Общие сведения и основные понятия
Исследования по оценке надежности агрегатов и систем автомобилей выполняются на базе рядовых автотранспортных предприятий. Сбор первичной информации по надежности автомобилей осуществляется ответственными работниками предприятий.
Основными источниками первичной информации служат материалы непосредственных наблюдений за деталями, узлами, системами и агрегатами автомобилей, организуемых в условиях реальной эксплуатации (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Схема сбора данных и анализа надежности автомобилей, эксплуатируемых в опорных предприятиях
Сбор данных по пробегам деталей, агрегатов и автомобилей до отказа или неисправности, о причине и объеме ремонтных работ, заменяемым деталям, времени простоя в ремонте, трудоемкости ремонта, работе, совершенной автомобилем, ТО осуществляется для всех автомобилей, эксплуатируемых в опорных предприятиях. В подконтрольную группу входят новые автомобили, работающие в различных условиях:
- преимущественно на междугородных перевозках;
- преимущественно в городе;
- в тяжелых условиях, в карьере.
Водителям автомобилей подконтрольной группы выдаются «Карточки эксплуатационной надежности автомобилей», контроль за правильным и своевременным заполнением которых обеспечивается сотрудниками службы надежности.
Перед заездом автомобиля в зону ремонта дежурный механик фиксирует сведения о виде отказа, пробеге, номере автомобиля, причине неисправности отказа, которые отмечаются вместе со временем заезда в карточке «Отчет дежурного механика» (постановка на ремонт). На основании произведенной записи водителю выписывается ремонтный листок, согласно которому автомобиль направляется на определенный участок и пост. После проведения ремонта в ремонтный листок заносятся номер агрегата, полное описание его неисправности, отказа и причина, их вызывающая, перечисляются замененные детали.
На основании ремонтного листка, сведений с промежуточного и центрального складов, сообщения дежурного механика о выезде автомобиля из зоны ремонта заполняется карточка «Отчет дежурного механика» (выход с ремонта). Контроль за правильным, своевременным и полным заполнением ремонтного листка, требований на запасные части обеспечивается дежурным механиком.
На основании «Отчетов дежурного механика» о постановке на ремонт и выходе с ремонта заполняется «Накопительная ведомость о надежности конкретного автомобиля». Учет пробегов и выполнения ТО автомобилей осуществляется дежурным механиком и фиксируется в «Карточке учета работы».
Дополнительными источниками первичной информации являются:
- данные предприятий о расходе запасных частей, причине и характере отказов и т.д.;
- эксплуатационная и ремонтная документация (инструкции, руководства);
- другие материалы, позволяющие оценить качество, надежность и долговечность автомобилей.
Минимальное количество объектов исследований в каждой подконтрольной группе определяется в соответствии с параметрическими (вид закона распределения известен) и непараметрическими (вид закона распределения неизвестен) методами на основании методических разработок Государственного научно-исследовательского института автомобильного транспорта (НИИАТ), а также руководящих технических материалов и государственных стандартов. Оптимальное количество объектов исследования обычно составляет 20—25 ед.
Автомобили подконтрольных партий должны испытываться при нагрузке, близкой к значениям полезной эксплуатационной, и полной массе, указанным в технических условиях на автомобиль для данных дорожных условий. В процессе эксплуатации допускаются незначительные отклонения (не более 15...20%) нагрузки от норм, установленных по техническим условиям (ТУ) предприятия-изготовителя. Периодичность ТО и предупредительного текущего ремонта, а также объемы выполняемых работ определяются Положением и конкретной программой исследований. Техническое обслуживание всех видов автомобилей производится в типичных для данного предприятия условиях на его производственной базе.
Анализ информации о надежности необходимо проводить по элементам автомобиля. Такой анализ должен быть качественным и количественным. Качественный анализ позволяет установить степень влияния различных отказов и неисправностей отдельных агрегатов и систем в целом, выявить основные конструктивно-производственные недостатки, недочеты эксплуатации и ремонта. Количественный анализ информации о надежности позволяет определять фактический уровень надежности автомобиля, оценка которого производится с помощью показателей, получаемых по определенным математическим зависимостям.
При оценке количественных показателей надежности основными величинами, используемыми в расчетах, являются число отказов или неисправностей, величина наработки, коэффициент вариации и среднеквадратическое отклонение, параметр потока отказов.
Показатели надежности агрегатов, узлов и систем автомобилей позволяют получить эксплуатационную оценку факторов, влияющих на интенсивность изменения технического состояния агрегатов в процессе эксплуатации, оценить их эксплуатационную надежность, взаимосвязь пробегов до замены и влияние интенсивности изменения технического состояния на удельные затраты по поддержанию их работоспособности.
Наиболее часто используются следующие показатели надежности:
средняя наработка на отказ
среднеквадратическое отклонение наработки на отказ
коэффициент вариации наработки на отказ
параметр потока отказов
где n — количество интервалов наработки; li — середина i-го интервала наработки; pi — частость попадания в i-й интервал.
Для оценки долговечности изделий используют следующие показатели:
средний ресурс
среднеквадратическое отклонение ресурса
коэффициент вариации ресурса
где Ri — середина i-го интервала ресурса.
Порядок выполнения работы
Техническое обеспечение и место выполнения — компьютерный класс, программное средство STATISTICA, набор карточек с данными для расчета показателей надежности.
После изучения методических указаний каждый студент получает персональные данные для расчета (вариационные ряды) и под контролем преподавателя выполняет необходимые вычисления по определению показателей надежности, используя при этом варианты решения примеров заданий 1 и 2.
По окончании занятий оформляется отчет по работе и осуществляется его защита.
Продолжительность работы — 2...4 ч.
Задание 1. Определить показатели безотказности агрегата
По представленному вариационному ряду наработки на отказ (табл. 1.1) находят показатели безотказности агрегата автомобиля.
Таблица 1.1. Вариационный ряд наработки на отказ
| Номер варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Наработка на отказ, тыс. км | 24 | 16 | 22 | 24 | 26 | 36 | 51 | 32 | 46 | 15 | 17 | 14 | 50 |
| Номер варианта | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| Наработка на отказ, тыс. км | 23 | 32 | 8 | 21 | 21 | 22 | 7 | 16 | 34 | 10 | 21 | 37 |
Пример 1.1. С помощью программного средства STATISTICA определяют показатели безотказности: l=25 тыс. км; σ1=12,15 тыс. км; Vl=0,486; ω=0,04 отказов/тыс. км.
Пользуясь строкой «Подбор распределений», строят график распределения наработки на отказ в координатах «наработка (тыс. км) — частость (%)», как показано на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Распределение наработки на отказ системы питания двигателя КАМАЗ-ЕВРО
Задание 2. Определить показатели долговечности агрегата
По представленному вариационному ряду ресурсов (табл. 1.2) находят показатели долговечности агрегата автомобиля.
Таблица 1.2. Вариационный ряд ресурса
| Номер варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Ресурс, тыс. км | 38 | 55 | 82 | 120 | 135 | 142 | 148 | 155 | 168 | 177 | 185 | 193 | 205 |
| Номер варианта | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| Ресурс, тыс. км | 215 | 225 | 252 | 265 | 283 | 310 | 328 | 235 | 352 | 361 | 195 | 272 |
Пример 1.2. С помощью программного средства STATISTICA определяют показатели долговечности: R=203,8 тыс. км; σR=86,6 тыс. км; VR=0,424.
Для нахождения гамма-ресурса Rγ задают значение γ=0,8 (80 %). С помощью строки «Подбор распределений» строят графики распределения ресурса (рис. 1.3) и вероятности распределения ресурса в координатах «наработка (тыс. км) — частость» («Совокупное распределение» в программе) как показано на рис. 1.4.
Рис. 1.3. Изменение вероятности выхода в ремонт двигателей КАМАЗ-ЕВРО по наработке
По заданному значению у определяют величину l-γ и по графику расчетной вероятности находят значение гамма-ресурса: Rγ≈30 тыс. км (см. рис. 1.4).
Рис. 1.4. Изменение вероятности выхода в ремонт двигателей КАМАЗ-ЕВРО по наработке
Содержание отчета
Отчет по работе должен отражать наиболее важные положения по методике сбора, обработки и анализа статистических данных по надежности автомобилей с обязательным включением следующих сведений:
- название и цель работы;
- описание методики сбора, обработки и анализа данных по надежности автомобиля;
- исходные данные индивидуального задания и результаты расчетов показателей надежности;
- графики распределения наработки на отказ, ресурса и накопленной частости;
- выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные показатели надежности.
2. Перечислите параметры безотказности и приведите расчетные формулы для их вычисления.
3. Назовите параметры, определяющие долговечность агрегата, и приведите расчетные формулы для их вычисления.