 |
Надежность технологического обеспечения эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений
|
|
|
|
Основные понятия и определения.
Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Это свойство определяет эффективность функционирования изделия во времени через свои показатели. Являясь комплексным свойством, надежность оценивается через показатели частных свойств – долговечность, безотказность, ремонтопригодность и сохраняемость, каждым в отдельности или в различных их сочетаниях.
Безотказность – свойство объекта сохранять работоспособность непрерывно в течение некоторого времени или наработки. Проявляется оно как в режиме работы, так и в режиме ожидания.
Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до предельного состояния с возможными перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Долговечность разделяют на физическую и моральную.
Физическая долговечность – это продолжительность работы машины в средних условиях эксплуатации до капитального ремонта или списания. Списание производится тогда, когда эксплуатация становится опасной, технически невозможной, а восстановление – экономически нецелесообразным.
Моральная долговечность – это продолжительность работы машины, после которой ее конструкция становится технически и экономически не эффективной по сравнению с новыми типами машин.
Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонтов.
|
|
|
Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение и после режима ожидания, хранения и транспортирования.
Изделие в период его применения (эксплуатации) может находиться в
исправном, неисправном, работоспособном, неработоспособном состояниях.
Особое состояние изделия – его предельное состояние. Переход из одного со-
стояния в другое характеризуется событиями – повреждением или отказом.
Исправное состояние (исправность) – состояние объекта, при котором он удовлетворяет всем требованиям нормативно-технической документации.
Неисправное состояние (неисправность) – состояние объекта, при котором он не удовлетворяет хотя бы одному из требований НТД.
Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние объекта, при котором изделие способно выполнять заданные функции, соответствующие требованиям НТД.
Неработоспособное состояние (неработоспособность) – состояние объекта, при котором не выполняется хотя бы один параметр заданных функций изделия, указанных в требованиях НТД.
Предельное состояние – состояние объекта, при достижении которого его дальнейшее применение (эксплуатация) по назначению недопустимо, невозможно или нецелесообразно.
Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении его работоспособного состояния.
Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.
Причина отказа – явления, процессы, события и состояния, вызвавшие возникновение отказа.
Объекты или изделия делятся на ремонтируемые и неремонтируемые.
Ремонтируемый – это такой объект, для которого возможность проведения ремонтов и технического обслуживания предусмотрена НТД.
Неремонтируемый – это такой объект, для которого ремонты и техобслуживание не предусмотрены НТД.
|
|
|
Абсолютное большинство машин и их сборочных единиц относятся к ремонтируемым. К неремонтируемым могут быть отнесены подшипники качения, ременные и зубчатые передачи, рукава высокого давления, манжеты и уплотнения, фрикционные накладки, пружиныи др.
Величина, характеризующая одно из свойств или нескольких свойств надежности, называется показателем надежности.
Наработка – продолжительность или объем работы объекта.
Ресурс – наработка объекта от начала его применения до предельного состояния.
Основы методологии оценки показателей надежности технологического обеспечения эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений.
Числовые значения показателей надежности автомобилей определяют по результатам наблюдений в условиях эксплуатации или испытаний.
При исследовании эксплуатационной надежности автомобилей в автотранспортных предприятиях определяют безотказность, долговечность и ремонтопригодность автомобилей, их агрегатов, узлов и деталей, а также технико-эксплуатационные и экономические показатели. Безотказность автомобильных конструкций характеризуется наработками на отказ автомобиля, дорожный отказ, текущий ремонт, отказ детали, агрегата или системы, а также параметром потока отказов деталей автомобиля и наработкой до первого отказа узла, агрегата или системы. При определении долговечности автомобилей, их агрегатов, узлов и деталей выявляются их средние и упроцентные ресурсы, а также средний срок службы автомобиля до капитального ремонта.
Особое значение имеет выявление деталей, лимитирующих надежность автомобилей. Оно производится в приводимой последовательности.
1. Выявляются детали, лимитирующие безотказную работу узла, системы или агрегата. Под лимитирующими понимаются здесь такие детали и узлы, 7-процентный ресурс которых на рассматриваемом пробеге ниже 90 % (для деталей, влияющих на безопасность движения — ниже 95 %)
2. Определяются детали и узлы, лимитирующие долговечность агрегатов автомобиля, т. е. такие, ресурс которых меньше ресурса агрегата или автомобиля до капитального ремонта.
|
|
|
3. Выявляются детали и узлы, лимитирующие безотказность и долговечность агрегатов автомобиля, по которым определяются трудовые и материальные затраты на устранение отказов деталей.
На основе проведенного исследования определяются детали и узлы, лимитирующие надежность агрегатов автомобиля. Сюда относят детали и узлы, отказы которых составляют не менее 50 % от общего числа отказов, а затраты на устранение этих отказов, т. е. на запасные части и работы по замене деталей,— не менее 70 % от общей суммы затрат.
Показателям надежности, связанным с конкретными причинами отказов некоторых групп изделий, присущи определенные закономерности, описываемые математическими моделями — законами распределения. Нормальное распределение отказов имеет место в случаях, когда отказ обусловлен большим числом факторов, мало зависящих друг от друга, причем ни один из них не является превалирующим, а доля внезапных отказов весьма мала. К таким отказам относятся, например, отказы, связанные с явлениями изнашивания (накладок тормозных механизмов, подшипников и др.).
Экспоненциальный закон распределения отказов характерен для автомобилей, их узлов и агрегатов, т. е. сложных систем, состоящих из большого числа деталей, отказы которых, включая внезапные, являются следствием различных причин, в том числе тяжелых условий эксплуатации.
Законы распределения ресурсов изделий зависят от нагруженности последних и методов испытаний (стендовых, полигонных, эксплуатационных). Поэтому для оценки показателей надежности рекомендуется пользоваться экспериментальными методами определения закона и параметров распределения с периодической их проверкой, сопоставлением результатов испытаний различных видов, выполнением сравнительных расчетов по нескольким вариантам распределений, особенно для нормирования показателей надежности. Одновременно следует учитывать конкретную ситуацию, например условия эксплуатации, эксперимента и степень достоверности информации.
|
|
|
График эмпирического J(l) и теоретического f(l) распределений ресурса изделия
Асимметричные законы распределения наработок в ряде случаев указывают на имеющиеся конструктивные недоработки соответствующих деталей и узлов, а также на неквалифицированное управление автомобилем или другие нарушения правил технической эксплуатации, которые приводят к внезапному разрушению (отказу) детали.
Таким образом, изучение законов распределения наработок на отказ имеет не только описательное, но и большое практическое значение и позволяет: глубже познать природу отказов, их физическую сущность; обобщить отказы с общими закономерностями распределения наработок и выработать стратегию их предупреждения; более точно производить расчеты по надежности и объему ремонтных воздействий; моделировать и прогнозировать отказы, совершенствовать систему ТО и ТР.
Оценка показателей параметрической надежности технологических систем методом имитационного моделирования.
Надежность технологического обеспечения контактной жесткости соединений.
Надежность технологического обеспечения триботехнических характеристик цилиндрических соединений при динамических нагрузках.
Надежность технологического повышения износостойкости и контактной прочности лазерным легированием.
Взаимосвязь эксплуатационных свойств деталей машин с условиями их обработки.
|
|
|
