книги из ГПНТБ / Паньков, Н. П. Ремонтопригодность автомобильной техники учебное пособие

/ (t) и интенсивность отказов X(t), которые для распределения Вейбулла определяются из следующих зависимостей

Встречающиеся в американской литературе рекамендацин о применимости логарифмически нормального распределения для описания таких физических явлений, как усталостные процессы в материалах, не имеют на то достаточных Обоснований, так как интенсивность отказов логарифмически нормального распределе­ ния сначала возрастает, а затем падает до нуля. Это свойство логарифмически нормального распределения противоречит обще­ принятым представлениям о том, что с ростом времени работы детали увеличивается условная вероятность ее отказа, что интен­ сивность отказов ~k(t) возрастает со временем t, а не падает.

СХЕМА ОТКАЗОВ ДЕТАЛЕЙ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ СТАРЕНИЮ.. И ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ

Современные автомобили изготовляются из черных и цветных металлов, пластмасс, резины, дерева, текстильных и многих дру­ гих материалов. Армейский автомобиль ЗИЛч1)Э1, например, име­ ет 68% деталей, изготовленных из черных .металлов, Ы % —из цветных, 15% —из пластмасс и резины и 6% —из других мате­ риалов.

Анализ применения различных материалов для изготовления-

(Старение сальниковых уплотнений, уплотнительных прокладок, дюритовых шлангов, диафрагм бензонасосов и деталей электро­ оборудования требует очень больших трудовых и материальных

Под старением подразумевают .совокупность необратимых из­ менений физических и механических свойств деталей при хране­ нии и эксплуатации машин, в результате чего ухудшаются слу­ жебные свойства их.

40

Старание резины, наирамер, — следствие разнообразных хими­ ческих реакций между молекулами инпридиентов резины с кисло­ родом, при которых тепло и свет выступают активаторами.

Количественно старение определяется изменением общеприня­ тых характеристик прочности, эластичности и относительного удлинения при ра13рыве.

При старении неоднородность материала увеличивается и, следовательно, увеличивается рассеивание сроков службы деталей.

'Следует отметить, что отказы деталей, подвергающихся старе­ нию, часто не могут быть обнаружены внешним осмотром, а обна­ руживаются в процессе использования машины, т. е. при испыта­ нии этих деталей. Причем, чтобы определить влияние старения на изменение физико-механических свойств деталей, необходимы длительные испытания.

Анализ неисправностей, выявленных в процессе контрольной дефектовки и пробеговых испытаний автомобилей после различ­ ных сроков храпения в различных климатических условиях, пока­ зал, что после 5 лет хранения 60% неисправностей является след­ ствием коррозии и старения. Причем 2/з этих неисправностей при­ ходится на детали из резины и .пластмасс. Более того, пятилет­ ний срок хранения снижает безотказность работы автомобиля

приблизительно половина отказов требует вмешательства ремонт­ ных средств, а другая половина может быть устранена водителем.

Из рис. 1.21 'следует, что регулярно выполняемая переконсер-

41

ватин деталей или освежение шин (b) может значительно улуч­ шить показатели безотказности работы деталей, подвергающихся старению и коррозии (ащс).

Рассмотрим этот вопрос более детально.

Для расчета изменения основных свойств при старении резин

Отказ деталей, .подвергающихся старению, можно представить

лей. Через время t количество исправных деталей уже составля­ ло N(t). Следовательно,

N0— начальное количество деталей в партии.

42

вероятности 'сохранения исправного .состояния P'(t), взятая с об­ ратным знаком. Среднее же число исправных деталей ЛРер(М )за время при Л £ —0 будет не что иное, как N(t).

С учетом этих замечаний перепишем зависимость (1.68) сле­ дующим образом

44

В данном случае ве­ личины г, и la являются параметрами так называемого двух/параметрического зиапоненциалыного распределения.

На рис. 1.24 представлены кривые P{t), отвечающие различ­

Эта закономерность .может быть использована при корректировке существующих норм расхода деталей на замену по старению.

2. Освеженные шины с боевых и строевых автомобилей долж­ ны устанавливаться на автомобилях, работающих в облегченных условиях. Использование этих /шин /на автомобилях строительных организаций, работающих с первгруз/иами в сложных климатиче­ ских и дорожных условиях, в/ряд ли .может быть .признано оправ­ данным.

45

СХЕМА ОТКАЗОВ ДЕТАЛЕЙ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ КОРРОЗИИ

Коррозия поражает в первую очередь детали кузова и.кабины, системы охлаждения, тормозов, газораспределения и питания (топливные баки).

Металлические детали можно рассматривать как состоящие из элеметарных 'объемов, свойства которых имеют случайные ва­ риации их сопротивляемости проникновению коррозии.

Коррозия, продвигаясь внутрь детали, поражает один объем металла за другим. Но так как различные объемы металла поразному сопротивляются коррозии, то скорость коррозии будет подвержена случайным изменениям несмотря на то, что условия внешнего воздействия будут постоянными. Если, к этому добавить, что автомобилям приходится работать в различных дорожных и климатических условиях, когда и условия резко меняются, то ста­ нет понятным, почему скорость коррозии случайно варьируется, а реализации развития коррозии однородных объектов переплета­ ются. В результате этого переплетания может идти речь о какомто среднем значении скорости коррозии.

Поэтому рассмотренные выше законы распределения времени безотказной работы для деталей, подвергающихся изюосам, с оп­ ределенными допущениями применимы к деталям, подвергаю­ щимся коррозии. Однако возникает вопрос, а как рассматривать защитные покрытия (краски, лаки и т. д.).

Известно, что в течение длительного времени защитные покрьн тая предохраняют металл от коррозии. Но защищая металл от коррозии, само покрытие подвержено старению. Его защитные

свойства постепенно падают. В результате этого со временем под покрытием образуются участки корродированного (металла. Поэто­ му при рассмотрении отказов деталей, имеющих защитные покры­ тия, можно считать, что вероятность отказа ранее времени U (до разрушения покрытия) равна нулю

P { * < t 0} =0 •

Плотность вероятности распределения времени т представится в виде

f ( T ] = T ^ X r ( 7 ' - ^ ) т-1в-X(T--fo)

О

Если величина U задана, то параметры X и г могут быть най­ дены описанным выше способом при условии, что вместо t будет рассмотрено время t — ta.

46

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ДЕТАЛИ

Рассмотренные случаи накопления остаточных изменений де­ талей автомобилей и законы распределения времени безотказной работы их дают возможность прогнозировать безотказную работу деталей при условии, что известны предельно допустимый износ S, средняя скорость износа X и число повреждений детали до отказа г.

Таким образом, вероятность выхода деталей автомобиля из строя .можно найти, если известны его определяющие параметры.

Обозначим текущее значение параметра, характеризующего работоспособность детали через х и а одно из предельных значе­ ний параметра, до которого согласно техническим условиям воз­ можна эксплуатация, — через х>. При этих условиях текущее зна­

'Совершенно понятно, что x t и А х { являются случайными 'Ве­ личинамя, изменяющимися во времени.

Определим пробег автомобиля в заданных условиях эксплуа­ тации, в течение которого не наступит отказа данной детали.

Из теории вероятностей известно, что если задан закон рас­ пределения какой-либо случайной величины, то можно 'Определить ее математическое ожидание т.

Допустим, что математическое ожидание случайной величины

где тх{° — математическое ожидание параметра x L в начале рас­ сматриваемого интервала работы машины;

k — коэффициент пропорциональности.

Для получения закона изменения математического ожидания необходимо замерять значение параметра xt всех испытуемых однотипных деталей в начале работы и через пробег I и .вычислять значения тхг° и тх1(1). Отложив значения тхi° и тх,{1) на со­ ответствующих ординатах и соединив прямой полученные точ­ ки, мы получим искомый закон, где

При известном предельном значении параметра Х\ полученная зависимость позволяет определить значение I критическое, до ко­ торого возможна эксплуатация детали. Наиболее обоснованным следует считать .предельное значение параметра Х\ в том случае,

47

если оно (получено при обработке статистических данных по отка­ зам деталей как математическое ожидание этого предельного значения.

'Воспользуемся результатами испытания на износостойкость шин, проведенных в институте шинной промышленности, и опре­

т

(1.83)

2

1

т— %•

(1.84)

I

48

Результаты вычислений .приведены в табл. 4.7.

Последующие расчеты выполним в следующем порядке.

Для проверки гипотезы о равенстве дисперсий применяют так

По таблицам распределения у-2 .находим значения допустимого у2д, которое соответствовало вычисленному значению числа сте­