмисията, лагерите и валовете се разпределят нормално с еднакви коефициенти на вариация 1 = 2 = ...= 7 = 0,1, а натоварването върху скоростните кутии също се разпределя нормално с коефициент на вариация = 0,1.

Решение. Задаваме товарите FA и FB. Приемаме FA = 1.3, FB = 1.1mF, като приемем, че тези стойности ще дадат близки до изискваните стойности на вероятностите за безотказна работа на системите при фиксирани натоварвания P (R FA) и P (R FB) .

Изчисляваме квантилите на нормалното разпределение на всички елементи, съответстващи на техните вероятности за безотказна работа при натоварвания FA и FB:

1 1,3 1,5 1 = = = - 1,34;

–  –  –

Според таблицата намираме търсената вероятност, съответстваща на получения квантил: (F) = 0,965.

Пример 2. За условията на примера, разгледан по-горе, нека намерим вероятността за работа без повреда на скоростната кутия при максимално натоварване в съответствие с методологията, използвана по-рано за практически изчисления.

Приемаме максималното натоварване Fmax \u003d tp (1 + 3F) \u003d mF (1 + 3 * 0.1) \u003d 1.3mF.

Решение. При това натоварване изчисляваме квантилите на нормалното разпределение на вероятностите за безотказна работа на елементите 1 = - 1,333; 2=3=-0,714;

4 = 5 = - 1,875; 8 = 7 = - 3,5.

Според таблицата намираме вероятностите, съответстващи на квантилите Р1 (R Fmax) = 0.9087;

P2(R Fmax) = P3(R Fmax) = 0,7624; P4(R Fmax) = P5(R Fmax) = 0,9695;

P6(RFmax)=P7(RFmax)=0,9998.

Вероятността за безотказна работа на скоростната кутия при натоварване Pmax се изчислява по формула (2.1). Получаваме P (P ^ Pmax) = 0,496.

Сравнявайки резултатите от решаването на два примера, виждаме, че първото решение дава оценка на надеждността, която е много по-близка до реалната и по-висока, отколкото във втория пример. Действителната стойност на вероятността, изчислена на компютър по формулата (2.2), е 0,9774.

Оценка на надеждността на система от верижен тип Носеща способност на системата. Често последователните системи се състоят от едни и същи елементи (товарна или задвижваща верига, зъбно колело, в което елементите са връзки, зъби и др.). Ако товарът е разпръснат между системите, тогава може да се получи приблизителна оценка на надеждността на системата по общия метод, описан в предходните параграфи. По-долу предлагаме по-точен и по-прост метод за оценка на надеждността за конкретен случай на последователни системи - верижни системи с нормално разпределение на носещата способност на елементите и натоварването между системите.

Законът за разпределение на носещата способност на верига, състояща се от идентични елементи, съответства на разпределението на минималния член на извадката, т.е. поредица от n числа, взети на случаен принцип от нормалното разпределение на носещата способност на елементите.

Този закон се различава от нормалния (фиг. 2.1) и е толкова по-значим, колкото по-голямо е n. Математическото очакване и стандартното отклонение намаляват с увеличаване на n. С увеличаване на n се доближава до двойната експоненциала. Този граничен закон за разпределение на носещата способност R на веригата P (R F 0), където F0 е текущата стойност на натоварването, има формата P (R F0) R/ =ee. Тук и (0) са параметрите на разпределението. За реални (малки и средни) стойности на n двойното експоненциално разпределение е неподходящо за използване в инженерната практика поради значителни грешки в изчисленията.

Идеята на предложения метод е да се сближи законът за разпределение на носещата способност на системата с нормален закон.

Приблизителното и реалното разпределение трябва да са близки както в средната част, така и в областта на ниските вероятности (лявата „опашка“ на плътността на разпределение на носещата способност на системата), тъй като именно тази област на разпределение определя вероятността на системата безпроблемна работа. Следователно, при определяне на параметрите на апроксимиращото разпределение, равенствата на функциите на апроксимиращото и реалното разпределение се излагат при средната стойност на носещата способност на системата, съответстваща на вероятността за безотказна работа на системата.

След приближаване, вероятността за безотказна работа на системата, както обикновено, се намира от квантила на нормалното разпределение, което е разликата между две нормално разпределени случайни променливи - носещата способност на системата и натоварването върху нея.

Нека законите на разпределение на носещата способност на елементите Rk и натоварването на системата F се описват чрез нормални разпределения с математически очаквания съответно m Rk и m p и стандартни отклонения S Rk и S F.

–  –  –

Като се има предвид, че и зависи от up, изчисленията по формули (2.8) и (2.11) се извършват по метода на последователните приближения. Като първо приближение за определяне и поглъщане = - 1,281 (съответстващо на P = 0,900).

Надеждност на системите с резервиране За постигане на висока надеждност в машиностроенето проектните, технологични и експлоатационни мерки може да не са достатъчни и тогава трябва да се използва резервиране. Това важи особено за сложни системи, при които не е възможно да се постигне необходимата висока надеждност на системата чрез повишаване на надеждността на елементите.

Тук се разглежда структурното резервиране, което се осъществява чрез въвеждане в системата на излишни компоненти по отношение на минимално необходимата структура на обекта и изпълняващи същите функции като основните.

Излишъкът намалява вероятността от откази с няколко порядъка.

Приложете: 1) постоянно резервиране с натоварен или горещ резерв; 2) резервиране чрез замяна с ненатоварен или студен резерв; 3) резервиране с резервно копие, работещо в лек режим.

Резервирането се използва най-широко в електронното оборудване, при което резервните елементи са малки и лесно превключваеми.

Характеристики на резервирането в машиностроенето: в редица системи резервните единици се използват като работни единици в пиковите часове; в редица системи резервирането осигурява запазване на работоспособността, но с намаляване на производителността.

Резервирането в чист вид в машиностроенето се използва предимно при опасност от аварии.

В транспортните средства, по-специално в автомобилите, се използва двойна или тройна спирачна система; при камиони - двойни гуми на задните колела.

В пътническите самолети се използват 3 ... 4 двигателя и няколко електрически машини. Отказът на една или дори на няколко машини, с изключение на последната, не води до авиационен инцидент. В морски плавателни съдове - два автомобила.

Броят на ескалаторите, парните котли се избира, като се вземе предвид възможността за повреда и необходимостта от ремонт. В същото време всички ескалатори могат да работят в пиковите часове. В общото инженерство критичните агрегати използват двойна система за смазване, двойни и тройни уплътнения. Машините използват резервни комплекти специални инструменти. Във фабриките уникалните машини от основното производство се опитват да имат две или повече копия. В автоматичното производство се използват акумулатори, резервни машини и дори дублиращи секции на автоматични линии.

Използването на резервни части в складове, резервни колела на превозни средства също може да се счита за вид резервация. Резервацията (обща) трябва да включва и проектирането на парк от машини (например автомобили, трактори, металорежещи машини), като се вземе предвид времето им за престой за ремонт.

При постоянно резервиране резервните елементи или вериги са свързани паралелно с основните (фиг. 2.3). Вероятността за повреда на всички елементи (основни и резервни) съгласно теоремата за умножение на вероятностите Qst(t) = Q1(t) * Q2(t) *… Qn(t)= (), където Qi(t) е вероятността на повреда на елемент i.

Вероятност за безотказна работа Pst(t) = 1 – Qst(t) Ако елементите са еднакви, тогава Qst(t) = 1 (t) и Рst(t) = 1 (t).

Например, ако Q1 = 0,01 и n = 3 (двойно излишно), тогава Pst = 0,999999.

Така в системи с последователно свързани елементи вероятността за безотказна работа се определя чрез умножаване на вероятностите за безотказна работа на елементите, а в система с паралелно свързване вероятността от повреда се определя чрез умножаване на вероятностите за повреда на елемента.

Ако в системата (фиг. 2.5, a, b) a елементи не се дублират, а b елементи се дублират, тогава надеждността на системата е Pst (t) = Pa (t) Pb (t); Pa(t) = (); Pb(t) = 1 2 ()].

Ако в системата има n основни и m резервни идентични елемента и всички елементи са постоянно включени, работят паралелно и вероятността за тяхната безотказна работа P се подчинява на експоненциален закон, тогава вероятността за безотказна работа на системата може се определя от таблицата:

n+m n 2P – P2 1 P - - P2 - 2P3 6P2 – 8P3 + 3P4 10P – 20P3 + 15P4 P2 2 - 4P3 – 3P4 10P3 – 15P4 + 6P5 3 - - P3 5P4 – 4P5 P4 4 - - - от съответните суми на членовете на разширението на бинома (P + Q) m + n след заместване на Q=1 - P и трансформации.

При резервиране и замяна резервните елементи се включват само при повреда на основните. Това активиране може да се извърши автоматично или ръчно. Излишъкът може да включва използването на резервни единици и инструментални блокове, инсталирани вместо неуспешни, и тези елементи след това се считат за част от системата.

За основния случай на експоненциално разпределение на повреди за малки стойности на t, т.е. с достатъчно висока надеждност на елементите, вероятността от повреда на системата (фиг. 2.4) е равна на () Qst (t).

Ако елементите са еднакви, тогава () () Qst(t).

Формулите са валидни при условие, че превключването е абсолютно надеждно. В този случай вероятността за повреда в n! пъти по-малко отколкото при постоянна резервация.

По-ниският шанс за повреда е разбираем, тъй като по-малко елементи са под натоварване. Ако превключването не е достатъчно надеждно, тогава усилването може лесно да се загуби.

За да се поддържа висока надеждност на резервираните системи, повредените елементи трябва да бъдат ремонтирани или заменени.

Използват се резервни системи, при които повредите (в рамките на броя на излишните елементи) се установяват по време на периодични проверки, и системи, при които повредите се записват, когато възникнат.

В първия случай системата може да започне да работи с повредени елементи.

След това изчислението за надеждност се извършва за периода от последната проверка. Ако се предвижда незабавно откриване на повреда и системата продължава да работи по време на подмяната на елементите или възстановяването на тяхната работоспособност, тогава повредите са опасни до края на ремонта и през това време се оценява надеждността.

В системи с резервно заместване свързването на резервни машини или агрегати се извършва от човек, електромеханична система или дори чисто механично. В последния случай е удобно да се използват изпреварващи съединители.

Възможно е да се монтират основният и резервният двигател с изпреварващи съединители на една и съща ос с автоматично задействане на резервния двигател при сигнал от центробежния съединител.

Ако е допустима работа на празен ход на резервния двигател (ненатоварен резерв), тогава центробежният съединител не е монтиран. В този случай главният и резервният двигател също са свързани към работното тяло чрез изпреварващи съединители, а предавателното отношение от резервния двигател към работното тяло е малко по-малко, отколкото от главния двигател.

Нека разгледаме надеждността на дублирани елементи по време на периодите на възстановяване на неуспешния елемент на двойката.

Ако обозначим степента на отказ на основния елемент, p на резервния и

Средното време за ремонт, след това вероятността за безотказна работа Р(t) = 0

–  –  –

За изчисляване на такива сложни системи се използва теоремата на Байес за пълна вероятност, която, когато се прилага към надеждността, се формулира по следния начин.

Вероятността за повреда на системата Q st \u003d Q st (X работи) Px + Qst (X не работи) Q x, където P x и Q x са вероятността за работоспособност и съответно неработоспособността на елемента X. Структурата на формулата е ясна, тъй като P x ​​и Q x могат да бъдат представени като част от времето с работещ и съответно неработещ елемент X.

Вероятността за повреда на системата с работоспособността на елемент X се определя като произведение на вероятността за повреда на двата елемента, т.е.

Q st (X работи) \u003d Q A "Q B" \u003d (1 - P A ") (1 - P B") Вероятността от повреда на системата, когато елементът X не работи Qst (X не работи) \u003d Q AA "Q BB" \u003d (1 - P AA")(1 - P BB") Вероятност за повреда на системата в общия случай Qst = (1 - P A")(1- P B")P X + (1 - P AA")( 1 - P BB")Q x .

В сложни системи трябва да приложите формулата на Bayes няколко пъти.

3. Тестване на надеждността Специфични характеристики на оценката на надеждността на машината въз основа на резултатите от изпитването Изчислителните методи за оценка на надеждността все още не са разработени за всички критерии и не за всички части на машината. Следователно надеждността на машините като цяло в момента се оценява от резултатите от тестовете, които се наричат ​​определящи. Окончателното тестване има тенденция да го доближава до етапа на разработване на продукта. В допълнение към идентификационните тестове се провеждат и контролни тестове за надеждност при серийното производство на продуктите. Те са предназначени да контролират съответствието на серийните продукти с изискванията за надеждност, дадени в техническите спецификации и като се вземат предвид резултатите от тестовете за идентификация.

Експерименталните методи за оценка на надеждността изискват тестване на значителен брой проби, дълго време и разходи. Това не позволява правилното тестване на надеждността на машините, произведени в малки серии, а за машините, произведени в големи серии, забавя получаването на надеждна информация за надеждността до етапа, когато инструменталната екипировка вече е направена и е много скъпо да се правят промени. Следователно, когато се оценява и наблюдава надеждността на машините, е важно да се използват възможни методи за намаляване на количеството тестове.

Обхватът на изпитванията, необходими за потвърждаване на дадените показатели за надеждност, се намалява чрез: 1) режими на форсиране; 2) оценки на надеждността за малък брой или липса на откази; 3) намаляване на броя на пробите чрез увеличаване на продължителността на изпитванията; 4) използването на разнообразна информация за надеждността на частите и компонентите на машината.

В допълнение, обхватът на тестването може да бъде намален чрез научен дизайн на експеримента (виж по-долу), както и чрез подобряване на точността на измерванията.

Според резултатите от тестовете за неремонтируеми продукти по правило се оценява и контролира вероятността за безотказна работа, а за възстановими продукти - средното време между отказите и средното време за възстановяване на работно състояние.

Окончателни тестове В много случаи трябва да се извършат тестове за надеждност преди отказ. Следователно не всички продукти (генералната съвкупност) се тестват, а малка част от тях, наречена проба. В този случай вероятността за безотказна работа (надеждност) на продукта, средното време между отказите и средното време за възстановяване може да се различават от съответните статистически оценки поради ограничения и случаен състав на извадката. За да се вземе предвид тази възможна разлика, се въвежда понятието доверителна вероятност.

Вероятност за доверие (надеждност) е вероятността истинската стойност на оценения параметър или числена характеристика да се намира в даден интервал, наречен интервал на доверие.

Доверителният интервал за вероятността Р е ограничен от долната Рн и горната РВ доверителни граници:

Ver(Рн Р Рв) =, (3.1) вероятността за попадане в интервал, ограничен от двете страни. По същия начин, доверителният интервал за средното време между отказите е ограничен от T H и T B, а за средното време за възстановяване от границите на T BH, T BB.

На практика основният интерес е едностранната вероятност числената характеристика да не е по-малка от долната или да не е по-висока от горната граница.

Първото условие, по-специално, се отнася до вероятността за безотказна работа и средното време между отказите, второто - до средното време за възстановяване.

Например, за вероятността за безотказна работа, условието има формата Ver (Рн Р) =. (3.2) Тук - едностранна доверителна вероятност за намиране на разглежданата числена характеристика в интервала, ограничен от едната страна. Вероятността на етапа на тестване на пробни експерименти обикновено се приема равна на 0,7 ... 0,8, на етапа на прехвърляне на развитието към масово производство 0,9 ... 0,95. По-ниските стойности са характерни за случая на дребномащабно производство и високи разходи за тестване.

По-долу са дадени формули за оценки, базирани на резултатите от тестовете на долната и горната граница на достоверност на разглежданите числени характеристики с дадена вероятност на достоверност. Ако е необходимо да се въведат двустранни граници на доверие, тогава горните формули са подходящи и за такъв случай.

В този случай вероятностите за достигане на горната и долната граница се приемат за еднакви и се изразяват чрез дадена стойност.

Тъй като (1 +) + (1 -) = (1 -), тогава = (1+) / 2 Невъзстановими продукти. Най-честият случай е, когато размерът на извадката е по-малък от една десета от генералната съвкупност. В този случай биномиалното разпределение се използва за оценка на долната Р n и горната Р в границите на вероятността за безотказна работа. При тестване на n продукта доверителната вероятност 1- за достигане на всяка от границите се приема равна на вероятността за поява в един случай не повече от m откази, в другия случай не по-малко от m откази!

(1 n) n1 = 1 – ; (3.3) =0 !()!

(1 c) n = 1 – ; (3.4) !()!

–  –  –

Форсиране на тестов режим.

Намаляване на обхвата на тестовете чрез принудителен режим. Обикновено животът на машината зависи от нивото на напрежение, температурата и други фактори.

Ако естеството на тази зависимост се проучи, тогава продължителността на тестовете може да се намали от време t до време tf чрез форсиране на тестовия режим tf = t/Ky, където Ku = коефициент на ускорение, a, f - средно време до повреда в нормални и принудителни режими.

На практика продължителността на тестовете се намалява чрез форсиране на режима до 10 пъти. Недостатъкът на метода е намалената точност поради необходимостта от използване на детерминистични зависимости на ограничаващия параметър от времето на работа за преобразуване в реални режими на работа и поради опасността от преминаване към други критерии за повреда.

Стойностите ky се изчисляват от зависимостта, която свързва ресурса с принуждаващите фактори. По-специално, при умора в зоната на наклонения клон на кривата на Wöhler или при механично износване, връзката между ресурса и напреженията в детайла има формата mt = const, където m е средно: при огъване за подобрено и нормализирано стомани - 6, за закалени - 9 .. 12, при контактно натоварване с първоначално докосване по линията - около 6, по време на износване при условия на лошо смазване - от 1 до 2, с периодично или постоянно смазване, но несъвършено триене - около 3. В тези случаи Ku \u003d (f /) t , където и f са напрежения в номинален и усилващ режим.

За електрическата изолация „правилото от 10 градуса“ е приблизително справедливо: с повишаване на температурата с 10 ° изолационният ресурс намалява наполовина. Ресурсът на масла и греси в лагерите намалява наполовина с повишаване на температурата: с 9...10° за органичните масла и 12...20° за неорганичните масла и греси. За изолация и смазочни материали може да се вземе Ky = (f/)m, където и F

Температура в номинален и форсиран режими, °С; m е за изолация и органични масла и греси - около 7, за неорганични масла и греси - 4 ... 6.

Ако режимът на работа на продукта е променлив, тогава ускоряването на тестовете може да се постигне чрез изключване от спектъра на натоварвания, които не причиняват увреждащ ефект.

Намаляване на броя на пробите чрез оценка на надеждността на отсъствието или малък брой повреди. От анализа на графиките следва, че за да се потвърди една и съща долна граница Рn на вероятността за безотказна работа с доверителна вероятност, е необходимо да се тестват колкото по-малко продукти, толкова по-висока е стойността на конкретното запазване на работоспособността P* = l - m/n. Честотата P* от своя страна расте с намаляване на броя на отказите m. Това предполага заключението, че чрез получаване на оценка чрез малък брой или липса на откази е възможно донякъде да се намали броят на продуктите, необходими за потвърждаване на дадената стойност на Рн.

Трябва да се отбележи, че в този случай естествено се увеличава рискът от непотвърждаване на заданието Рн, така нареченият риск на производителя. Например, при = 0,9 за потвърждаване на Pn = 0,8, ако е тествано 10; 20; 50 продукта, тогава честотата не трябва да бъде по-малка от 1,0, съответно; 0,95; 0,88. (Случаят P* = 1,0 съответства на безотказната работа на всички продукти в извадката.) Нека вероятността за безотказна работа P на тествания продукт е 0,95. Тогава в първия случай рискът на производителя е голям, тъй като средно за всяка проба от 10 продукта ще има половината дефектен продукт и следователно вероятността да се получи проба без дефектни продукти е много малка, във втория - рискът е близо 50%, в третата - най-малък.

Въпреки високия риск от отхвърляне на техните продукти, производителите на продукти често планират тестове с нулев процент на отказ, намалявайки риска чрез въвеждане на необходимите резерви в дизайна и свързаното с това повишаване на надеждността на продукта. необходимо е да се тества lg(1) n= (3.15) върху продукта, при условие че няма повреди по време на изпитването.

Пример. Определете броя n на продуктите, необходими за изпитване при m = 0, ако е посочено Pn = 0,9; 0,95; 0,99 s = 0,9.

Решение. След като направихме изчисленията съответно по формулата (3.15), имаме n = 22; 45; 229.

Подобни изводи следват от анализа на формула (3.11) и стойностите на табл. 3.1;

за да се потвърди същата долна граница Tn на средното време между отказите, се изисква колкото по-кратка е общата продължителност на изпитването t, толкова по-малки са допустимите откази. Най-малкото t се получава при m=0 n 1;2, t = (3.16), докато рискът от непотвърждаване на Tn е най-голям.

Пример. Определете t при Tn = 200, = 0,8, t = 0.

Решение. От табл. 3.10.2; 2 = 3.22. Следователно t \u003d 200 * 3,22 / 2 \u003d 322 часа.

Намаляване на броя на пробите чрез увеличаване на продължителността на теста. При такива тестове на продукти, подложени на внезапни повреди, по-специално електронно оборудване, както и възстановими продукти, резултатите в повечето случаи се преизчисляват за дадено време, като се приема справедливостта на експоненциалното разпределение на повреди във времето. В този случай обемът на изпитванията nt остава практически постоянен, а броят на пробните образци става обратно пропорционален на времето за изпитване.

Повредата на повечето машини е причинена от различни процеси на стареене. Следователно експоненциалният закон за описване на разпределението на ресурсите на техните възли не е приложим, но нормалните, логаритмично нормални закони или законът на Уейбул са валидни. С такива закони, чрез увеличаване на продължителността на тестовете, е възможно да се намали количеството на тестовете. Следователно, ако вероятността за безотказна работа се разглежда като индикатор за надеждност, който е типичен за неремонтируеми продукти, тогава с увеличаване на продължителността на тестовете броят на тестваните проби намалява по-рязко, отколкото в първия случай.

В тези случаи определеният ресурс t и параметрите на разпределението на времето до отказ са свързани с израза:

според нормалния закон

–  –  –

Лагери, червячни зъбни колела Прищипване, Топлоустойчивост на предаване на тягата За да преизчислите оценките за надеждност от по-дълго време към по-кратко време, можете да използвате законите за разпределение и параметрите на тези закони, които характеризират разсейването на ресурса. За умора при огъване на метали, пълзене на материали, стареене на грес, импрегнирана в плъзгащи лагери, стареене на грес в търкалящи лагери и ерозия на контактите, се препоръчва логаритмично нормалният закон. Съответните стандартни отклонения на логаритъма на ресурса Slgf, заместени във формула (3.18), следва да се приемат съответно за 0,3; 0,3; 0,4; 0,33; 0,4. За умора на каучук, износване на машинни части, износване на четки на електрически машини се препоръчва нормалният закон. Съответните коефициенти на вариация vt, заместени във формула (3.17), са 0,4; 0,3; 0,4. За умората на търкалящите лагери законът на Weibull (3.19) е валиден с коефициент на формиране 1,1 за сачмени лагери и 1,5 за ролкови лагери.

Данните за законите на разпределение и техните параметри са получени чрез обобщаване на резултатите от тестовете на машинни части, публикувани в литературата и резултатите, получени с участието на авторите. Тези данни позволяват да се оценят долните граници на вероятността за отсъствие на определени видове повреди въз основа на резултатите от теста през времето t и t. При изчисляване на прогнозите трябва да се използват формули (3.3), (3.5), (3.6), (3.17)...(3.19).

За да се намали продължителността на тестовете, те могат да бъдат форсирани с коефициента на ускорение Ku, определен съгласно дадените по-горе препоръки.

Стойностите K y, tf където tf е времето за тестване на проби в принудителен режим, се заместват вместо t във формули (3.17) ... (3.19). В случай на използване на формули (3.17), (6.18) за преизчисляване, с разлика в характеристиките на разсейването на ресурса в режимите на работа vt Slgt и принуден tf, Slgtf, вторите членове във формулите се умножават по съотношения, съответно, tf /t или Slgtf / Slgt Според критериите за ефективност, като статична якост, топлоустойчивост и т.н., броят на тестовите проби, както е показано по-долу, може да бъде намален чрез затягане на тестовия режим за параметъра, който определя производителност в сравнение с номиналната стойност на този параметър. В този случай е достатъчно да имате резултати от краткосрочни тестове. Съотношението между ограничаващите Xpr и ефективните X$ стойности на параметъра, приемайки техните нормални закони на разпределение, може да бъде представено като

–  –  –

където ip, uri - квантили на нормалното разпределение, съответстващи на вероятността за липса на повреда в номиналните и закалени режими; Khd, Khdf - номинална и затегната стойност на параметъра, който определя производителността.

Стойността Sx се изчислява чрез разглеждане на параметъра здраве като функция на произволни аргументи (вижте примера по-долу).

Комбиниране на вероятностни оценки в оценка на надеждността на машината. За някои от критериите вероятността за липса на повреди се установява чрез изчисление, а за останалите - експериментално. Тестовете обикновено се провеждат при натоварвания, които са еднакви за всички машини. Следователно е естествено да се получат изчислени оценки на надеждността за отделни критерии и при фиксирано натоварване. Тогава зависимостта между отказите за получените оценки на надеждността за отделните критерии може да се счита за до голяма степен елиминирана.

Ако по всички критерии беше възможно да се изчислят достатъчно точно стойностите на вероятността за липса на повреди, тогава вероятността за безотказна работа на машината като цяло по време на определения ресурс ще бъде оценена по формулата P = = 1. Въпреки това, както беше отбелязано, редица вероятностни оценки не могат да бъдат получени без тестване. В този случай, вместо да се оценява Р, се намира долната граница на вероятността за безотказна работа на машината Рн с дадена доверителна вероятност =Ver(РнР1).

Нека вероятностите за отсъствие на откази се намират по h критерии чрез изчисление, а според останалите l = - h експериментално, като тестовете по време на определения ресурс за всеки от критериите се приемат за безотказни. В този случай долната граница на вероятността за безотказна работа на машината, разглеждана като последователна система, може да се изчисли по формулата Р = Рн; (3.23) =1 където Pнj е най-малката от долните граници Рнi...* Pнj,..., Рнi на вероятността за отсъствие на откази по l критерии, намерени с доверителна вероятност a; Pt е изчислената вероятност за липса на повреда според i-тия критерий.

Физическият смисъл на формула (3.22) може да се обясни по следния начин.

Нека се тестват n последователни системи и да няма повреди по време на теста.

Тогава, съгласно (3.5), долната граница на вероятността за безотказна работа на всяка система ще бъде Рп=У1-а. Резултатите от теста могат да се интерпретират и като тестове за безотказност на първия, втория и т.н. елементи поотделно, тествани върху n парчета в пробата. В този случай, съгласно (3.5), за всеки от тях се потвърждава долната граница Рн = 1. От сравнение на резултатите следва, че при еднакъв брой изпитвани елементи от всеки тип Рп = Рнj. Ако броят на изпитваните елементи от всеки тип е различен, тогава Pn ще се определя от стойността на Pnj, получена за елемента с минималния брой изпитвани образци, т.е. P = Pn.

В началото на етапа на експериментално тестване на дизайна има чести случаи на повреди на машината поради факта, че тя все още не е достатъчно завършена. За да се наблюдава ефективността на мерките за надеждност, проведени по време на процеса на разработване на дизайна, е желателно да се оцени, поне грубо, стойността на долната граница на вероятността за безотказна работа на машината от резултатите от тестовете при наличие на неуспехи. За да направите това, можете да използвате формулата n \u003d (Pn / P)

–  –  –

P е най-голямата от точковите оценки 1 *… *; mj е броят на неуспехите на тестваните елементи. Останалите обозначения са същите като във формула (3.22).

Пример. Необходимо е да се оцени c = 0,7 Рn на машината. Автомобилът е предназначен за работа в диапазона на околните температури от + 20 ° до - 40 ° C в рамките на определения ресурс t = 200 h. 2 проби бяха тествани за t = 600 h при нормална температура и 2 проби за кратко време при -50 °C. Нямаше отговори. Машината се различава от прототипите, които са се доказали като безпроблемни, по вида на смазване на лагерния възел и използването на алуминий за производството на лагерния щит. Стандартното отклонение на хлабината-смущение между контактните части на лагерния възел, намерено като корен от сумата от квадратите на стандартните отклонения: първоначалната хлабина на лагера, ефективните хлабини-смущения в интерфейса лагер-вал и лагера с крайния щит, е S = 0,0042 mm. Външен диаметър на лагера D = 62 мм.

Решение. Приемаме, че възможните типове повреди на машината са повреда на лагера поради стареене на смазката и прищипване на лагера при ниски температури. Безотказното изпитване на два продукта се дава по формула (3.5) при = 0,7 Рнj = 0,55 в тестов режим.

Приема се, че разпределението на отказите от стареене на смазката е логаритмично нормално с параметър Slgt = 0,3. Затова използваме формула (3.18) за преизчисления.

Замествайки в него t = 200 h, ti = 600 h, S lgt = 0,3 и квантила, съответстващ на вероятността от 0,55, получаваме квантила и върху него долната граница на вероятността да няма повреди поради стареене на смазката , равно на 0,957.

Прищипване на лагера е възможно поради разликата в коефициентите на линейно разширение на стомана st и алуминий al. С понижаване на температурата рискът от прищипване се увеличава. Ето защо ние считаме температурата за параметър, който определя производителността.

В този случай предварителното натоварване на лагера зависи линейно от температурата с коефициент на пропорционалност, равен на (al - st) D. Следователно, стандартното отклонение на температурата Sx, което води до вземане на проби от междината, също е линейно свързано със стандартното отклонение на междината - интерференция Sx=S/(al-st)D. Замествайки във формулата (3.21) Хд = -40°С; HDF = -50°С; Sx = 6° и квантил u и съответната вероятност от 0,55 и намиране на вероятността от получената стойност на квантила, получаваме долната граница на вероятността за липса на прищипване 0,963.

След като заместим получените стойности на оценките във формула (3.22), получаваме долната граница на вероятността за безотказна работа на машината като цяло, равна на 0,957.

В авиацията отдавна се използва следният метод за осигуряване на надеждност:

самолетът се пуска в серийно производство, ако стендовите тестове на агрегатите в ограничителните режими на работа установят тяхната практическа надеждност и освен това, ако лидерският самолет (обикновено 2 или 3 екземпляра) е летял без повреда за троен ресурс. По наше мнение горната вероятностна оценка дава допълнителна обосновка за определяне на необходимия обхват на проектни тестове според различни критерии за ефективност.

Тестове за проверка Проверката на съответствието на действителното ниво на надеждност с посочените изисквания за неремонтируеми продукти може да се провери най-просто чрез метод на едноетапен контрол. Този метод е удобен и за контролиране на средното време за възстановяване на повторно произведени продукти. За контролиране на средното време между отказите на повторно произведени продукти най-ефективният метод е методът на последователно управление. При едноетапни изпитвания заключението за надеждност се прави след определеното време за изпитване и според общия резултат от изпитването. При последователния метод проверката на съответствието на показателя за надеждност с посочените изисквания се извършва след всеки следващ отказ и в същото време се установява дали тестовете могат да бъдат прекратени или трябва да продължат.

При планирането се задават броят на тестваните образци n, времето за изпитване на всеки от тях t и допустимият брой откази t.Изходните данни за задаване на тези параметри са: рискът на доставчика (производителя) *, рискът от потребителят *, стойността на приемане и отхвърляне на контролирания показател.

Рискът на доставчика е вероятността добра партида, чиито продукти имат ниво на надеждност, равно или по-добро от определеното, да бъде отхвърлена от резултатите от теста на проба.

Рискът за клиента е вероятността лоша партида, чиито продукти имат по-ниско ниво на надеждност от определеното, да бъде приета според резултатите от теста.

Стойностите * и * се присвояват от поредица от числа 0,05; 0,1; 0,2. По-специално, легитимно е да обозначите * = * елементи, които не подлежат на ремонт. Нивото на отхвърляне на вероятността за безотказна работа P(t), като правило, се приема равно на стойността Pn(t), посочена в техническите спецификации. Приемливата стойност на вероятността за безотказна работа Pa(t) се приема като голямо P(t). Ако времето за изпитване и режимът на работа се приемат равни на посочените, тогава броят на тестваните проби n и допустимият брой повреди t с едноетапен метод на управление се изчисляват по формулите!

(1 ()) () = 1 – * ;

–  –  –

За конкретен случай, графики на последователни тестове за надеждност са показани на фиг. 3.1. Ако след следващия неуспех попаднем на графиката в областта под линията на съответствие, тогава резултатите от теста се считат за положителни, ако в областта над линията на несъответствие - отрицателни, ако между линиите на съответствие и несъответствие, тогава тестовете продължават.

–  –  –

9. Прогнозирайте броя на отказите на тестваните образци. Смята се, че възелът е повреден или ще се повреди по време на работа през времето T / n, ако: а) чрез изчисление или тестване за повреди от типове 1, 2 от табл. 3.3 се установи, че ресурсът е по-малък от Tn или не е осигурена работоспособност; б) изчисление или изпитване за повреда тип 3 от табл. 3.3 получава се средното време между отказите, минус Tn; в) е имало повреда по време на тестовете; г) чрез прогнозиране на ресурса се установява, че за всяка повреда от типовете 4 ... 10 табл. 3,3 tiT/n.

10. Разделете основните неизправности, възникнали по време на изпитването и предвидени чрез изчисление, на две групи: 1) определянето на честотата на поддръжката и ремонтите, т.е. тези, които могат да бъдат предотвратени чрез извършване на регулирана работа, е възможно и целесъобразно; 2) определяне на средното време между отказите, т.е. тези, чието предотвратяване чрез извършване на такава работа е невъзможно или неподходящо.

За всеки тип повреда от първа група са разработени дейности за текущо обслужване, които са включени в техническата документация.

Броят на отказите от втория тип се сумира и според общия брой, като се вземат предвид разпоредбите на точка 2, резултатите от тестовете се сумират.

Контрол на средното време за възстановяване. Нивото на отхвърляне на средното време за възстановяване Тв се приема равно на стойността Твв, посочена в техническите спецификации. Стойността на приемане на времето за възстановяване T се приема като по-малко от Tv. В конкретен случай можете да вземете T \u003d 0,5 * TV.

Контролът се извършва удобно по едноетапен метод.

По формулата TV 1 ;2 =, (3.25) TV;2

–  –  –

Това съотношение е едно от основните уравнения на теорията за надеждността.

Сред най-важните общи зависимости на надеждността са зависимостите на надеждността на системите от надеждността на елементите.

Нека разгледаме надеждността на най-простия проектен модел на система от последователно свързани елементи (фиг. 3.2), който е най-типичен за машиностроенето, при който повредата на всеки елемент причинява повреда на системата, а повредите от елементите се приемат за независими.

P1(t) P2(t) P3(t) 3.2. Последователна система. Нека използваме добре известната теорема за умножение на вероятностите, според която вероятността за продукт, т.е. съвместното проявление на независими събития, е равна на произведението на вероятностите за тези събития. Следователно вероятността за безотказна работа на системата е равна на произведението на вероятностите за безотказна работа на отделните елементи, т.е. Р st (t) = Р1 (t) Р2 (t) ... Рn (t).

Ако Р1(t) = Р2(t) = … = Рn(t), то Рst(t) = Рn1(t). Следователно надеждността на сложните системи е ниска. Например, ако системата се състои от 10 елемента с вероятност за безотказна работа от 0,9 (както при търкалящите лагери), тогава общата вероятност е 0,910 0,35 Обикновено вероятността за безотказна работа на елементите е доста висока, следователно, чрез изразяване на P1(t), P 2 (t), … Р n (t) чрез вероятностите за връщане назад и използвайки теорията на приблизителните изчисления, получаваме Рst(t) = … 1 – , тъй като продуктите на две малките количества могат да бъдат пренебрегнати.

За Q 1 (t) = Q 2 (t) =...= Qn(t) получаваме Рst = 1-nQ1(t). Нека в система от шест еднакви последователни елемента P1(t) = 0,99. Тогава Q1(t)=0,01 и Рst(t)=0,94.

Вероятността за безаварийна работа трябва да може да се определи за всеки период от време. По теоремата за умножение на вероятностите (+) P(T + l) = P(T) P(t) или P(t) =, (), където P (T) и P (T + t) са вероятностите за не- работа при повреда през времето T и T + t, съответно; P (t) е условната вероятност за безотказна работа за време t (терминът "условен" е въведен тук, тъй като вероятността се определя въз основа на допускането, че продуктите не са имали повреда преди началото на интервала от време или време на работа).

Надеждност при нормална работа През този период все още не се появяват постепенни повреди и надеждността се характеризира с внезапни повреди.

Тези повреди са причинени от неблагоприятна комбинация от много обстоятелства и следователно имат постоянна интензивност, която не зависи от възрастта на продукта:

(t) = = const, където = 1 / m t ; m t - средно време до повреда (обикновено в часове). Тогава се изразява като брой повреди на час и като правило е малка част.

Вероятност за безотказна работа P(t) = 0 = e - t Тя се подчинява на експоненциалния закон за разпределение на времето за безотказна работа и е еднаква за всеки идентичен период от време през периода на нормална работа.

Експоненциалният закон за разпределение може да приближи времето на работа на широка гама от обекти (продукти): особено критични машини, експлоатирани в периода след края на разработката и преди значителна проява на постепенни повреди; елементи на радиоелектронно оборудване; машини с последователна подмяна на повредени части; машини заедно с електрическо и хидравлично оборудване и системи за управление и др.; сложни обекти, състоящи се от много елементи (в същото време времето на работа на всеки може да не се разпределя според експоненциален закон; необходимо е само повредите на един елемент, който не се подчинява на този закон, да не доминират над останалите).

Нека дадем примери за неблагоприятна комбинация от работни условия за машинни части, които причиняват внезапната им повреда (повреда). За зъбна предавка това може да бъде действието на максималното пиково натоварване върху най-слабия зъб, когато той се зацепи на върха и взаимодейства със зъба на съвпадащото колело, при което грешките на стъпката минимизират или изключват участието на втората двойка зъби . Такъв случай може да възникне само след много години експлоатация или изобщо да не се случи.

Пример за неблагоприятна комбинация от условия, която причинява счупване на вала, може да бъде действието на максималното пиково натоварване в позицията на най-отслабените крайни влакна на вала в равнината на натоварване.

Съществено предимство на експоненциалното разпределение е неговата простота: то има само един параметър.

Ако, както обикновено, t 0,1, тогава формулата за вероятността за безотказна работа е опростена в резултат на разширяване в серия и изхвърляне на малки членове:

–  –  –

където N е общият брой наблюдения. Тогава = 1/.

Можете също така да използвате графичния метод (фиг. 1.4): поставете експерименталните точки в координатите t и - lg P (t).

Знакът минус е избран, защото P(t)L и следователно lg P(t) е отрицателна стойност.

След това, като вземем логаритъм на израза за вероятността за безотказна работа: lgР(t) = - t lg e = - 0,343 t, заключаваме, че тангенсът на ъгъла на правата линия, прекарана през експерименталните точки, е равен до tg = 0,343, откъдето = 2,3tg завърши тестването на всички образци.

Хартия за вероятност (хартия със скала, в която извитата функция на разпределение е показана като права линия) трябва да има полулогаритмична скала за експоненциалното разпределение.

За системата Рst (t) =. Ако 1 \u003d 2 \u003d ... \u003d n, тогава Рst (t) \u003d. По този начин вероятността за безотказна работа на система, състояща се от елементи с вероятност за безотказна работа според експоненциалния закон, също се подчинява на експоненциалния закон и се добавят нивата на отказ на отделните елементи. С помощта на закона за експоненциално разпределение е лесно да се определи средният брой продукти i, които ще се повредят до даден момент от времето, и средният брой продукти Np, които ще останат работещи. При t0.1n Nt; Np N(1 - t).

Пример. Оценете вероятността P(t) за липса на внезапни повреди на механизма по време на t = 10000 h, ако степента на отказ е = 1/mt = 10 – 8 1/h 10-4 0,1, тогава използваме приблизителната зависимост P ( t) = 1- t = 1 - 10- 4 = 0,9999 Изчислението според точната зависимост P (t) = e - t до четири знака след десетичната запетая дава точно съвпадение.

Надеждност в периода на постепенни повреди Постепенните повреди 1 изискват закони за разпределение на времето за работа, които дават първо ниска плътност на разпределение, след това максимум и след това спад, свързан с намаляване на броя на работещите елементи.

Поради разнообразието от причини и условия за възникване на откази през този период, за описание на надеждността се използват няколко закона за разпределение, които се установяват чрез апроксимиране на резултатите от тестове или наблюдения в експлоатация.

–  –  –

където t и s са оценки на математическото очакване и стандартното отклонение.

Сближаването на параметрите и техните оценки се увеличава с броя на опитите.

Понякога е по-удобно да се работи с дисперсията D = S 2.

Математическото очакване определя на графиката (виж фиг. 1.5) позицията на цикъла, а стандартното отклонение определя ширината на цикъла.

Кривата на плътността на разпределението е по-остра и по-висока, колкото по-малък е S.

Започва от t = - и се простира до t = + ;

Това не е значителен недостатък, особено ако mt 3S, тъй като площта, очертана от клоните на кривата на плътност, отиваща до безкрайност, изразяваща съответната вероятност за повреда, е много малка. По този начин вероятността от повреда за периода от време преди mt - 3S е само 0,135% и обикновено не се взема предвид при изчисленията. Вероятността за повреда на mt - 2S е 2,175%. Най-голямата ордината на кривата на плътността на разпределението е 0,399/S

–  –  –

Операциите с нормално разпределение са по-прости, отколкото с други, така че често се заменят с други разпределения. За малки коефициенти на вариация S/mt нормалното разпределение замества добре биномното, Поасоновото и логнормалното разпределение.

Разпределението на сумата от независими случайни променливи U = X + Y + Z, наречено състав на разпределенията, с нормално разпределение на термините също е нормално разпределение.

Математическото очакване и дисперсията на състава са съответно m u = m x + m y + mz ; S2u = S2x + S2y + S2z където mx, my, mz са математическите очаквания на случайни променливи;

X, Y, Z, S2x, S2y, S2z - дисперсия на едни и същи стойности.

Пример. Оценете вероятността P(t) за безотказна работа по време на t = 1,5 * 104 часа на носимия подвижен интерфейс, ако ресурсът на износване се подчинява на нормално разпределение с параметри mt = 4 * 104 часа, S = 104 часа.

1.5104 4104 Решение. Намерете квантила нагоре = = - 2,5; съгласно таблица 1.1 определяме, че P(t) = 0,9938.

Пример. Оценете 80% ресурс t0.8 на гъсеницата на трактора, ако се знае, че издръжливостта на гъсеницата е ограничена от износване, ресурсът се подчинява на нормално разпределение с параметри mt = 104 h; S = 6*103 h.

Решение. При Р(t) = 0,8; нагоре = - 0.84:

T0.8 \u003d mt + upS \u003d 104 - 0.84 * 6 * 103 5 * 103 h.

Разпределението на Weibull е доста универсално, обхващайки широк диапазон от случаи на промяна на вероятностите чрез промяна на параметрите.

Наред с логаритмично нормалното разпределение, той задоволително описва живота на умора на частите, живота до повреда на лагерите, електронните тръби. Използва се за оценка на надеждността на части и компоненти на машини, по-специално автомобили, подемно-транспортни и други машини.

Използва се и за оценка на надеждността на повреди при работа.

Разпределението се характеризира със следната функция на вероятността за безотказна работа (фиг. 1.8) Р(t) = 0 Честота на отказ (t) =

–  –  –

въвеждаме обозначението y \u003d - lgР (t) и вземаме логаритъма:

log = mlg t – A, където A = logt0 + 0,362.

Нанасяне на резултатите от теста върху графиката в координатите lg t - lg y (фиг.

1.9) и като прокараме права през получените точки, получаваме m=tg ; lg t0 = A където е ъгълът на наклона на правата към оста x; A - сегмент, отрязан от права линия по оста y.

Надеждността на система от еднакви елементи, свързани последователно, подчинявайки се на разпределението на Уейбул, също се подчинява на разпределението на Уейбул.

Пример. Оценете вероятността за безотказна работа P(t) на ролкови лагери за t=10 h, ако животът на лагера е описан от разпределението на Weibull с параметри t0 = 104

–  –  –

където знаците и П означават сумата и произведението.

За нови продукти T=0 и Pni(T)=1.

На фиг. 1.10 показва кривите на вероятността за липса на внезапни откази, постепенни откази и кривата на вероятността за работа без отказ при комбинирано действие на внезапни и постепенни откази. Първоначално, когато степента на постепенен отказ е ниска, кривата следва кривата PB(t) и след това рязко спада.

По време на периода на постепенни откази, тяхната интензивност, като правило, е многократно по-висока от тази на внезапните откази.

Особености на надеждността на възстановени продукти Първичните повреди се разглеждат за неремонтируеми продукти, първични и повтарящи се повреди за възстановими продукти. Всички аргументи и условия за продукти, които не подлежат на ремонт, се прилагат за първични повреди на повторно произведени продукти.

За реновирани продукти работните графики на фиг. 1 са ориентировъчни.

1.11.а и работна фиг. 1.11. b преработени продукти. Първият показва периоди на работа, ремонт и профилактика (инспекции), вторият - периоди на работа. С течение на времето периодите на работа между ремонтите стават по-къси, а периодите на ремонт и поддръжка се увеличават.

За възстановени продукти безотказните свойства се характеризират със стойността (t) - средният брой повреди за времето t (t) =

–  –  –

Както е известно. В случай на внезапни повреди на продукта, законът за разпределение на времето до повреда е експоненциален с интензитета. Ако продуктът се замени с нов при повреда (възстановим продукт), тогава се образува поток от повреди, чийто параметър (t) не зависи от t, т.е. (t) = const и е равен на интензитета. Приема се, че потокът от внезапни повреди е стационарен, т.е. средният брой повреди за единица време е постоянен, обикновен, при който не възниква повече от една повреда едновременно и без последващо действие, което означава взаимната независимост на появата на повреди в различни (неприпокриващи се) интервали от време.

За стационарен, обикновен поток от откази (t)= =1/T, където T е средното време между отказите.

Независимото разглеждане на постепенните повреди на възстановими продукти е от интерес, тъй като времето за възстановяване след постепенни повреди обикновено е значително по-дълго, отколкото след внезапни повреди.

При комбинираното действие на внезапни и постепенни откази се добавят параметрите на потоците от откази.

Потокът от постепенни (износване) повреди става стационарен, когато времето на работа t е много по-голямо от средната стойност. Така че, при нормално разпределение на времето до повреда, степента на повреда се увеличава монотонно (вижте фиг. 1.6. c), а параметърът на повредата (t) първо се увеличава, след което започват колебания, които се разпадат на ниво 1 / (фиг. 1.12). Наблюдаваните максимуми (t) съответстват на средното време до отказ на първо, второ, трето и т.н. поколения.

При сложни продукти (системи) параметърът на потока на отказ се разглежда като сума от параметрите на потока на отказ. Потоците на компонентите могат да се разглеждат по възли или по типове устройства, например механични, хидравлични, електрически, електронни и други (t) = 1(t) + 1(t) + …. Съответно средното време между отказите на продукта (при нормална работа)

–  –  –

където Tr Tp Trem - средната стойност на времето за работа, престой, ремонт.

4. ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ОСНОВНИ ЕЛЕМЕНТИ

ТЕХНИЧЕСКИ СИСТЕМИ

4.1 Работоспособност на електроцентралата Дълготрайността - едно от най-важните свойства на надеждността на машините - се определя от техническото ниво на продуктите, възприетата система за поддръжка и ремонт, условията на работа и режимите на работа.

Затягането на режима на работа по един от параметрите (натоварване, скорост или време) води до увеличаване на степента на износване на отделните елементи и намаляване на експлоатационния живот на машината. В тази връзка обосновката за рационалния режим на работа на машината е от съществено значение за осигуряване на дълготрайност.

Условията на работа на електроцентралите на машините се характеризират с променливо натоварване и скоростни режими на работа, високо съдържание на прах и големи колебания в температурата на околната среда, както и вибрации по време на работа.

Тези условия определят издръжливостта на двигателите.

Температурният режим на електроцентралата зависи от температурата на околната среда. Конструкцията на двигателя трябва да осигурява нормална работа при температура на околната среда С.

Интензивността на вибрациите по време на работа на машините се оценява от честотата и амплитудата на трептенията. Това явление причинява увеличаване на износването на части, разхлабване на крепежни елементи, изтичане на горива и смазочни материали и др.

Основният количествен показател за дълготрайността на електроцентралата е нейният ресурс, който зависи от условията на работа.

Трябва да се отбележи, че повредата на двигателя е най-честата причина за повреда на машината. В същото време повечето повреди се дължат на експлоатационни причини: рязко превишаване на допустимите граници на натоварване, използване на замърсени масла и горива и др. Режимът на работа на двигателя се характеризира с развита мощност, скорост на коляновия вал, работни температури на масло и охлаждаща течност. За всеки дизайн на двигателя има оптимални стойности на тези показатели, при които ефективността на използване и издръжливостта на двигателите ще бъдат максимални.

Стойностите на индикаторите се отклоняват рязко при стартиране, загряване и спиране на двигателя, следователно, за да се осигури издръжливост, е необходимо да се обосноват методите за използване на двигатели на тези етапи.

Стартът на двигателя се дължи на нагряването на въздуха в цилиндрите в края на такта на компресия до температура tc, която достига температурата на самозапалване на горивото tt. Обикновено се приема, че tc tT +1000 С. Известно е, че tт = 250...300 °С. Тогава условието за стартиране на двигателя е tc 350 ... 400 ° С.

Температурата на въздуха tc, °C, в края на такта на компресия зависи от налягането p и температурата на околната среда и степента на износване на групата цилиндър-бутало:

–  –  –

където n1 е експонентата на компресионната политропа;

pc е налягането на въздуха в края на такта на компресия.

При силно износване на групата цилиндър-бутало по време на компресия, част от въздуха от цилиндъра преминава през пролуките в картера. В резултат на това стойностите на pc и, следователно, tc също намаляват.

Скоростта на въртене на коляновия вал значително влияе върху степента на износване на групата цилиндър-бутало. Трябва да е достатъчно високо.

В противен случай значителна част от топлината, отделена по време на компресията на въздуха, се прехвърля през стените на цилиндрите на охлаждащата течност; в този случай стойностите на n1 и tc намаляват. И така, с намаляване на скоростта на коляновия вал от 150 до 50 об / мин, стойността на n1 намалява от 1,32 до 1,28 (фиг. 4.1, а).

Техническото състояние на двигателя е важно за осигуряване на надежден старт. С увеличаване на износването и хлабината в групата цилиндър-бутало, налягането pc намалява и началната скорост на вала на двигателя се увеличава, т.е. минимална скорост на коляновия вал, nmin, при която е възможно надеждно стартиране. Тази зависимост е показана на фиг. 4.1, б.

–  –  –

Както се вижда, при pc = 2 MPa, n = 170 rpm, което е границата за изправни пускови съоръжения. При по-нататъшно увеличаване на износването на частите стартирането на двигателя е невъзможно.

Възможността за стартиране значително се влияе от наличието на масло по стените на цилиндрите. Маслото допринася за уплътняването на цилиндъра и значително намалява износването на стените му. В случай на принудително подаване на масло преди стартиране, износването на цилиндрите по време на стартиране намалява 7 пъти, буталата - 2 пъти, буталните пръстени - 1,8 пъти.

Зависимостта на скоростта на износване Vn на елементите на двигателя от времето на работа t е показано на фиг. 4.3.

В рамките на 1 ... 2 минути след пускането износването е многократно по-високо от стационарната стойност при работни условия. Това се дължи на лошите условия за смазване на повърхностите в началния период на работа на двигателя.

По този начин, за да се осигури надежден старт при положителни температури, минимално износване на елементите на двигателя и най-голяма издръжливост, е необходимо да се спазват следните правила по време на работа:

Преди стартиране осигурете подаването на масло към триещите се повърхности, за което е необходимо да изпомпвате масло, да завъртите коляновия вал със стартер или ръчно без подаване на гориво;

По време на стартиране на двигателя осигурете максимално подаване на гориво и незабавното му намаляване след стартиране до работа на празен ход;

При температури под 5 °С двигателят трябва да се загрее предварително без натоварване с постепенно повишаване на температурата до работни стойности (80...90 °С).

Износването също се влияе от количеството масло, навлизащо в контактните повърхности. Това количество се определя от захранването на маслената помпа на двигателя (фиг. 4.3). Графиката показва, че за безпроблемна работа на двигателя температурата на маслото трябва да бъде най-малко 0 ° C при скорост на коляновия вал n900 об / мин. При отрицателни температури количеството масло ще бъде недостатъчно, в резултат на което не се изключва повреда на триещите се повърхности (топене на лагери, надраскване на цилиндри).

–  –  –

Според графиката може също да се установи, че при температура на маслото от 1 tm \u003d 10 ° C, скоростта на вала на двигателя не трябва да надвишава 1200 об / мин, а при tu \u003d 20 ° C - 1550 об / мин. При всяка скорост и условия на натоварване, въпросният двигател може да работи без повишено износване при температура tM=50 °C. По този начин двигателят трябва да се загрее чрез постепенно увеличаване на скоростта на вала с повишаване на температурата на маслото.

Износоустойчивостта на елементите на двигателя в режим на натоварване се оценява от степента на износване на основните части при постоянна скорост и променливо подаване на гориво или променливо отваряне на дросела.

С увеличаване на натоварването се увеличава абсолютната стойност на степента на износване на най-критичните части, които определят живота на двигателя (фиг. 4.4). В същото време ефективността на използване на машината се увеличава.

Следователно, за да се определи оптималният режим на натоварване на двигателя, е необходимо да се вземат предвид не абсолютните, а специфичните стойности на показателите Vi, MG/h. 4.4. Зависимост на степента на износване и буталните пръстени от мощността на дизела N: 1-3 - брой пръстени

–  –  –

По този начин, за да се определи рационалният режим на работа на двигателя, е необходимо да се направи допирателна към кривата tg/p = (p) от началото.

Вертикалата, преминаваща през точката на контакт, определя рационалния режим на натоварване при дадена скорост на коляновия вал на двигателя.

Допирателната към графиката tg = (p) определя режима, който осигурява минимална степен на износване; в същото време показателите за износване, съответстващи на рационалния режим на работа на двигателя по отношение на издръжливостта и ефективността на използване, се приемат за 100%.

Трябва да се отбележи, че естеството на промяната в почасовия разход на гориво е подобно на зависимостта tg \u003d 1 (pe) (виж фиг. 4.5), а специфичният разход на гориво е подобен на зависимостта tg / р \u003d 2 ( р). В резултат на това работата на двигателя, както по отношение на показателите за износване, така и по отношение на горивната ефективност в режими на ниско натоварване, е икономически неизгодна. В същото време, с надценено захранване с гориво (повишена стойност на p), рязко увеличаване на показателите за износване и намаляване на живота на двигателя (с 25...

30% с увеличение на p с 10%).

Подобни зависимости са валидни за двигатели с различни конструкции, което показва общ модел и целесъобразността на използването на двигатели при условия на натоварване, близки до максималните.

При различни скорости устойчивостта на износване на елементите на двигателя се оценява чрез промяна на скоростта на коляновия вал с постоянно подаване на гориво от помпа с високо налягане (за дизелови двигатели) или при постоянно положение на дросела (за карбураторни двигатели).

Промяната на скоростния режим засяга процесите на смесообразуване и изгаряне, както и механичните и топлинни натоварвания на частите на двигателя. С увеличаване на скоростта на коляновия вал стойностите на tg и tg/N се увеличават. Това се дължи на повишаване на температурата на свързващите части на групата цилиндър-бутало, както и на увеличаване на динамичните натоварвания и силите на триене.

Когато скоростта на коляновия вал падне под определената граница, степента на износване може да се увеличи поради влошаване на хидродинамичния режим на смазване (фиг. 4.6).

Характерът на промяната в специфичното износване на лагерите на коляновия вал, в зависимост от честотата на неговото въртене, е същият като този на частите от групата цилиндър-бутало.

Минималното износване се наблюдава при n = 1400...1700 об/мин и е 70...80% от износването при максимална скорост. Повишеното износване при висока скорост се дължи на увеличаване на налягането върху опорите и повишаване на температурата на работните повърхности и смазката, при ниска скорост - влошаване на работните условия на масления клин в опората.

По този начин за всяка конструкция на двигателя има оптимален скоростен режим, при който специфичното износване на основните елементи ще бъде минимално, а издръжливостта на двигателя ще бъде максимална.

Температурният режим на двигателя по време на работа обикновено се оценява от температурата на охлаждащата течност или маслото.

–  –  –

800 1200 1600 2000 об/мин Фиг. 4.6. Зависимости на концентрацията на желязо (CFe) и хром (CCg) в маслото от оборотите на коляновия вал n Общото износване на двигателя зависи от температурата на охлаждащата течност. Има оптимален температурен режим (70 ... 90 ° C), при който износването на двигателя е минимално. Прегряването на двигателя води до намаляване на вискозитета на маслото, деформация на частите, разрушаване на масления филм, което води до повишено износване на частите.

Корозионните процеси оказват голямо влияние върху степента на износване на цилиндровите втулки. При ниски температури на двигателя (70 °C) отделни участъци от повърхността на втулката се навлажняват с воден кондензат, съдържащ продукти от горенето на серни съединения и други корозивни газове. Има процес на електрохимична корозия с образуване на оксиди. Това допринася за интензивно корозионно-механично износване на цилиндрите. Ефектът на ниските температури върху износването на двигателя може да бъде представен по следния начин. Ако вземем износването при температура на маслото и водата от 75 "C като единица, тогава при t \u003d 50 ° C износването ще бъде 1,6 пъти повече, а при t \u003d - 25 ° C - 5 пъти повече.

Това предполага едно от условията за осигуряване на дълготрайност на двигателите - работа при оптимален температурен режим (70 ... 90 ° C).

Както показват резултатите от проучване на естеството на промените в износването на двигателя при нестабилни условия на работа, износването на такива части като цилиндрови втулки, бутала и пръстени, черупки на лагери на основни и свързващи пръти се увеличава с 1,2 - 1,8 пъти.

Основните причини, причиняващи увеличаване на интензивността на износване на частите в нестабилни режими в сравнение с постоянните, са увеличаване на инерционните натоварвания, влошаване на условията на работа на смазката и нейното пречистване и нарушаване на нормалното изгаряне на горивото. Не е изключен преходът от течно триене към гранично триене с разкъсване на масления филм, както и увеличаване на корозионното износване.

Издръжливостта се влияе значително от интензивността на промените в карбураторните двигатели. И така, при p = 0,56 MPa и n = 0,0102 MPa / s, интензивността на износване на горните компресионни пръстени е 1,7 пъти, а на лагерите на мотовилката - 1,3 пъти по-голяма, отколкото при стационарни условия (n ​​= 0 ). С увеличаване на n до 0,158 MPa / s при същото натоварване лагерът на мотовилката се износва 2,1 пъти повече, отколкото при n = 0.

По този начин по време на работа на машините е необходимо да се осигури постоянството на режима на работа на двигателя. Ако това не е възможно, тогава преходите от един режим към друг трябва да се извършват плавно. Това увеличава живота на двигателя и трансмисионните елементи.

Основното влияние върху работата на двигателя веднага след спирането му и по време на последващото стартиране се оказва от температурата на частите, маслото и охлаждащата течност. При високи температури, след спиране на двигателя, смазката изтича от стените на цилиндъра, което причинява повишено износване на частите при стартиране на двигателя. След спиране на циркулацията на охлаждащата течност във високотемпературната зона се образуват парни шлюзове, което води до деформация на елементите на цилиндровия блок поради неравномерно охлаждане на стените и причинява пукнатини. Заглушаването на прегрял двигател също води до нарушаване на херметичността на главата на цилиндъра поради неравномерния коефициент на линейно разширение на материалите на блока и силовите щифтове.

За да се избегнат тези неизправности, се препоръчва спирането на двигателя при температура на водата не по-висока от 70 °C.

Температурата на охлаждащата течност влияе върху специфичния разход на гориво.

В същото време оптималният режим по отношение на ефективността приблизително съвпада с режима на минимално износване.

Увеличаването на разхода на гориво при ниски температури се дължи главно на непълното му изгаряне и увеличаване на въртящия момент на триене поради високия вискозитет на маслото. Повишеното нагряване на двигателя е придружено от термични деформации на частите и нарушаване на горивните процеси, което също води до повишен разход на гориво. Дълготрайността и надеждността на електроцентралата се дължат на стриктното спазване на правилата за работа и рационални режими на работа на частите на двигателя по време на пускане в експлоатация.

Серийните двигатели в началния период на експлоатация трябва да преминат предварителна работа до 60 часа при режимите, определени от производителя. Двигателите се разработват директно в производствени и ремонтни предприятия за 2 ... 3 часа.През този период процесът на формиране на повърхностния слой на частите не е завършен, следователно в началния период на работа на машината тя е необходимо за продължаване на разработката на двигателя. Например разработката без товар на нов или ремонтиран двигател на булдозер DZ-4 е 3 часа, след което машината работи в транспортен режим без натоварване за 5,5 часа.На последния етап на разработка булдозерът постепенно се натоварени при работа на различни предавки в продължение на 54 ч. Продължителността и ефективността на разработването зависят от условията на натоварване и използваните смазочни материали.

Препоръчително е да започнете работата на двигателя под товар с мощност N \u003d 11 ... 14,5 kW при скорост на въртене на вала n \u003d 800 rpm и, постепенно увеличавайки, да доведете мощността до 40 kW при номинална стойност на n.

Най-ефективният лубрикант, използван в процеса на работа в дизелови двигатели, в момента е маслото DP-8 с добавка от 1 об. % дибензил дисулфид или дибензилхексасулфид и вискозитет 6...8 mm2/s при температура 100°C.

Възможно е значително да се ускори разработката на дизеловите части по време на фабричната разработка чрез добавяне на добавка ALP-2 към горивото. Установено е, че чрез засилване на износването на частите от цилиндро-буталната група поради абразивното действие на добавката е възможно да се постигне пълно сработване на техните повърхности и да се стабилизира разходът на масло за отпадъци. Фабричната разработка с кратка продължителност (75...100 минути) с използването на добавка ALP-2 осигурява почти същото качество на разработката на частите като дългосрочна разработка за 52 часа на стандартно гориво без добавка . В същото време износването на частите и консумацията на масло за отпадъци са почти еднакви.

Добавката ALP-2 е органометално алуминиево съединение, разтворено в дизелово масло DS-11 в съотношение 1:3. Добавката е лесно разтворима в дизелово гориво и има високи антикорозионни свойства. Действието на тази добавка се основава на образуването на фино диспергирани твърди абразивни частици (алуминиев оксид или хромен оксид) по време на процеса на горене, които, попадайки в зоната на триене, създават благоприятни условия за вкарване на повърхностите на частите. Добавката ALP-2 влияе най-съществено на сработването на горния хромиран бутален пръстен, краищата на първия жлеб на буталото и горната част на цилиндровата обшивка.

Като се има предвид високата степен на износване на частите от групата цилиндър-бутало по време на работа на двигатели с тази добавка, е необходимо да се автоматизира подаването на гориво при организиране на тестове. Това ще позволи стриктно регулиране на подаването на гориво с добавка и по този начин ще елиминира възможността за катастрофално износване.

4.2. Ефективност на предавателните елементи Предавателните елементи работят при условия на високи ударни и вибрационни натоварвания в широк температурен диапазон с висока влажност и значително съдържание на абразивни частици в околната среда. В зависимост от конструкцията на трансмисията влиянието й върху надеждността на машината варира в широки граници. В най-добрия случай делът на отказите на трансмисионните елементи е около 30% от общия брой повреди на машината. С цел повишаване на надеждността основните елементи на трансмисията на машините могат да бъдат разпределени, както следва: съединител - 43%, скоростна кутия - 35%, задвижване - 16%, скоростна кутия на задния мост - 6% от общия брой повреди на трансмисията.

Трансмисията на машината включва следните основни елементи:

фрикционни съединители, редуктори, спирачни устройства и управляващи задвижвания.Затова е удобно да се разгледат режимите на работа и издръжливостта на трансмисията по отношение на всеки от изброените елементи.

Фрикционни съединители. Основните работни елементи на съединителите са фрикционни дискове (странични съединители на булдозери, съединители на машинни трансмисии). Високите коефициенти на триене на диска (= 0,18 ... 0,20) определят значителна работа на приплъзване. В тази връзка механичната енергия се преобразува в топлинна и настъпва интензивно износване на дисковете. Температурата на частите често достига 120 ... 150 ° C, а повърхностите на фрикционните дискове - 350 ... 400 ° C. В резултат на това фрикционните съединители често са най-малко надеждният елемент за предаване на мощност.

Издръжливостта на фрикционните дискове до голяма степен се определя от действията на оператора и зависи от качеството на настройката, техническото състояние на механизма, режимите на работа и др.

Скоростта на износване на машинните елементи се влияе значително от температурата на триещите се повърхности.

Процесът на генериране на топлина по време на триене на дисковете на съединителя може да бъде приблизително описан със следния израз:

Q=M*(d - t)/2E

където Q е количеството топлина, отделена по време на приплъзване; M е моментът, предаван от съединителя; - време на приплъзване; E - механичен еквивалент на топлина; d, t - ъглова скорост, съответно на водещата и задвижваната част.

Както следва от горния израз, количеството топлина и степента на нагряване на повърхностите на дисковете зависят от продължителността на приплъзване и ъгловите скорости на задвижващите и задвижваните части на съединителите, които от своя страна се определят от действията на оператора.

Най-трудни за дисковете са условията на работа при m = 0. За свързването на двигателя с трансмисията това съответства на момента на потегляне.

Условията на работа на фрикционните дискове се характеризират с два периода. Първо, когато съединителят е включен, фрикционните дискове се приближават един към друг (секция 0-1). Ъгловата скорост d на водещите части е постоянна, а на задвижваните части t е нула. След като дисковете се докоснат (точка а), колата потегля. Ъгловата скорост на задвижващите части намалява, а на задвижваните се увеличава. Има приплъзване на дисковете и постепенно изравняване на стойностите на q и m (точка c).

Площта на триъгълника abc зависи от ъгловите скорости d, t и интервала от време 2 - 1, т.е. върху параметрите, които определят количеството топлина, отделена при приплъзване. Колкото по-малка е разликата 2 - 1 и q - m, толкова по-ниска е температурата на повърхностите на диска и толкова по-малко е тяхното износване.

Естеството на влиянието на продължителността на зацепване на съединителя върху натоварването на трансмисионните агрегати. При рязко освобождаване на педала на съединителя (минимален работен цикъл) въртящият момент на задвижвания вал на съединителя може значително да надвиши теоретичната стойност на въртящия момент на двигателя поради кинетичната енергия на въртящите се маси. Възможността за прехвърляне на такъв момент се обяснява с увеличаване на коефициента на сцепление в резултат на сумирането на еластичните сили на пружините на притискащата плоча и инерционната сила на прогресивно движещата се маса на притискащата плоча. Динамичните натоварвания, които възникват в този случай, често водят до разрушаване на работните повърхности на фрикционните дискове, което се отразява негативно на издръжливостта на съединителя.

Скоростни редуктори. Условията на работа на машинните скоростни кутии се характеризират с високи натоварвания и широк диапазон от промени в режимите на натоварване и скорост. Скоростта на износване на зъбите на зъбните колела варира в широк диапазон.

На валовете на скоростните кутии най-интензивно се износват местата на подвижната връзка на валовете с плъзгащите лагери (шийките), както и шлицовите участъци на валовете. Скоростта на износване на търкалящите и плъзгащите лагери е съответно 0,015...0,02 и 0,09...0,12 µm/h. Шлицовите секции на валовете на скоростната кутия се износват със скорост 0,08 ... 0,15 mm за 1000 часа.

Ето основните причини за повишеното износване на детайлите на скоростната кутия: за зъби на зъбни колела и плъзгащи лагери - наличие на абразивни и уморни стружки (питинги); за шийките на вала и уплътнителните устройства - наличието на абразив; за шлицови участъци на валове - пластична деформация.

Средният експлоатационен живот на зъбните колела е 4000...6000 часа.

Скоростта на износване на скоростните кутии зависи от следните експлоатационни фактори: скорост, натоварване, температурни режими на работа; качество на смазката; наличието на абразивни частици в околната среда. Така че, с увеличаване на честотата, ресурсът на скоростната кутия и основната скоростна кутия на асфалтовия разпределител на въртене на вала на двигателя намалява.

С увеличаване на натоварването ресурсът на предавката на скоростната кутия намалява, тъй като контактните напрежения в зацепването се увеличават. Един от основните фактори, определящи контактните напрежения, е качеството на сглобяване на механизма.

Непряка характеристика на тези напрежения могат да бъдат размерите на контактното петно ​​на зъба.

Качеството и състоянието на смазочните материали оказват голямо влияние върху издръжливостта на зъбните колела. По време на работа на скоростните кутии качеството на смазочните материали се влошава поради тяхното окисляване и замърсяване с продукти на износване и абразивни частици, влизащи в картера от околната среда.

Противоизносните свойства на маслата се влошават, докато се използват. По този начин износването на зъбните колела с увеличаване на интервала от време между смяната на трансмисионното масло се увеличава в линейна връзка.

При определяне на честотата на смяна на маслото в скоростните кутии е необходимо да се вземат предвид единичните разходи за смазване и ремонтни работи Съд, rub./h:

Jd=C1/td+ C2/t3+ C3/до където C1 C2, C3 са разходите за добавяне на масло, подмяната му и отстраняване на повреди (неизправности), съответно, рубли; t3, td, до честотата на добавяне на масло, замяната му и повредите, съответно, h.

Оптималният интервал за смяна на маслото съответства на минималните намалени разходи за единица (topt). Условията на работа влияят на интервала за смяна на маслото. Качеството на маслото също влияе върху износването на предавките.

Изборът на смазка за зъбни колела зависи основно от периферната скорост на зъбните колела, специфичните натоварвания и материала на зъбите. При високи скорости се използват по-малко вискозни масла, за да се намали консумацията на енергия за смесване на маслото в картера.

Спирачни устройства. Работата на спирачните механизми е придружена от интензивно износване на фрикционни елементи (средната скорост на износване е 25...125 µm/h). В резултат на това ресурсът на такива части като спирачни накладки и ленти е 1000...2000 часа.

Честотата и продължителността на спирачките влияят върху температурата на триещите се повърхности на триещите се елементи. При често и продължително спиране се получава интензивно нагряване на фрикционните накладки (до 300 ...

400 °C), в резултат на което коефициентът на триене намалява и скоростта на износване на елементите се увеличава.

Процесът на износване на азбесто-бакелитови фрикционни накладки и валцувани спирачни ленти като правило се описва с линейна зависимост.

Контролни задвижвания. Условията на работа на управляващите задвижвания се характеризират с високи статични и динамични натоварвания, вибрации и наличие на абразив върху триещите се повърхности.

При проектирането на машини се използват механични, хидравлични, а също и комбинирани системи за управление.

Механичното задвижване е вирбел с пръти или други задвижващи механизми (зъбни рейки и др.). Ресурсът на такива механизми се определя главно от устойчивостта на износване на шарнирните съединения. Устойчивостта на шарнирните съединения зависи от твърдостта на абразивните частици и техния брой, както и от стойностите и характера на динамичните натоварвания.

Интензивността на износване на пантите зависи от твърдостта на абразивните частици. Ефективен метод за увеличаване на издръжливостта на механичните задвижвания по време на работа е предотвратяването на навлизането на абразивни частици в пантите (уплътняване на интерфейсите).

Основната причина за повреди в хидравличната система е износването на частите.

Степента на износване на частите на хидравличното задвижване и тяхната дълготрайност зависят от експлоатационните фактори: температурата на течността, степента и естеството на нейното замърсяване, състоянието на филтриращите устройства и др.

С повишаване на температурата на течността се ускорява и процесът на окисление на въглеводородите и образуването на смолисти вещества. Тези продукти на окисляване, утаявайки се по стените, замърсяват хидравличната система, запушват филтърните канали, което води до повреда на машината.

Голям брой повреди на хидравличната система са причинени от замърсяване на работната течност с продукти на износване и абразивни частици, които причиняват повишено износване и в някои случаи заклинване на части.

Максималният размер на частиците, съдържащи се в течността, се определя от фиността на филтрацията.

В хидравличната система фиността на филтриране е около 10 микрона. Наличието на по-големи частици в хидравличната система се дължи на проникването на прах през уплътненията (например в хидравличен цилиндър), както и на разнородността на порите на филтърния елемент. Скоростта на износване на хидравличните задвижващи елементи зависи от размера на замърсителите.

Значително количество замърсители се въвеждат в хидравличната система с доливане на масло. Средният работен дебит на работния флуид в хидравличните системи на машините е 0,025...0,05 kg/h. В същото време 0,01 ... 0,12% замърсители се въвеждат в хидравличната система с добавеното масло, което е 30 g на 25 литра, в зависимост от условията на пълнене. Инструкциите за експлоатация препоръчват промиване на хидравличната система преди смяна на работната течност.

Хидравличната система се промива с керосин или дизелово гориво в специални инсталации.

По този начин, за да се увеличи издръжливостта на елементите на хидравличното задвижване на машините, е необходимо да се извърши набор от мерки, насочени към осигуряване на чистотата на работния флуид и препоръчителния термичен режим на хидравличната система, а именно:

стриктно спазване на изискванията на инструкцията за експлоатация на хидравличната система;

филтриране на маслото преди пълнене на хидравличната система;

Монтаж на филтри с финост на филтриране до 15...20 микрона;

Предотвратяване на прегряване на течността по време на работа на машината.

4.3. Ефективност на елементите на ходовата част Според конструкцията на ходовата част се разграничават гъсенични и колесни превозни средства.

Основната причина за неизправностите на ходовата част на гъсеницата е абразивното износване на вериги и щифтове на вериги, задвижващи колела, оси и ролкови втулки. Степента на износване на частите на ходовата част се влияе от предварителното натягане на пистата. При силно напрежение интензивността на износване се увеличава поради увеличаване на силата на триене. При слабо напрежение се получава силно биене на пистите. Износването на верижната верига силно зависи от условията на работа на машината. Повишеното износване на частите на шасито се обяснява с наличието на вода с абразив в зоната на триене и корозия на повърхностите на частите. Техническото състояние на пистите се оценява по износването на пистите и щифтовете. Например, за багери, износването на ухото на пистата в диаметър с 2,5 mm и износването на щифтовете с 2,2 mm служат като признаци за гранично състояние на пистата на гъсеницата. Екстремното износване на частите води до удължаване на пистата на гъсеницата с 5 ... 6%.

Основните фактори, които определят експлоатационните свойства на колесния двигател, са налягането на въздуха в гумите, сближаването и наклона.

Налягането на гумите влияе върху издръжливостта на машината. Намаляването на ресурса при намалено налягане се дължи на големи деформации на гумата, нейното прегряване и разслояване на протектора. Прекомерното налягане в гумите също води до намаляване на ресурса, тъй като това причинява големи натоварвания върху каркаса, особено по време на преодоляване на препятствие.

Износването на гумите също се влияе от центровката на колелата и ъгъла на наклон. Отклонението на ъгъла на пръстите от нормата води до приплъзване на елементите на протектора и повишеното му износване. Увеличаването на ъгъла на пръстите води до по-интензивно износване на външния ръб на протектора и намаляване на вътрешния ръб. Когато ъгълът на наклон се отклони от нормата, налягането се преразпределя в равнината на контакт на гумата със земята и се получава едностранно износване на протектора.

4.4. Ефективност на електрическото оборудване на машините Електрическото оборудване представлява приблизително 10 ... 20% от всички повреди на машини. Най-малко надеждните елементи на електрическото оборудване са батериите, генераторът и реле-регулаторът. Животът на батерията зависи от експлоатационни фактори като температура на електролита и ток на разреждане. Техническото състояние на батериите се оценява по действителния им капацитет. Намаляването на капацитета на батерията (спрямо номиналната стойност) с понижаване на температурата се обяснява с увеличаване на плътността на електролита и влошаване на циркулацията му в порите на активната маса на плочите. В тази връзка при ниски температури на околната среда батериите трябва да бъдат топлоизолирани.

Производителността на батериите зависи от силата на разрядния ток Ip. Колкото по-висок е разрядният ток, толкова по-голямо количество електролит трябва да влезе в плочите за единица време. При високи стойности на Ip дълбочината на проникване на електролита в плочите намалява и капацитетът на батериите намалява. Например, при Ip = 360 A, слой от активна маса с дебелина около 0,1 mm претърпява химически трансформации, а капацитетът на батерията е само 26,8% от номиналната стойност.

Най-голямото натоварване на батерията се наблюдава по време на работа на стартера, когато токът на разреждане достигне 300 ... 600 A. В тази връзка е препоръчително да се ограничи времето за непрекъсната работа на стартера до 5 s.

Честотата на включването им значително влияе върху работата на батериите при ниски температури (фиг. 4.20). Колкото по-малко прекъсвания в работата, толкова по-бързо се разреждат напълно батериите, така че е препоръчително да включите стартера отново не по-рано от 30 секунди.

По време на живота на батериите капацитетът на батериите се променя. В началния период капацитетът се увеличава донякъде поради развитието на активната маса на плочите и след това остава постоянен за дълъг период на работа. В резултат на износването на плочите капацитетът на батерията намалява и тя излиза от строя. Износването на плочите се състои в корозия и деформация на решетките, сулфатиране на плочите, утаяване на активната маса от решетките и натрупването й на дъното на корпуса на батерията. Работата на акумулаторните батерии също се влошава поради саморазреждането им и намаляване на нивото на електролита. Саморазреждането може да бъде причинено от много фактори, които допринасят за образуването на галванични микроелементи върху положително и отрицателно заредени плочи. В резултат на това напрежението на батерията пада. Стойността на саморазряда се влияе от окисляването на катодното олово под действието на кислород от въздуха, разтворен в горните слоеве на електролита, хетерогенността на решетъчния материал и активната маса на плочите, неравномерната плътност на електролита в различни секции на батерията, първоначалната плътност и температура на електролита, както и замърсяване на външните повърхности на батериите. При температури под -5 oC практически няма саморазреждане на батериите.

При повишаване на температурата до 5 ° C, саморазреждането се появява до 0,2 ... 0,3% от капацитета на ден, а при температури от 30 ° C и повече - до 1% от капацитета на батерията.

Нивото на електролита намалява при високи температури поради изпаряване на водата.

По този начин, за да се увеличи издръжливостта на батериите по време на тяхната работа, трябва да се спазват следните правила:

изолирайте батериите, когато се използват в студено време;

Намалете до минимум продължителността на включване на стартера с интервали между включванията най-малко 30 s;

съхранявайте батериите при температура около 0o C;

Спазвайте стриктно номиналната плътност на електролита;

Избягвайте замърсяване на външните повърхности на батериите;

когато нивото на електролита спадне, добавете дестилирана вода.

Една от основните причини за повредата на генератора е повишаването на температурата му по време на работа. Отоплението на генератора зависи от конструкцията и техническото състояние на елементите на електрическото оборудване.

4.5. Методика за определяне на оптималната дълготрайност на машините Под оптимална дълготрайност на машините се разбира икономически обоснованият период на тяхното използване преди основен ремонт или извеждане от експлоатация.

Машините са ограничени поради някоя от следните причини:

невъзможността за по-нататъшна работа на машината поради нейното 1) техническо състояние;

2) нецелесъобразност на по-нататъшната експлоатация на машината от икономическа гледна точка;

3) недопустимостта на използването на машината от гледна точка на безопасността.

При определяне на оптималния ресурс на машините преди основен ремонт или извеждане от експлоатация широко се използват технически и икономически методи, които се основават на критерия за икономическа ефективност от използването на машини в експлоатация.

Нека разгледаме последователността на оценка на оптималната издръжливост на машините, използвайки технико-икономическия метод. Оптималният ресурс на машината в този случай се определя от минималните единични намалени разходи за нейното придобиване и експлоатация.

Общите специфични намалени разходи Sud (в рубли за единица работно време) включват Spr - специфични намалени разходи за закупуване на машина; Cp е средната единична цена за поддържане на производителността на машината по време на работа; C - единични разходи за съхранение на машината, поддръжка, зареждане с гориво и смазочни материали и др.

–  –  –

–  –  –

Анализът на израза показва, че с увеличаване на работното време T стойността на Cp намалява, стойността на Cp (T) се увеличава, а разходите C остават постоянни.

В тази връзка е очевидно, че кривата, описваща изменението на общите специфични намалени разходи, трябва да има инфлексия в определена точка, съответстваща на минималната стойност на Cmin.

Така според целевата функция се определя оптималният ресурс на машината преди основен ремонт или извеждане от експлоатация

–  –  –

3 +1 = 2 + 2 0 + 3 0 + + 0 2 3 4 + 1 4 Последното уравнение прави възможно определянето на T0 чрез итерация.

Поради факта, че определянето на оптималния ресурс изисква голямо количество изчисления, е необходимо използването на компютър.

Описаният метод може да се използва и при определяне на оптималната дълготрайност на основно ремонтирани машини.

В този случай в целевата функция (5) вместо разходите за закупуване на машина Ср се вземат предвид специфичните намалени разходи за основен ремонт на тази машина Ср:

L kr \u003d P, където S е цената на основен ремонт, rub.; E - коефициент на ефективност на капиталните вложения; K - специфична инвестиция, rub.; SK - ликвидационна стойност, rub.; Пт - техническа производителност на машината, единици / ч; T - живот на основен ремонт, h.

Целевата функция при определяне на оптималния ресурс на основно ремонтирани машини има вида Cud(T)= min [Ccr(T)+Cr(T)+C], 0TTn където Tn е оптималната стойност на ресурса на машина, която не е имала претърпял основен ремонт.

науки, професор М.П. Щетинина Сос... "Изпълнителен редактор: Е.Ю. старши майстор Габченко В.Н. преподавател Боровик Сергей Юриевич КЛУСТЕРНИ МЕТОДИ И СИСТЕМИ ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА СТАТОРНИ ДЕФОРМАЦИИ И КООРДИНАТИ НА ИЗМЕСТВАНИЯТА НА ЛОПАТКИ И КРАИЩА НА ЛОПАТКИ В ГАЗОТУРБИННИ ДВИГАТЕЛИ Специалност 05.11.16 – Информационно-измервателни и управляващи системи (индустрия)...»

„ДЪЛГОСРОЧНОТО И РАЗНОСТРАННО СЪТРУДНИЧЕСТВО НА АД RusHydro IT Co. и АД RusHydro (RusHydro) са свързани от години сътрудничество и десетки съвместно завършени успешни проекти в областта на информационните технологии. Разработването на технически проект за създаване на комплекс от информационни и инженерни системи за една от ВЕЦ-овете беше завършено през 2006 г. ... "

"Жуков Иван Алексеевич Разработване на научни основи за повишаване на ефективността на ударни машини за пробиване на кладенци в скали Специалност 05.05.06 - Минни машини Автореферат на дисертацията за степента доктор на техническите науки Новосиби..."

Физико-технологичен институт (Държавен университет) 2 Руска академия за национално стопанство и публична администрация при През...» 011-8-1-053 Приток-А-4(8) LIPG.425212.001-053.01 RE Ръководство за работа LIPG. 425212.001- 053.01 RE СЪДЪРЖАНИЕ ВЪВЕДЕНИЕ 1. ОСНОВНА ИНФОРМАЦИЯ 1.... "ИНСТРУКЦИИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА ГОРИ В съответствие с част..." 2017 www.website - "Безплатна електронна библиотека - електронни ресурси"

Материалите на този сайт са публикувани за преглед, всички права принадлежат на техните автори.
Ако не сте съгласни вашите материали да бъдат публикувани на този сайт, моля, пишете ни, ние ще ги премахнем в рамките на 1-2 работни дни.

Разгледани са основните процеси, които причиняват намаляване на ефективността на машините: триене, износване, пластична деформация, умора и корозия на машинните части. Дадени са основните насоки и методи за осигуряване на работоспособността на машините. Описани са методи за оценка на работата на елементите и техническите системи като цяло. За студенти. Може да бъде полезно за специалисти в сервиза и техническата експлоатация на автомобили, трактори, строителна, пътна и общинска техника.

Технически прогрес и надеждност на машините.
С развитието на научно-техническия прогрес възникват все по-сложни проблеми, чието решаване изисква разработването на нови теории и методи на изследване. По-специално в машиностроенето, поради сложността на дизайна на машините, тяхната техническа експлоатация, както и технологичните процеси, се изисква обобщение и по-квалифициран, строг инженерен подход за решаване на проблемите с осигуряването на дълготрайността на оборудването.

Технологичният прогрес е свързан със създаването на сложни съвременни машини, инструменти и работно оборудване, с постоянно повишаване на изискванията за качество, както и със затягане на режимите на работа (повишаване на скорости, работни температури, натоварвания). Всичко това беше основата за развитието на такива научни дисциплини като теория на надеждността, триботехника, техническа диагностика.

СЪДЪРЖАНИЕ
Предговор
Глава 1. Проблемът за осигуряване на работоспособността на техническите системи
1.1. Технологичен прогрес и надеждност на машините
1.2. Историята на формирането и развитието на триботехниката
1.3. Ролята на триботехниката в системата за осигуряване на работоспособността на машините
1.4. Трибоанализ на технически системи
1.5. Причини за намаляване на производителността на машините в експлоатация
Глава 2. Свойства на работните повърхности на машинните части
2.1. Подробни параметри на профила
2.2. Вероятностни характеристики на параметрите на профила
2.3. Контакт на работните повърхности на свързващите се части
2.4. Структура и физико-механични свойства на материала на повърхностния слой на детайла
Глава 3
3.1. Понятия и определения
3.2. Взаимодействие на работните повърхности на частите
3.3. Топлинни процеси, съпътстващи триенето
3.4. Влиянието на смазката върху процеса на триене
3.5. Фактори, които определят характера на триенето
Глава 4
4.1. Общ модел на носене
4.2. Видове износване
4.3. абразивно износване
4.4. износване от умора
4.5. Износване на припадъци
4.6. Корозионно-механично износване
4.7. Фактори, влияещи върху характера и интензивността на износване на машинните елементи
Глава 5
5.1. Предназначение и класификация на смазочните материали
5.2. Видове смазване
5.3. Механизмът на смазващото действие на маслата
5.4. Свойства на течни и гресни масла
5.5. Добавки
5.6. Изисквания към масла и греси
5.7. Промяна на свойствата на течни и смазочни материали по време на работа
5.8. Формиране на комплексен критерий за оценка на състоянието на машинните елементи
5.9. Възстановяване на експлоатационните свойства на маслата
5.10. Възстановяване на работата на машини с масла
Глава 6
6.1. Условия за развитие на процесите на умора
6.2. Механизъм на разрушаване на материала от умора
6.3. Математическо описание на процеса на разрушаване от умора на материала
6.4. Изчисляване на параметрите на умора
6.5. Оценка на параметрите на умора на материала на детайл чрез ускорени методи за изпитване
Глава 7
7.1. Класификация на корозионните процеси
7.2. Механизъм на корозионно разрушаване на материалите
7.3. Влияние на корозивната среда върху естеството на разрушаването на частите
7.4. Условия за възникване на корозионни процеси
7.5. Видове корозионни повреди на части
7.6. Фактори, влияещи върху развитието на корозионни процеси
7.7. Методи за защита на машинните елементи от корозия
Глава 8
8.1. Общи понятия за работата на машината
8.2. Планиране на надеждността на машината
8.3. Програма за надеждност на машината
8.4. Жизнен цикъл на машините
Глава 9
9.1. Представяне на резултатите от трибоанализа на машинни елементи
9.2. Определяне на експлоатационните показатели на машинните елементи
9.3. Модели за оптимизиране на живота на машината
Глава 10
10.1. Производителността на електроцентралата
10.2. Ефективността на предавателните елементи
10.3. Изпълнението на елементите на ходовата част
10.4. Работоспособност на електрическото оборудване на машините
10.5. Методика за определяне на оптималната дълготрайност на машините
Заключение
Библиография.

Изтеглете безплатно електронна книга в удобен формат, гледайте и четете:
Изтеглете книгата Основи на производителността на техническите системи, Zorin V.A., 2009 - fileskachat.com, бързо и безплатно изтегляне.

• Курс по материалознание във въпроси и отговори, Богодухов С.И., Гребенюк В.Ф., Синюхин А.В., 2005 г.
• Надеждност и диагностика на системи за автоматично управление, Белоглазов И.Н., Кривцов А.Н., Куценко Б.Н., Суслова О.В., Ширгладзе А.Г., 2008 г.