Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

надега 1 часть

.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
12.04.2015
Размер:
652.83 Кб
Скачать

нижняя доверительная граница

/jj,=4084-l,67JE мото-ч = 3885 мото-ч;

верхняя доверительная граница

Р =4084+1,67-Щ мото-ч = 4283 мото-ч; доверительный интервал

/р=4283-3885 мото-ч = 398 мото-ч.

г~„~..~....~Mvnvjn1н и м и1рашщпризаконераспределенияВей-

 

булла. Доверительные границы рассеивания одиночного значения

 

показателя надежности при ЗРВ определяют по уравнениям (см.

 

рис. 1.20)

 

$Ш[¥)

(1.84)

? ( ^ )

(1.85)

где Н* — квантиль закона распределения Вейбулла (см. приложение 11); а — параметр закона Вейбулла; С — смещение начала рассеивания.

Доверительный интервал

 

 

/р=/рВ-ГрН-

(1.86)

Для рассматриваемого примера при доверительной вероятности

= 0,90

 

 

^ = ^

Г^^13260+1150 мото-ч =00,399-33260+1151 5 0 мото-ч

 

=2421 мото-ч;

4

3260+1150 мото-ч =

1,413260+1150мото-ч

 

=5757 мото-ч;

/р = 5747 - 2421 мото-ч = 3326 мото-ч.

Доверительные границы рассеивания среднего значения показателя надежности при ЗРВ определяют по уравнениям

(1.87)

(1.88)

где г\ и г» — коэффициенты распределения Вейбулла (см. приложение 9), зависящие от доверительной вероятности ft и повторное™ информации ff; Ъ — параметр закона распределения Вейбулла.

68

Доверительный интервал

Н=Ч~Ц'

(189)

Для данного примера гх = 1,23; г3 = 0,83;

^р=(4084-1150)33(бДЗ+1150 мото-ч = 3904 мото-ч;

Г *р =(4084-1150)3'Щз+1150 мото-ч = 4289 мото-ч; /р =4289-3904 мото-ч = 385 мото-ч.

10. Определение абсолютной и относительной предельных ошибок переноса характеристик показателя надежности. Наибольшая абсолютная ошибка переноса опытных характеристик показателя надежности при заданной доверительной вероятности равна по значению ер в обе стороны от среднего значения показателя надежности.

Относительная предельная ошибка, %,

,=£±•100. (1.90)

Для данного примера при законе нормального распределения

5Р = [(4283 - 4084): 40S4] 100 % = 4,9 %.

1.4.3. ГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ НАДЕЖНОСТИ

Один из недостатков аналитических методов обработки информации — значительная трудоемкость. Кроме того, графическими методами можно обрабатывать все виды информации: полную, усеченную и многократно усеченную. В связис этим для обработки информации все шире используют более простые и в тоже время достаточно точные графические методы.

Кривая интегральной функции отказности носиткриволинейный характер. По внешнему виду этой кривой трудно определить, какому законуподчиняется рассеиваниепоказателя надежности, и невозможно определить егопараметры. Крометого, в случае усеченной информации и известного закона распределения на интегральнз'ю кривую можно нанеститолько начальныеточки информации.

Для обработки информации графическими методами каосиабсцисс и ординат необходимо нанести такую разметку, при которой интегральная кривая отказности приняла бы вид прямой линии (интегральная прямая).

69

0.99

0.6

0.5

0.4

HJ0.6)

0.01

2.33 2.33

Рис. 1.21. Схема определения координа- тыу-,призаконенормальногорасвределе-

—"

Для выпрямления интегральной кривой используют дваметода.Припервомметоде

значения функции по оси ординат, например, 0,01; 0,05; 0,10; 0,20 и т. д. наносят не на равных расстояниях одно относительно другого, а пропорционально указанным квантилям.

При втором методе для выпрямления кривой функции распределения применяют логарифмическую ось координат.

Методика обработки информации графическим методом при законе нормального распределения. Выпрямление кривой функции распределения отказности при ЗНР выполняют первым методом. Для получения расчетных формул рассмотрим график центрированной и нормированной интегральной функции (рис. 1.21). При этом минимальное значение функции примем FQ (0 0,01, максимальное Fo (/) =0,99, так как при 0 и 1 значения функции уходят в ±оо. Нанесем эти точки на ось ординат. Втаблице (см. приложение 10) значения квантилей приведены для функций от 0,5 до 0,99, так как верхняя часть этой таблицы — зеркальное отображение ее нижней части. Квантиль Нк (0,5) - 0. Для симметрично расположенных относительно F(t) = 0,5 точки на оси ординат квантили равны между собой. Так, квантили Як(0,4) = = Як (0,6) - 0,253, Нк (0,01) - Як (0,99) - = 2,326 «2,33.

Для определения положения точки Г/на оси абсцисс необходимо из отрезка 2,33 вычесть или прибавить [в зависимости отположения точки относительно Як (0,5) - 0J квантиль интегральной функции

или накопленной опытной вероятности £/>/, соответствующий

этой точке. Тогда координату точки по оси ординат, мм, находят так:

2,33±Я,

(191)

 

где 50 — масштаб построения оси ординат, мм/квантиль;

— накопленная

опытная вероятность 1-го отказавшегообъекта.

 

70

При

Ь>,<°>5 Я к

принимают с минусом, при

Я

— с плюсом.

Накопленная опытная вероятность

(1.92)

где Nf —порядковый номер /-й точки в таблице исходной информации; N — об-

щее число точек в информации.

Координату точки по оси абсцисс, мм, определяют по уравнению

•--'

х, = АГА

(1.93)

где Мх — масштаб оси абсцисс; (/-^значение /-го показателя надежности.

Определивши х,-для 6...7точек, равномерно расположенныхвтаблице исходной информации, наносят эти точки на график с прямоугольными координатами (рис. 1.22). Не рекомендуется за расчетные точки принимать первые и последние точки информации, так как они могут быть выпадающими. Обычно за первую расчетную точку принимают точку, накопленная опытная вероятность которой

i

/

.

Хр,=0,10...0,15,запоследнюю- 2 р( = 0,85. ..0,95.

Через опытные точки проводят прямую линию с таким расчетом, чтобы с каждой ее стороны располагалось одинаковое число точек, а их расстояния от прямой были бы примерно одинаковыми. Через

i

.

. .

точку на оси ординат Ер, =0,5 (нахо-

дится на расстоянии 116,5 ми от начала координат) проводят горизонтальную линию до пересечения с интегральной прямой. Из точки пересечения на ось абсцисс опускают перпендикуляр. Отрезок А на оси абсцисс соответствует в заданном масштабе среднему значению показателя надежности t = A, УЫ/МХ.

Среднее квадратическое отклонение а определяют графическим методом на основании уравнения

При Як {Fi)= 1,0 c=i-ti. Из

приложения 10 находим Як (fj) «

= 1,0 ПРИ ti - 0,16 ИЛИ tt - 0,84.

 

.

Хр

 

 

 

 

t/,, мм

116^мм

/

. _

'

 

 

 

 

 

/

 

 

о щ

 

 

 

 

 

 

 

 

'/

Б •х^.мт

ш

Аа,

»«• 1-22- Овма м р ^ м н и i лет шпепшяаяЛ в»яи»1 упазюсп за-

71

Следовательно, значение о равно длине отрезка Б (разность абсциссы А и абсциссы точки пересечения горизонтали £/>/ =0,16, проведенной на расстоянии 66,6 мм от начала координат). Среднее квадратическое отклонение о = Б, ми/Мх.

П р и м е р . Определить средний доремонтный ресурс двигателя и среднее квадратическое отклонение, если во время испытаний до наработки каждого двигателя 4200 мото-ч из общего количества JV= 69 отказали No = 36 двигателей.

Порядок расчета

1. Составляют сводную таблицу ресурсов Тар отказавших двигателей в порядке их возрастания (табл. 1.8).

1.8. Информация о доремонтвыж ресурсах двигателя Тщ, мото-ч

номер отказав-

 

Номер отказав-

Тщ,

Номер отказав-

 

шего двигателя

 

|шего двигателя

 

 

шего двигателя

 

 

 

 

1

1600

7

3060

 

 

2

2100

 

3060

24

3700

3

2100

8

 

 

 

4

2720

 

3210

30

3970

5

2900

12

 

 

 

6

2900

 

3420

36

4180

 

 

18

 

 

 

 

 

2. Выбир

 

 

 

 

бирают из сводной таблицы информации шесть равномерно расположен-

ных точек:

 

 

 

 

3. С к:б, 12,18,24,30 и 36.

 

приняв

масштаб Мх = 0,05 мм/

Определяют координату выбранных точек xh

•ч. Например, координата xt

для шестого двигателя

xg = 0,05 • 2900 мм =

МОТО-Ч. —

 

 

 

 

= 145 мм..

 

 

 

 

 

4. Определяют накопленные опытные вероятности выбранных двигателей. Например, накопленная опытная вероятность шестого двигателя

E/>6=6:(69+lJ=0,09.

5. Находят координату выбранных точек^по уравнению (1.91) или по приложению 12. Например, координата >/для шестого двигателя

у6 = 50 [2,33 - Нк<0,09)] = 50 [2,33 - 1,34) = 49,3 мм.

Квантиль J9» (0,09) определяют по приложению 10. Выполненные расчеты сводят в таблицу 1.9.

6.Наносят опытные точки на график с прямоугольными координатами (рис. 1.23) и проводят по ним интегральную прямую.

7.Рассчитывают средний доремонтный ресурс и среднее квадратическое отклонение:

Гдр = 208/0,05 мото-ч = 4160 мото-ч;

сг = 51/0,05 мото-ч = 1020 мото-ч.

72

1.9. Координаты опытных точек при ЗНР

Порядковый номер

 

 

 

 

отказавшего двигателя

Гдр, МОТО-Ч

xh мм

I *

Л.мм

 

 

 

 

 

6

2900

145

0,09

49,3

68,6

12

3210

160,5

0,17

18

3420

171

0,26

84,1

 

95,7

24

3700

185

0,34

30

3970

198,5

0,43

107,5

118,8

36

4180

209

0,52

 

 

Методика обработки информации графическим методом при законе распределения Вейбулла. Интегральную кривую отказности закона распределения Вейбулла выпрямляют в интегральную прямую посредством логарифмических осей координат.

Координаты опытных точек, мм, определяют по уравнениям

x,=Mx lg(/,-C);

(195)

2,37+lglg-

(1-96)

где Мх и Мумасштабы построения осей абсцисс и ординат; ц—значение показателя надежности; С — смешение начала рассеивания показателя надежнос-

i

 

 

 

ц

=РА

Vi= 116.5**

 

 

 

 

 

та; £/>,-

— накопленная опытная веро-

 

 

1

 

 

 

у,,109

 

ятность.

 

 

 

 

 

 

Уравнение

(1.96) получено

 

ВО

 

двойным

логарифмированием

 

60

 

интегральной

функции отказ-

 

 

ности

закона

распределения

 

40

 

 

 

 

 

 

Б=Л)ям

 

 

 

 

 

 

Вейбулла

F(t)=l-e~^' .

 

20

A =2№*jr

 

 

 

 

 

 

Накопленную опытную ве-

 

 

 

роятность

находят по уравне-

 

"WO 120

U0 160 Г flT

нию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-97)

Рнс. 1.23. Графически шел Ыфа&гпш

 

 

 

усеченной шформицш па затоку нор-

 

 

 

 

 

малыгого распределения

 

 

 

 

 

 

73

 

1р,=0,63; у^ЩЗмм

На график с прямоугольны-

Уимм\

ми осями координат (рис. 1.24)

 

 

наносят опытные точки, по ко-

 

 

торым проводят интегральную

 

 

прямую. Через точку оси орди-

 

 

нат, соответствующей ЕА=0,63

 

 

(находится на

расстоянии

 

 

100,3 мм от начала координат),

 

 

проводят горизонталь до пере-

 

 

сечениясинтегральнойпрямой.

 

 

Точку пересечения проектиру-

 

 

ютна осьабсцисс. Отрезокха со-

 

 

ответствует параметру а закона

 

 

распределения Вейбулла.

 

Рис. 1.24. Схема определения параметров

Горизонталь

проводят

че-

 

 

 

аи А закона распределения Вейбулла

потому что

F(t),

 

 

или

 

1

 

 

=0,63 при (// - С)/а = 1. Отсюда можно заключить, что при

этом условии ttС = а.

 

 

 

Параметр а находят по длине отрезка ха, используя уравнение

 

= anrralg 100'

(1.98)

Далее интегральную прямую продляют до пересечения с осью абсцисс и получают отрезок Б, по длине которого вычисляют параметрЪ.

ПараметрЪможноопределитькак

t g a = * = J ^ ~ 2 0 1 .

(1.99)

Катет 100,3 мм умножаем на 2 для приведения катетов треугольника к одному масштабу.

Среднее значение показателя надежности и среднее квадратическое отклонение вычисляют по уравнениям

i=aKb+C;

(1.100)

о = aCt,

(1.101)

где Кь и Сь — коэффициенты, определяемые по приложению 4 и значению Ь.

П р и м е р . Определить средний доремонтный ресурс двигателя и среднее квадратическое отклонение по информации, представленной в таблице 1.9, если предположить, что рассеивание ресурса подчиняется закону распределения Вейбулла.

Порядокрасчета

1. Находят смешение рассеивания ресурса по уравнению (1.58)

ТТ

С = Г д р 1 - 9%~2 *** =1600-(2IOO-1600):2 мото-ч = 1350мото-ч.

2.Из сводной таблицы информации выбирают шесть равномерно расположенных точек: 6,12,18,24,30 и 36.

3.Определяют координату выбранных точекJC, по уравнению (1.95). Например, для шестого двигателя Хб~ 100lg(29001350) мото-ч = 100lg 1550 мото-ч. Для удобства построения графика примем за единицу измерения ресурса 1000 мото-ч. Тогда *в = 100 lg 1,55 тыс. мото-ч = 19,03 мм.

4.Рассчитывают накопленные опытные вероятности по уравнению (1.97). Например, накопленная опытная вероятность шестого двигателя

6

1

\

6=6:(б9+1)=0,09.

5. Находят координату выбранных точек у, по уравнению (1.96). Например, координата шестого двигателя

уб = 5о(2,37-ь lg lgIZ^)=50(2,37+lg lgl,10)= 50(2,37-1,37б)»1М=49,5мм.

Координату у/ можно определить также по приложению 12. Выполненные расчеты по всем опытным точкам сводят в таблицу 1.10.

1.10. Координаты опытны! течек при ЗРВ

Порядковыйномерот-

Доремонтный

 

 

 

казавшегодвигателя

ресур« Гдр,

 

Хр,

 

*?

мото-ч

 

i

 

 

 

 

 

6

2900

19,03

0,09

*9,5

12

3210

27,0

0,17

64,0

18

3420

31,6

0,26

74,3

24

3700

37,1

0,34

81,3

30

3970

41,8

0,43

87^

45,2

0,52

93,7

36

41S0

6.Наносят опытные точки на график (рис. 1.23) с прямоугольными координатами и проводят по ним интегральную прямую.

7.По длине отрезка х, = 48 мм и формуле (1.98) определяют

а= акта lg-j^= 3020 мото-ч.

8.По длине отрезка Б = 57 мм и формуле (1.99)находят

Ь" 200: 57 = 3,5.

74

75

Ifii=0,63;yt=>100,3мм

9. По значению * и приложению 4 определяют

 

коэффициенты Кь =0,90 и

Сь = 0,29.

 

10. По формулам (1.100) и (1.101) вычисляют

 

7^ =30200,90 +1350 мото-ч = 4070 мото-ч;

 

а = 3020 • 0,29 мото-ч = 876 мото-ч.

 

Методика обработкимногократно усе-

 

ченной информации. Особенность этой

 

методики можно показать на простом

 

примере. Предположим, что испытыва-

 

ли пятьмашин. Четыре машиныотказа-

 

ли при наработках 1000, 2000, 2500 и

 

3000 мото-ч, а одна машина выбыла с

10 20 30 40 SOXUMM

испытаний при наработке 1500 мото-ч в

работоспособном состоянии (приоста-

 

Рис. 1.25. Графическая часть

новленная машина). Как в этом случае

обработки усеченной инфор-

рассчитать средний ресурс машины?

мации по закону распределе-

Наиболее просто

средний ресурс

ния Вейбулла

 

можно определить как среднеарифме-

тическую величину без учета и с учетом наработки приостановленноймашины:

Т= (1000 + 2000 + 2500 + 3000):4 мото-ч = 2125 мото-ч;

Т= (1000 +1500+ 2000+ 2500 + ЗООО):5 мото-ч =2000 мото-ч.

Однако оба эти расчета неправомерны, так как в первом случае не принимают в расчет приостановленную машину, а во втором случае ее зачисляют в разряд отказавших, хотя это не соответствует действительности.

Более точно средний ресурс можно рассчитать с учетом вероятности отказа приостановленной машины, если предположить, что она продолжала бы работать после наработки в момент выбытия с испытаний.

Изображают пять испытываемых машин в виде прямоугольников (рис. 1.26). Если бы приостановленная машина продолжала работать, то она с равнойвероятностьюмогла быотказатьво2, 3,4или 5-м интервале, кроме 1-го. Вероятность отказа в каждом из этих интервалов

где л — число интервалов наработки.

Вместо номеров фактически отказавших машин No введем понятие порядковых номеров отказавших машин Nf, которые учи-

Номер машины

Наработка, мото-ч

Номер интервала наработки j

Номер отказавшей M0-Pi или приостановленной Пр,-й машины

Вероятность отказа приостановленной машины в j-л интервале наработки р(

ш 2

JL1 l 4

5

1000

1500

2000

2500

3000

 

 

 

 

1

2

 

 

5

 

 

 

0,25

0,25

0,25

0,25

Порядковый номер отказавшей

1,00

2,25 3,50

4,75

машины N*

 

 

 

Рис. 1.26. Схема расчета порядковых номеров отказавших машин

тывают не только фактически отказавшие машины, но и вероятность отказа приостановленных машин, если бы они имели возможность продолжать работать. Тогда отказавшие машины будут иметь следующие порядковые номера: 1 — 1,00; 2 — 2,25; 3 — 3,50;

4-4,75.

На основании подобных рассуждений получено аналитическое уравнение для расчета порядковых номеров отказавших машин

 

N+1-Щ:

(1.102)

/О -Л/О

 

 

 

где ff° и N? \ — порядковый номер i-й и предыдущей отказавшей машины; tf—

общее число испытываемых машин; No и NBt — число отказавших и приостановленных машин до отказа /-Й машины.

Применительно крассмотренномуранее примеру спятьюиспытываемыми машинами порядковые номера отказавших машин согласно уравнению (1.102) следующие:

Так, с помощью формулы (1.102)получаютте жепорядковые номера отказавших машин, как и при логическомрассуждении.

76

77

Дальнейшую обработку многократно усеченной информации проводят графическим методом с использованием закона нормального распределения или закона Вейбулла.

Пример. Определить средний межремонтный ресурс 10 тракторов ДТ-75М и среднее квадратическое отклонение его рассеивания, если наблюдения за этими тракторами проведены в течение Тш 3500 мото-ч. Информация о результатах наблюдений за тракторами сведена в таблицу 1.11.

1.11. Информация по межремонтным ресурсам тракторов ДТ-75М

Номертрактора

Номеротказавшеготрактора

Ресурс или наработка до конца

 

или приостановленного

наблюдений, мото-ч

1

 

1550

 

 

2

 

1800

 

 

3

 

2050

 

 

4

 

2250

 

 

5

* 4

2400

6

V

2900

 

 

 

7

2950

 

8

3000

 

9

3250

 

10

3500

 

Порядокрасчета

1.Находят порядковые номера отказавших машин по уравнению (1.102):

о10+1-0

10+1-1

1

10+1-4,14

10+1-5,85

2. Рассчитывают накопленные опытные вероятности по уравнению (1.97). Например,

1

для первого трактора £/>|

для второго трактора Xp2 = io+T= 0 "^ и т. д.

3. Определяют координаты опытных точек для закона нормального распределения по уравнениям (1.91) и (1.93) и для закона Вейбулла по уравнениям (1.95) и (1.96).Длянахожденияу-,используютприложения12и13.

Проведенные расчеты по всем тракторам сводят в таблицу 1.12.

1.12. Координаты опытных точек по межремонтным ресурсам тракторов ДТ-75М

Порядковый

 

i

ЗНР

 

ЗРВ

 

 

Межремонтный

 

 

 

 

 

 

шего трактора

ресурс,мото-ч

V,

*,,мм

 

у,, мм

х, мм

 

у, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1550

0,09

77,5

 

49,3

40,0

 

49,1

 

 

 

2

1800

0,18

90,0

 

70,5

70,0

 

65,3

 

2050

0,27

102,5

 

85,6

87,5

 

75,3

4 14

2400

0,38

120,0

 

101,0

104,0

 

84,4

 

 

 

 

5 85

3000

0,53

150,0

 

120,1

123,0..

943

7,56

3250

0,69

162,5

 

141,1

129,0

 

103,8

 

 

 

 

4. Наносят опытные точки на график с прямоугольными осями координат (рис. 1.27) и проводят по ним интегральные прямые ЗНР и ЗРВ. При визуальном сравнении совпадения опытных точек с интегральными прямыми можно в данном случае выбрать для дальнейших расчетов ЗРВ, так как его интегральная прямая лучше совпадает с опытными точками исходной информации по межремонтным ресурсам

тракторовДТ-75М.

5. Определяютпараметры ЗРВ по уравнениям (1.98) и (1.99), т. е.

а = анти1«

мото-ч;

По значениям параметров Ъ И приложению 5 определяют коэффициенты Кь = 0,94 и Сь= 0,77.

6. Находят смещение, средний межремонтный ресурс и среднее квадратическое отклонение по уравнениям (1.58), (1.100)и (1.101), т.е.

t e r n

2050-1550

С=1550

 

= — - мото-ч =

 

= 1300мото-ч;

f=1820 - 0,94+1300 мото-ч= =3010мото-ч;

s=1820•0,77мото-ч=1401мото-ч.

0 20 40 60 80 100 120

. Рис. 1.7.1. Графическая«шетъоСра&пки многократно усеченной информации:

/—интегральная Прямая опсазносгк закона нормального распределения; 2 —интетраяьии прямая огкалиссизакона распределено BeMjnn»

78

79

1.4.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЭВМ ПРИ ОБРАБОТКЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Обработку полной информации о надежности объектов, износах деталей машин и т. п. удобно выполнять с помощью персонального компьютера. В приложении 3 представлен текст программы NANA, разработанной для решения этих задач. Данная программа базируется на принципах статистической обработки информации, изложенных в пункте 1.4.2. Программа состоит из следующих блоков.

1. Описание массивов переменных, создание массивов табличных данных, описание пути к файлам данных на магнитных дисках.

2.Блок управления, позволяющий изменять структуру программы и настраивать ее на решение новых задач.

3.Ввод и преобразование исходных данных. Данные могут вводиться как с клавиатуры, так и с магнитного диска в соответствии с ответом оператора на запрос машины. При вводе с клавиатуры можно корректировать неверно введенные данные — для этого достаточно ввести отрицательное число, и машина запросит номер числа, с которого следует начать корректировку. Число вводимых данных не задается заранее и ограничено параметром, заданным в блоке «Описание...» (в данном случае 200), и может быть легко увеличено. Ввод данных прекращается при вводе нуля. При вводе данных из ранее созданного файла программа запрашивает его имя. Предполагается, что путь к файлу (как его найти на магнитном диске) указан в блоке «Описание...». В данном случае предполагается, что файлы расположены в том же каталоге, что и программа. Если файл находится в другом каталоге, то можно, не меняя «Описания», указать его полное имя.

Впрограмме предусмотрено преобразование исходных данных в соответствии с желанием оператора, что дает возможность использовать ее для решения различных задач. Информация о показателях надежности обрабатывается в исходном виде, а, например, информацию об износах деталей можно преобразовать по формулам:

деталь типа вала

и~ "rain~ "изм>

деталь типа отверстия

U ~ -''max

где dmin и Дли ~ нижний предельный размер вала и верхний предельный размер отверстия по чертежу; dmu и Dmtt измеренные диаметры вала и отверстия.

Преобразованные данные могут быть выведены на экран и сохранены в файле на диске.

4. Составление статистического ряда исходных (или преобразованных) данных; расчет статистических параметров (среднее значение показателя, среднее квадратическое отклонение, смещение рассеивания,коэффициентвариации);оценкасовпадения опытного и теоретического законов распределения, доверительные грани-

цы и интервалы для единичных измерений и средних значений. Все расчеты проводят в соответствии с методикой, представленной в пункте 1.4.2, обозначения переменных те же, что позволяет легко разобраться в тексте программы.

5.Вывод статистического ряда информации и статистических оценок параметров распределения на экран монитора.

6.Вывод статистического ряда информации и статистических Оценок параметров распределения на печать.

7.Графическое построение результатов расчетов: гистограмма, полигон, график накопленной вероятности, кривые теоретических вероятностей — дифференциальной и интегральной.

8.Проверка информации на выпадающие точки по критерию «3 сигма» и по критерию Ирвина; по команде оператора — исключение выпадающих точек и повтор обработки (блоки 4...7).

9.Таблицы констант, позволяющие определить коэффициент Ирвина (см. приложение 2), параметры распределения Вейбулла (см. приложение 5), вероятность совпадения опытного и теоретического распределений (см. приложение 8), доверительные границы и интервалы (см. приложение 9).

Программа NANA предназначена как для практической работы, так и для обучения использованию ПЭВМ для обработки статистической информации. Поэтому в текст программы включены обширные комментарии; в начале текста программы дано краткое описание используемых операторов языка BASIC. В целях обучения рекомендуется сопоставить строки программы с соответствующими математическими выражениями пункта 1.4.2.

Программа написана на языке QBASIC и запускается в среде QBASIC. При вводе программы с клавиатуры многие комментарии и некоторые блоки можно опустить. Программу можно исполъзовать и с транслятором GWBASIC, но при этом надо пронумеровать строки. В операторах SCREEN заменить 9 на 1, в операторах COLOR использовать номера цветов L, 2 и 3. В QBASIC и более высоких версиях языка BASIC номера строк используются только в качестве меток и больше возможностей для графики.

Порядок работы с программой:

загрузить транслятор QBASIC или QuickBASIC, запустить его; загрузить программу NANA.BAS через меню (клавишаALT, File,

Open File, далее установить нужный каталог, курсор HaNANA..BAS и нажать ENTER);

запустить программу одновременным нажатием клавиш SHIFT

H F S ;

ввести в соответствии с запросами программы исходные данные или имя файла исходных данных, управляющие параметры; управление осуществляется вводом любого положительного числа (число плюс нажатие ENTER) или нуля (только нажатие ENTER); при появлении на экране знака ? при выводе информациинаэкраннажаты ENTER.

80

SL

 

Контрольныевопросыизадания. 1.Перечислитесостоянияобъектасточкизрения надежности. 2. Назовите свойства надежности. 3. Как классифицируют отказы?

4.Перечислите оценочные показатели надежности сельскохозяйственной техники.

5.В чем физическая сущность механической, молекулярной и молекулярно-меха- нической теории трения и изнашивания? 6. Каков порядок обработки полной информации по показателям надежности? 7. Перечислите основные операции запуска программ и обработки информации по показателям надежности на ПЭВМ.

2.ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС РЕМОНТА МАШИН

ИОБОРУДОВАНИЯ

2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Производственный процесс ремонта машин — это совокупность действий людей и орудий производства, выполняемых в определенной последовательности и обеспечивающих восстановление работоспособности, исправности и полного (или близко к полному) ресурса изделия.

Производственный процесс включает в себя ряд технологических процессов.

Технологический процесс — это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по последовательному изменению состояния объекта ремонта или его составных частей при восстановлении их работоспособности, исправности и ресурса.

Технологический процесс капитального ремонта машин (рис. 2.1) включает в себя все элементы машиностроительного производства (изготовление деталей, сборку, обкатку, испытание и окраску) и дополнительно специфические элементы (приемкумашин в ремонт, очистку, разборку, дефектацию и комплектацию). Ремонтное производство по числу входящих в него элементов превосходит машиностроительное. Единственный источник экономии при капитальном ремонте машин по сравнению с их изготовлением — использование годных для дальнейшей эксплуатации деталей и их восстановление.

При изготовлении деталей машиностроительные,предприятия используют заготовки, получаемыелитьем, ковкой, штамповкой и т. д. Стоимость материалови заготовительных работ при производстве машин составляет около 75 % затрат на их изготовление. При восстановлении же деталей в качестве заготовок применяют изношенные детали. В связи с этим отпадают затраты на литье, ковку, штамповку и частично на механическую обработку. При восстановлении деталей затраты на материалы и заготовительные работы фактически отсутствуют, так как роль заготовок выполняют изношенные детали.

Износы же большинства деталей машин измеряются десятыми или сотыми долями миллиметра, и их восстановление сводится к нанесениютонкого поверхностного слоя или заключительнымоперациям механической обработки. Стоимость же восстановления

Ремонт агрегатов и сборочных единиц на специализированных предприятиях

Ремонт кабин, оперения, рам, электрооборудования, гидросистемы, топливной аппаратуры

| Годные

V 1 '

Сборка машины

Обкатка, испытание и регулировка

машины

Окраска±машины

Приемка машины из ремонта

Подготовка машины к ремонту

Доставка машины в ремонт

Наружная очистка и приемка в ремонт

Разборка на агрегаты и сборочные единицы

Очистка агрегатов и сборочных единиц

Разборка агрегатов и

сборочных единиц на детали

±

I Очистка деталей

1.

Дефектациядеталей

Требующие ремонта

-*\ Негодные

I

Склад металлолома

Восстановлениедеталей

±

г Запасные ^Комплектование деталейр*- части

Сборка агрегатов и

сборочных единиц

±

Обкатка и испытание

агрегатов

±

-\ Окраска агрегатов

Рис. 2.1. Схема технологического процесса ремонта сложной i

82

изношенных деталей обычно не превышает 50...60 % стоимости запасных частей.

Восстановление деталей способствует сохранению природных ресурсов и снижению загрязнения окружающей среды.

Структура технологическогопроцесса. Степень его расчлененности во многом зависит от конструкции машины и программы ремон- тно-обслуживающего предприятия. Если программа велика, то она состоит из большого числа технологических процессов и включает в себя много рабочих мест, и наоборот. Кроме того, если машину можно расчленить на легко отделяемые агрегаты (двигатель, коробку передач, передний и задний мосты, рулевое управление, кабину и др.), то процесс делят на большое число отдельных технологических процессов и их выполняют параллельно.

Правильно расчлененный технологический процесс ремонта той или иной машины или агрегата имеет очень важное значение для рациональной организации процесса ремонта, снижения его себестоимости и оснащения рабочих мест высокопроизводительными технологическим оборудованием и оснасткой.

Технологическое оборудование — орудия производства, предназначенные для выполнения определенной части технологического процесса путем размещения объектов ремонта, средств воздействия на них, технологической оснастки и при необходимости источника энергии с целью придания заданных свойств объекту. К технологическому оборудованию относят металлорежущие станки, сварочные и наплавочные установки, нагревательные печи, испытательные стенды и др.

Технологическая оснастка — совокупность приспособлений для установки и закрепления заготовок, деталей и инструментов, выполнения разборочных и сборочных операций, а также для транспортировки заготовок, деталей или изделий.

Приспособление — технологическая оснастка, предназначенная для закрепления объекта ремонта или инструмента при выполнении технологической операции. К приспособлениям относят патроны, зажимы, люнеты и т. п.

Инструмент — технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на объект ремонта с целью изменения его состояния.

Различают режущие (резцы, сверла, метчики и т.д.) и измерительные (штангенциркули, микрометры, индикаторы, скобы, пробки и т. п.) инструменты.

Подъемно-транспортные работы составляют важную часть выполнения как отдельного технологического процесса, так и производственного процесса в целом. От их оснащения соответствующими средствами в значительной степени зависят производительность труда рабочих, уровень механизации работ, структура участков и качество ремонта.

Подъемно-транспортные средства делят на два типа: прерывного и непрерывного действия. К первому относят электро- и автопог-

рузчики, кран-балки, монорельсы, консольно-поворотные краны, подъемники и т. д., а ко второму — различные конвейеры, рольганги, скаты, лотки и т. п.

Для выполнения подъемно-транспортных работ разработаны различные схватки для подъема и транспортировки мащин, агрегатов, оборудования, сборочных единиц и отдельных деталей, а также другое оборудование и оснастка.

Технологический процесс состоит из отдельных операций, которые, в свою очередь, делят на установы, позиции, переходы, проходы и приемы.

Технологическая операция — законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и включающая в себя все последовательные действия рабочего (группы рабочих) и оборудования по обработке детали (или несколько одновременно обрабатываемых деталей), сборке (разборке) сборочной единицы, агрегата или машины. При составлении технологической документации ее нумеруют числами 5, 10, 15 и т. д. Допускается добавлять слева нули — 005, 010, 015 и т. д. Наименование операции должно отражать применяемый вид оборудования или название процесса. Ее записывают именем прилагательным в именительном падеже (токарная, зубообрабатывающая, наплавочная, очистная, сборочная, испытательная, контрольная и т. д.).

Установ — это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой детали, разбираемой или собираемой сборочной единицы.

Так, например, напрессовка подшипника под прессом на один конец вала —первый установ, а напрессовка подшипника под прессом на другой конец вала — второй.

Установы обозначают прописными буквами русского алфавита (А, Б, В и т. д.).

Позиция —это фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой деталью или сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования.

Технологический переход — законченная часть технологической операции, которую выполняют одним или несколькими рабочими одновременно без смены инструмента, неизменности установки объекта ремонта, обрабатываемой поверхности (поверхностей) и режима работы оборудования. Изменение только одного из перечисленных элементов определяет новый переход. Переходы нумеруют числами 1,2,3,4 и т.д.

Переход состоит из проходов. Под проходом понимаютчасть перехода, охватывающего все действия, связанные со снятием одного слоя металла при неизменности инструмента (инструменте»), поверхности (поверхностей) обработки и режима работы станка.. Так, на токарном станке проходом называется непрерывное снятие резцом одного слоя металла.

84

85

Прием — совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением, например постановка и снятие детали, пуск станка или оборудования, переключение скоростей и т. п. Понятие «прием» используют при техническом нормировании.

Технологическаядокументациянаремонтизделий.Этокомплекты документов, устанавливаемые Единой системой технологической подготовки производства (ЕСТПП). Под технологической подготовкой производства понимают совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску изделий* заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах на основе новейших достижений науки и техники. В документацию входят: Единая система конструкторской документации (ЕСКД), ГОСТ 2.001 и Единая система технологической документации (ЕСТД), ГОСТ 3.1109, Единая системадопусков и посадок, Государственная система обеспечения единства измерения (ГСИ), Система стандартов безопасности труда (ССБТ), отраслевые стандарты РТМ 70.0009.038; РТМ 10.0024 и другая нормативно-техническая документация. Ее содержание зависит от особенностей организации производства (единичное, серийное или массовое) и размеров его производственной программы.

Ремонтную документацию разрабатывают в соответствии с ГОСТ 2.602. В нее входят рабочие документы на ремонт сборочных единиц, агрегатов, машин и оборудования, восстановление деталей и контроль изделий после их ремонта. Ее составляют раздельно на техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты машин и оборудования.

Порядок разработки, согласования и утверждения документов по эксплуатации и ремонту изделий определяют по ГОСТ 2.609—79, ГОСТ 2.101-68, ГОСТ 14.004-83, ГОСТ 18322-78 и др.

Ремонтные чертежи на детали выполняют по ГОСТ 2.604, а внесение изменений в ремонтную документацию — по ГОСТ 2.603.

Основным документом для технологических процессов ремонта машин и оборудования и их составных частей в сельском хозяйстве служит типовая технология. Ее разрабатываю г ГосНИТИ и его филиалы. Техническойдокументацией по восстановлению деталей занимается ВНИИТУВИД. В этой работе принимают участие ученые вузов.

В комплект материалов типовой технологии входят: технические требования на сдачу в ремонт и выдачу из ремонта полнокомплект-

*3десь и в дальнейшем под изделиями понимают предметы ремонтного производства: машины и оборудование иихсоставные части, летали, подлежащие восстановлению, независимо от того, поступают ли они на комплектование сборочных единиц на данном предприятии или же служат конечной продукцией специализированного ремонтного предприятия.

ных тракторов, автомобилей, комбайнов и их составных частей; технические требования на капитальный ремонт сельскохозяйственной техники, а также по дефектации их деталей; маршрутные технологические процессы на капитальный ремонттракторов, комбайнов, автомобилей, их двигателей, шасси, гидросистем, топливной аппаратуры и электрооборудования; средние нормативы времени и нормы расхода материалов на ремонт машин, оборудования и их составных частей; перечень ремонтного оборудования и инструментов; альбом чертежей нестандартного ремонтно-технологи- ческого оборудования.

Комплект материалов типовой технологии для различных хозяйств по ремонту машинно-тракторного парка включает в себя: технические требования на текущий ремонт тракторов, автомобилей и некоторых специальных машин; технологические карты на замену агрегатов при текущем ремонте; чертежи нестандартного оборудования для хранения сельскохозяйственной техники; технические требования на ремонт плугов, сеялок, культиваторов и машин по внесению удобрений; рекомендации по организации и технологии ремонта зерновых комбайнов и др.

2.2. ПРИЕМКА ОБЪЕКТОВ В РЕМОНТ И НА ХРАНЕНИЕ

Подготовка машины к ремонту. В подготовку входят промывка системы охлаждения и наружная очистка машины.

П р о м ы в к а с и с т е м ы о х л а ж д е н и я служит для удаления загрязнений из системы водяного охлаждения, что позволяет восстановить эффективность ее работы и сократить непроизводительный расход топливосмазочных материалов. К наиболее распространенным способам удаления накипи относят очистку щелочными или кислыми моющими растворами. Для этого систему охлаждения заполняют щелочным или кислым раствором, который способствует разложению накипи.

Рассмотрим четыре раствора для промывки системы охлаждения двигателя (в скобках дана масса компонента на 1 л воды в граммах): кальцинированная сода (150); солянаякислота 5%-йконцентра.ции (ОД); кальцинированная сода (100), керосин (50); кальцинированная сода (50), питьевая сода (10), поваренная соль (50), сульфат-на- трия (15), фосфат натрия (20).

После работы двигателя в течение 10... 12 ч его останавливают, сливают раствор и промывают систему. Заполняют ее водой, заводят двигатель на 1 ч. Далее его останавливают и сливают воду лз системы.

Однако воздействие щелочных и кислых растворов приводит к коррозионным разрушениям некоторых деталей, выполненныхкак из черных (сталь, чугун), так и из цветных (латунь, припой) металлов. В целом процесс недостаточно эффективен.

Для уменьшения скорости коррозии и повышения качества очл-

86

87