3.4. Методи випробування на надійність і статистичної обробки дослідних даних

Випробування різних технічних пристроїв і виробів на

надійність виробляються для визначення рівня їх надійності.

Для оцінки раптових відмов технічних пристроїв становить інтерес середній час безвідмовної роботи . Тоді надійність пристрою протягом часу може бути визначена за експоненціальним рівнянням . Однак справжнє значення ймовірності безвідмовної роботи пристрою або виробу точно не відомо, але близькі значення можна отримати в результаті великого числа дослідів.

Для оцінки середнього часу безвідмовної роботи можна п іддати випробуванню на надійність однотипних виробів. Якщо під час випробування відмовило виробів та випробування припиняться до моменту часу настання -ї відмови, то оцінку середнього часу, ч, безвідмовної роботи можна визначити по рівнянню

Якщо в процесі випробування буде вилучено забракованих виробів, то рівняння (3.28) прийме наступний вигляд:

В рівняннях (3.28) и (3.29) являє собою напрацювання для відмов і вилучених виробів, а — момент часу закінчення випробування при відмові або вилучення -го виробу.

Оцінка середнього часу безвідмовної роботи , одержувана по рівняннях (3.28) і (3.29), являє собою так звану точкову оцінку істинного невідомого параметра. Статистичні оцінки наближаються до істинним значенням по мірі збільшення обсягу вибірки виробів для випробування із загальної генеральної сукупності. Визначення цього обсягу виробів для випробування на надійність залежить від часу і необхідних точності та достовірності результатів випробування. Нехай, наприклад, очікувана інтенсивність раптових відмов для партії малих двигунів постійного струму буде або год і бажано проведення випробування на надійність до появи = 4 відмов. Яку кількість двигунів п потрібно піддати випробуванню, якщо час випробування = 1000 ч? У цьому випадку ймовірність відмов двигунів

звідки обсяг вибірки однотипних двигунів для випробування на надійність протягом 1000 год складе

Таким чином, кількість зразків виробів , які потрібно піддати випробуванням на надійність протягом часу для оцінки середнього часу безвідмовної роботи по рівнянням (3.28) і (3.29), буде

Де — заплановане число раптових відмов при випробуванні виробів на надійність за час ;

— очікувана середня інтенсивність раптових відмов виробів, _год-1

При оцінці інтенсивності ізносових відмов можна користуватися значно меншим обсягом вибірки виробів, ніж при оцінці інтенсивності раптових відмов. Однак час випробування в цьому випадку буде істотно більше, так як період зносу виробу Т_з настає після тривалого періоду його нормальної експлуатації (див. рис. 1.3).

Випробування технічних пристроїв або виробів на надійність ділять на визначальні і контрольні.

Визначальні випробування на надійність проводять для визначення фактичних показників надійності пристроїв або виробів.

Контрольні випробування на надійність виконують для контролю відповідності показників надійності вимогам стандарту або технічним умовам на вироби. Ці випробування зазвичай проводяться методом однократної вибірки виробів з партії і зводяться до контролю ймовірності безвідмовної роботи за час, вказаний в стандарті або технічних умовах на вироби, - для експоненціального розподілу відмов, і за час, рівний напрацюванні на відмову, - для нормального розподілу.

Метод одноразової вибірки для оцінки результатів випробувань виробів на надійність полягає в тому, що оцінку показників надійності виконують після випробування певного і заздалегідь розрахованого об'єму вибірки.

Контрольні випробування на найбільшу інтенсивність відмов проводять шляхом контролю ймовірності безвідмовної роботи по рівнянню

Де — нижнє значення ймовірності безвідмовної роботи;

- верхнє значення інтенсивності відмов, вказане в технічних умовах на виріб;

— час, обраний для проведення випробування.

Контрольні випробування на надійність повинні проводитися з довірчою ймовірністю = 0,8 і числом відмов с, рівним нулю.

Кількість виробів, необхідне для проведення контрольних випробувань на надійність, повинно визначатися по рівнянню

де — половина аргументу функції розподілу («хі-квадрат»), вибираного в залежності від числа відмов; — нижнє значення ймовірності безвідмовної роботи, допустиме при випробуваннях, вказане в технічних умовах або обчислене по рівнянню (3.31); с - допустиме при контрольних випробуваннях число відмов, вказане в технічних умовах на вироби.

Обсяг вибірки в залежності від ймовірності безвідмовної роботи і допустимого числа відмов з при довірчій ймовірності = 0,8 у відповідності з рівнянням (3.32) приводиться в табл. 3.4, а половина аргументу функції розподілу — нижче:

Кількість відмов с 0 1 2 3 4 5 6

Половина аргументу функції розподілу ...1,61 2,99 4,28 5,50 6,70 7,90 9,10

Під обсягом вибірки n розуміється число виробів, що відбираються для випробувань на надійність.

Таблиця 3.4

Довірчий інтервал - інтервал, обмежений довірчими межами, в якому з заданою довірчою ймовірністю лежить оцінюваний параметр. При цьому довірча ймовірність а є ймовірність того, що оцінюваний параметр лежить в заданому довірчому інтервалі.