Общие сведения и основные понятия
Данный метод расчета относится к группе аналитических, основанных на кривой распределения наработки на отказ элемента автомобиля. Для реализации метода необходимо по известным методикам построить кривую распределения наработки на отказ (рис. 1.5) и определить ее параметры: среднюю наработку на отказ l, среднеквадратическое отклонение наработки на отказ σl, коэффициент вариации Vl (формулы (1.1)—(1.3)).
Рис. 1.5. Распределение наработки на отказ l(a) и вероятность безотказной работы Рб(б)
Вероятность отказа в k-м интервале определяется как накопленная частость отказов (заштрихованная площадь на рис. 1.5):
вероятность безотказной работы
При этом методе задается допустимый уровень вероятности безотказной работы Рб.д или вероятности отказа Ро.д, называемые риском. Обычно для агрегатов и механизмов автомобиля, обеспечивающих безопасность движения, Рб.д=0,9...0,98, для прочих узлов и агрегатов Рб.д=0,85...0,9. Эти значения обусловлены, как правило, величиной коэффициента опасности отказа kо:
где С — разовые (абсолютные) затраты на устранение отказа; Сп — разовые затраты на предупреждение отказа.
Определенная таким образом периодичность ТО lTO (см. рис. 1.5) значительно меньше средней наработки на отказ и связана с ней через коэффициент рациональной периодичности β:
учитывающий коэффициент вариации и принятую допустимую вероятность безотказной работы Рб.д (рис. 1.6).
Таким образом, чем меньше вариация наработки на отказ, тем большая периодичность ТО может быть назначена при прочих равных условиях. Более жесткие требования к безотказности (особенно безопасности движения) снижают рациональную периодичность ТО. Данный метод применяется при невысоких значениях коэффициента опасности отказов, невозможности оценки изменения технического состояния элементов в процессе эксплуатации. Наиболее часто этот метод используется при определении периодичности крепежных работ, для которых β=0,4...0,5.
Рис. 1.6. Влияние коэффициента вариации V и допустимого уровня вероятности безотказной работы Р6 л на коэффициент рациональной периодичности β: 1 - Рб.д=0,99; 2 - Рб.д=0,95; 3 - Рб.д=0,90; 4 - Рб.д=0,85; 5 - Рб.д=0,80; 6 - Рб.д=0,70; 7 - Рб.д=0,50
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 периодичности ТО, используя при этом варианты решений примеров заданий 1 и 2.
По окончании учебных занятий оформляется отчет по работе и осуществляется его защита.
Продолжительность работы — 2...4 ч.
Задание 1. Определить периодичность ТО по изменению вероятности безотказной работы
По представленному вариационному ряду значений наработки на отказ (табл. 1.3) находят периодичность ТО при допустимом уровне вероятности безотказной работы Рб.д=0,8.
Таблица 1.3. 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 1.3. С помощью программного средства STATISTICA определяют параметры распределения: l=25 тыс. км; σl=12,15 тыс. км; Vl=0,486. Пользуясь строкой «Подбор распределений», находят значение накопленной частости («Совокупное распределение» в программе) как показано на рис. 1.6. По заданному значению Рб.д определяют величину l - Р6.д и по графику расчетной вероятности находят lто≈15 тыс. км (рис. 1.7).
Рис. 1.7. Изменение вероятности отказа (l - Р6.д) системы питания двигателя КАМАЗ-ЕВРО по наработке l
Задание 2. Определить периодичность ТО по коэффициенту рациональной периодичности
Используя предыдущие данные, находят периодичность ТО по формуле (1.5) и данным номограммы (см. рис. 1.6).
Пример 1.4. Средняя наработка на отказ составляет l=25 тыс. км; коэффициент вариации Vl=0,486. При заданном уровне Рб.д с учетом коэффициента вариации по номограмме (см. рис. 1.6) определяют β=0,53, следовательно, lто=25·0,53=13,25 тыс. км.
Содержание отчета
Отчет по работе должен отражать наиболее важные положения по методике определения периодичности ТО по изменению вероятности безотказной работы с обязательным включением следующих сведений:
- название и цель работы;
- описание методики определения периодичности ТО по изменению вероятности безотказной работы;
- исходные данные индивидуального задания и результаты расчетов периодичности ТО;
- графики распределения наработки на отказ, ресурса и накопленной частости;
- выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение вероятности отказа и безотказной работы.
2. Чему равна сумма вероятностей отказа и безотказной работы?
3. Назовите допустимый уровень вероятности безотказной работы.
4. Что такое коэффициент опасности отказа?
5. Поясните смысл коэффициента рациональной периодичности.