 |
Остаточный ресурс технических систем
|
|
|
|
Определение остаточного ресурса технических систем проводят при изменении параметра конкретных элементов, или деталей, замена или ремонт которых обуславливают капитальный ремонт агрегата, если известны их наработка и другие показатели элементов и деталей.
При прогнозировании по реализации принимают, что изменение параметра конкретного элемента характеризуется экстраполяционной (распространение прошлых тенденций на будущее) функцией и средним квадратическим отклонением этой функции от фактического изменения параметра. Экстраполяционная функция определяется по изменению параметра конкретного элемента в прошлом. Каждому изменению параметра соответствует определенная допускаемая его величина и остаточный ресурс элемента.
Пусть в момент tк систему подвергли техническому диагностированию, в результате которого определили изменение (приращение) параметра
U(tк) =Uк.
В случае заданной прогнозируемой наработки (первая задача) решение сводится к ответу на вопрос: не превышает ли значение Uк допускаемого при условии, что техническая система должна еще работать в течение tм.
Если tм не задано (вторая задача) то находят остаточный ресурс сборочной единицы по параметру при известных tк и Uк.
Прогнозирование остаточного ресурса возможно наиболее объективно осуществлять с применением методов и средств диагностики, которые позволяют определить диагностические параметры и на их основе рассчитать остаточный ресурс, учитывая конкретные условия работы агрегата или машины. При этом предполагают, что скорость износа или закономерность изменения диагностируемого сопряжения в рассмотренном периоде остаются постоянными.
|
|
|
Наибольшее распространение при прогнозировании ресурса получили два способа.
5.2.1 Первый способ. Носит название функционального статистического способа определения остаточного ресурса по среднестатистическим закономерностям изменения параметров во времени (ГОСТ 2157.1 – 76).
Среднестатистический остаточный ресурс сопряжения или сборочной единицы определяют по формуле:
(5.7)
где t н – наработка сопряжения с начала эксплуатации (или после ремонта) до диагностирования;
a - показатель степени (значения a приведены в табл. 5.1)
Рпр. – предельное значение параметра;
Рнач. – начальное значение параметра;
Ризм – значение параметра, измеренное при диагностировании.
Таблица 5.1
Значение показателя a для различных параметров
технического состояния составных частей тракторов
и сельскохозяйственных машин
| Параметр технического состояния | a |
| Угар картерного масла | 2,0 |
| Мощность двигателя | 0,8 |
| Расход газов, прорывающихся в картер: | |
| до замены колец | 1,3 |
| после замены колец | 1,5 |
| Зазоры в кривошипно-шатунном механизме | 1,4 |
| Зазор между клапаном и коромыслом механизма газораспределения | 1,1 |
| Износ опорных поверхностей тарелки клапана газораспределения и посадочного гнезда (утопание клапана) | 1,6 |
| Износ кулачков распределительного вала по высоте | 1,1 |
| Износ гусеничных и втулочно-роликовых цепей (увеличение шага) | 1,0 |
| Износ плунжерных пар | 1,1 |
| Радиальный зазор в подшипниках качения | 1,5 |
| Износ посадочных гнезд корпусных деталей | 1,0 |
| Износ зубьев шестерен по толщине | 1,5 |
| Износ шлицевых валов | 1,1 |
| Износ валиков, пальцев и осей | 1,4 |
| Износ накладок тормозов и дисков муфт сцепления | 1,0 |
Если наработка с начала эксплуатации новой или капитально отремонтированной машины неизвестна, остаточный ресурс сопряжений определяют по наработке между диагностированиями по формуле:
|
|
|
(5.8)
где t/ост – условный остаточный ресурс, определяемый по формуле:
(5.9)
где R – коэффициент пропорциональности, определяемый из выражения
, (5.10)
где to – наработка между двумя диагностированиями;
tизм, t –1изм – параметры, измеренные при предыдущей и последней диагностиках.
5.2.2 Второй способ. Называется определение остаточного ресурса сопряжения машин по коэффициенту технического ресурса.
Сущность способа состоит в том, что по трем значениям параметра (начальное и два замеренных при диагностике) и известной наработке с начала эксплуатации до каждой проверки устанавливают закономерность изменения параметра во времени и экстраполируют ее до предельного значения параметра.
Закономерности изменения параметров во времени выражаются через коэффициент технического ресурса:
(5.11)
где t – наработка то начала эксплуатации нового сопряжения;
m – коэффициент пропорциональности;
a - показатель степени функции.
Коэффициент технического ресурса в свою очередь определяется по формуле:
(5.12)
где Рпр – предельное значение параметра;
Ризм – значение параметра, измеренное при диагностировании;
Рнач – начальное значение параметра;
Показатели m и a определяют на основании результатов двух диагностирований по формулам:
(5.13)
(5.14)
где R1 и R2 – коэффициенты технического ресурса, определенные по значениям параметров, измеренных при диагностировании;
t1 и t2 – на работка от начала эксплуатации нового сопряжения до первого и второго диагностирования.
Остаточный ресурс сопряжения находят по следующему выражению:
(5.15)
5.2.3 Третий способ. Определение остаточного ресурса при линейной закономерности изменения параметра в процессе эксплуатации. Так как 85% всех деталей и сопряжений сельскохозяйственной техники теряют свою работоспособность, а следовательно и ресурс из-за износа, то на практике наибольший интерес представляет характер изменения этого параметра. Причем для большинства сопряжений затруднительно установить износ деталей или сопряжений без разборки.
Поэтому в реальных условиях наиболее часто используют для определения величины износа деталей и сопряжений микрометраж. Зная начальное значение параметра и значение параметра, определяемое на основе микрометража (диагностирования) в момент прогнозирования, расчет остаточного ресурса выполняют по формуле:
|
|
|
(5.16)
где tизм – наработка сопряжения с начала эксплуатации до момента измерения;
Рнач, Рпр – начальное и предельное значение параметра;
Ризм – значение параметра к моменту измерения.
5.2.4. Интервальная оценка остаточного ресурса. Оценку остаточного ресурса одним числом - точечная оценка. Существует оценка интервальная, заключающаяся в определении интервала, в пределах которого с заданной вероятностью будет находиться оцениваемый параметр (остаточный ресурс). При интервальной оценке ресурса деталей и соединений исходят из того, что рассеивание ресурсов одноименных деталей и соединений тракторов и сельскохозяйственных машин в большинстве случаев подчиняются закону Вейбулла с коэффициентом вариации. V = 0,33 – 0,40, величиной смещения начала рассеивания Тсм = 0,3 и доверительной вероятностью a = 0,8 – 0,9.
Для практических расчетов доверительные границы рассеивания остаточного ресурса при a = 0,8 определяются по следующим зависимостям:
(5.17)
Где
Твост – верхняя граница остаточного ресурса,
Тност – нижняя граница остаточного ресурса.
Студент должен ответить на следующие вопросы по теме:
1. Вероятность безотказной работы технической системы при последовательном соединении элементов: структурная схема, формулы.
2. Понятие резервирования. Вероятность безотказной работы технической системы при наличии резервных элемента (элементов), работающих постоянно с основным элементом: структурная схема, формулы.
3. Общее и раздельное резервирование сложных технических систем: определение, формулы.
4.Функциональный статистический способ определения остаточного ресурса по среднестатистическим закономерностям изменения параметров во времени.
5. Определение остаточного ресурса сопряжения машин по коэффициенту технического ресурса.
6.Определение остаточного ресурса при линейной закономерности изменения параметра в процессе эксплуатации.
|
|
|
|
|
|
