3. Визначення вимог до ресурсних показників складальних одиниць

На стадії проектного завдання для складальних одиниць та автомобіля в цілому нормованими показниками надійності є середній та гамма-відсотковий ресурси.

Середній ресурс обчислюють за формулою:

, (22)

де - коефіцієнт, що визначається за номограмою (рис. 3.1) залежно від заданого значення γ закону розподілу ресурсу та коефіцієнту варіації V.

Тр_γ – задається згідно умови завдання викладачем.

Рис. 3.1 Номограма для визначення коефіцієнта

у разі нормального розподілу ресурсу

Коефіцієнт варіації є відносною безрозмірною характеристикою розсіювання досліджуваного показника надійності і задається згідно індивідуального завдання. Для нормального розподілу коефіцієнт варіації зазвичай не перевищує значення 0,33.

Розрахунки статистичних даних, а також аналіз літературних джерел дали змогу встановити коефіцієнти варіації та вид ресурсів до першого капітального ремонту деяких автомобілів.

За відсутності статистичних даних закон розподілу ресурсу та величину варіації V можна встановити орієнтовно з умови взаємодії чотирьох визначальних факторів (табл. 3.1, 3.2) [1]. Технологічні умови видає викладач згідно індивідуального завдання.

Таблиця 2

Класифікація факторів, що визначають вид

розподілу ресурсу автомобілів та їх вузлів

Особливі технологічні умови	Характеристика	Шифр
Рівень технології виготовлення	Високий	1
	Середній	2
Умови експлуатації	Стабільні	1
	Змінюються в широких межах	2
Режим навантаження	Навантаження, близькі до максимальних	1
	Середні навантаження	2
Домінуючий характер руйнування	Зношування	1
	Руйнування від втомленості	2

Таблиця 3

Коефіцієнти варіації розподілів ресурсів

Цифрові коди визначальних факторів				Вид розподілу	Границя зміни коеф. варіації
Процес руйнування	Умови експлуатації	Рівень технології	Ступінь навантаження
1	1	1	1	Н	0,1…0,2
1	1	1	2	Н	0,2…0,25
1	1	2	1	Н	0,2…0,3
1	2	1	1	В	0,3…0,4
1	2	1	2	В	0,4…0,5
1	2	2	1	В	0,4…0,6
1	2	2	2	В	0,5…0,6

			Продовження таблиці 3
2	1	1	1	В	0,3…0,4
2	1	1	2	В	0,3…0,45
2	1	2	1	В	0,35…0,5
2	2	1	1	В	0,35…0,55
2	2	2	1	В	0,4…0,6
2	2	1	2	В	0,4…0,55
2	2	2	2	В	0,5…0,7

Примітка. Н – нормальний розподіл; В – розподіл Вейбулла

Для визначення вимог ресурсних показників складальних одиниць необхідно мати структурну схему надійності виробу. В навчальних цілях структурну схему надійності беруть з попередньої роботи. Співвідношення характеристик а планово-попереднього ремонту (поточного) до капітального видається викладачем згідно індивідуального завдання. Також викладач видає значення ймовірностей неруйнування кожної ланки структурної схеми.

Результати розрахунків зводять до спільної таблиці.

Приклад розрахунку.

Завдання: провести розрахунок вимог до напрацювання складальних одиниць та встановити періодичність планово-попередніх ремонтів (ППР). Скласти структурно-логічну формулу для наступної структурної схеми:

Рис. 3.1 Структурна схема надійності виробу

Вихідні дані:

1. Нехай машина, що складається з 10-ти складальних одиниць має такі ранги затрат:

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	1,3	1,1	0,9	0,6	0,5	0,45	0,4	0,2	0,1	0,07

2. Гамма-відсотковий ресурс год., де - ймовірність забезпечення напрацювання до першого капітального ремонту.

3. Співвідношення характеристик планово-попереднього ремонту (поточного) до капітального .

4. Фактори, що визначають вид розподілу ресурсу машини та вузлів:

- рівень технології виготовлення: високий;

- умови експлуатації: стабільний;

- режим навантаження: середній;

- домінуючий характер руйнування: зношування.

Послідовність розрахунку:

1. Згідно з умовами взаємодії визначальних факторів знаходимо шифр для визначення виду розподілу ресурсу машин з табл. 3.2. Результати наведено в таблиці 3.3.

Таблиця 3.3

Фактори, що визначають вид розподілу ресурсу машин і вузлів

Особливі технологічні умови	Характеристика	Шифр
Рівень технології виготовлення	Високий	1
Умови експлуатації	Стабільні	1
Режим навантаження	Середні навантаження	2
Домінуючий характер руйнування	Зношування	1

Згідно заданих факторів маємо такий шифр – 1121

2. Згідно із визначеним шифром з табл. 3.3 визначаємо вид розподілу ресурсу та його коефіцієнт варіації.

Таблиця 3.4

Коефіцієнти варіації розподілів ресурсів

Цифрові коди визначальних факторів				Вид розподілу	Границя зміни коеф. варіації
Процес руйнування	Умови експлуатації	Рівень технології	Ступінь навантаження
1	1	2	1	Н	0,2

Шифру 1121 відповідає нормальний розподіл з коефіцієнтом варіації ν=0,2.

3. Визначаємо середній ресурс машини до капітального ремонту:

,

де - коефіцієнт, що визначається за номограмою (рис. 3.1).

Маючи та ν=0,2, з номограми отримуємо .

Тоді:

год.

4. Відповідно до структурної схеми складаємо структурно-логічну формулу. Відомо, що для машини в цілому . Для того, щоб виконати задану умову, потрібно задатися значеннями ймовірностей безвідмовної роботи для кожної складальної одиниці так, аби . Імовірність складальних одиниць, що мають істотно малі ранги ( « а), які стоять під стрілкою, в розрахунковій формулі не враховують. Оскільки за умовою , тоді:

«

з чого випливає, що та (табл. 4) є істотно малими рангами – а від так не будуть враховуватись в формулі.

Ймовірності безвідмовної роботи кожної складальної одиниці автомобіля є: , тоді на підставі структурної схеми машини структурно-логічна формула ймовірності забезпечення гама-відсоткового ресурсу матиме вигляд:

- задана умова не виконується, тому потрібно збільшити прийняті значення ймовірностей для одного або декількох послідовних елементів схеми.

Далі приймаю й знову проводимо розрахунок:

- отже, висунута вимога за величиною задовольняє поставлену умову.

5. Згідно з шифром характеру роботи складальних одиниць (видається викладачем згідно індивідуального завдання) визначаємо вид розподілу ресурсу та коефіцієнти варіації для кожного вузла, значення яких зводимо до таблиці 3.5.

Таблиця 3.5

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Шифр	1111	1112	1121	1211	1212	1221	1222	2111	2112	2121
Вид розподілу	Н	Н	Н	В	В	В	В	В	В	В
ν	0,1	0,2	0,2	0,3	0,4	0,4	0,5	0,2	0,3	0,35

6. Приймаємо (згідно завдання), що найменш довговічним вузлом є складальна одиниця 8, ранг якої . Тривалість роботи до заміни складальної одиниці 8 згідно завдання 2000 годин. Визначаємо періодичність виконання планово-попереджувальних ремонтів , які виконуватимуться в 1-му ремонтному циклі.

.

Розрахунки зводимо в таблицю 3.6.

Таблиця 3.6

Вид ремонту	Тп1	Тп2	Тп3	Тп4	Тп5	Тк1
Періодичність, годин	2000	4000	6000	8000	10000	12000

7. Згідно з умовою та на підставі встановлених законів розподілу та коефіцієнту варіації визначаємо коефіцієнт для кожної складальної одиниці, середній та гама-відсотковий ресурс складальних одиниць: .

Розрахунки та вихідні дані зводимо до таблиці 3.7

Таблиця 3.7

№ п\п	Вихідні дані					Напрацювання автомобіля до заміни вузлів		Умови заміни вузлів за середнім напрацюванням
	Рі	Вид розподілу	Vi	Кγі	Rі	, годин	, годин
1	0,96	Н	0,1	1,0	1,3	30000	30000	Робота до списання
2	0,96	Н	0,2	1,2	1,1	36000	30000	Те саме
3	0,96	Н	0,2	1,2	0,9	24000	20000	Те саме
4	0,9	В	0,3	1,4	0,6	2000	1428,5	Замінюється при всіх видах ремонту
5	0,9	В	0,4	1,4	0,5	2000	1428,5	Те саме
6	0,8	В	0,4	1,4	0,45	2000	1428,5	Те саме
7	0,8	В	0,5	1,4	0,4	2000	1428,5	Те саме
8	0,8	В	0,2	1,2	0,2	2000	1666,6	Те саме
9	0,8	В	0,3	1,4	0,1	2000	1428,5	Те саме
10	0,8	В	0,35	1,4	0,07	2000	1428,5	Те саме

Всі вузли, що мають значення , котрі перевищують значення першого капітального ремонту, працюють до списання. Напрацювання вузлів, значення яких не перевищують значення капітального ремонту, складають стільки ж скільки , але із урахуванням кількості ППР у першому ремонтному циклі.

Висновок: визначено періодичність виконання планових ремонтів складальних одиниць автомобіля та їх середній ресурс, на підставі встановлених законів розподілу та коефіцієнту варіації розраховано середній та гама-відсотковий ресурс для кожної складальної одиниці.