2132

Рис.16. Тарировочный график датчика ДП-2см:

а – датчик, установленный во 2-й коренной подшипник; б – датчик, установленный в 5-й коренной подшипник; 1 – первое усилие; 2 – второе усилие

61

3.9. Методика сбора статистического материала по износам сопряжений кривошипно-шатунной группы

Износы одноимённых деталей и соответствующая им наработка служат исходными данными для определения законов распределения и функций изменения параметров. С этой целью микрометрировали детали КШМ дизелей Д-240, поступивших в первый капитальный ремонт, и детали дизелей, поступивших на повторные капитальные ремонты.

Необходимое число объектов наблюдения, подлежащих микрометражу определяли по методике [64]. Согласно этой методике для определения минимального числа объектов наблюдения необходимо определить коэффициент вариации параметра, закон распределения параметра, относительную точность и доверительную вероятность эксперимента.

Вбольшинстве случаев при оценке износа машин задаваемая точность (ε) колеблется в пределах 0,1-0,25, а доверительная вероятность (β*) принимается равной 0,9 или 0,95.

Врезультате предварительного эксперимента (промикрометрировали десять дизелей), вычисляли коэффициенты вариации и устанавливали законы распределения зазоров в сопряжениях кривошипно-шатунного механизма. Задавшись относительной точностью эксперимента ε = 0,10 и доверительной вероятностью β*=0,95, определяли число кривошипно-ша- тунных механизмов, подлежащих измерениям по таблице [64].

Число кривошипно-шатунных механизмов, подлежащих измерению, составило 86…120 штук (табл.11). Принято число измеряемых механизмов равным 120 штук, т.е. необходимо провести микрометраж 30 дизелей, поступивших в первый капитальный ремонт и 30 дизелей, поступивших на повторные ремонты.

При работе кривошипно-шатунный механизм подвергается знакопеременным нагрузкам от давления газов, сил инерции поступательно движущихся и вращающихся деталей. Особенности кинематики этого механизма

иусловий его работы обусловливают неравномерность действующей на него нагрузки. Следствием этого является искажения геометрической формы деталей механизма. Поэтому рассматривали характер износа сопряжений только в плоскости максимального износ, т.е. оси колен кривошипа коленчатого вала.

Проводили полную необезличенную разработку дизелей и положение деталейвмеханизмефиксировалинанесениемнаихнерабочейповерхности меток и порядковых номеров. Это позволило обеспечить правильную ориентировкудеталейпривыполненииизмеренийсогласнопринятымсхем.

Метки и порядковые номера наносили на шатуны, поршни, поршневые пальцыиколенчатыевалы. Припомощиэтихметокопределялипорядковый

66

номер детали в дизеле и порядковый номер дизеля, которому принадлежала данная деталь.

Микрометрированию подвергали следующие детали:

1.Поршень

2.Поршневой палец.

3.Шатун в сборе с вкладышем и втулкой

4.Коленчатые валы

Измерения выполняли по специальным микрометражным картам в соответствии с ГОСТом 18509-80. При этом регистрировали номер дизеля, год выпуска, наработку до ремонта. С целью увеличения достоверности данных величину наработки уточняли и по расходу топлива на основе заборных ведомостей.

Таблица 11 Статистические характеристики зазоров в сопряжениях

кривошипно-шатунного механизма дизеля Д-240 (в числителе – для дизелей, поступивших в первый капитальный ремонт,

в знаменателе – для дизелей, поступивших на повторные ремонты)

Измеренияпроводилипосхемамисогласнорекомендациям, предусмотренным ГОСТ 18509-80. Перед измерениями все детали тщательно протирали. Во избежание субъективных ошибок микрометраж деталей осуществлялся одним и тем же лицом и одним и тем же инструментом в помещении с температурой окружающего воздуха 20±5°С.

67

Использованный универсальный измерительный инструмент для микрометражных работ представлен в табл. 10.

3.10. Методика обработки экспериментальных данных

3.10.1. Статистическая обработка контрольно-диагностической информации

Известно, что даже при достаточно точных измерениях одной и той же величины результаты отдельных измерений отличаются друг от друга, и, следовательно, содержат ошибки.

При устойчивом процессе измерения и отсутствии изменяющихся во времени систематических погрешностей полученный значения суммарного зазора в шатунных подшипниках, при диагностировании одного и того же цилиндра дизеля должны подчиняться нормальному закону, т.к. результирующая погрешность измерения представляет собой сумму большого числа погрешностей, зависящих от мерительного инструмента, режимов измерения, теплового состояния дизеля и т.д. Мерой рассеивания при этом является среднеквадратическое отклонение, т.к. дифференциальная функция распределения имеет вид:

где xi – i-е значение результата измерения; x – среднее значение результата измерения; σ – среднее квадратическое отклонение результата измерения, от его среднего значения; e – основание натуральных логарифмов, e –

2,71828…; π = 3,14… .

Поэтому среднее значение и среднее квадратическое отклонение результатов измерений вычисляли по формуле

где n – общее число измерений.

68

Измерение суммарного зазора в шатунных подшипниках осуществляется легко и с достаточной точностью. Поскольку факторы износ сопряжений верхней и нижней головок шатуна являются общими, то следует ожидать наличия корреляционной связи между этими параметрами и суммарным зазором в шатунных подшипниках. При наличии достаточно сильной корреляционной связи, величины зазоров в шатунных подшипниках могут быть установлены на основе прямых измерений суммарного зазора.

Коэффициент корреляции определяли по следующей зависимости [3]:

где xi yi – текущие значения параметров x и y .

Коэффициент корреляции, значения которого находятся в пределах -1 ≤ τxy ≤ 1, является безразмерной величиной. Знак зависит от вида линейной связи. При положительном значении с увеличением одной из величин другая также увеличивается. Если жеувеличение одной из величин влечёт за собой уменьшение другой, то τxy ≤ 0. При значении τxy , равном единице, зависимость между переменными функциональна, при τxy , равном нулю, переменные величины независимы.

Проверку наличия корреляционной связи проводили с помощью гипотезы τxy=0, т.е., что случайные величины x и y некорелированы. Используется тот факт, что при условии τxy = 0 величина

Распределена по закону Стьюдента с n-2 степенями свободы. Если полученное по формуле (56) значение t превосходит табличное [63] значение, соответствующее принятому 5% уровню значимости, то сделанное предположение о некоррелированности случайных величин в общей совокупности является необоснованным.

Доверительные интервалы коэффициента корреляции τxy определяли с помощью преобразования Фишера

70