Методичка. Планирование и оценка результатов испытаний колёсных и гусеничных машин

21

При стендовых испытаниях рулевых механизмов внешняя нагрузка прикладывается к сошке через нагрузочные устройства различных конструкций.

На стендах исследуются также потери на трение, КПД рулевого механизма, характеристики упругости рулевого привода.

Тормозные механизмы испытывают на специальных стендах с целью определения надёжности их работы и ресурса. Установка на вал стенда маховых масс (рис. 11), соответствующих имитируемому весу автомобиля, приходящемуся при торможении на один испытуемый механизм, позволяет определять параметры работы тормозного механизма в условиях, максимально приближенных к реальным.

Рис. 10. Схема стенда для испытания дисков колёс

1 – колесо с испытуемым диском; 2 – нагрузочный вибромеханизм с несбалансированными грузом; 3 – вал с упругой муфтой; 4 –электродвигатель; 5 – упругая опора основания стенда.

Стендовые испытания полнокомплектных транспортных средств проводят, главным образом, в исследовательских целях, основываясь на принципах движения в системе «движитель – опорная поверхность». Опорной поверхностью в этом случае служат вращающиеся круглые катки (барабаны).

22

На стендах исследуются тягово-скоростные и виброакустические характеристики, топливная экономичность, температурные режимы отдельных узлов и агрегатов, особенности взаимодействия колёс с опорной поверхностью и другие рабочие процессы.

При установке в приводах стендов инерционных масс имитируются переходные неустановившиеся режимы движения (разгон, накат).

На барабанных стендах испытываются тормозные механизмы и приводы. Оценивается суммарная тормозная сила, неравномерность её распределения по колёсам, эффективность стояночных тормозов.

Рис. 11. Схема стенда с инерционными массами для испытания тормозных механизмов

1 – электродвигатель; 2 – вал; 3 – набор маховиков; 4 – измеритель тормозного момента; 5 – фланец вала; 6 – испытуемый тормозной механизм; 7 – устройство для закрепления суппорта (тормозного щита) тормозного механизма; 8 – манометр гидропривода тормозного механизма; 9 – гидропривод тормозного механизма.

На стендах для ходовых динамических испытаний определяется универсальная характеристика полнокомплектной машины как колебательной системы, реагирующей на воздействие дорожных неровностей. На барабанных стендах это достигается установкой на рабочей поверхности барабана накладок, образующих по периметру синусоидальный профиль. Вращением барабана с накладками зона контакта опирающегося на него колеса смещается в вертикальном направлении по гармоническому закону, создавая кинематическое возмущение колебаний машины. Регулируется частота та-

23

кого возмущения скоростью вращения барабана, а амплитуда – толщиной накладок.

Почти во всех стендовых испытаниях, в особенности динамических, центральной задачей является формирование внешнего нагружения конструкции.

Используемое стендовое оборудование исключительно многообразно. По назначению различаются стенды: испытаний отдельных деталей (например, карданных валов, крестовин, поворотных цапф), испытаний узлов (например, двигателей, сцеплений, коробок передач, тормозных механизмов, гусеничных движителей и др.), испытаний полнокомплектных машин (например, барабанные типа Ридлера или роликовые, с опорной лентой). Различаются стенды по виду прикладываемого воздействия: на статические (например, стенд опрокидывания) и динамические (например, стенд испытаний рулевого управления на поглощаемую энергию удара при лобовом столкновении), по типам движущего или тормозящего привода (электрические, гидравлические), по количеству одновременно фиксируемых воздействий (например, изгиб и кручение) и по многим другим признакам.

Вбольшинстве случаев стенды для испытаний машин являются уникальными стендами целевого назначения, и только малая их часть имеет типовую конструкцию и малосерийный промышленный выпуск.

Ворганизации испытаний выделяются следующие этапы: планирование, проведение, обработка результатов и выработка заключений и рекомендаций.

3.Ходовые (натурные) испытания

Лабораторно-дорожные испытания охватывают задачи опытной оценки номинальных параметров и показателей эксплуатационных свойств, соответствие их ТТЗ и ТУ в стабильных условиях воздействия внешних факторов. Оцениваемые показатели и свойства при лабораторно-дорожных испытаниях могут определяться на специальных площадках и дорогах, оборудованных участках местности, в бассейнах и других сооружениях, имитирующих условия эксплуатации. Лабораторно-дорожные испытания могут

24

расширяться за счёт применения специальных камер, например, дождевальных, холодильных, коррозионных, где исследуются свойства машин при искусственно регулируемых воздействиях внешней среды.

Пробеговые испытания на полигоне (рис. 12) являются проверкой функциональных свойств машины при регулируемых или фиксируемых условиях и внешних факторах. Подготовка к ним включает загрузку испытуемой машины предусмотренным ТУ грузом, сочленение с рабочими орудиями и подготовленными объектами тяги (прицепами). Основное содержание наиболее ответственной и информативной части испытаний составляет пробег по заданным дорогам, участкам местности при различных нагрузках (в том числе тяговой), выполнение рабочих операций в заданных условиях и объёме, а также предусмотренное техническое обслуживание. Условия испытаний нормируются протяжённостью пробега, разбивкой его по типам дорог, режимам движения, объёмами экс- плуатационно-технологических операций.

В процессе пробеговых испытаний фиксируются и определя-

ются:

-пробег и объём выполненной работы;

-отказы, поломки, неисправности, нарушения регулировок;

-время и расходы на устранение отказов;

-средние скорости движения;

-средние расходы топлива, масел и других эксплуатационных материалов;

-запас хода (продолжительность работы без дозаправки) по топливу;

-изменение физико-химических свойств масел и смазок;

-достаточность, удобство укладки и крепления комплекта возимых запчастей, инструмента и принадлежностей (ЗИП);

-удобство и трудоёмкость выполнения операций технического обслуживания;

-полнота проекта руководства по эксплуатации.

25

Рис.12. Схема испытательных сооружений автополигона (г.Дмитров)

1–участки различных грунтовых фонов; 2–грунтовая равнинная испытательная

дорога; 3–скоростная дорога; 4–подъездная дорога; 5–пылевая камера; 6 и 7– трек со сменными неровностями для испытаний двух- и трёхосных автомобилей; 8–дорога испытаний активной безопасности; 9–участок песчаной дороги;

10–мелководный бассейн; 11–глубоководный бассейн; 12 и 13–булыжная дорога ровного и профилированного замощения; 14-15–площадка, асфальтирован-

ная с водополивом для испытаний устойчивости; 16–участок испытаний аэродинамической устойчивости; 17-23 –специальный комплекс испытательных дорог фиксированных параметров; 24–бункерный комплекс; 25–грунтовая тяжё-

лая дорога; 26–лабораторно-производственные помещения; 27–въезд; 28– лабораторно-дорожный комплекс испытаний пассивной безопасности; 29– искусственный водоём для испытаний плавучести; 30-35–подъёмы от 4 до 10%

крутизны; 36–дорога горного типа; 37-40–подъёмы от 16 до 60% крутизны; 41–

динамометрическая дорога.

26

Вышедшие из строя в процессе испытаний детали, узлы и агрегаты заменяются новыми или восстанавливаются необходимыми ремонтными средствами. Замена узлов или агрегатов производится только при повреждении их базовых деталей.

По результатам испытаний оценивается функциональная пригодность машины, её надёжность по показателям безотказности, долговечности (ресурсу), эксплуатационной технологичности.

4. Эксплуатационные испытания

Эксплуатационные испытания разделяются на три основных

вида:

1.Опытная эксплуатация. Проводится специально подготовленным персоналом. При ней осуществляется регулярный контроль

иучёт наработки в различных условиях, объёмов выполненных транспортных, погрузочно-разгрузочных работ в соответствии с назначением машины, регистрация и анализ отказов, неисправностей

иперечисление мероприятий по их устранению.

2.Подконтрольная эксплуатация. При ней учитываются об-

щие условия функционирования и контролируется состояние объекта с документальным оформлением необходимых текущих параметров и отклонений в них с привлечением специалистовиспытателей с целью повышения достоверности информации.

3.Рядовая эксплуатация у потребителя. При ней возможны отклонения от правил использования и обслуживания, а специали- сты-испытатели для повседневного наблюдения не привлекаются, и информация о результатах эксплуатации ограничивается сообщениями данных от потребителей.

Более информативными являются первые два вида эксплуатационных испытаний, которые получили наибольшее распространение и методическое обеспечение.

Опытная эксплуатация часто включается в программу испытаний как этап для проверки и оценки эффективности использования новой модели по назначению и выявлению направлений её совершенствования.

Подконтрольная эксплуатация расширяется путём организации опорных экспериментально-производственных пунктов (хо-

27

зяйств) с включением в их штат специалистов-испытателей. Этот вид эксплуатационных испытаний отличается от полигонных достоверностью информации, так как в основу их методики положен отбор больших партий однотипных машин одной серии выпуска, относительная однородность условий эксплуатации и постоянный контроль за техническим состоянием каждого объекта. В подконтрольной эксплуатации используется единая методика сбора, обработки и представления информации, что даёт возможность сравнительной оценки различных моделей машин, повышает достоверность получаемых оценок, в частности, основных показателей надёжности.

В ряде случаев эксплуатационные испытания проводятся в подразделениях завода-изготовителя.

При эксплуатационных испытаниях решаются следующие основные задачи:

-выявление закономерности возникновения отказов в зависимости от наработки;

-определение коэффициентов готовности и использования в данных условиях эксплуатации;

-определение (уточнение) критериев предельного состояния

иресурса машины в целом или её отдельных узлов, агрегатов, частей;

-выявление действительной потребности в запасных частях, расходов на эксплуатацию;

-установление приспособленности к текущим и капитальным ремонтам;

-выявление типичных повреждений, различных видов отказов, относительной доли каждого вида в общем их числе;

-статистическая оценка стоимости ремонтов и затрат на поддержание в работоспособном состоянии от начала эксплуатации и до истечения гарантийного периода, до исчерпания объявленного ресурса, до списания.

28

5. Ускоренные и форсированные пробеговые испытания

Основные факторы, влияющие на длительность испытаний, следующие:

-объём и организация подготовки объектов, средств и оборудования;

-план проведения;

-эффективность методов;

-режимы внешних воздействий;

-обоснованность и эффективность показателей, критериев и измерителей свойств, определяемых при испытаниях;

-качество используемого испытательного оборудования, квалификация персонала, материально-технического обеспечения;

-наличие и эффективное использование дополнительной информации об испытываемых объектах.

Ускоренные полигонные испытания дают максимальный эффект. Наиболее длительной частью полигонных испытаний являются пробеговые (с выполнением рабочих функций).

Основным фактором ускорения испытаний на полигоне являются усиленные режимы внешних воздействий, формируемые в испытательных пробегах на специально обустроенных трассах.

Ускоренные полигонные испытания без форсирования нагружения получили название нормальных или рядовых. В основу планирования нормальных пробеговых полигонных испытаний легло исследование условий работы машин по назначению, оценка и анализ режимов нагружения агрегатов, узлов и деталей при эксплуатации прототипов и аналогов. Так как подавляющее большинство типов машин имеет широкий диапазон случайных режимов нагружения и условий движения, то для воспроизведения их на полигоне подбираются типизированные условия эксплуатации. Например, для автомобилей общетранспортного назначения выделяют режимы городских, магистральных и горных условий перевозки.

Для воспроизведения таким образом типизированных условий на полигоне подбирается комплекс дорог, соответствующих по характерным признакам (ровности, сопротивлению качения, распределению подъёмов и спусков) типизированным условиям эксплуатации (рис. 12).

29

6. Сертификационные испытания

Сертификат – это документ, имеющий юридическую силу, удостоверение качества товара, а применительно к рассматриваемым объектам гусеничной и колёсной техники по установившейся терминологии – удостоверение качества механических транспортных средств, их частей, оборудования и прицепов. Совокупность показателей свойств изделия образует показатель качества.

Необходимость удостоверения качества того или иного изделия возникает прежде всего в отношениях двух сторон: изготовителя, поставщика, продавца (первая сторона) и потребителя, заказчика, покупателя (вторая сторона). Интересы этих двух сторон могут совпадать и расходиться.

Основанием удостоверения качества изделия являются результаты испытаний. Во время их проведения стремятся получить достоверную оценку свойств продукции. Сертификация, как удостоверение качества на основе испытаний, объективно служит повышению доверия сторон и соглашениям их в отношениях сбыта и приобретения изделий.

Для выполнения задачи сертификации на основании консенсуса двух сторон, участвующих в отношениях производства и потребления, образовывается третья (независимая) сторона (орган сертификации), заключения которой о качестве продукции признаются обеими сторонами.

В задачи третьей стороны включаются все звенья испытательного комплекса. Применительно к оцениванию качества каждого вида однородной продукции по взаимному соглашению третьей стороной устанавливаются:

-номенклатура свойств, достоверных для описания качества продукции;

-номенклатура показателей, обоснованных научнотехническими и опытными разработками, надёжно характеризующих данное свойство;

-критерии оценки отдельных свойств;

-средства и методы опытного определения отдельных свойств и оценки их соответствия заданным критериям.

30

Врешении этих задач эффективным опорным материалом служат стандарты и другая нормативная документация, признаваемая сторонами, и метрологическое обеспечение испытаний, как воплощение достигнутого научно-технического и технологического уровня в изготовлении и контроле качества продукции.

Оценивание качества продукции по соответствию её свойств требованиям стандартов и удостоверение этого качества получили название сертификации соответствия третьей стороной.

Сертификация соответствия третьей стороной активно развивается с конца 50-х – начала 60-х годов и особенно бурно в процессе создания Европейского экономического сообщества (ЕЭС) и Общего рынка.

Вэту работу вовлечены не только изготовители и потребители, но и общественные, научно-исследовательские национальные организации, а также Международная организация по стандартизации (ИСО), Международная электротехническая комиссия (МЭК), Международная комиссия по сертификации соответствия электрооборудования (СЕЕ), Генеральное соглашение по тарифам и торговле (ГАТТ), Европейская экономическая комиссия Организации Объединённых Наций (ЕЭК ООН) и др. Изучение и решение проблем сертификации приняло характер самостоятельной профессиональной деятельности.

Характерно, что, учитывая возникающую авторитетность результатов, на сертификацию третьей стороной активно воздействуют органы государственного управления, правительства, законодательные власти, осуществляя определённую техническую, экономическую и социальную политику. В связи с этим сертификация разделяется на обязательную и добровольную.

Обязательная сертификация распространяется на продук-

цию, на изготовление которой предусматриваются требования по безопасности, экологической чистоте, охране здоровья и имущества граждан от вредных воздействий и нанесения ущерба. Обязательная сертификация вводится как непременное условие реализации продукции. Органами государственного управления устанавливаются перечни продукции и изделий, подлежащих обязательной сертификации. Законодательными актами устанавливаются участ-