Техническая эксплуатация сплошных агрегатов и трансмиссий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

автомобиль технический наработка

Методическое пособие по курсовому проектированию рассматривает только некоторые вопросы дисциплины «Техническая эксплуатация сплошных агрегатов и трансмиссий», являющихся одной из подсистем технической эксплуатации транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт). Обеспечение работоспособности и реализация всех свойств автомобиля, заложенных при его изготовлении, снижение затрат на ТО, ремонт и содержание, уменьшение простоев, повышение производительности перевозок при одновременном снижении их себестоимости и обеспечение экологичности - основные задачи технической эксплуатации. Для решения этих задач необходимо изучение закономерностей изменения технического состояния автомобиля (агрегата, механизма, узла) от различных факторов в процессе его эксплуатации. Знание этих закономерностей необходимо для разработки и применения научно обоснованных методов и нормативов поддержания автомобилей в технически исправном состоянии, т.е. активного управления их работоспособностью. Эти методы базируются на использовании математической статистики, теории вероятности, теории надежности, диагностики и других дисциплин, на грамотном и умелом применении компьютерной техники. Большое значение для решения проблем управления техническим состоянием автотранспортного средства имеет планово-предупредительная система ТО и ремонта, регламентирующая режимы и нормативы по его содержанию в технически исправном состоянии. Одними из главных элементов решения проблемы управления техническим состоянием являются совершенствование технологических процессов и организация производства ТО и ремонта автомобилей, включающие рационализацию структуры инженерно-технической службы, методов принятия инженерных решений, технологических приемов, разработку участков диагностирования и ремонта, оборудования постов и рабочих мест.

1. Цель и задачи курсового проектирования

Курсовой проект является завершающим этапом изучения курсов «Техническая эксплуатация ходовой части автомобиля» и «Техническая эксплуатация силовых агрегатов и трансмиссий», служит для закрепления теоретических знаний, полученных от ранее читаемых дисциплин: «Автомобили (конструкция, теория и расчет) и организация автосервиса», «Технология восстановления и повышения износостойкости деталей». Курсовой проект способствует развитию у студентов творческой инициативы и самостоятельности; умения работать с технической и справочной литературой, нормативами, ГОСТами и расценками; письменного изложения вопросов технического характера: закреплению навыков графического оформления работ, изучению новейших достижений в организации и технологии ремонта автомобилей.



2. Тематика курсового проектирования

Реальность тематики курсового проекта во многом определяется связью кафедры с авторемонтными предприятиями города и края, коммерческими структурами автосервиса и работой кафедрального центра «Автодиагноз», на которых студенты проходят учебную, производственную и технологическую практики. Поэтому при выборе темы курсового проекта необходимо учитывать нужды и запросы производства, современные тенденции в развитии технологий диагностирования и ремонта автомобилей.

Тематика курсовых проектов может быть учебной, учебно-производственной и научно-исследовательской. Курсовой проект по учебной тематике предусматривает разработку алгоритма диагностирования конкретного силового агрегата, механизма, узла и технологического процесса их ремонта, конструктивные и прочностные расчеты отдельных деталей или элементов. В ходе выполнения проекта необходимо определить изменение технического состояния, остаточного моторесурса, вероятность первой замены или первого отказа детали, произвести расчет нормативов технической эксплуатации (ТО, ТР) и определить количество замен деталей за определенный пробег автомобиля. Произвести эскизную проработку участка по диагностированию и текущему ремонту с расчетом необходимых площадей. Выполнение учебно-производственного курсового проекта предусматривает включение дополнительных разделов (расчетных, конструктивных или технологических) по предложению предприятий, которые могут обеспечить повышение производительности или улучшение качества диагностико-ремонтных работ. Проекты по научно-исследовательской тематике базируются на научных разработках кафедры и могут быть выполнены как по заявкам предприятий, организаций и коммерческих структур, так и на перспективу создания на кафедре диагностического и испытательного оборудования и стендов для повышения качества учебной и научно-исследовательской работы.

3. Объем и содержание курсового проекта

Объем курсового проекта определяется документами, поясняющими и раскрывающими его содержание:- задание на проектирование, составленное совместно с преподавателем;- расчетно-пояснительная записка, представляющая собой все необходимые конструктивные и технические описания и технико-экономические расчеты, дающие обоснование принятым в работе решениям;- графическая часть работы, содержащая требуемые чертежи, схемы, графики, таблицы.

3.1 Расчетно-пояснительная записка

Расчетно-пояснительная записка объемом 30-40 страниц выполняется в соответствии с общими требованиями к текстовым документам по ГОСТу 2.105-72 и ГОСТу 2.106-72 на бланках формата А4. Пояснительный и описательный материалы записки должны касаться таких вопросов, как описание назначения узла автомобиля, его устройство с указанием функций его подвижных элементов и узлов, анализа износа отдельных поверхностей деталей и т.п. Описательный материал должен заканчиваться выводами или принятием конкретных, обоснованных решений. Основная часть записки должна быть посвящена расчетам, схемам, диаграммам, таблицам. В записке должны быть обязательные ссылки на графическую часть (чертежи) курсового проекта. Расчетные формулы должны иметь четкую связь с расчетными схемами и сквозную нумерацию (в круглых скобках с правой стороны листа). Буквенные обозначения формул должны иметь расшифровку, цифровые константы, соответствующую ссылку на литературу (в квадратных скобках в тексте). Расчетно-пояснительная записка должна быть написана в следующей последовательности:

- Заглавный (титульный) лист.

- Задание на курсовое проектирование.

- Содержание.

- Введение.

- Конструкторская часть - описание работы агрегата, узла автомобиля, прочностные и кинематические расчеты-Краткое описание рассматриваемого агрегата, узла, детали, необходимые прочностные и кинематические расчеты.-Закономерности измерения технического состояния: по наработке: случайные измерения ТС; методика обработки случайных величин; закономерности процессов восстановления; расчет вероятного количества замен.-Определение нормативов технической эксплуатации: периодичность технического обслуживания; определение ресурсов и норм расхода запасных частей.- Методы определения допустимых параметров и диагностирование: расчет параметров диагностирования: диагностическое определение уровня работоспособности агрегата, узла, детали.- Организационная часть - прогнозирование состояния и поведения систем автомобиля; подбор технологического оборудования; компоновка производственного участка и расчет площадей; требования к помещениям по безопасности труда.

- Заключение.

- Список литературы.

- Приложение.

Необходимые таблицы, схемы, рисунки, эскизы могут быть выполнены на отдельных страницах или непосредственно в тексте. Они должны иметь сквозную нумерацию или нумерацию по главам, соответствующие подрисуночные надписи (например: Рис. 1. Передняя подвеска автомобиля. Сборочный чертеж).

Для обозначения таблиц необходимо указать их порядковый номер и выполнить тематический заголовок, например:



3.2 Объем и содержание графической части проекта

Графическая часть проекта в объеме (2,5-3)^-х листов формата А1 должна соответствовать требованиям Единой системы конструкторской документации, изложенным в ГОСТ 2.101-72. Основные положения: ОСТ 2.30.1-72 ГОСТ 2.316-72. Общие правила выполнения чертежей: ГОСТ 2.401-72 ГОСТ 2.422-72. Правила выполнения чертежей различных изделий: ГОСТ 2.601-72 - ГОСТ 2.605-72. Эксплуатационная и ремонтная документация. Учитывая разнообразие видов курсовых проектов, уточним примерное содержание каждого листа для учебного курсового проекта. На первом дается общий вид (разрезы) силового агрегата, трансмиссии или узла ходовой части в аксонометрии. На чертеже указывают размеры габаритные, посадочные, присоединительные. И дается спецификация. На втором листе даются рабочие чертежи наиболее изнашиваемых деталей этого агрегата с типовым сопряжением, представляется диагностическое оборудование по диагностике агрегата (общий вид, кинематические или электрические схемы). На третьем листе дается алгоритм диагностики и схема технологического процесса разборки (сборки) агрегата.



4. Основные методические указания по содержанию расчетно-пояснительной записки и выполнению графической части

4.1 Краткое описание рассматриваемого агрегата, узла, системы и т.п.

В пояснительной записке описывается значение, устройство и условия работы узла автомобиля. Перечисляются и описываются движения, передаваемые кинематическими парами вычерченного узла, возникающие при этом нагрузки и возможные неисправности деталей при эксплуатации автомобиля, приводятся конструктивные, прочностные и кинематические расчеты.

4.2 Закономерности изменения технического состояния

Решение задач, связанных с технической эксплуатацией автомобиля, связано с понятием качества автомобиля, агрегата, узла, системы и т.д. Качество- это совокупность свойств, определяющих степень пригодности агрегата, узла к выполнению заданных функций Показатели большинства свойств, определяющих качество, например производительность, экономичность, динамичность, безопасность, комфортабельность, изменяются в процессе эксплуатации. Эти свойства можно поддерживать и восстанавливать, т.е. управлять ими при условии знания закономерности их изменения. Рассмотрим основные закономерности изменения технического состояния при эксплуатации автомобиля.

4.2.1 Закономерности измерения технического состояния автомобилей по наработке

Все процессы, происходящие вокруг нас, можно разделить на две группы: процессы, описываемые функциональными зависимостями, и случайные вероятностные процессы. У большинства деталей и части узлов автомобиля изменение технического состояния в зависимости от пробега носит плавный, монотонный характер (например, суммарный узловой люфт передач, свободный ход педали тормоза или сцепления, зазор между накладками и тормозными дисками и др.), приводящий к возникновению постепенных отказов. При этом характер зависимости может быть какой угодно (рис. 1).

Рис. 1. Возможные формы изменения параметра (у) от пробега: 1,2 - уменьшение параметра; 3 - неизменность параметра; 4,5 - увеличение параметра

Опыт технической эксплуатации показывает, что изменение параметра технического состояния конкретной детали или среднего значения для группы изделий достаточно хорошо может быть описан двумя видами функций степенной функцией

(4.1)

Где a₀ - начальное значение параметра; l - наработка; a₁,b - коэффициенты, определяющие характер и интенсивность изменения параметра;

или целой рациональной функцией n-го порядка

(4.2)



Где a_0,a_1,a₂,a_n - коэффициенты, определяющие характер и степень зависимости y от l. В практических вычислениях по зависимости (2), достаточно использовать члены до четвертого порядка. Таким образом, зная функцию y =ц(l) и предельное значение уп параметра, можно определить ресурс изделия из зависимости l=f(y). Довольно часто закономерности изменения большинства параметров, в пределах допустимой погрешности, для практического применения можно описать простыми линейными уравнениями вида:

(4.3)

Где а₁ - интенсивность изменения параметра в зависимости от условий эксплуатации. Закономерности первого вида характеризуют изменения параметров в процессе эксплуатации и позволяют рассчитать средние наработки детали или механизма до предельного или заданного состояния, а также определить остаточный ресурс. В табл. 1 приведены характерные значения интенсивности изменения параметров ТС механизмов грузовых автомобилей.

Таблица 1. Интенсивность изменения параметров ТС

№ п/п	Наименование механизма	Интенсивность изменения параметра	Допустимое значение
1	2	3	4
1.	Свободный ход педали сцепления, мм/1000 км	(4-6) 10-1	35-45
2.	То же тормоза, мм/1000 км	(6-9) 10-1	8-14
3.	Зазор между тормозными прокладками передних колес, мм/1000 км То же задних, мм/1000 км	(4-6) 10-2 (6-9) 10-2	1,5 2,4
4.	Схождение передних колес, мм/1000 км	(1-3) 10-1	1,5-3,0
5.	Прогиб ремня ременной передачи, мм/1000 км (компрессора)	(3-6) 10-1	5-8
6.	То же насоса гидроусилителя	(3-6) 10-1	8-14
7.	Суммарный угловой люфт карданной передачи, град/1000 км	(1-3) 10-2	3-4
8.	То же главной передачи заднего моста, град/1000 км	(2-3) 10-1	2,5-3
9.	Зазор между клапанами и коромыслами, мм	(2-3) 10-2	0,25-0,3
0.	Расход картерных газов на холостом ходу, м3/мин	(22-26) 10-3	0,11-0,12

Используя характерные значения интенсивности изменения параметров (табл. 1) для своего агрегата или узла и беря по своему варианту наработку из (табл. 2), определить остаточный ресурс своего агрегата, узла, изделия до регулировки или ремонта по уравнению (4.3).

Таблица 2. Варианты пробега автомобиля

Номер варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Пробег автомобиля	45	10	20	5	10	20	120	10	8	150

Рассмотрим пример расчета. Текущая наработка двигателя составила 400 м.ч. при пробеге 30·10³км, при этом измеренный расход газов в картер достиг Q_изм=40·10^-3м³/мин.

,

По табл. 1. находим остаточный ресурс:

Тогда остаточный пробег будет:



По данным табл. 3 и 1 найдем значения коэффициентов a₁ и b и рассчитаем остаточный ресурс изделия постепенной функции при пробеге из табл. 2. Например, определим вид степенной функции для параметра схождения передних колес автомобиля.

Таблица 3

№ варианта	Пробег автомобиля и величина параметра
	l1	y1	l2	y2	l3	y3	l4	y4	l5	y5	Примечание
1.	5	3,6	10	6,0	17	9,5	25	13,5	45	20
2.	1,5	0,08	2	0,3	4	0,9	6	2,0	10	6,0
3.	2	0,08	6	0,25	10	0,5	15	0,9	20	1,2
4.	1	0,05	2	0,16	3	0,3	4	0,48	5	0,7
5.	2	0,7	3	1,2	5	2,2	7	3,3	10	5,0
6.	2	2,3	5	3,6	10	5,8	15	7,0	20	8,0
7.	20	0,125	40	0,35	60	0,66	90	1,25	120	1,9
8.	2	0,22	3	0,36	4	0,52	7	1,0	10	1,5
9.	2	1,3	3	2,5	4	5,0	6	11,0	8	19,0
0.	25	5,8	40	12	70	22	100	38	150	66	Q·103 м3/мин

Расчет можно произвести на компьютере или графоаналитическим способом. Для второго случая строим изменения, к примеру, параметра схождения передних колес от пробега l в логарифмических координатах (рис. 4.2). Используя метод наименьших квадратов, проводим апроксимирующую кривую. Показатель степени b есть не что иное, как tga и в нашем случае b=1,61. Тогда можно записать, что y_i~a₁l^1.61и рассчитать а₁. Получаем а₁=y_i/l^1,61. В результате закономерность изменения схождения колес запишется в виде:

(4.4)



Предельное значение пробега до регулировки получим из:

Отсюда остаточный пробег будет:

Рис. 2. Изменение угла схождения колес от пробега

Сравнить значения остаточного пробега, полученные из степенной функции и по упрощенной линейной зависимости, и сделать выводы.

4.2.2 Случайные процессы изменения параметров технического состояния автомобиля

При эксплуатации n-го количества автомобилей одной и той же модели интенсивность и характер изменения параметров технического состояния будут различными, т.е. иметь рассеивание. На рис. 3 и 4 хорошо видны изменения ресурса lp на уровне уд и технического состояния уi в момент контроля или технического обслуживания l0.

Рис. 3. Изменение ресурса

Рис. 4. Изменение технического состояния

Решение этой задачи во многом зависит от вариаций случайных величин x и их характеристик при n реализациях:

средних значений

(4.5)

среднеквадратичных отклонений

(4.6)



дисперсий

(4.7)

коэффициентов вариаций

(4.8)

При технической эксплуатации автомобилей случайные величинывыделяют с малой (), средней () и большой вариацией (). Обычно коэффициент вариацииРазмещено на http://www.allbest.ru/

необходим для предварительного определения закона распределения случайной величины.

Важнейшей характеристикой случайной величины служит вероятность безотказной работы R(x):

(4.9)

Где m(x) - число отказавших изделий к моменту наработки X. Вероятность отказа F(x)является событием, противоположным вероятности безотказной работы (рис. 4.5), поэтому



Рис. 5. Вероятность безотказной работы R и отказа F

Обычно вероятность обозначается буквой «P» и лежит в пределах . События, для которых P=1, являются достоверными, а события, для которых, - маловероятными. Этот график справедлив для невосстанавливаемых изделий, т.е. подлежащих замене после первого отказа, и для восстанавливаемых между отказами. Зная значения R(x) или F(x), можно решать следующие практические задачи. ЕслиРазмещено на http://www.allbest.ru/

- заданная наработка узла, а Xi- наработка на отказ, то вероятность событияозначает, что при вероятностиизделие проработает без отказа больше наработки. Эта наработка называется гамма-процентным ресурсом. Обычно принимаютВыражение означает, что с вероятностью F(x)узел откажет при наработке, меньшей или равной.Если случайной величиной является продолжительность выполнения какой-либо операции ТО или ремонта, которая является случайной величиной, то величина означает, что в (1-g) случаев операция будет выполнена за время, меньшее.Плотность вероятности отказа f(x)- вероятность отказа за малую единицу времени при работе узла, агрегата, детали без замены. Если вероятность отказа за наработку X равна



то при n=const, дифференцируя, получим плотность вероятности отказа:

где - элементарная вероятность, с которой в любой момент времени происходят отказы при работе детали, агрегата без замены.

Так как

(4.10)

На рис. 6 показаны интегральная F(x), дифференциальная f(x) функции распределения.

Рис. 6. Интегральная (а) и дифференциальная (б) функции распределения: F(x) - вероятность отказа; f(x)- плотность вероятности отказа

Так как

Имея значения F(x) или f(x), можно оценить:

- узел, агрегат или автомобиль;

- определить вероятность отказа или безотказной работы;

- среднюю наработку до отказа:



(4.11)

Зная плотность вероятности отказа f(x), можно оценить возможное число отказов m(x),которое может возникнуть за небольшой период наработкиНапример, имеем 25 агрегатов или изделий, плотность вероятности отказов f(x)=0,005 тыс.км-1и Дx=8 тыс.км.

Рассчитаем вероятность отказа в данном интервале:

Графически эта величина определяется площадью под кривой функции распределения с основанием(рис. 6 б). В общем случае F(x),f(x),R(x)можно получить при сечении случайного процесса в моменты времени lp1,lp2 и т.д. (рис. 3). Дифференциальная функция распределения f(x) обычно называется законом распределения случайной величины. Знание законов распределения позволяет - более точно планировать периодичность и трудоемкость работ ТО и ремонта;- рассчитывать необходимое количество запасных частей и решать технологические и организационные вопросы. Для технической эксплуатации наиболее характерными являются нормальный, Вейбулла-Гнеденко и экспоненциальный законы распределения случайных величин. Нормальный закон распределения формируется тогда, когда на протекание исследуемого процесса и его результат влияет сравнительно большое число независимых элементарных факторов, каждый из которых в отдельности оказывает лишь незначительное действие по сравнению со всеми остальными. Поэтому периодичность ТО подчиняется двухпараметрическому нормальному закону, для которого плотность вероятности отказа



; (4.12)

вероятность безотказности

(4.13)

вероятность отказа

. (4.14)

При расчетах по нормальному закону часто используют нормированную функцию Ф(z), для которой принимается нормированное отклонение:

.

Тогда

(4.15)

Расчетные значения нормированной функции представлены в табл. 4. Для нормального закона коэффициент вариации. Закон распределения Вейбулла-Гнеденко применяется для систем, состоящих из группы независимых элементов, отказ каждого из которых приводит к отказу всей системы. В данной системы рассматривается распределение пробега (или времени) достижения предельного состояния системе, как распределение соответствующих минимальных значений xi отдельных элементов: Функция плотности вероятности отказов будет:

(4.16)

Где a и b- параметры распределения.

Примером использования этого закона является распределение ресурса подшипника качения (шарик или ролик, конкретный участок сепарации и т.д.), предельное состояние тепловых зазоров клапанов, прокладки, шланги, трубопроводы, приводные ремни и т.д. Ресурс изделия определяется наиболее слабым его участком. Для этого закона коэффициент Расчет параметров приведен в табл. 4.

Таблица 4. Нормированная функция нормального распределения

z Ф(z)	0,0 0,500	-0,1 0,460	-0,2 0,421	-0,3 0,382	-0,4 0,345	-0,5 0,309	-0,6 0,274	-0,7 0,242	-0,8 0,212	-0,9 0,184
z Ф(z)	-1,0 0,159	-1,1 0,136	-1,2 0,115	-1,3 0,097	-1,4 0,081	-1,5 0,067	-1,6 0,055	-1,7 0,045	-1,8 0,036	-1,9 0,029
z Ф(z)	-2,0 0,023	-2,1 0,018	-2,2 0,014	-2,3 0,011	-2,4 0,008	-2,5 0,006	-2,6 0,005	-2,7 0,004	-2,8 0,003	-2,9 0,002
z Ф(z)	-3,0 0,0013	-3,1 0,0011	-3,2 0,0007	-3,3 0,0005	-3,4 0,0003	-3,5 0,0002	-3,6 0,0002	-3,7 0,0001	-3,8 0,0001	-3,9 0,000
z Ф(z)	0 0,500	0,1 0,540	0,2 0,579	0,3 0,618	0,4 0,655	0,5 0,691	0,6 0,726	0,7 0,758	0,8 0,788	0,9 0,816
z Ф(z)	1,0 0,841	1,1 0,864	1,2 0,885	1,3 0,903	1,4 0,919	1,5 0,933	1,6 0,945	1,7 0,955	1,8 0,964	1,9 0,971
z Ф(z)	2,0 0,977	2,1 0,982	2,2 0,986	2,3 0,989	2,4 0,992	2,5 0,994	2,6 0,995	2,7 0,996	2,8 0,997	2,9 0,998
z Ф(z)	3,0 0,9987	3,1 0,9990	3,2 0,9993	3,3 0,9995	3,4 0,9997	3,5 0,9998	3,6 0,9998	3,7 0,9999	3,8 0,9999	3,9 1,000

Примечание. Параметры z и Ф(z) расположены парами, т.е. для каждого z под ним дан параметр Ф(z). Положительные параметр z отделены от отрицательных двойной чертой.

Таблица 5. Параметры распределения Вейбулла-Гнеденко

Параметр	Распределение Вейбулла-Гнеденко
Плотность вероятности f(x)
Среднее значение
Гамма-процентный ресурс
Вероятность безотказной работы R(x)
Вероятность отказа или восстановления в заданное время F(x)
Интенсивность отказа

Экспоненциальный закон распределения. В начальный момент при x=0 элементы численностью N0 были исправны. Во время работы происходят отказы этих элементов таким образом, что независимо от проработанного времени х число отказов (ДN) в небольшом интервале времени Дx пропорционально оставшимся исправным элементам Nx. Непосредственно перед отказом элемент находится в исправном состоянии, т.е.

,

где - положительная постоянная, а знак минус свидетельствует о сокращении Nx при работе. При имеем . После интегрирования откуда .

При x=0 С=N0, откуда . Но и тогда вероятность безотказной работы:

Значения функции - вероятности безотказной работы - даны в табл. 6.

Таблица 6. Вероятность безотказной работы в случае экспоненциального закона распределения

R	0,0 1,0	0,1 0,905	0,2 0,819	0,3 0,741	0,4 0,670	0,5 0,606
R	0,6 0,549	0,7 0,497	0,8 0,449	0,9 0,407	1,0 0,368
R	1,1 0,333	1,2 0,301	1,3 0,273	1,4 0,247	1,5 0,223
R	1,6 0,202	1,7 0,183	1,8 0,165	1,9 0,150	2,0 0,135
R	2,1 0,123	2,2 0,111	2,3 0,100	2,4 0,091	2,5 0,082
R	2,6 0,074	2,7 0,067	2,8 0,061	2,9 0,056	3,0 0,05
R	3,5 0,030	4,0 0,018	4,5 0,011	5,0 0,007	5,5 0,004

Параметр потока отказов равен обратной величине средней наработке на отказ, т.е. . Плотность распределения для экспоненциального закона описывается зависимостью:

. (4.17)

При этом законе распределения коэффициент вариации .

Важным показателем надежности является интенсивность отказов - условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого изделия, определяемая для данного момента времени при условии, что отказа до этого момента не было.

Аналитически для получения необходимо элементарную вероятностьРазмещено на http://www.allbest.ru/

отнести к числу элементов, не отказавших к моменту х, т.е.

Так как вероятность безотказной работы, то получим

.

Учитывая, что, можем получить следующее выражение:

(4.18)

Таким образом, интенсивность отказов равна плотности вероятности отказа, деленной на вероятность безотказной работы для данного момента времени или пробега.

Так как , то заменяя в последнем выражении, получим, откуда интегрируя получаем:

(4.19)



Рис. 7. Изменение интенсивности отказов для внезапных (1) и постепенных (2) отказов

Зная интенсивность отказов, можно для любого момента времени или пробега определить вероятность безотказной работы. На рис. 7 приведен для двух характерных случаев при внезапных и постепенных отказах. Последние описывают безотказность так называемых «стареющих элементов». Рассмотрим пример вероятности первой замены детали при наработке автомобиля с начала эксплуатацииРазмещено на http://www.allbest.ru/

и вероятность отказа в интервале пробега, если распределение наработки подчиняется нормальному закону: Дано: =50 тыс. км, =90 тыс. км, =120 тыс. км, =30 тыс. км.

Если пользоваться понятием нормированной функции, то можно определить нормированное отклонение

.

Значение нормированной функции Ф(z) будет

.

Из табл. 4 находим.

Значит примерно 10% автомобилей потребуется замена детали на пробеге=50 тыс. км.

Определим нормирование отклонения на пробеге=120 тыс. км

Из табл. 4 находим.

Вероятность отказа в интервале пробегаопределяется из разницы

Таким образом вероятность отказа детали в интервале пробега от 50 до 120 тыс. км будет 0,74, т.е. у 74% автомобилей произойдет отказ

4.2.3 Методика обработки случайных величин при помощи закономерностей второго вида

Если изменение технического состояния агрегата, узла или системы носит случайный характер, то для получения достоверной информации необходимо получить основные закономерности случайных процессов изменения их технического состояния. При испытаниях автомобилей у эксплуатационников в распоряжении как минимум две известные величины: первая - это название агрегата или узла и вторая - один из таких параметров, как наработка на отказ, наработка до уровня, изменения на каком то определенном уровне наработки и т.д. Кроме этого дополнительной информацией может быть время эксплуатации (зима, лето), условия эксплуатации и т.д. Методика обработки полученной информации следующая: Разбиваем весь банк данных на определенные интервалы, количество которых находим из выражения,(4.20)

где- весь объем выборки;

По значениямнаходим математические оценки случайных величин: среднее значение



среднее квадратическое отклонение:

;

дисперсию

;

Коэффициент вариации:

.

Определяем плотности вероятности отказов к наработке:

где- вероятность, с которой в любой момент времени происходят отказы при работе детали до замены. Строим интегральную и дифференциальную функции распределения, рис. 7. Рассчитываем для каждого интервала значений вероятность отказов к наработке:



где- число отказов к наработке.

Вероятность отказов безотказной работы к наработке:

.

Строим график вероятности отказови безотказной работы, подобный рис. 6.

По внешнему виду гистограммы и значений математических оценок подбираем закон распределения. Вид расчетных и графических зависимостей приведен в табл. 7.

Для нормального закона распределения рассчитать нормированное отклонение

и нормированную функцию Ф(z)

В целях упрощения расчетов воспользоваться табл. 4.

В законе распределения Вейбулла-Гнеденко a и b - параметры плотности распределения.

Для экспоненциального закона - условная плотность вероятности возникновения отказов невосстанавливаемых изделий (т.е. таких, которые после отказа не используются).

В упрощенном виде можно записать



где

Для упрощения расчетов воспользоваться табл. 7.

Таблица 7

Распределение	Плотность распределения	Вероятность безотказной работы
1	2	3
Нормальное
Вейбулла-Гнеденко
Экспоненциальный

Проверку согласования подобранного закона распределения произвести при помощи критерияРазмещено на http://www.allbest.ru/

Пирсона. При использовании критерия Пирсона согласование считается хорошим, если вероятность Р>0,3. Проанализировать полученные теоретические зависимости, дать рекомендации по эксплуатации, определить вероятность первой замены при пробегеРазмещено на http://www.allbest.ru/

, рассчитать вероятность отказа на пробеге 0,65Размещено на http://www.allbest.ru/

и определить количество неисправностей в интервале пробегаДанные отказов приведены в табл. 8.

Таблица 8. Наработка детали на отказ у 23 автомобилей

№ п/п	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	115,3	100,9	106,5	112,1	117,7	123,3	128,9	134,5	140,1	145,7
2	109,4	93,2	98,4	103,6	108,7	113,0	119,1	124,3	129,5	134,6
3	172,5	147,4	155,6	163,8	172,0	180,2	188,4	196,6	204,8	212,0
4	93,5	82,4	87,0	91,6	196,2	100,8	105,3	109,6	114,5	120,0
5	91,3	74,1	78,2	82,3	86,4	90,6	94,7	88,8	102,9	108,1
6	98,4	96,9	102,3	107,7	113,1	118,5	123,9	129,2	134,6	140,1
7	112,1	83,3	87,9	92,5	97,1	103,8	106,4	111,0	115,6	121,5
8	142,3	120,4	127,1	133,7	140,4	147,1	153,8	160,5	167,2	175,0
9	98,2	95,6	101,0	106,3	111,6	116,9	122,2	127,5	132,8	136,2
10	112,5	104,0	109,8	115,6	121,4	127,2	132,9	138,7	144,5	148,2
11	40,1	30,9	32,6	34,3	36,0	37,8	39,5	41,2	42,9	40,2
12	89,2	77,6	81,9	86,2	90,5	94,8	99,1	103,4	107,7	110,2
13	86,2	85,5	90,2	95,0	99,7	104,4	109,2	113,9	118,7	117,2
14	110,4	102,7	108,4	114,1	119,8	125,5	131,2	136,9	142,6	146,0
15	61,4	53,5	56,5	59,5	62,5	65,4	68,4	71,4	74,4	72,5
16	98,5	94,4	99,6	104,9	110,1	115,3	120,6	125,8	131,1	134,2
17	78,4	62,2	65,6	69,1	72,5	76,0	79,4	82,9	86,3	86,9
18	114,2	95,2	100,4	105,7	111,0	116,3	121,6	126,9	132,2	135,2
19	136,7	124,0	131,7	138,6	145,6	152,5	159,4	166,4	173,3	178,3
20	92,7	81,7	86,3	90,8	93,5	99,9	104,4	109,0	113,5	116,6
21	93,7	75,2	79,3	83,5	87,7	91,9	96,0	100,2	104,4	106,5
22	135,8	106,3	112,2	118,1	124,0	129,9	135,8	141,7	147,7	150,2
23	138,7	111,9	117,9	124,1	130,3	136,6	142,7	148,9	155,1	158,2
24	112,2	102,3	98,6	108,5	110,3	115,2	120,1	125,2	130,2	151,2
25	76,2	66,3	68,2	70,1	73,5	75,0	79,2	81,6	83,5	85,2
26	60,1	58,2	55,5	59,3	64,2	66,5	68,1	70,2	72,1	74,3
27	97,1	94,3	99,5	102,3	105,1	106,8	110,2	111,3	114,5	121,2
28	130,2	126,7	131,2	135,5	140,2	143,5	150,1	155,5	160,2	165,1

4.2.4 Закономерности процессов восстановления автомобилей

Закономерности, рассмотренные выше, позволяют довольно точно оценить среднюю наработку на отказ, вероятность отказа автомобиля при определенном пробеге, ресурс его агрегатов и элементов и т.д., т.е. довольно точно характеризуют как его надежность в целом, так и отдельных его узлов.

Однако для рациональной организации производства необходимо кроме того знать, какое количество автомобилей с отказами конкретного типа будет попадать в ремонт в течение смены (недели, месяца, года), будет ли это поступление постоянным и от каких причин оно будет зависеть, т.е. необходимо рассматривать надежность не только конкретного автомобиля, но и группы автомобилей данной модели. При отсутствии этих данных трудно оптимально организовать производственный процесс, т.е. определить число рабочих, рассчитать необходимые производственные площади, расход запасных частей и материалов. Связь между показателями надежности и суммарным потоком отказов для группы автомобилей определяют с помощью закономерностей третьего вида, которые характеризуют процесс возникновения и устранения неисправностей от пробега, т.е. характеризуют процесс восстановления.

Предположим, что фиксируются однородные отказы у группы из N автомобилей, то возможны три варианта наработки на отказ:- отказы, случайные для каждого элемента автомобиля и описываемые функциями вероятности отказаF(x) и плотности вероятности отказаf(x);- независимые у каждого автомобиля;- при устранении отказов совершенно безразлично, какой по счету поступает отказ и от какого автомобиля Важнейшие характеристики закономерностей третьего вида:

1. Средняя наработка до k-го отказа:



, (4.21)

где- средняя наработка до первого отказа;

- средняя наработка между первым и вторым отказами;

- средняя наработка между (k-1) и k-ым отказами.

2. Средняя наработка между отказами для n автомобилей.

Между первым и вторым отказами:

, (4.22)

Между (k-1) и k-ым:

, (4.23)

3. Коэффициент полноты восстановления ресурса характеризует возможность полноты восстановления ресурса после ремонта (качество проведения ремонта

После первого ремонта (между первым и вторым отказами

После k-го отказа:



(4.24)

Сокращение ресурса после каждого очередного ремонта необходимо учитывать при планировании и организации работ по обеспечению работоспособности автомобиля.

Уменьшение ресурса обусловливается:

- частичной заменой отказавших деталей в узле или агрегате, при значительном сокращении надежности других, особенно соприкасаемых;

- использованием запасных частей и материалов иного качества, чем при изготовлении автомобилей;- уровнем организации и технологии. 4. Ведущая функция потока отказов (функция восстановления) .Определяет количество первых и последующих отказов изделия к моменту наработки X.

Рис. 8. Ведущая функция потока отказов

Как видно из рис. 8, из-за вариации наработок на отказы происходит их смещение, а функции вероятностей первых и последующих отказов F1, F2, F3, Fk частично накладываются друг на друга. Поэтому если вероятностное количество отказов к пробегуx1(рис. 8) определяется, то для x2 общее количество отказов определяется



,

т.е. суммированием вероятности первогои второгоотказов, а в общем виде:

(4.25)

Параметр потока отказов- плотность вероятности возникновения отказа восстанавливаемого изделия, которая определяется для данного момента времени или пробега:

(4.26)

Где f(x) - плотность вероятности возникновения отказа;

- относительное число отказов в единицу времени или пробега одного изделия, при этом если характеризуется надежность изделия, то число отказов к пробегу, а если характеризуется поток отказов, поступающих для устранения, то ко времени работы подразделений.

Ведущая функция и параметр потока отказов определяется аналитически лишь для некоторых видов законов распределения.

Для экспоненциального закона:

(4.27)

откуда



(4.28)

Для нормального закона:

4.29)

, (4.30)

Где Ф(z)- нормированная функция для

;

k- число отказов или замен.

Для практического использования определяются приближенные оценки ведущей функции параметра потока отказов:

. (4.31)

Формулу (4.31) для начального участка, где преобладают первые отказы, т.е. , можно записать в виде (4.32)

Ведущая функция параметра потока отказа стареющих элементов для любого пробега (времени) удовлетворяет неравенству:

(4.33)



Для любого закона распределения наработка на отказ, которая имеет конечную дисперсиюи является ведущей функцией параметра потока отказов при достаточно большом значении X, определяется:

(4.34)

При расчете гарантированных запасов необходима интервальная оценка функции параметра потока отказов (для достаточно больших значений X):

, (4.35)

где- нормированное отклонение для нормального закона распределения при условии, что число отказов (замен) с вероятностью (1-a) будет заключено в данных пределах.

Используя значения параметра потока отказов, можно определить конкретный расход деталей за любой заданный период и планировать работу системы снабжения. Параметр потока отказов может быть определен по экспериментальным данным (отчетные материалы, специальные наблюдения) следующим образом:

, (4.36)

Где m(x1) - суммарное число отказов n автомобилей в интервале пробега от x1 до x2(или времени работы от t1 до t2);

- ведущие функции потока отказов к пробегу x1 и x2.

В общем случае параметр отказов не постоянен во времени, т.е. . Наблюдается при основных случаях поведения параметра во времени (рис. 4.10 а).

Первый случай-полное восстановление ресурса после каждого отказа, т.е. . При этом происходит стабилизация параметра потока отказов на уровне.

Рис. 9. Случаи изменения параметра потока отказов

Второй случай - неполное, но постоянное восстановление ресурса после первого отказа (). Характерным для этого случая является стабилизация параметра потока отказов не более высоком уровне

(4.37)

Третий случай - последовательное снижение полноты восстановления ресурса. В этом случае параметр потока отказов непрерывно увеличивается, что ведет к увеличению нагрузок на ремонт. Однако можно для расчетов приниматькак среднюю для отдельных периодов 4, 5, 6 (рис. 7), на которые разбивается весь пробег автомобиля. Подобный подход возможен при анализе изменения параметров потока отказов в течение года (рис. 6 б). Этот параметр можно принимать практически постоянным для времени года: .Рассмотрим пример расчета возможного количества замен детали, оценки ведущей функции параметра потока отказов и определения верхней границы потребностей в деталях за определенную наработку. Возьмем наработку до первой замены=80 тыс. км, среднеквадратичное отклонение=8 тыс. км, коэффициент восстановления ресурса=0,7, достоверность=0,9 и пробег=160 тыс. км.

Для расчета возможного количества замен детали используем формулу (4.29), последовательно находя,,и т.д.:

;

Для упрощения расчет ведем по табл. 4.

;

;

;

.

Ввиду того, чтоуже равно нулю, то последующие расчеты для F и других параметров можно не производить. Таким образом, к пробегу в 160 тыс. км возможное число замен детали будет

.

Произведем оценку ведущей функции параметра потока отказов по выражению (4.33):



;

; .

Значит к пробегу в 160 тыс. км возможно от 1,86 до 2,86 отказов детали. Так как по условию примера требуется обеспечение деталями с вероятностью=0,9 или 90%, то необходимо определить верхнюю границу потребности в деталях на данный пробег. Справа определим нормализованное отклонение при=0,9=Ф(z). Из табл. 4.4 найдем. Тогда верхняя граница потребности в деталях составит.Следовательно, можно с вероятностью в 90% полагать, что на 160 тыс. км пробега потребуется 4 запасных детали. Средний расход деталей будет около 2,9.

4.2.5 Расчет вероятного количества замен агрегатов, узлов и деталей автомобиля по наработке

Необходимые расчетные зависимости и последовательность расчета:

Средняя наработка до k-го отказа одного автомобиля

,

где - средняя наработка до первого отказа;

, - средняя наработка между первым и вторым, вторым и третьим отказами и т.д.

Средняя наработка между отказами для автомобилей.

между первым и вторым отказами



,

между 2-м и 3-м

и так далее.

Изменение ресурса после первого обслуживания (ремонта)

.

Изменение ресурса после k-го ремонта

при этом .

Ведущая функция потоков отказов

.

Параметр потока отказов

,

где - плотность вероятности возникновения k-го отказа.

Для экспоненциального закона функция потока отказов

,

откуда

.

Для нормального закона:

;

,

где Ф - нормированная функция для ;

k - число отказов.

Для упрощения расчетов использовать табл. 4.

Для практического использования ведущая функция потока отказов для любого момента времени или для пробега удовлетворяет неравенству

.

При любом законе распределения с конечной дисперсией , при достаточно большом значении функция параметра потока отказов

.

Для расчета гарантированных запасов интервальная оценка ведущей функции параметра потока отказов при больших значениях

,

где - нормированное отклонение для нормального закона распределения при условии достоверности .Произвести оценку параметра потока отказов после обработки данных при помощи

,

где - суммарное число отказов по автомобилям в интервале пробега от до (или времени работы от до ); и - ведущие функции потока отказов к пробегу и .

Данные по наработке автомобилей до первой и между последующими заменами деталей в 1000 км приведены в табл. 9.

Таблица 9. Наработка автомобилей до первой и между последующими заменами в 1000 км

...

Наработка,
Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Наработка до первой замены,	108,2	79,5	98,2	122,3	140,3	125,7	140,7	155,9	185,1	194,3
	72,8	110,4	117,6	102,2	112,2	121,2	135,2	141,2	154,3	171,3
	80,5	90,6	100,2	113,3	124,2	132,1	144,4	150,7	165,2	180,2

Подобные документы

• Основы работоспособности транспортных и технологических машин и оборудования

  Закономерности изменения параметров технического состояния автомобилей по наработке (времени или пробегу). Вероятность безотказной работы агрегата. Методы диагностирования технического состояния объекта с использованием экономико-вероятностного метода.
  
  методичка [2,3 M], добавлен 14.11.2011
  

• Вероятность безотказной работы автомобиля

  Надежность и ее показатели. Определение закономерностей изменения параметров технического состояния автомобиля по наработке (времени или пробегу) и вероятности его отказа. Формирование процесса восстановления. Основные понятия о диагностике и ее виды.
  
  курсовая работа [747,5 K], добавлен 22.12.2013
  

• Повышение производительности работы автомобилей

  Снижение себестоимости перевозок, экономия топливно-энергетических ресурсов. Причины изменения технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации. Классификация закономерностей, характеризующих изменение технического состояния автомобилей.
  
  курсовая работа [107,6 K], добавлен 14.03.2013
  

• Эксплуатация автомобиля

  Изменение технического состояния транспорта в процессе эксплуатации. Рассмотрение мероприятий, уменьшающих темпы износа деталей при использовании автомобиля. Разновидности состояния транспортных средств. Комплексные показатели надежности автомобилей.
  
  курсовая работа [22,3 K], добавлен 21.04.2012
  

• Организация ремонта и технического обслуживания машин

  Классификация подвижного состава. Способы оценки изменения технического состояния агрегатов. Планово-предупредительная система технического обслуживания подвижного состава. Виды износа и разрушений деталей. Определение ремонтопригодности автомобилей.
  
  курсовая работа [413,7 K], добавлен 15.11.2010
  

• Контроль технического состояния и техническое обслуживание агрегатов трансмиссии

  Сцепление однодисковое, неисправности, их причины и методы устранения. Диагностика агрегата и проверка технического состояния. Правила организации рабочего места автослесаря. Основные требования техники безопасности при ремонте сцепления автомобиля.
  
  курсовая работа [200,4 K], добавлен 16.07.2011
  

• Проектирование автотранспортного предприятия по техническому обслуживанию автомобилей

  Диагностика технического состояния автомобилей. Оборудование для их технического обслуживания. План-график проведения ТО-1 и ТО-2 подвижного состава АТП. Проверка и регулирование тепловых зазоров в газораспределительном механизме легкового автомобиля.
  
  курсовая работа [33,2 K], добавлен 14.11.2009
  

• Зависимость изменения технического состояния ЦПГ

  Дефекты и факторы, влияющие на повышенный износ деталей цилиндро-поршневой группы. Состояние проблемы повышения уровня работоспособности двигателей внутреннего сгорания автомобиля. Зависимость изменения показателей технического состояния ЦПГ от наработки.
  
  курсовая работа [348,5 K], добавлен 11.12.2013
  

• Техническая эксплуатация автомобилей

  Основы обеспечения качества и надежности автомобилей в процессе их эксплуатации. Процессы, приводящие к неисправностям и отказам автомобилей. Качество и надежность автомобильных шин. Роль сферы сервиса в поддержании работоспособности автомобиля.
  
  учебное пособие [2,1 M], добавлен 29.01.2010
  

• Определение вероятности отказов и безотказной работы устройств

  Рассмотрение основ вычисления вероятности безотказной работы машины. Расчет средней наработки до отказа, интенсивности отказов. Выявление связи в работе системы, состоящей из двух подсистем. Преобразование значений наработки в статистический ряд.
  
  контрольная работа [256,5 K], добавлен 16.10.2014
  

• Техническое обслуживание и ремонт стартера автомобиля ВАЗ-2106

  Изменения технического состояния автомобиля в процессе эксплуатации. Виды неисправностей стартера и их причины. Методы контроля и диагностики технического состояния автомобиля. Техническое обслуживание и операции по ремонту стартера автомобиля ВАЗ-2106.
  
  курсовая работа [541,5 K], добавлен 13.01.2011
  

• Проведение технического обслуживания автомобиля

  Виды технического обслуживания автомобилей. Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании автомобиля. Проектирование зоны технического обслуживания. Расчет площади подразделения и планировка участка. Подбор технологического оборудования.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 06.02.2013
  

• Технологический процесс покраски автомобиля на СТО "Кентавр"

  Обзор тенденций развития и состояния автосервиса в России. Классификация станций технического обслуживания (СТО). Система технического обслуживания и ремонта автомобилей на СТО. Процесс восстановления лакокрасочных покрытий автомобиля на СТО "Кентавр".
  
  дипломная работа [3,5 M], добавлен 08.02.2012
  

• Проблемы управления техническим состоянием автомобиля

  Техническая характеристика автомобилей (ЗИЛ-130, ГАЗ-53А). Расчет периодичности технического обслуживания и норм пробега до капитального ремонта. Режим работы зон технического обслуживания и ремонта, отделений и цехов. Метод организации производства.
  
  курсовая работа [466,8 K], добавлен 27.01.2016
  

• Проект участка диагностики станции технического обслуживания (СТО) грузовых автомобилей

  Неисправности узлов, соединений и деталей, влияющие на безопасность движения. Определение технического состояния автомобилей и установление объема ремонтных работ на станции технического обслуживания. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей.
  
  дипломная работа [85,9 K], добавлен 18.06.2012
  

• Технологический расчет станции технического обслуживания автомобилей

  Расчет производственной программы станции технического обслуживания, которая занимается ремонтом узлов и агрегатов легковых автомобилей. Проведение компьютерной диагностики, проверки трансмиссии, управления, двигателя и тормозной системы автомобиля.
  
  дипломная работа [2,7 M], добавлен 20.10.2012
  

• Основы технической диагностики автомобилей

  Диагностирование как процесс определения технического состояния автомобиля без разборки. Классификация видов диагностирования по назначению, объёму работ, месту в технологическом процессе технического осмотра и ремонта. Оснащение рабочего места.
  
  контрольная работа [10,8 M], добавлен 06.03.2010
  

• Технологические процессы технического обслуживания, ремонта и диагностики автомобилей

  Техническая характеристика типажа подвижного состава. Корректировка пробега до контрольного ремонта. Производственная программа и технологические процессы техосмотра. Технологическая карта по диагностированию агрегатов трансмиссии. Определение объёма ТО.
  
  курсовая работа [375,0 K], добавлен 11.07.2012
  

• Организация технологических процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей

  Организация и структура зон технического обслуживания, диагностики, ремонта и в целом всего автотранспортного предприятия. Технологическое оборудование, применяемое при обслуживании и ремонте. Планирование проведения технического состояния автомобилей.
  
  отчет по практике [58,4 K], добавлен 07.03.2010
  

• Эксплуатация и ремонт грузового автомобиля

  Корректирование периодичности технического обслуживания автомобилей и нормативов трудоемкости. Определение коэффициента использования автомобилей и годового пробега автомобилей по парку. Организация участков текущего ремонта грузовых автомобилей.
  
  курсовая работа [500,4 K], добавлен 07.06.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам