Надёжность / Лекция 9

Лекция 9

Методы испытаний машин и оборудования на надежность. Классификация методов испытаний машин на надежность. Планирование объема испытаний. Методы ускоренных испытаний.

Методы испытаний машин и оборудования на надежность

Рис. 1. Схема классификации методов испытаний машин на надежность.

Виды испытаний

Контрольные испытания проводят для контроля надежности и качества машин и их элементов и подтверждения стабильности заявленных показателей надежности.

Оценочные испытания проводят для предварительной оценки надежности и качества машин и их элементов без установления требований точности и доверительной вероятности оцениваемых параметров.

Предварительные испытания проводят предприятия-разработчики для проверки соответствия машины или сборочной единицы техническому заданию и технической документации.

Приемочные испытания проводят для всесторонней оценки надежности и качества изделия, определения соответствия его техническому заданию, требованиям стандартов и технической документации. Основным видом приемочных испытаний являются сравнительные испытания.

Приемо-сдаточные испытания проводят для контроля продукции серийного производства.

Типовые испытания продукции проводят после внесения изменений в конструкцию или технологию изготовления для проверки эффективности мероприятий и сравнительной оценки надежности изделия.

Периодические испытания проводят для контроля стабильности качества производимой продукции через установленные промежутки времени.

Государственные, межведомственные и ведомственные испытания опытных образцов или партий проводят для решения вопроса о целесообразности постановки изделия на производство и ввода его в эксплуатацию.

Определительные испытания проводят для определения значений параметров надежности и качества продукции с установленной точностью.

Исследовательские испытания проводят для изучения свойств объекта (безотказности, ремонтопригодности, долговечности) и закономерностей изменения этих свойств в процессе его работы.

Доводочные испытания проводят в процессе отработки конструкции объекта для оценки влияния вносимых в нее изменений с целью достижения требуемых показателей надежности и качества.

Граничные испытания проводят для определения зависимостей между показателями надежности объекта и параметрами режимов эксплуатации. По результатам данных испытаний устанавливают границы допустимых значений параметров режимов работы объекта.

Планирование объема испытаний

При планировании и проведении определительных и некоторых видов контрольных испытаний широко применяют метод однократной выборки. Этот метод состоит в том, что надежность изделия оценивают по результатам испытаний заранее рассчитанного числа образцов.

При этом число образцов и продолжительность испытаний зависят не от каждого отдельно взятого значения показателя, а от общего числа изготовленных изделий и характера определяемых показателей. Метод однократной выборки несложен в применении и поэтому нашел широкое распространение в исследованиях надежности машин.

Показатели надежности определяются методом выборки. Учитывая значительное рассеивание первичной информации, при испытании машин главное значение имеет правильный выбор количества одновременно испытуемых машин (повторность информации).

Недостаточное количество машин при испытании может внести ошибку в результаты расчета показателей надежности и сделать их непригодными для практического использования.

Слишком большая повторность испытаний, хотя и обеспечивает высокую точность расчета, неприемлема из экономических соображений вследствие высокой стоимости таких испытаний. Поэтому необходимо испытывать такое количество машин, при котором получается достаточная точность конечных результатов при невысоких затратах

В теории вероятностей получены уравнения, связывающие величину относительной ошибки и количество объектов в выборке:

а) для нормального закона распределения:

б) для закона распределения Вейбулла:

Определение количества объектов в выборке

Определение необходимого числа испытуемых машин выполняется в следующей последовательности:

- задаются величиной доверительной вероятности β₀ и величиной относительной ошибки δ не более 20%;

- по коэффициенту вариации ν или параметру β определяют значение левой части уравнений

- по таблице приложения определяют количество объектов наблюдений, необходимых для расчета показателей надежности.

Значения доверительной вероятности β₀ = 0,80...0,90 выбирают для машин, неожиданный выход из строя которых не влечет за собой тяжелых последствий (человеческих жертв, больших материальных затрат на устранение отказа или потерь от вынужденных простоев). Для высокопроизводительных машин значения доверительной вероятности принимают в пределах β₀ = 0,90...0,99. Аналогичным образом определяют число объектов наблюдений N, когда значения показателя распределяются по другим законам.

Методы ускоренных испытаний

При ускоренных испытаниях методы и условия их проведения обеспечивают получение необходимого объема информации в более короткий срок, чем в предусмотренных инструкцией условиях и режимах эксплуатации. Продолжительность испытаний сокращают путем форсирования режимов испытаний по одному или нескольким параметрам (нагрузке, скорости, температуре), что ведет к интенсификации процессов, вызывающих отказы и повреждения, и интенсификации проведения испытаний за счет сокращения перерывов в работе исследуемого механизма.

Проводят ускоренные испытания на специальных полигонах или в лабораторных условиях на специальных стендах. Основным недостатком этих испытаний является отсутствие соответствия между процессами, происходящими в исследуемом механизме при испытаниях, и аналогичными процессами в реальных условиях эксплуатации. Это отрицательно сказывается на точности получаемых результатов. Тем не менее, в настоящее время этот вид испытаний получил широкое распространение.