Основы теории надёжности и диагностики

 

Задание 1.Определить остаточный и полный ресурс при нормативном межремонтном пробеге t_мр = 200000 км, а также допустимые, фактические и предельные износы и размеры деталей для приведенного ниже сопряжения автомобиля ЗИЛ-130:

 

Таблица 1 Выписка из карты дефектации сопряжения

Детали сопряжения	Нормальный размер, мм		Зазор, натяг (-), мм			Результаты  измерения
			Нач.	Доп.	Пред.	Диаметр в месте максимального износа, мм	Фактический пробег, км
Шестерня  ведущая верхней секции масляного  насоса ─ диаметр отверстия под вал	11	0,03	0,132	0,209	0,272	11,036	45614
		-0,01
Вал масляного насоса ─ диметр вала	11	-0,08				-
		-0,105

 

 

 

Расчет искомых показателей  можно проводить в следующей  последовательности:

1. Скорость изнашивания сопряжения:

2. Полный ресурс сопряжения:

3. Остаточный ресурс сопряжения:

4. Фактический износ отверстия:

 

 

 

 

 

 

5. Средняя скорость изнашивания отверстия:

6. Предельный износ отверстия:

7. Предельный размер отверстия:

8. Допустимый износ отверстия:

9. Допустимый размер отверстия:

10. Скорость изнашивания вала:

11. Предельный износ вала:

12. Предельный размер вала:

13. Фактический износ вала:

V_в t_ф =

 

14. Допустимый износ вала:

 

15. Допустимый размер вала:

Ответ: остаточный ресурс составляет 400000 км; предварительный 437500. Износы допустимые: для втулки 0,03мм; для вала 0,045мм; фактические: 0,006, 0,086; Размеры допустимые: для втулки 11,06, для вала 10,85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 2 

         

 1. Качество и надежность машин, взаимосвязь между ними: 

 

   Качество – совокупность свойств объекта, определяющих степень ее пригодности для использования по назначению.

   По международному стандарту ИСО качество - это совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности. По отечественному стандарту качество – это совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Еще говорят, что качество – это совокупность свойств изделия выполнять заданные функции при использовании его по назначению.

   Качество автомобиля закладывается в процессе его проектирования, обеспечивается в процессе его производства и поддерживается в процессе эксплуатации – последнее является задачей инженерных служб АТП, СТО и других организаций, занимающихся технической эксплуатацией автомобилей 

Применительно к новой  сельскохозяйственной технике, выпускаемой заводами тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, эта совокупность свойств включает в себя 10 групп единичных показателей качества (ПК).

Показатели назначения (ПНЗ) характеризуют свойства объекта, определяющие его основные функции, для выполнения которых он предназначен. К основным функциям трактора, например, относятся мощность двигателя и тяговое усилие, автомобиля - скорость и грузоподъемность, комбайна - пропускная способность молотилки и т. д.

Показатели надежности (ПН) характеризуют свойства объекта сохранять и восстанавливать его работоспособность в процессе эксплуатации (безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость).  

Показатели технологичности (ПТ) характеризуют приспособленность конструкции к ее изготовлению и эксплуатации. Первый из ПТ (приспособленность к изготовлению) называют производственной технологичностью, а второй (приспособленность главным образом к техническому обслуживанию и ремонту) - эксплуатационной технологичностью.

Показатели транспортабельности  (ПТР) характеризуют приспособленность объекта к транспортировке. К ПТР относятся такие оценочные показатели, как средняя продолжительность (трудоемкость) подготовки объекта к транспортировке, его установки на средство перевозки, разгрузки из определенного вида транспорта. ПТР определяют для конкретного вида транспорта: железнодорожного, автомобильного, водного и воздушного.

 

 

Рисунок 1.2 Группы показателей качества машин 

 

Показатели стандартизации и унификации (ПСУ) характеризуют насыщенность объекта стандартными, унифицированными и оригинальными частями, а также уровень унификации с другими изделиями. К стандартным относятся составные части изделия, выпускаемые по государственным или отраслевым стандартам. Унифицированные составные части выпускают по стандартам предприятия или получают в готовом виде как комплектующие детали или сборочные единицы. Для примера можно привести степень унификации тракторов семейства «Беларусь» (базовая модель МТЗ-80): с МТЗ-80Х-88%, с МТЗ-82-92%. Довольно высокая степень унификации достигнута за счет многократного применения таких агрегатов и сборочных единиц, как дизель, радиатор, сцепление, коробка передач, тормоза, электрооборудование и др.

К оригинальным относятся части объекта, разработанные только для данного изделия.  

 

Показатели безопасности (ПБП) характеризуют особенности конструкции объекта, обусловливающие безопасность обслуживающего персонала при его эксплуатации. Их учет необходим для обеспечения безопасных условий работы человека при наличии механических, электрических и тепловых воздействий, а также акустических шумов. ПБП оценивают количественно и качественно. К количественным ПБП относятся давление срабатывания клапана-бустера гидрораспределителя, сопротивление изоляции токоведущих частей и т.д. Качественные характеристики ПБП - наличие ремней безопасности, аварийной сигнализации и т. д.  

 

Эргономические показатели (ЭРП) характеризуют не отдельный объект, а систему человек - машина с точки зрения удобства и комфорта эксплуатации конкретного изделия. К ним относятся: соответствие конструкции машины размерам и форме тела человека, а также его силовым возможностям; соответствие изделия восприятию человека и т. п.

Для повышения уровня ЭРП проводят работы по совершенствованию тракторных и комбайновых кабин. В новых кабинах тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82 устанавливают отопительные устройства, сидения с унифицированным посадочным местом и др. Для комбайнов «Дон-1500» разработана герметизированная кабина с хладоновым кондиционером, что способствует созданию комфортных условий работы комбайнера.  

 

Экологические показатели (ЭКП) характеризуют еще более сложную систему человек - машина - среда с точки зрения уровня вредных воздействий на природу, возникающих в процессе эксплуатации машин. При количественной оценке ЭКП определяют вероятность выбросов в окружающую среду вредных частиц, газов, излучений и других загрязнений (стандарт ЕВРО4: норма выбросов в 1,5 раз ниже чем в ЕВРО3). 

 

Эстетические показатели (ЭСП) характеризуют рациональность формы, целостность композиции и совершенство производственного исполнения изделия. Они приобретают все большую значимость при контроле качества техники.

ЭСП оценивает экспертная комиссия, состоящая из квалифицированных специалистов с опытом работы в области художественного конструирования.  

 

Патентно-правовые показатели (ПП) характеризуют степень обновления технических решений, использованных в конкретном объекте, их патентную защиту, а также возможность беспрепятственной реализации изделия за рубежом. Основные из них - патентная защита и патентная чистота.  

 

1.1. Надежность – как  составляющая качества 

 

По определению надежность является лишь одной из составляющих качества машин. Схематично это показано на рисунке 2.2.

Рисунок 1.3 Взаимосвязь  качества и надежности машин 

 

1.2. Контроль качества  

 

Технический контроль - один из важнейших элементов системы управления качеством продукции. Его главная цель - предупредить производство и предотвратить выпуск продукции, не соответствующей требованиям нормативно-технической документации.

Эффективность и качество проведения контроля во многом зависят от организации проведения контрольных работ.

Применяемый на машиностроительных и ремонтных предприятиях контроль за качеством продукции можно классифицировать по следующим видам: 

·        по стадиям технологического процесса - входной, операционный, приемочный и инспекционный;

·        по степени охвата - сплошной и выборочный;

·        по времени проведения - летучий, непрерывный и периодический.  

 

Входной контроль - это контроль продукции поставщика, поступившей к потребителю или заказчику и предназначаемой для использования при ремонте или эксплуатации продукции. Такому контролю подвергают запасные части, материалы и комплектующие изделия.

Операционный контроль - это контроль продукции или процесса во время выполнения или после завершения технологической операции.

Приемочный контроль - это контроль продукции, по результатам которого принимаются решения о ее пригодности к использованию.

Инспекционный контроль - это контроль, проводимый специально уполномоченными лицами с целью проверки эффективности ранее выполненного контроля.

Сплошной контроль - контроль каждой единицы продукции в партии.

Выборочный контроль - контроль, при котором качество партии изделий оценивают по результатам проверки одной или нескольких выборок.

Летучий контроль - контроль, проводимый в случайное время.

Непрерывный контроль - контроль, при котором информация о контролируемых параметрах поступает непрерывно.  

 Периодический контроль - контроль, при котором информация о контролируемых параметрах поступает через установленные интервалы времени.  

 

 

 2. Роль технического диагностирования 

 

Диагностика представляет собой процесс исследования объекта  диагноза. Завершением этого исследования является получение результата диагноза, т.е. заключение о состоянии объекта (объект исправен, объект не исправен, в объекте имеется такая то неисправность). Диагностика – отрасль знаний, включающая в себя теорию и методы организации процессов диагноза, а так же принципы построения средств диагноза. Когда объектом диагноза является объекты технической природы, говорят о технической диагностике.               Техническая диагностика решает три типа задач по определению состояний технических объектов:

 Задачи по определению состояния, в котором находится объект в настоящий момент времени. Это задачи диагностики;

Задачи по предсказанию состояния, в котором окажется объект, в некотором роде это будет  момент времени. Это задача прогноза прогнозирования. К задачам технического прогнозирования относятся задачи по назначению периодичности профилактики и ремонта;

Задачи определения  состояния, в котором находился  объект в некоторый момент времени  в прошлом. Это задачи генеза отрасль, решающая задачи этого типа называется технической генетикой. К этим задачам относятся, например, причины аварии.

 В жизни любого объекта, как некоторого изделия всегда можно выделить два этапа: производство и эксплуатация данного объекта. Бывает так же этап хранения этого объекта.

 Для любого объекта на каждом этапе его жизни задаются определенные технические требования. Желательно, чтобы объект всегда соответствовал этим требованиям. Однако в объекте могут возникнуть неисправности, нарушающие указанное соответствие прибора. Тогда задача состоит в том, чтобы создать на этапе производства или восстановить нарушенную  неисправность (которая может появиться на этапах эксплуатации или хранения) в соответствии с заданными техническими требованиями прилагаемыми объекту.

 Решение этой задачи  невозможно без эпизодического  или непрерывного диагноза состояния объекта. Состояние объекта определяется его надежностью. Надежность: это свойство объекта выполняемых заданных функций сохранения, во время значений и установленных эксплуатационных показателей в заданных режимах и условиях использования, технического обслуживания, ремонта и т.д.