книги из ГПНТБ / Паньков, Н. П. Надежность автомобильной техники ЧЗХР

Общим правилом для рассматриваемых вопросов является: при надлежащем запасе прочности можно обеспечить сколь угод­ но высокую вероятность безотказности работы детали. Практи­ чески сказываются ограничения веса, объема, стоимости материа­ ла и изготовления.

di

Рис. 5.12. Кривые’ плотности вероятностей рабочих и пре­ дельных напряжений.

Приведенная выше методика расчета безотказности позволяет при разработке новой конструкции машины ориентировочно оп­

функции по обеспечению работающего парка автомобилей между теми, кто конструирует, испытывает и ставит новую модель ма­ шины на производство и теми, кто организует производство за­ пасных частей к ним. Задача сводится к тому, чтобы максималь­ но приблизить производство запасных частей к тому уровню, ко­

137

производство так называемых неходовых деталей. Этого можно достигнуть в том случае, если потребность в запасных частях и нормы их расхода будет определять тот, кто конструирует ма­

по заводам-изгоговителям.

Такое распределение функций исключит появление тех ненор­ мальностей, которые имели место до последнего времени. Доста­ точно сказать, что автомобиль ГАЗ-51 выпускался у нас с 1946 г.

модели другой. В результате промышленность долгое время вы­ пускала много деталей, ненужных в эксплуатации автомобиля ГАЗ-51. Автомобильные хозяйства испытывали острую нужду в шкворнях, шаровых пальцах, вкладышах поперечных тяг, а про­ мышленность в изобилии выпускала тяги выключения сцепления, вилки и картера сцепления, поперечные тяги в сборе (без нако­ нечников), т. е. такие детали, которые обладают большим сроком службы.

Слабым местом карданной передачи автомобиля ГАЗ-51 явля­ ется подшипник опоры промежуточного вала. Промышленность же выпускала опоры без подшипников.

В 1965 г. в Ульяновской области эксплуатировалось всего лишь 85 новых автомобилей ГАЗ-53Ф со средним пробегом 10—Ь; тыс. км. Для обеспечения их работы в том же году выде­ лено 180 наименований запасных частей, многие из которых по­ требуются через 3—4 года после начала эксплуатации автомоби­ ля, а некоторые вообще не нужны в эксплуатации (маховик, бампер передний, газопровод, картер масляный и т. д.). В то же самое время в выделенных запасных частях не оказалось тормоз­ ных накладок, резиновых манжет тормозов, ремней вентилятора, т. е. таких деталей, которые должны быть сменены через непро­ должительное время после начала эксплуатации машины.

ССР и союзных республик» понятие «гарантийный срок службы» определено как «срок службы, в течение которого изготовитель гарантирует исправную работу изделия и несет материальную ответственность за возникшие неисправности при условии соблю­ дения потребителем правил эксплуатации и хранения». Из этого определения следует, что гарантийный срок службы является не только технико-экономической характеристикой, но и юридиче­ ской категорией, обязывающей завод-изготовитель безвозмездно в согласованный сторонами срок устранять выявленные дефекты. По этой причине интересы заказчика и поставщика диаметрально

138

противоположны. Заказчику выгодно, чтобы гарантийные обяза­

меньше расходы на поддержание выпущенной продукции в рабо­ тоспособном состоянии. Отсюда частые споры при определении гарантийных обязательств.

Так, например, Кременчугский автомобильный завод устано­ вил гарантийный срок автомобиля КрАЗ-256 равный одному году эксплуатации, но не более 20 тыс. км пробега.

Опыт показывает, что 20 тыс. км пробега автомобили КрАЗ-256 проходят за 5 месяцев их эксплуатации в карьерах. Поэтому гарантии завода фактически действуют в течение 5 месяцев.

Если же взять армейские условия эксплуатации, то основная масса машин имеет пробег в год не более 1,5—2 тыс. км.Поэтому, чтобы им пройти 20 тыс. км, потребуется 10 лет эксплуатации, а гарантии действуют в течение 1 года.

Отмеченные обстоятельства касаются не только Кременчуг­ ского, но и других автомобильных заводов страны.

Это обстоятельство настоятельно требует отработки методики определения технически обоснованной нормы гарантийного про­ бега автомобилей на базе основных положений теории надеж­ ности.

Исходными предпосылками при определении технически обос­ нованной нормы гарантийного пробега автомобиля являются:

тийного пробега агрегата автомобиля основной задачей является установление функции распределения технического ресурса, с по­ мощью которой можно определить количественные показатели надежности, прогнозировать дальнейшую работу отдельных узлов и агрегатов автомобиля и решать практические вопросы техни­ ческого обслуживания и ремонта.

3. При известном законе распределения технического ресурса агрегата вероятность безотказного пробега находится из выра­

139

где а — среднеквадратичное отклонение ряда распределения срока службы;

I — переменная случайная величина срока службы агрега­ та;

I — средняя арифметическая величина ряда распределения срока службы агрегата.

Учитывая, что срок службы агрегатов автомобиля величина положительная (/>0), следует применять нормальный усеченный закон, для которого

I

(5.34)

о

где С — постоянная усечения, определяемая по формуле

С учетом этого вероятность безотказной работы агрегата мо­ жет быть найдена по формуле

Полученная формула громоздка для расчетов. Поэтому с до­ статочной для практики точностью вероятность безотказной ра­ боты агрегата можно найти при помощи интегральной функции Лапласа Ф (t)

(5.36)

Задаваясь величиной P(t) на уровне 0,90—0,97, находят ин­ тегральную функцию Лапласа Ф (/), после чего по таблицам на­ ходят квантиль нормального распределения t, отвечающий приня­

той вероятности, и затем из формулы t = -— — находят значение

гарантийного пробега

Іт— 1 — t о.

М. Н. Бедняк * установил на примере автомобиля КрАЗ-256, что технический ресурс двигателя ЯМЗ-238 наилучшим образом

140

апроксимируется функцией нормального распределения, а короб­ ки передач, ведущих мостов, подвески, — функцией Вейбулла.

В табл. 5.1 приведены уравнения для определения вероятности безотказной работы различных агрегатов автомобиля КрАЗ-256.

Вероятность безотказной работы автомобиля может быть вы­ ражена в виде произведения вероятности безотказной работы агрегатов

п — количество последовательно соединенных агрегатов.

141

При этом необходимо иметь в виду, что гарантийный пробег автомобиля будет зависеть от гарантийного пробега наименее на­ дежного агрегата

Ir = min і — 1,2, 3, . . . п,

где — гарантийный пробег і-го агрегата.

Завершающим этапом в определении гарантийного пробега автомобиля является технико-экономическое обоснование, осно­ ванное на учете максимальных удельных затрат на ремонт в пе­ риод гарантии.

Опыт эксплуатации автомобилей показывает, что затраты на ремонт увеличиваются с увеличением пробега. Причем эта зако­ номерность справедлива как для отдельных агрегатов, так и для автомобиля в целом.

Удельные затраты на текущий ремонт в период гарантийного

При обосновании нормы гарантийного пробега автомобиля следует брать минимальный гарантийный пробег агрегата, кото­ рый требует максимальных удельных затрат на текущий ремонт.

Чтобы определить, какой агрегат автомобиля лимитирует дальнейшее повышение гарантийного пробега автомобиля, опре­ деляют коэффициент гарантийности, который представляет собой отношение гарантийного пробега агрегата к гарантийному про­ бегу автомобилей, по формуле

В табл. 5.2 приведены нормы гарантийного пробега для основ­ ных агрегатов автомобиля КрАЗ-256, из которой следует, что на­ именее надежным агрегатом этого автомобиля является подвеска. Если следовать положению, что гарантийный пробег автомобиля

142

■ Анализ удельных затрат на поддержание агрегатов и авто­ мобиля в целом в работоспособном состоянии показывает, что на­

нятным, что при определении гарантийного пробега автомобиля этот моноагрегат должен быть принят как определяющий техниче­ ски обоснованную норму гарантийного пробега.

Т а б л и ц а 5.3

Удельные затраты на поддержание агрегатов автомобиля КрАЗ-256 в ра­ ботоспособном состоянии

Следует иметь в виду, что норма гарантийного пробега долж­ на учитывать условия эксплуатации.

Приведенные в табл. 5.2 данные по гарантийному пробегу основных агрегатов автомобиля КрАЗ-256 получены для III ка­

143

тегории условий эксплуатации. Для приведения к эталонным ус­ ловиям эксплуатации необходимо воспользоваться переходными коэффициентами: для I категории — 1,61 и для II категории— 1,25.

ПОРЯДОК ОТРАБОТКИ ПЛАНА И ПРОГРАММЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ

Программа обеспечения надежности автомобилей является со­ ставной частью программы обеспечения качества их. Она отраба­ тывается отделом надежности или лицами, специально уполномо­ ченными руководством автомобильного завода.

Под программой обеспечения надежности автомобилей приня­ то понимать документ, который определяет комплекс организа­ ционно-технических мероприятий, требований и правил, предпи­ санных к выполнению в процессе проектирования, производства и эксплуатации их. Она является самостоятельной, полностью завершенной частью технической документации на автомобиль.

Составлению программы предшествует разработка плана программы надежности, который согласовывается между постав­ щиком и заказчиком в ходе подготовки заказа и прикладывается к техническому заданию. В план включаются все мероприятия по обеспечению надежности автомобиля на этапах проектирования производства и эксплуатации его, в том числе и испытания на надежность.

В табл. 5.4 приведен план программы обеспечения надежности на этапе проектирования автомобиля, в табл. 5.5 — на этапе про­ изводства, а в табл. 5.6 — на этапе эксплуатации и ремонта.

На основе плана должна разрабатываться конкретная про­ грамма обеспечения надежности автомобилей на автостроитель ном заводе, в которой:

—определяется организационная структура руководства по выполнению программы обеспечения надежности и указываются конкретные лица, ответственные за выполнение отдельных разде­ лов его и за программу в целом;

—детально перечисляются задачи по обеспечению надежно­ сти и указываются методы их решения;

—дается подробное описание каждой из задач, которые должны быть решены независимо от того, сформулированы они или нет в техническом задании;

—приводятся методы контроля, позволяющие проверить ре­ шение каждой задачи в соответствии с планом;

—указываются плановые сроки начала и окончания решения каждой задачи;

—даются методы решения наиболее существенных задач, определяющих баланс затрат;

—выявляются технические трудности, которые должны быть решены в процессе решения задач;

144