Испытания на надёжность машин и оборудования

Часто надёжность сложных систем аналитически не определить. Для этого используются испытания на надёжность.

Основная цель испытаний на надежность — определить уровень надежности изделия и оце­нить его числовыми показателями. Знание уровня надежности из­делия и его зависимости от основных факторов позволяет решить широкий круг вопросов, таких, как подтверждение установленных характеристик надежности, выявление слабых мест изделия и раз­работка мероприятий по повышению его надежности, применение рациональной системы ремонта и ТО машины, определение эффек­тивности и экономической целесообразности дальнейшей эксплуа­тации машины, а также произвести проверку расчетов и прогнозов, выполняемых при проектировании изделия и оценить качество тех­нологического процесса, обеспечившего его изготовление.

Испытания на надежность любого, а тем более сложного изде­лия являются весьма трудной задачей, поскольку они связаны со значительными затратами времени и должны учитывать широкий диапазон режимов и условий работы изделия. Результаты испыта­ния, как правило, дают сведения о надежности изделий данного типа с большей или меньшей полнотой и степенью достоверности.

Информация о надежно­сти может быть получена не только в результате испытаний, но и из сферы эксплуатации путем сбора и классификации соответству­ющих данных.

По месту проведения испытаний они могут быть стендовыми, полигонными и эксплуатационными.

Стендовые испытания обеспечивают постоянное наблюдение за процессом потери машиной, узлом или сопряжением работоспособ­ности и дают возможность получать необходимые сведения о на­дежности и долговечности объекта испытаний.

На стендах испытываются как отдельные узлы и механизмы машины, так и машина в целом. При разработке методики испыта­ний нужно стремиться к тому, чтобы режимы и условия испытаний в наибольшей степени соответствовали эксплуатационным.

Наибольшая трудность при испытании на надежность и долго­вечность заключается в длительности испытаний. Стендовые испы­тания продолжаются обычно до тех пор, пока не возникнет отказ или пока изделие не проработало заданного срока без отказа.

Поскольку сроки службы деталей и узлов современных машин достаточно велики, то во многих случаях приходится проводить испытания в более тяжелых условиях, чем нормальные условия эксплуатации.

Эксплуатационные и полигонные испытания опытных и серий­ных образцов машин широко применяются для получения данных о надежности и долговечности изделий. При этом стремятся соз­дать наиболее тяжелые условия эксплуатации, чтобы проверить работоспособность всех узлов и механизмов. Так, опытные образцы автомобилей перед их серийным производством испытываются на специально выбранных или даже искусственно созданных плохих дорогах и в различных климатических условиях. Эксплуатационные испытания позволяют выявить недолговечные элементы ма­шины, правильность взаимодействия узлов и механизмов и их работоспособность в реальных условиях функционирования.

Недостатком таких испытаний является, во-первых, не всегда достижимая длительность испытания, соответствующая нормальной эксплуатации, и, во-вторых, результат испытания, характеризующий параметры надёжности выбранного объекта, не дает представления о дисперсии сроков службы и даже об их средних значениях для данной модели машины.

Поэтому большое значение имеют ускоренные испытания, при которых необходимый объём информации о надежности получается в более короткий срок, чем при нормальных условиях и режимах эксплуатации.

При проведении контрольных испытаний на надёжность в ряде случаев рекомендуется их подразделять на испытания на безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность.

Испытания изделий на безотказность сводятся к контролю вероятности безотказной работы за заданное время или к определению наработки на отказ. Испытания на ремонтопригодность обычно проводятся для определения среднего времени восстановления или вероятности восстановления работоспособности изделия за заданное время. Испытания на долговечность предназначаются для контроля среднего или гамма-процентного ресурса. Испытания на сохраняемость предусматриваются для контроля вероятности сохранения показателей изделия в течение заданного срока. Часто требуется информация обо всех основных показателях надежности изделия, и проведенные контрольные испытания должны одновременно дать сведения о безотказности, долговечности, сохраняемости, ремонтопригодности и других показателях.

Объектом испытания на надёжность могут быть:

- образцы, если испытываются свойства материалов, определяющих долговечность изделий;

- детали, сопряжения и кинематические пары – для учёта влияния конструктивных и технологических факторов на срок службы данных сопряжений;

- узлы машин, когда учитывается взаимодействие отдельных механизмов и элементов конструкции и их влияние на показатели работоспособности;

- машина в целом, когда учитывается взаимодействие всех механизмов и узлов в машине, условия её эксплуатации и режимы работы;

- система машин, показатели надёжности учитывают взаимодействие отдельных машин, связанных в единый производственный комплекс.

При испытании на надежность могут оцениваться две группы характеристик изделия:

- характеристики процессов старения и разрушения и определение соответствующей им степени повреждения изделия (протекание процессов изнашивания, коррозии, деформации и т. д.);

- характеристики изменения выходных параметров изделия (тормозной эффективности автомобиля, параметров световых приборов, рулевого управления, двигателя и т. д.).

­ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Как классифицируются отказы и неисправности автомобилей?

2. Какие существуют основные виды разрушений, приводящие к отказам автотранспортных средств?

3. Что понимается под случайным событием и случайным процессом на автомобильном транспорте?

4. Какие законы распределения случайных величин характерны для распределений параметров автомобилей их узлов и агрегатов, явлений и процессов на автомобильном транспорте?

5. Какие числовые характеристики выражают наиболее существенные особенности распределения случайных величин?

6. Как характеризуются надежность невосстанавливаемых элементов?

7. Как характеризуются надежность восстанавливаемых элементов?

8. Какова основная цель испытаний на надежность?

9. Каковы особенности испытания стойкости материалов?

10. Как определяется объём необходимой информации при стендовых испытаниях?