11.2 Классификация методов испытаний и контроля надежности.

Цель испытаний и контроля – определение показателей надежности машин и сравнение их с нормативами или показателями для машин – аналогов.

Для того, чтобы поддерживать высокий уровень создаваемой техники, не допускать ошибочных решений, необходимо машины подвергать различным испытаниям на всех стадиях их создания: как опытных образцов, так и при серийном выпуске.

В качестве объектов испытаний могут быть:

- образцы – необходимо испытать материал на различные свойства (износостойкость, усталостную прочность, коррозийную стойкость и т.д.);

- сопряжения и кинематические пары – необходимо выявить влияние конструктивных, технологических факторов на служебные свойства деталей;

- узлы машин – отрабатывается взаимодействие всех деталей в узле и их влияние на работоспособность всего узла;

- машины в сборе – снимаются ее основные характеристики, отрабатывается поведение всех узлов машины, их взаимосвязь;

- системы машин – когда машины связаны в одну технологическую систему (комплекс) и необходимо проверять их взаимосвязь и влияние на работоспособность всего комплекса.

В ходе создания машины, на разных стадиях эти объекты проходят испытания для комплексного решения вопросов.

Различают исследовательские и (определительные) и контрольные испытания (рисунок 14).



Рисунок 14. Классификация методов испытания и контроля надежности.
Определительные (исследовательские) испытания – их проводят с цель определения показателей надежности. По результатам испытаний вносят показатели в техническую документацию, судят об уровне созданной машины, а также устанавливают группу надежности.

Контрольные испытания проводятся целью контроля соответствия качества выпускаемых объектов технологическим условиям и стандартам. Промежуточное положение занимает техническая диагностика.

Исследовательские испытания могут быть стандартными и специальными (см. рисунок 14). При стандартных испытаниях объектами являются образцы изделий (испытания на износостойкость, усталостную прочность, коррозионную стойкость и т.д.), а результаты испытаний непосредственно не определяют показатели надежности.

Специальные испытания могут проводиться на стендах, полигонах и в условиях эксплуатации.

---

Эксплуатационные испытания – это основной вид испытаний с/х техники в настоящее время, они проводятся на МИС (машинных испытательных станциях). Они позволяют получить наиболее точную, полную и достоверную оценку надежности в реальных условиях рядовой эксплуатации с соблюдением необходимых правил ТО.

Однако они обладают большим недостатком – большой длительностью.
11.3 Стендовые и полигонные испытания.

Стендовые и полигонные испытания проводят как ускоренные. Ускоренные подразделяются на уплотненные (по времени) и ужесточенные (по факторам нагружения). Они могут быть усеченными и полными.

При усечении по времени испытания ведут либо до появления достаточной доли отказавших объектов, либо до выявления закономерности изменения параметров состояния совокупности объектов или одного объекта.

Уплотненные по времени испытания. Это такие испытания, при которых ускоренное получение информации достигается без интенсификации физико-химического процесса разрушения. Уплотнение времени достигается круглосуточными испытаниями.

Достоинство уплотненных испытаний достижение эффекта ускорения без искажения физической картины потери работоспособности.

При стендовых испытаниях возможно воспроизведение неблагоприятных, но возможных нарушений правил эксплуатации и ремонта. При этом также достигается ускорение получения информации без нарушения физической картины потери работоспособности.

Учащенные испытания. Если при учащенных испытаниях известно, что частота приложения нагрузки увеличена в К_п раз или объект или объект реализовал наработку в К_п раз большую за календарное время, чем в эксплуатации, то средний ресурс, полученный при ускоренных испытаниях Т_у, пересчитывается на ожидаемый средний ресурс в эксплуатации Т_э:

Т_э = К_п Т_у (85)

где К_п –коэффициент перехода (ускорения).

Граничные испытания имеют и самостоятельную ценность. Они могут быть использованы как контрольные(может быть установлен минимальный допустимый ресурс, который должен обеспечить изготовитель продукции). Коэффициент ускорения испытания при граничных испытаниях:

К_п = (86)

---

Он может достигать существенных значений от 2...3 до 50 и выше в зависимости от закона распределенияресурса и вида зависимости.

Под υ можно понимать не только скорость изнашивания, но и другой параметр состояния, например, изменение длины трещины, увеличение площади питтинга на поверхности зуба шестерни, увеличение меры повреждения при усталостном повреждении.

Ужесточенные по нагружению испытания. Ускоренное получение информации достигается с интенсификацией физико-химического процесса разрушения (с увеличением силового – объемного, поверхностного и др. нагружения).

Чтобы обеспечить эффективность ужесточенных испытаний, необходимо соблюдать их подобие с эксплуатационными испытаниями.

Физическое подобие состоит в том, чтобы физическая картина отказа была была одинакова по характеру и виду разрушения.

Режим испытаний следует выбирать так, чтобы не была достигнута критическая область(когда происходят качественные изменения процесса разрушения).

Математическое подобие состоит в том, чтобы вероятности безотказной работы объекта при ужесточенных и эксплуатационных испытаниях были одинаковы. Если ввести коэффициент перехода от ускоренных к эксплуатационным испытаниям К_п = Т_э /Т_у и потребовать из условия масштабного подобия, где К_п = сonst.

Для любого t, то условие равенства вероятностей приведет к равенству коэффициентов вариации времени безотказной работы при ускоренных испытаниях и в эксплуатации.

ν _у = ν_t (87)

Если физическая картина отказа, а так же эксплуатационные нагрузки известны, то ожидаемую эксплуатационную долговечность можно получить с помощью ступенчатых испытаний, при которых один объект испытывают сначала в обычном режиме, а затем нагрузку увеличивают и доводят объект до предельного состояния, а другой объект испытывают только в ужесточенном режиме.

Испытания повторяют на нескольких парах образцов и определяют среднюю наработку до отказа.

Ступенчатые испытания можно использовать и следующим образом. Детали, которые в эксплуатации не имели наработку до предельного состояния, испытать в ужесточенном режиме на стенде и довести до предельного состояния.
11.4 Эксплуатационные испытания.

Эксплуатационные делятся на испытания до отказа, с замером параметров и с замером нагруженности.

---

Для проведения технической диагностики применяются вероятностные и вероятностно-детерминированные методы. Контрольные испытания могут проводится по альтернативному и количественному признакам, а так же в виде последовательного контроля.

Основной вид испытаний - это испытания в хозяйственных условиях. Они широко используются как контрольные и проводятся на машиноиспытательных станциях

Хозяйственные испытания проводят так же заводы-изготовители. Поэтому важно применение методов ускоренной оценки надежности и повышение точности получаемых результатов. Для машин серийного производства расширяют объем информации за счет сбора данных о рядовой эксплуатации. Для опытных образцов, имеющихся в малых количествах, применяют методы имитационных и ускоренных испытаний на стендах и полигонах.

Погрешности при оценке показателей надежности при эксплуатационных испытаниях возникают по следующим причинам:

1. Ограниченность объема выборки (статистическая погрешность).

2. Потеря части информации (систематическая погрешность).

Вид погрешности, как правило, связан с методом получения информации о надежности.



Рисунок 15. Схема методов сбора и обработки информации об эксплуатационной надежности.
На рисунке 15 показана схема основных методов получения исходной информации для определения показателей надежности с помощью эксплуатационных испытаний.
Испытания на отказ.

1) Серийные машины, продолжительность испытаний случайная, информационный параметр-наработка до отказа.

2) Опытные машины, продолжительность испытаний случайная, информационный параметр-наработка до отказа. В этом случае число объектов и отказавших и приостановленных мало.

3) Серийные машины, сбор информации дискретный, информационный параметр- наработка до отказа.Одноразовый дискретный контроль методом опроса удобен, однако по объективным и субъективным причинам часть информации, особенно о мелких, легкоустранимых отказах, теряется, что приводит к завышению показателей надежности на 15-20%.

4) Определение надежности объекта, работающего в различных объектах

Вероятность безотказной работы определяется по формуле полной вероятности

5) Определение надежности объекта по данным о распределении времени безотказной работы

---

, полученной из различных источников.

По формулам определяют время безотказной работы и дисперсию

Испытания по параметру состояния. В процессе испытаний измеряют в каждом конкретном образце изменение некоторого параметра во времени(износ, зазор, температура) и строят реализацию процесса, описываемую аналитическим выражением типа

И = а + b t^ν, (88)

где a и b – определенные для каждой реализации значения, в совокупности представляющие собой случайные числа, по конкретным значениям которых можно построить плотности распределения f(a), f(b), определить математические ожидания , и дисперсии D(a) и D(b); ν –постоянный параметр, характерный для данного вида объекта.

Вероятность безотказной работы определяется по формуле:

R(t) = F_o [(И_пред – M(a) – M(b)t^ν)/( )]. (89)

Испытания по параметру нагруженности. При испытаниях машин зачастую измеряют нагруженность деталей и фиксируют, действующие переменные нагрузки в функции времени используют полученные данные для оценки усталостной прочности деталей. Усталость-это процесс накопления повреждений под действием переменных нагрузок. В качестве основных характеристик сопротивления усталости принимают кривые усталости, параметры которых определяют или экспериментальным путем, или путем испытания детали в натуральную величину, или путем испытания стандартных образцов.
11.5 Техническая диагностика.

Техническая диагностика машин - это научная дисциплина, обеспечивающая разработку методов и средств для получения достоверной информации о настоящем и будущем техническом состоянии машины и ее составных частей.

Основные определения и задачи диагностики. Основные термины и определения технической диагностики регламентированы ГОСТ.

Техническое состояние - совокупность свойств объекта, характеризуемая в определенный момент времени признаками (параметрами) состояния.

Диагностический признак (параметр) – признак(параметр), используемый для определения технического состояния объекта, косвенно характеризующий его работоспособность (температура, шум, вибрация, расход топлива и др.)

---

Смотрите также файлы

• Какой внешний долг южной кореи.docx

• Особенности производства в отношении отдельных категорий лиц.docx

• Практическая работа 11 Управление системой компас3d цель приобрести навыки управления системой компас3d план.docx

• Студенты, чья фамилия начинается с букв аг, выполняют первый.docx

• Практическая работа 5 По дисциплине Физика Земли (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема Выполнение геологической интерпретации фрагмента регионального геофизического профиля мовогт (геотраверса) Уралсейс.docx