Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Контроль и испытания продукции для направления специальности 1-54 01 01-01 Метрология, стандартизация и сертификация (машиностроение и приборостроение)

341

иважнейших показателей качества продукции: надежности, экономичности

ит.д.

Сертификационные испытания – элемент системы мероприятий,

направленных на подтверждение соответствия фактических характеристик продукции требованиям НТД с целью получения достоверной информации,

при взаимоотношениях между изготовителями и потребителями продукции.

Сертификационные испытания, как правило, проводят независимые от производителя испытательные центры. По результатам испытаний выдается сертификат или знак соответствия продукции требованиям НТД.

Сертификация предполагает взаимное признание результатов испытаний поставщиком и потребителем продукции, что особенно важно при внешнеторговых операциях.

Подконтрольную эксплуатацию проводят для подтверждения соответствия продукции требованиям НТД в условиях ее применения,

получения дополнительных сведений о надежности, рекомендаций по устранению недостатков, повышению эффективности применения, а также для получения данных, чтобы учесть их при последующих разработках. Для подконтрольной эксплуатации выделяют образцы, которым создают условия близкие к эксплуатационным. Для серийной продукции предпочтительно ставить на подконтрольную эксплуатацию образцы, прошедшие квалификационные или периодические испытания. Результаты подконтрольной эксплуатации (сведения об отказах, техническом обслуживании, ремонте, расходе запасных частей и др.) потребитель вносит

визвещения, которые отправляют изготовителю (разработчику), или вносит

вжурнал на месте эксплуатации.

Эксплуатационные периодические испытания проводят для определения возможности или целесообразности дальнейшей эксплуатации

(применения) продукции в том случае, если изменение ее показателя качества может создать угрозу безопасности, здоровью, окружающей среде,

или привести к снижению эффективности ее применения. Испытаниям

342

подвергают каждую единицу эксплуатируемой продукции через установленные интервалы наработки или календарного времени. При испытаниях контролируют соответствие продукции нормам и требованиям по безопасности и экологии, установленным в НТД (стандартах,

инструкциях, правилах), и соответствие продукции нормам и требованиям,

определяющим эффективность ее применения и установленным в эксплуатационных документах.

Допускается совмещать следующие категории испытаний:

●предварительные с доводочными;

●приемочные с приемо-сдаточными – для продукции единичного производства;

с подготовленным технологическим процессом для серийного производства на этом этапе;

● периодические с типовыми – при согласии заказчика (основного потребителя).

Цель совмещения испытаний – экономия средств и времени. Причем совмещенные испытания должны обеспечивать совокупность всех проверок,

предусмотренных для отдельных категорий испытаний. По результатам совмещенных испытаний, как правило, оформляют общий документ,

отнесенный к первой из указанных категорий испытаний. В необходимых случаях оформляют отдельные документы по каждой категории испытаний.

Пример: при совмещении приемочных и квалификационных испытаний оформляют протокол приемочных испытаний: при совмещении периодических и типовых испытаний оформляют протоколы как тех, так

идругих испытаний.

4.7Категории испытаний по условиям и месту проведения

343

По условиям и месту проведения различают испытания:

●лабораторные,

●стендовые,

●полигонные,

●натурные,

●испытания с использованием моделей,

●эксплуатационные.

Лабораторные испытания – испытания, проводимые в лабораторных

подразделениях. Причем испытательное оборудование может серийно выпускаться, например, вибрационные стенды для испытаний на вибрацию,

ударные стенды и другие, а может специально создаваться (проектироваться

вибрационным стендом понимается вибрирующий стол, на который устанавливается испытуемое изделие, а весь комплекс средств управления и измерения вместе со столом называют вибрационной установкой. Стенд для испытания двигателя, наоборот, включает в себя весь комплекс средств,

необходимых для проведения этих испытаний. Имеются большие разноречия в толковании этого термина и в зарубежной терминологии. Поскольку термин «испытательное оборудование» как средство испытаний для воспроизведения условий испытаний полностью охватывает все толкования понятия «испытательный стенд», то соответственно, распространенный термин «стендовые испытания» определяется как испытания, проводимые на испытательном оборудовании.

344

Стендовые испытания отдельных агрегатов, узлов и деталей

автомобиля на прочность и долговечность получают все большее развитие

вавтомобилестроении, постепенно заменяя при решении ряда технических вопросов дорожные и, в частности, полигонные испытания. При замене эксплуатационных испытаний стендовыми наибольшие успехи достигнуты

воценке усталостной прочности и долговечности конструкций. В последнее время заметно возросло значение стендовых испытаний на долговечность элементов конструкции автомобиля при разработке и доводке новых моделей. Анализ эксплуатационных отказов автомобилей показал, что основные причины, ограничивающие долговечность узлов и деталей автомобиля, – усталостное разрушение и износ. Физическая природа этих явлений различна, в связи с этим подход к их изучению путем проведения стендовых испытаний конструкции, а также выработка рекомендаций,

повышающих ее ресурс, должны производиться по-разному при усталостном разрушении и при изнашивании. Обычно во время испытаний сложных

представление о природе эксплуатационных дефектов агрегата. Вследствие этого испытания агрегатов получили довольно широкое развитие. Однако при проведении испытаний агрегатов из-за большого, количества побочных явлений часто невозможно получить точные количественные оценки – основу для выработки мероприятий по повышению усталостной прочности и износостойкости конструкции до необходимых значений.

Целесообразнее испытывать отдельные сопряжения или детали,

раздельно воспроизводя в стендовых условиях износ или усталость. Такие

агрегатов в целом, испытания отдельных деталей на статическую прочность,

усталостную прочность, испытание сопряжений на износ и др.) должны применяться разные стенды и методы испытаний. Даже в пределах одного

345

вида испытаний, например на прочность, требуются различные стенды

и методики при испытании агрегатов и при испытании деталей. Стендовые испытания отдельных деталей автомобиля на прочность применяются все шире. Это объясняется тем, что прочность всего узла или агрегата, как правило, лимитируется прочностью нескольких деталей, а иногда и одной.

существенно уменьшить стоимость эксперимента, изготовить больше опытных образцов и изучить развитие повреждений при однотипных режимах, так как в этом случае эксплуатационную нагруженность детали можно воспроизвести более точно, чем при стендовых испытаниях всего агрегата. Это позволяет довольно просто решать многие вопросы, связанные с контролем качества продукции, отработкой оптимальной технологии изготовления отдельных деталей, разработкой оптимальной конструктивной формы деталей, а также производить оценку эксплуатационной долговечности отдельных элементов конструкции в стендовых условиях,

имитируя эксплуатационные процессы нагружения. Большим преимуществом испытаний отдельных деталей и простейших узлов является возможность использования универсальных испытательных машин для деталей различных типов.

Полигонные испытания – испытания объекта, проводимые на

испытательном полигоне.

Испытательный полигон – территория и испытательные сооружения на ней, оснащенные средствами и обеспечивающие испытания объекта в условиях, близких к условиям эксплуатации объекта.

Пример: Согласно ГОСТ 18610 метод полигонных испытаний стойкости древесины к загниванию заключается в определении их биостойкости в условиях контакта с грунтом и водой, а также защищающей способности защитных средств при различных поглощениях и способах

в свеженасыпных глубинных (биологически неактивных) грунтах (глина,

песок) и в обжитых (старых) водоемах.

Для характеристики климатического фона испытаний, учитываемого при анализе результатов многолетних испытаний, подекадно измеряют

характеристик свойств объекта. В данном случае испытываются не составные части изделия или его модель, а только непосредственно изготовленная продукция. Характеристики свойств изделия при натурных испытаниях определяются непосредственно без использования аналитических зависимостей, отражающих физическую структуру объекта испытаний или его частей. Натурные испытания реализуются в случае выполнения трех основных условий:

1.Испытаниям подвергается непосредственно изготовленная продукция (т.е. объект испытаний) без применения моделей изделия или его составных частей.

2.Испытания проводятся в условиях и при воздействиях на продукцию, соответствующих условиям и воздействиям использования по целевому назначению.

3.Определяемые характеристики свойств объекта испытаний измеряются непосредственно и при этом не используются аналитические зависимости, отражающие физическую структуру объекта испытаний и его составных частей. Допускается использование математического аппарата статистической обработки экспериментальных данных.

347

Пример: На испытания представлена радиолокационная станция (РЛС)

кругового обзора. Целью испытаний является определение дальности

обнаружения этой станцией летательного аппарата (ЛА) заданного типа с заданной отражающей поверхностью. В процессе испытаний проводятся

полеты ЛА с заданной отражающей поверхностью по заранее избранным

маршрутам, дальность обнаружения РЛС определяется непосредственно

(координаты РЛС известны заранее, координаты ЛА известны для любого момента времени), момент времени обнаружения определяется в процессе испытаний. В данном случае все три приведенные выше условия выполнены.

Следовательно, РЛС подвергнута натурным испытаниям.

Испытания останутся натурными, если вместо ЛА будет использовано

приемного тракта РЛС, мощность передатчика, частота излучаемой энергии

приведенных выше условий не выполнено (фактически используется математическая модель формула радиолокации) и испытания РЛС не

являются натурными.

Пример: Сложный характер движения жидкости в насосах,

невозможность выдержать одновременно все критерии подобия при моделировании кавитационных явлений, меняющиеся физические свойства

отклонений при изготовлении и монтаже отдельных элементов проточного тракта энергетические и кавитационные показатели различны не только

348

у натурных и модельных насосов, но, в известных пределах, и у натурных

насосов одной серии. Поэтому окончательный, технически обоснованный вывод об индивидуальных особенностях рассматриваемого насоса можно сделать лишь на основании его натурных испытаний. В процессе испытаний

и воздействий на него в сочетании с натурными испытаниями объекта и его составных частей (опытно-теоретический метод испытаний), применение

физической модели объекта и его частей.

Эксплуатационные испытания – испытания объекта, проводимые

при эксплуатации. Одним из основных видов эксплуатационных испытаний является опытная эксплуатация. Кроме того, может проводиться подконтрольная эксплуатация, которая в некоторой степени условно может

предназначенным и подготовленным для этой цели (дополнительным или штатным) и руководствующимся документацией, разработанной также специально для сбора, учета и первичной обработки информации,

источником которой служит подконтрольная эксплуатация.

4.8 Категории испытаний по продолжительности

По продолжительности различают нормальные, ускоренные,

сокращенные испытания.

Нормальные испытания –это испытания, методы и условия проведения которых обеспечивают получение необходимого объема

349

информации о характеристиках свойств объекта в такой же интервал времени, как и в предусмотренных условиях эксплуатации.

Ускоренные испытания –испытания, методы и условия проведения которых обеспечивают получение необходимой информации о характеристиках свойств объекта в более короткий срок, чем при нормальных испытаниях. Проведение ускоренных испытаний позволяет сокращать затраты средств и времени на создание продукции. Ускорение получения результатов испытаний может быть достигнуто за счет применения повышенных нагрузок, увеличения температур при термических испытаниях и т.д.

Параметр, показывающий во сколько раз уменьшается значение показателей долговечности или срок сохраняемости при испытаниях относительно заданных значений показателей долговечности или срока сохраняемости в эксплуатации (при хранении до ввода в эксплуатацию),

называют коэффициентом ускорения испытаний. Существует три основных метода ускоренных испытаний:

●форсированные испытания (ужесточение режимов до граничных

значений);

●прекращение испытаний до наступления отказа;

●комбинированный (совместное использование двух предыдущих).

Ускорения испытаний объектов достигают ужесточением воздействия факторов внешней среды. Повышенное воздействие на элементы и узлы аппаратуры приводит к сравнительно быстрому их изнашиванию и старению.

При ускоренных испытаниях значения воздействующих на аппаратуру факторов (температура, влажность, электрические и механические нагрузки и др.) должны, как правило, превышать предельные значения, при которых еще сохраняется нормальная работа типовых функциональных узлов и аппаратуры.

однородной или неоднородной марковской цепи.

Пример:Ускоренные испытания имеют цель выявить изменение параметров элементов и узлов аппаратуры при сокращении длительности

испытаний и одновременной интенсификации режимов работы и условий

эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры.

Пример: Проведение ускоренных испытаний на надежность гидроприводов, для которых определяются режимы работы на определенных

управляющего сигнала от генератора периодических колебаний или управляющего сигнала от механического (гидравлического) датчика.

Сокращение времени ресурсных испытаний достигается за счет

форсирования режимов испытания гидроприводов – скорости движения

выходного звена, давления и температуры рабочей жидкости, нагрузки на выходном звене при сохранении остальных условий, состава, методик по испытанию на соответствие требованиям ТУ на гидропривод. Сокращение времени испытаний гидроприводов на усталость за назначенный ресурс достигается проведением испытаний при увеличенных нагрузках с сохранением эквивалентности по накоплению усталостных повреждений и (или) за счет увеличения частоты циклов нагружения. При испытаниях на усталость производится блочное нагружение гидропривода. Оптимальное число блоков за назначенный ресурс составляет 10–15.

Ускоренные испытания осуществляются, в основном, по следующим направлениям: