9.6. Методы испытания машин и их элементов на надежность.

Расчетные методы оценки надежности разработаны пока не по всем критериям и не для всех машин. Поэтому надежность машин в целом в настоящее время оценивают по результатам испытаний, которые называются определительными.

Также проводят контрольные испытания на надежность при серийном изготовлении изделий.

Экспериментальные методы оценки надежности требую испытания значительного числа образцов, длительного времени и затрат.

Объем испытаний, необходимый для подтверждения заданных показаний надежности, сокращают путем: 1) форсирования режимов; 2) оценки надежности по малому числу или отсутствию отказов; 3) сокращению числа образцов за счет увеличения длительности испытаний; 4) использования разносторонней информации о надежности деталей и узлов машин.

Кроме того, объем испытаний можно сократить научным планированием эксперимента, а также повышением точности измерений.

Определительные испытания на надежность необходимо проводить до разрушения. Поэтому испытывают не все изделия (генеральную совокупность), а небольшую их часть, называемую выборкой. В этом случае вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ и т.д. могут отличаться от соответствующих статистических оценок вследствие ограниченности и случайного состава выборки. Чтобы учесть это отличие, вводится понятие доверительной вероятности, и доверительном интервале в пределах которого можно говорить о безотказной работе и средней наработке на отказ. Выше были приведены формулы для оценок доверительных границ рассматриваемых характеристик с заданной доверительной вероятностью .

Сокращение объема испытаний за счет форсирования режима в 10 раз (обычно). Основной недостаток этого метода – понижение точности связанной с необходимостью пересчета на реальные режимы работы.

Сокращение числа образцов – метод сопряженный с риском особенно для ответственных конструкций. Для промышленности строительных материалов метод применим, так как риск понижается введением необходимых запасов в конструкцию и связанным с ним повышением надежности изделия.

Сокращение числа образцов за счет увеличения длительности испытания. В данном случае число испытываемых образцов становится обратно пропорциональным времени испытания. Метод приемлем особенно для невосстанавливаемых деталей (подшипники качения) наработка при этом подчиняется нормальному закону. Испытав изделия в течение времени tн>t, по формулам и графику пересчитывают вероятность безотказной работы на время t.

9.7. Обеспечение надежности машин на стадии их изготовления и эксплуатации.

Надежность машин в первую очередь определяется прочностью и жесткостью конструкций.

Рациональными способами повышения надежности не требующими увеличения массы конструкции являются: применение выгодных профилей и форм, максимальное использование прочных материалов, по возможности равномерное распределение нагрузки на все элементы конструкции. Повышение жесткости достигается правильным выбором схемы нагружения, рациональной расстановкой опор.

Условия правильной эксплуатации машины должны быть заложены в ее конструкцию.

Субъективный фактор в обслуживании и управлении машиной следует по возможности исключить, а операции ухода сводить к минимуму – регулировка, подтяжка, смазка и т.п. Необходимо избегать периодической смазки, применяя нейтрализированную смазку, самосмазывающиеся опоры, в целом автоматизировать систему.

Для повышения надежности ответственных машин необходимо конструирование дублирующих устройств–узлов, в работе которых чаще всего случаются перебои. Каждая машина должна быть снабжена предохранительными устройствами от перегрузки.

Непременным условием надежности является прогрессивная технология изготовления, применение новых материалов, высокая культура производства, строгое соблюдение технологического режима и контроль продукции на всех стадиях изготовления.

В целях создания надежных машин необходимо тщательно изучать их опыт эксплуатации. Работа конструктора над машиной не должна заканчиваться государственными испытаниями опытного образца. Доводка машины по существу начинается только после ввода ее в эксплуатацию. Эксплуатационная проверка лучше всего позволяет обнаружить и устранить слабые места в конструкции машины.

Недостатки машины особенно наглядно выясняются при ремонте. Особое внимание необходимо уделять систематическим дефектам – что свидетельствует о неудовлетворительной конструкции машины.

Общие направления повышения надежности. Первым направлением повышения надежности машин является обеспечение необходимого технического уровня их изготовления.

К другому направлению следует отнести применение агрегатов и деталей с высокой надежностью и долговечностью, обеспечиваемые самой своей природой, т.е. применения быстроходных агрегатов без механических передач, агрегатов и деталей, работающих при чистом жидкостном трении или без механического контакта (бесконтактное электроуправление), деталей работающих при напряжениях ниже пределов выносливости. Необходимо конструировать механизмы самоподдерживающие работоспособность: самовосстанавливающиеся, а также самонастраивающиеся и самоуправляющие системы.

Наконец резерв повышения надежности заключен в переходе на изготовление машин по жестко регламентированной технологии. При этом резко сокращается рассеяние ресурса, поскольку надежность ряда элементов машин во многом зависит даже от колебаний размеров в пределах допусков. Следовательно, чем меньше допуск, тем меньше колеблются параметры изделий, тем надежнее машина.

134