Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы испытаний транспортно-технологических машин и оборудования. Учебное пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический университет»
А. А. Лавренченко, Д. В. Доровских
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
И ОБОРУДОВАНИЯ
Рекомендовано Учёным советом ТГТУ в качестве учебного пособия
для студентов направления подготовки 23.03.03
«Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
всех форм обучения
Учебное электронное издание
Тамбов
Издательство ФГБОУ ВО «ТГТУ»
2017
1
УДК 629.33(075.8)
ББК О33я73
Л13
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор,
заведующий кафедрой «Прикладная геометрия
и компьютерная графика» ФГБОУ ВО «ТГТУ»
С. И. Лазарев
Кандидат технических наук,
исполняющий обязанности заведующего лабораторией
эксплуатационных требований к сельскохозяйственной технике
ФГБНУ ВНИИТиН
Г. Н. Ерохин
Л13 Методы испытаний транспортно-технологических машин
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.
ISBN 978-5-8265-1719-2
Лавренченко, А. А.
и оборудования [Электронный ресурс] : учебное пособие /
А. А. Лавренченко, Д. В. Доровских. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВО
«ТГТУ», 2017. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Системные
требования : ПК не ниже класса Pentium II ; CD-ROM-дисковод
23,1 Mb ; RAM ; Windows 95/98/XP ; мышь. –
ISBN 978-5-8265-1719-2
Рассмотрены основные понятия испытаний, их задачи, методики
проведения испытаний транспортно-технологических машин на проверку различных их характеристик и свойств, описаны условия проведения лабораторных и дорожных испытаний.
Предназначено для изучения дисциплины «Методы испытаний
транспортно-технологических машин и оборудования» студентами
направления подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов» всех форм обучения.
Загл. с экрана.
УДК 629.33(075.8)
ББК О33я73
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
© Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический
университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ»), 2017
;
2
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» (утвержден приказом Минобрнауки России от
14.12.2015 г. № 1470) процесс получения навыков для осуществления профессиональной деятельности бакалавров предусматривает
изучение дисциплины «Методы испытаний транспортнотехнологических машин и оборудования».
Запас знаний, умений и навык
воения данной дисциплины обеспечивает формирование у обучающихся профессиональной компетенции (ПК-20): способности
к выполнению лабораторных, стендовых, полигонных, приёмосдаточных и иных видов испытаний систем и средств, находящихся
в эксплуатации транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования.
Структурными составляющими профессиональной компетенции (ПК-20) являются:
– знание роли и места исп
и доводки автомобилей, машин и оборудования;
– знание основных причин изменения технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации, влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния машин и оборудования;
ов, приобретённ
ы
таний в процессе проектирования
ый в ходе ос-
3
– знание методов измерений, аппаратуры для их осуществления и обработки;
– умение пользоваться современной аппаратурой, стендами и
научным оборудованием для проведения испытаний и обработки
результатов;
– умение пользоваться современной аппаратурой, стендами и
научным оборудованием для проведения испытаний и обработки
результатов;
– умение определять показатели надёжности автомобилей,
закономерности первого, второго, третьего видов;
– владение методами организации и проведения испытаний
машин и о
борудования;
– владение навыками работы с приборами, устройствами и
системами для измерений параметров рабочих жидкостей, газов,
теплового состояния деталей.
Для достижения указанных выше результатов обучения будущим бакалаврам необходимо освоить дисциплину «Методы испытаний транспортно-технологических машин и оборудования» по
предлагаемым темам, проверить свои знания, ответив на предложенные в конце каждой темы вопросы для самопроверки.
Отдельно в пособии выделяется материал как информация
к размышлению. Представленные в нём данные служат дополнительным учебным ресурсом и позволяют расширить область зн
нкретному вопросу или проблеме.
по ко
ания
4
1. ИСПЫТАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ:
ПОНЯТИЕ, ВИДЫ, УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ
И ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1.1. ПОНЯТИЕ «ИСПЫТАНИЕ», ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
Испытание − это процесс по установлению количественных и
качественных параметров объекта испытаний и его свойств в результате воздействия на него различных факторов. Испытания могут проводиться при работе объекта, моделировании его или воздействий на него. Важными признаками испытаний являются задание условий испытаний и принятие на основе результатов испытаний определённых решений.
Характеристики процесса испытаний включают в себя: объект,
субъект, условия испытаний, метод и методику испытаний, средства испытаний.
Объектами испытаний в зависимости от цели и программы
испытаний могут быть единичное изделие, макет или модель изделий, партия изделий, подвергаемая сплошному или выборочному
контролю.
Если при испытаниях какого-либо изделия некоторые элементы его приходится заменить макетами или отдельные характеристики изделий определять с использованием моделей, то в этом
случае объектом исследований является само изделие и решение по
результатам испытаний относится непосредственно к изделию.
В зависимости от цели испытаний характеристики свойств
объекта могут либо оцениваться, либо контролироваться. Если задачей испытаний является получение количественных или качественных значений характеристик и свойств объекта, то характеристики оцениваются, если же задачей испытаний является установление соответствия характеристик объекта заданным требованиям,
то они контролируются. В этом случае испытания сводятся к контролю.
Условия испытаний – это совокупность воздействующих
факторов на объект испытаний. Различают факторы внешние, возникшие под влиянием естественной среды, или искусственно созданные (механические, электрические и т.д.) и внутренние. К по-
5
следним относятся факторы, вызванные действиями (работой) объекта (нагрев из-за трения движущих частей объекта и т.п.). Следует
учитывать режимы функционирования объекта, способы и место
его установки, монтажа, крепления, скорости перемещения, нагружения и т.п. Условия испытаний могут предусматривать определение характеристик объекта при его функционировании или при его
отсутствии, при наличии воздействий или после их приложения.
Условия испытаний задаются, а точность их воспроизведения и
поддержания при испытаниях нормируется и контролируется, так
как условия испытаний влияют на точность результатов.
Основным документом, задающим условия испытаний и нормы точности их воспроизведения, является методика испытаний.
Она устанавливает нормальные условия испытаний, установленные
научно-технической документацией на данный вид продукции.
Методы испытаний – это совокупность способов и приёмов,
позволяющих получить сведения о характеристиках свойств объекта. Одним из наиболее распространённых способов являются измерения, позволяющие получить информацию о количественных параметрах объекта с гарантированной оценкой точности. В качестве
методов испытаний выступают также анализ, диагностика, органолептические, экспертные др.
Точность результатов испытаний – свойство испытаний,
характеризуемое близостью результатов испытаний к действительным значениям характеристик объекта в определённых условиях
испытаний. Регистрируемые при испытаниях значения характеристик свойств объекта и (или) условий испытаний, наработок,
а также других параметров, являющихся исходными для последующей обработки, представляют собой данные испытаний.
Они соответствующим образом обрабатываются и получают результат испытаний.
Результат испытаний – это оценка характеристик свойств
объекта, установление соответствия объекта заданным требованиям, результаты анализа качества функционирования объекта в процессе испытаний. Результаты испытаний характеризуются: точностью (погрешность или неопределенность); правильностью; прецизионностью.
Прецизионность делится на: повторяемость (сходимость); воспроизводимость (межлабораторная); промежуточная прецизионность (внутрилабораторная воспроизводимость).
6
1.2. ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ ТРАНСПОРТНО-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ
Испытания транспортной техники и оборудования классифицируются по различным признакам.
– По объектам, назначению, способам проведения и т.д.
(ГОСТ 16504–74). Испытаниям подвергаются опытные и макетные
образцы новых или модернизированных машин и их модификаций,
базовых моделей или модификаций, например, по автомобилям
текущего производства и прошедших капитальный ремонт.
На опытных и макетных образцах проводят доводочные, предварительные и приёмочные испытания. Так, на выпускаемых из
производства автомобилях осуществляют контрольные, ресурсные,
приёмо-сдаточные и аттестационные испытания, а также испытания на надёжность. Образцы всех автомобилей на любом этапе
их разработки и производства могут проходить определительные,
эксплуатационные, исследовательские и специальные испытания.
– По методам, условиям и месту проведения различают
испытания: стендовые (проводимые в специальных лабораториях),
полигонные (с использованием разных видов дорог, бассейнов,
ванн, подъёмов, неровностей и т.д., дорожные с регламентацией
качества дорог общего пользования, эксплуатационные в экспериментально-производственных и опорных автомобильных хозяйствах и испытания в особых климатических условиях (в северных,
высокогорных и др. подобных условиях).
– По продолжительности проведения выделяют нормаль-
ные и ускоренные испытания. При нормальных испытаниях получение необходимого объёма данных обеспечивается в те же сроки,
что и в предусмотренных условиях и режимах эксплуатации.
При ускоренных испытаниях необходимую информацию получают
в сжатые сроки. По степени интенсификации ускоренные испытания бывают форсированные и сокращённые, соответственно с интенсификацией и без интенсификации процессов, вызывающих отказы или повреждения. Форсированные испытания проводят при
увеличенных нагрузках (температурах, давлениях, скоростях и
т.д.). При сокращённых испытаниях результаты обрабатывают
с использованием методов экстраполяции и т.п.
– По оцениваемым эксплуатационно-техническим характеристикам различают испытания на тягово-скоростные качества,
топливную экономичность, тормозные качества, управляемость
7
и устойчивость, плавность хода, проходимость, шум и вибрацию,
эргономические качества и обитаемость, надёжность, пассивную
безопасность и др.
– По характеру решаемых задач выделяют доводочные,
предварительные, приёмочные испытания. Доводочные испытания
позволяют получить оценки влияния предлагаемых инженерами
изменений с целью достижения требуемых показателей качества.
Их проводят в процессе разработки опытных образцов автомобильной техники.
Предварительные испытания – контрольные испытания опытных образцов автомобилей, проводимые для определения возможности их предъявления на приёмочные испытания.
Приёмочные испытания – контрольные испытания опытных
образцов автомобилей с целью принятия решения о целесообразности постановки на производство модели или передачи её в эксплуатацию. Эти испытания организуются по программе, основу которой
составляют типовые методики, действующие в РФ. Во время приёмочных испытаний проверяют соответствие представленных образцов техническому заданию, проектной документации, стандартам и другим нормативным документам, отечественным и международным нормам безопасности и токсичности; оценивают технический уровень новой модели по конструкции и эксплуатационнотехническим свойствам; предварительно определяют надёжность и
необходимый объём конструктивной доработки опытных образцов.
Приёмочные испытания могут быть ведомственными, межведомственными и государственными.
При испытаниях образцов установочной серии оценивают
эффективность работ по устранению выявленных в процессе приёмочных испытаний недостатков, осуществляют контроль качества
изделий, поставляемых смежными производствами.
Периодические контрольные испытания серийных образцов
могут быть краткими и длительными. После испытаний дают заключение о качестве изготовленной техники, соответствии его техническим условиям, эффективности проведённых предприятиемизготовителем мероприятий по улучшению конструкции. При длительных контрольных испытаниях, кроме того, проверяют надёжность работы техники в целом, её агрегатов, узлов и деталей в пределах гарантийного пробега.
8
Испытания на надёжность проводят для определения или
оценки показателей надёжности работы в заданных эксплуатационных условиях.
Ресурсные испытания – испытания для определения технического ресурса автомобиля или подтверждения назначенного ресурса. В процессе таких испытаний определяют такие показатели долговечности, как: пробеги автомобиля в заданных дорожно-климатических и эксплуатационных условиях до первого капитального
ремонта, между капитальными ремонтами, общий до списания,
продолжительность работы отдельных агрегатов и систем автомобиля до наступления предельного состояния и др. Подтверждение
ресурса автомобиля, его агрегатов и систем выносится на основании пробеговых испытаний (установленных инструкцией) в условиях эксплуатации. Ресурсные испытания проводят на специальных полигонах или на дорогах общего пользования, а также в автохозяйствах при перевозке грузов. Во время испытаний периодически проводят проверку технического состояния автомобиля.
Приёмо-сдаточные испытания автомобилей текущего производства проводятся для определения соответствия их технической
документации.
Аттестационные испытания служат для оценки уровня качества автомобильной техники при её аттестации. Эти испытания периодически повторяют в объёме и по показателям, установленным
инструкцией о порядке и методике их проведения.
Задачей определительных испытаний является установление
значений конструктивных и эксплуатационно-технических параметров автомобилей с заданными значениями точности и достоверной вероятности.
Испытания называют оценочными, если при оценке качества
не требуется определение значений параметров и показателей
с заданными значениями точности и достоверной вероятности.
При эксплуатационных испытаниях дают оценку возможности
работы автомобиля в условиях эксплуатации (в различных климатических и дорожных условиях), собирают данные по надёжности,
уточняют параметры, необходимые для нормирования расхода горюче-смазочных материалов, периодичности технических обслуживаний, потребности в запасных частях и шинах.
Исследовательские испытания проводят для изучения рабочих
процессов механизмов, агрегатов и систем, эксплуатационно-
9
технических свойств, нагрузочных, тепловых и скоростных режимов работы агрегатов автомобиля и т.д. По полученным результатам проверяют правильность теоретических расчётов и исследований, намечают пути совершенствования и развития конструкций,
обосновывают оптимальные решения при создании новых образцов
и модернизации автомобилей.
Во время специальных испытаний проверяется соответствие
автомобиля специальным требованиям, например его способность
работать в особых климатических условиях (в северных, высокогорных районах и др.), пригодность автомобильной техники к перевозке специальных грузов и т.п.
1.3. ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ
Испытания проводят по разработанной программе, которая
должна отражать содержание и объём всех этапов, последовательность их выполнения, общие условия и особенности условий на
каждом этапе, методику испытаний на каждом этапе, содержащую
способы решения поставленных задач с учётом технических возможностей. Каждая программа должна содержать перечень аппаратуры и оборудования, необходимых для проведения испытаний,
сведения о работниках с распределением обязанностей и график
проведения испытаний.
Многие виды испытаний стандартизованы и программы для их
проведения определены государственными и отраслевыми нормативными документами. В основу любой программы заложены следующие работы:
1) подготовка и проверка качества изготовления и сборки ав-
томобиля;
2) определение эксплуатационно-технических характеристик
автомобиля, тепловых режимов двигателя и агрегатов шасси, нагрузочных режимов агрегатов и напряжений в деталях, масс и размеров автомобиля;
3) исследование вибрации и шумности.
Объём испытательных работ зависит от количества исследуемых параметров, их сложности, числа опытов, массы автомобиля,
скоростных режимов, длительности пробега, а в отдельных случаях
автомобиль может работать на различных сортах топлива и смазки
и в разных эксплуатационных состояниях (привод передних ведущих колёс включен или выключен и др.).
10