Анализ эксплуатационной надежности

1.2.1 Качественный анализ эксплуатационной

надежности

Статистические данные об отказах в системе шасси самолета Ту – 154Б, представленные в таблице 4, были собранны в период прохождения эксплуатационно – ремонтной практики в Авиационно-техническом комплексе самолетов ИАС ОАО «Авиакомпания «Ютэйр» г. Тюмень в период с 29 июня 2004г по 24 июля 2004г и в процессе прохождения преддипломной практики в АТК ОАО «Авиакомпания Ямал» в период с 5 сентября 2005г по 7 ноября 2005г.

Таблица 4 – Статистические данные об отказах шасси самолета Ту-154Б

Наименова- ние узла, агрегата, детали	Характер отказа	Повто-ряемость отказа, ч	Обстоятель- ства обнаруже-ния	Причина отказа	Клас- сифи- кация
1. Рулежно-демпфирую- щий цилиндр управления поворотом колес передней опоры шасси.	Течь АМГ-10 по корпусу золотнико- вой коробки РДЦ   Не устанавли-вается РДЦ на передней стойке   Вялый разворот при рулении	5700, 836, 682, 535,   7199, 5222,   5087, 689, 665, 374, 978, 711, 1871, 9283	Периодичес- кое ТО     Периодичес-кое ТО   Руление	Трещина в галтель- ном переходе бобышки в корпус     Выработ-ка болтов крепле-ния   Внутрен-няя негерме-тичность РДЦ из – за износа	КПН   КПН     КПН

Продолжение таблицы 4

2. Передняя опора шасси

Тугое управление поворотом передней опоры шасси     Ось колес, нарушение хромового покрытия     Трещина в галтельном переходе оси   Трещина на звене     Вибрация после уборки на взлете

5090, 8149, 18296, 1223, 15948, 23352     8677,     261, 559, 395, 340

Руление   Периоди-ческое ТО     Периоди-ческое ТО   Периоди-ческое ТО     Взлет

Износ уплотнений РДЦ из – за недостаточ-ной износостой- кости   Износ из-за недоста-точной износо-стойкости   Усталост-ное разруше- ние   Трещина из – за недоста-точной усталост- ной прочности     Износ подшипни-ков из – за недостаточ-ной износостой- кости

КПН   ЭН   КПН     КПН   КПН

Продолжение таблицы 4

Вибрация после уборки на взлете   Вибрация после уборки на взлете   Вибрация после уборки на взлете     Вибрация после уборки на взлете   Щелчки и посторон-ний шум     Вибрация на пробеге

432, 352         970, 680, 510, 450, 890, 780, 990, 920, 650, 580, 490, 260, 230,80, 60, 140     566,554, 254,249, 20070,164,   526, 283     33876, 685

Взлет     Взлет     Взлет   Взлет     Буксировка     Взлет

Ослабле-ние крепления элементов передней опоры шас-си из - за недостаточ- ной затяжки   Люфт в сочленении шток-траверса из-за недо- статочной износостой- кости   Ослабле-ние затяж-ки пакета подшипни-ков   Отсутствие смазки в подшипни-ках колес   Разруше-ние подшипни-ков колеса   Люфт и дисбаланс колес

ЭН     КПН     КПН   ЭН     КПН     ТОиР

Продолжение таблицы 4

Разруше-ние силовой пружины     Трещина кронштей- на   Вибрация колес после отрыва   Вибрация колес после отрыва     Трещина

2372, 2687,

Оператив-ное ТО     Оператив-ное ТО     Взлет     Взлет   Диагности-рование

Трещина из – за недоста-точной усталост-ной прочности   Трещина из – за недоста-точной усталост-ной прочности   Разруше-ние сепаратора подшипни-ка траверсы и резинового кольца обтюрато-ра   Неравно- мерный износ пневмати-ков   Из – за недоста-точной усталост-ной прочности

КПН   КПН   КПН     ЭН   КПН

Продолжение таблицы 4

3. Основная опора шасси

Полное обжатие амортиза- тора после заправки   После взлета не встала на замок убранного положе- ния   Вывернут стопор- ный болт внутрен- ней втулки в месте сочлене- ния верхнего звена шлиц-шарнира с правой стойкой

Предполет- ная проверка   Набор высоты     Периоди- ческое ТО

Износ, старение уплотни-тельных колец на переходни-ке зарядного клапана   Разруше- ние по впадине последнего витка резьбы замка убранного положения   Разруше-ние стопор-ного болта по резьбо- вой части

КПН   КПН   КПН

Продолжение таблицы 4

Трещина 7мм. на цилиндре правой опоры шасси справа   Трещина 1,2мм. в зоне старого запила цилиндра левой опоры   Трещина 10мм. на правой амортстой-ке справа   Выход буксы правой опоры выше нормы     Большой зазор между балкой тележки и упором оси передних колес

Периодичес- кое ТО     Периодичес- кое ТО   Периодичес- кое ТО     Оператив-ное ТО     Периоди- ческое ТО

Усталост-ная трещина   Усталост-ная трещина     Усталост-ная трещина   Негерме- тичность уплотнения буксы из-за недостаточ-ной износо- стойкости   Отсутствие накладки на балке из-за нарушения технологии ремонта

КПН   КПН     КПН   КПН   КПН

Продолжение таблицы 4

Нижний болт крепления стабилизи- рующего амортизато-ра   Нижний болт крепления стабилизи-рующего амортизато-ра- трещина   Большая усадка амортстой-ки     Разруше- ние подшипни- ка и износ болта на стабилизи-рующем амортиза- торе   Сломана масленка буксы на левой опоре

2100, 326, 10529, 5729, 357, 515, 387, 268

Периоди- ческое ТО, визуально   Периоди- ческое ТО, магнитный контроль   Оператив-ное ТО     Периоди-ческое ТО     Периоди-ческое ТО

Коррозия и усталос- тное разруше- ние хромово- го покрытия болта   Констру- ктивно-производ-ственный дефект     Мало давление азота из-за недозаряд- ки при ТО   Разруше- ние под- шипника и износ болта из-за недо- статочной изностой- кости     Механичес-кое разру-шение из-за нарушения технологии ТО

ЭН   КПН     ЭН   КПН   ЭН

Продолжение таблицы 4

Разруше- ние нижних проушин     Выдавли-вание сегментных частей дюралевого кольца из нижней буксы   Трещина в зоне правой проушины крепления верхнего звена шлиц- шарнира   Подтекание АМГ-10 на левой амортстой- ке     Изделие МТ-0,18С не произво-дится обдувка тормоза

4192, 2052, 12901, 4607, 484, 771, 96, 4670, 2529, 7245, 12901, 4501, 3990 4555, 12200

Оператив-ное ТО     Периоди-ческое ТО   Периоди- ческое ТО   Оператив- ное ТО   Периоди-ческое ТО

Усталост-ная трещи-на из-за не- достаточ-ной уста- лостной прочности   Разрушение вследствии попадания влаги в бук- су из-за на- рушения технологии ТО   Из-за не- достаточ-ной уста- лостной прочности     Занижена перемычка между внешней поверх-ностью и отверстием при изготовле- нии   Заклинива-ние под- шипников

КПН   ЭН     КПН     КПН     КПН

Продолжение таблицы 4

Трещина на стопорном кольце колеса КТ – 141Е длинной 220 мм   Капельная течь АМГ-10 из штуцера масляной полости   Растрески-вание биметалли-ческого диска тормоза   Разрушение тормоза колеса КТ-141Е   Отсутствие регулятора износа тормозных дисков на тормозе колеса КТ-141Е   Мало давление в шине колеса КТ-141Е

1500, 1500

Периоди- ческое ТО   Оперативное ТО     Периоди- ческое ТО   Оперативное ТО   Периоди- ческое ТО   Оперативное ТО

Из-за не- достаточ-ной уста- лостной прочности     Внутренняя негерме-тичность   Производ-ственный дефект     Усталостное разрушение дисков     Из-за не- достаточ- ной уста- лостной прочности     Негерме-тичность камеры

КПН     КПН   КПН     КПН     КПН     КПН

Продолжение таблицы 4

4. Гидро- система торможе- ния колес

ГА-163/16 внутренняя негерме-тичность     Падение давления в системе торможе-ния     Колесо КТ-141 – местный износ резины колеса, превыша-ющий допуск, разруше- ние пневматика   Подтекание из шланга подвода жидкости к УА-51     Не герме-тичность гидро-шланга подвода АМГ-10 к тормозу колеса

1004, 547   8642, 2235, 1143, 843, 809, 804, 4759, 561, 280, 1495,   6160, 583, 4505, 412, 546, 3929, 2420, 3299, 1731, 2656, 5834, 1531, 712, 195, 9328, 5462, 687, 646, 643, 771, 961,190, 840, 877,297,206     720, 544, 666, 601

Периоди- ческое ТО     Периодичес-кое ТО   Оперативное ТО   Предполет- ная проверка     Оператив-ное ТО

Износ из-за недо- статочной изностой- кости   Внутрен-няя негерме-тичность УА-51 из-за износа   Разруше-ние привод- ной шестерни УА-51   Разруше-ние     Разруше-ние гидро- шланга из- за недоста- точной изностой- кости

КПН   КПН     КПН     КПН   КПН

Продолжение таблицы 4

5. Гидро- система уборки и выпуска шасси

Внутрен- няя негерме- тичность УГ-149   Внутрен- няя негерме- тичность сдвоенного модулятора УГ-121   Подтекание АМГ-10 из челночного клапана УГ-128   Течь АМГ-10 из соединений сварного штуцера механизма распора передней опоры   Не уборка передней опоры   Отпотева-ние АМГ-10 на верхнем золотнике распреде-ителя подко- соподъем-ика левой стойки

3941, 1466   802, 328,

Периоди-ческое ТО     Оператив-ное ТО     Оператив- ное ТО     Оператив-ное ТО     Взлет   Диагности-рование

Износ из- за недоста- точной изностой- кости   Износ из- за недоста- точной изностой- кости   Негерме-тичность ниппеля   Износ уплотни-тельных колец из- за недоста- точной изностой- кости     Отсутствие давления в ориентире   Трещина 10мм. из-за не- достаточ-ной уста- лостной прочности

КПН   КПН   КПН   КПН   ЭН   КПН

Продолжение таблицы 4

Изделие 2ППГ-15К загорание табло «К взлету не готов» после посадки   Подтекание АМГ-10 из цилиндра управления створками основной опоры шасси

29055, 33006, 17200   1486, 8100

Руление     Периоди- ческое ТО

Замыкание контакта из-за поломки   Нарушение уплотнения из-за недоста- точной изностой- кости

КПН     КПН

2

5

4

3

Рисунок 3 – Соотношение отказов по узлам и агрегатам

1) Основная опора шасси 34%

2) Передняя опора шасси 36%

3) Гидросистема торможения колес 15%

4) Гидросистема уборки и выпуска шасси 8%

5) Гидросистема управления поворотом колес передней опоры 7%

3 1 4

2

Рисунок 4 – Соотношение отказов по значимости

1) Критические отказы 3%

2) Существенные отказы 25%

3) Несущественные отказы 50%

4) Повреждения 22%

2 1

Рисунок 5 – Соотношение отказов по зависимости

1) Зависимый отказ 5%

2) Независимый отказ 95%

1

Рисунок 6 – Соотношение отказов по характеру возникновения

1) Внезапный отказ 47%

2) Постепенный отказ 53%

1

Рисунок 7 – Соотношение отказов по характеру обнаружения

1) Явный отказ 77%

2) Скрытый отказ 23%

3

2

Рисунок 8 – Соотношение отказов по причине возникновения

1) Конструктивно производственный отказ 90%

2) Эксплуатационный отказ 8%

3) Ремонтный отказ 2%

Вывод: наибольшее количество отказов приходится на основную и переднюю опоры шасси, в большинстве это отказы несущественные, и независимые. Отказы носят явный характер, что облегчает их обнаружение. Причиной возникновения большинства отказов является конструктивно-производственный дефект.

1.2.2 Количественный анализ эксплуатационной надежности

В количественном анализе эксплуатационной надежности рассматривается анализ неисправности вибрация передней опоры шасси при взлете, вызванной ослаблением затяжки пакета подшипников оси колес передней опоры шасси. Данная неисправность оказывает существенное влияние на безопасность полета, так как последствия развития данной неисправности могут привести к отказу в самые ответственные этапы полета – взлет и посадку.

Количественный анализ заключается в определении теоретического закона распределения наработки заданного объекта до отказа. На основе анализа параметров теоретического распределения определяется фактическая надежность объекта в пределах назначенного ресурса, а также необходимость проведения организационно – технических мероприятий, направленных на повышение уровня надежности и ресурса изделий.

Количество наблюдаемых изделий N=380 шт.

Количество отказавших изделий n=16 шт.

Время наблюдения t_а=1000 ч.

Изделие не восстанавливаемое.

Вариационный ряд наработок до отказа при этом составил: 60, 80, 140, 230, 260, 450 , 490, 510, 580, 650, 680, 780, 890, 920, 970, 990 ч.

Расчет эмпирических характеристик производится по следующим формулам:

- плотность распределения вероятности:

где Dn_i – число отказов, приходящихся на интервал наработки Dt_i;

- интенсивность отказов:

где n_i-1 – суммарное число отказов по интервалам, предшествующим рассматриваемому;

- вероятность безотказной работы:

Результаты всех расчетов приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Расчет эмпирических параметров надежности

ti , ti+1	Dti	Dni	f*(t)	l*(t)	R*(t)
0-200			3,95·10-5	3,95·10-5
200-400			2,63·10-5	2,55·10-5	0,992
400-600			5,26·10-5	5,33·10-5	0,987
600-800			3,95·10-5	4,04·10-5	0,978
800-1000			5,26·10-5	5,43·10-5	0,967

По данным таблицы строим гистограммы:

Наработка изделия t, ч

Рисунок 9 – Гистограмма плотности распределения

		Наработка изделия t, ч

Рисунок 10 – Гистограмма интенсивности отказов

	Наработка изделия t, ч

Рисунок 11 – Гистограмма вероятности безотказной работы

Анализируя полученные диаграммы можно сделать предположение

об экспоненциальном законе распределения появления неисправности.

При проверке правильности гипотезы подтверждается начальное предположение об экспоненциальном законе распределения вероятности появления неисправности.

Вероятность 92% > 10%. Таким образом гипотеза не противоречит статистическим данным.

Доверительные границы для параметра l , с вероятностью b=95% :

l=(2,5…5,4)·10^-5

Расчет теоретических характеристик проводился по следующим формулам /2/.

Результаты расчета сведены в таблицу 6.

Таблица 6 – Расчет теоретических характеристик

t,час
f(t)·10-5	4,27	4,25	4,24	4,22	4,199	4,18	4,16	4,15	4,13	4,11
Рн(t)	0,993	0,986	0,979	0,973	0,966	0,959	0,953	0,946	0,940	0,933
Р(t)	0,996	0,991	0,987	0,983	0,979	0,975	0,970	0,966	0,962	0,958
Рв(t)	0,998	0,995	0,993	0,990	0,988	0,985	0,983	0,980	0,978	0,975

По результатам расчета производим построение графиков:

Наработка изделия t, ч

Рисунок 12 – Плотность распределения вероятности

Р(t)в

Р(t)

Р(t)н

Наработка изделия t, ч

Рисунок 13 – Вероятность безотказной работы

Оценка уровня надежности проводится с использованием частного показателя надежности К₁₀₀₀, который указывает количество отказов выявленных за 1000 часов при техническом обслуживании авиационной техники:

где Т_ср – среднее время наработки до отказа.

ч

Число отказов на 1000 часов наработки:

где [К₁₀₀₀]=0,2.

Вывод: надежность данного изделия удовлетворяет условиям эксплуатации, дополнительные мероприятия по повышению эксплуатационной надежности не требуются.