Файл: Эксплуатационная надежность сельскохозяйственных машин..pdf

Глава XI, УСКОРЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН НА НАДЕЖНОСТЬ

1. Классификация ускоренных испытаний

При создании конструкции машины, оптимальной по прочности и долговечности, широкое применение находят различные методы ускоренных испытаний, позволяющие за короткое время оценить машину или узел. Чем быст­ рее будет получен результат, тем быстрее можно внести соответствующие коррективы в конструкцию машины и тем самым сократить время от проектирования машины до ее внедрения в производство. Применение ускорен­ ных испытаний особенно актуально для исследования сельскохозяйственных машин вследствие их малой за­ грузки за сезон.

Анализируя ускоренные испытания в автомобиле­ строении [XI.20], тракторостроении [XI.14, XI.15] и сель­ хозмашиностроении [XI.1, XI.3, XI.4, XI.12, XI.17, XI.18],

можно построить их классификацию (табл. 11.1). Пере­ численные в табл. 11.1 методы ускоренных испытаний различаются по организации испытаний, скорости полу­ чения и точности информации, стоимости, а также по применяемым техническим средствам, что накладывает определенные требования на выбор метода испытаний. Проанализируем указанные методы.

Наиболее достоверным способом получения результа­ тов являются испытания в рядовой эксплуатации. Для сокращения времени испытаний целесообразно исполь­ зовать различие в климатических условиях нашей стра­ ны. По мере окончания периода сельскохозяйственных работ машину смещают в другую климатическую зону и таким образом увеличивают выработку машины до не­ обходимой для оценки точности показателей надежно­ сти машины. Такие испытания являются по своей сущ­ ности натурными. Однако для оценки эффективности испытаний необходимо ввести условный коэффициент перехода (ускорения), который определял бы соотноше­ ние между фактической Тф и нормативной Т„ выработ­ кой за сезон:

208

( 11. 1)

Круглосуточную работу машины можно отнести к вы­ шеизложенному способу испытаний. Это достоверный и вместе с тем самый дорогостоящий и трудоемкий метод. Поэтому его можно рекомендовать только на заключи­ тельном этапе исследований, перед внедрением машины в производство.

Для машин, выпускаемых промышленностью серий­ но, наиболее прогрессивным является метод статистиче­ ского прогнозирования, основанный на сборе материала об отказах большого числа машин, но за короткое время испытаний. Сущность этого метода заключается в сле­ дующем. При проведении испытаний фиксируется функ­ ция выхода числа образцов nt от времени tlm

Вероятность отказа Ft ко времени tt определяется выражением (3.26).

Для определения параметров распределения, характе­ ризующих надежность машины, необходимо предполо­ жить вид функции плотности вероятности. Например, для закона Вейбулла — Гнеденко, описывающего достаточ­

методом, изложенным в гл. III. Если экспериментальные точки укладываются близко к прямолинейной зависимо­ сти, то вид закона выбран правильно. Вписывая прямую в экспериментальные зависимости, определяем коэффи­ циенты b и а методом наименьших квадратов по форму­ лам:

209

(11.3)

i=i

где At — величина интервала, равная Дт= — i

i — порядковый номер класса; k — общее число классов.

Используя формулы (11.2), (11.3) и соотношения (гл. III), определяем параметр закона /0-

Проверка этого метода проводилась на свекловичных сеялках 2СТСН-6А. Опыт показал, что для заполнения опросного листа для одной сеялки необходимо всего 15—20 мин. С учетом транспортных потерь времени один человек в состоянии, при наличии транспортных средств, обследовать 80—100 машин за 10—12 дней.

Полученные данные о ресурсе основных деталей сеялки близко совпадают с их ресурсом, определенным на основании сведений о фактическом расходе запасных частей. Тем самым была проверена точность метода статистического опроса.

Метод статистического опроса с последующей обра­ боткой материала следует внедрить на всех предприятиях и конструкторских бюро сельскохозяйственного машино­ строения с целью получения ежегодной систематической информации о видах отказов машин и об ожидаемом сроке службы деталей. Для опытных машин, естествен­ но, такой метод получения информации о долговечности деталей невозможен. Поэтому широко используются в этом случае разного рода и вида ускоренные испытания.

*

2. Метод ступенчатых испытаний

Эксплуатационные испытания можно значительно со­ кратить, если построить их по ступенчатому циклу [XI. 10], то есть кратковременно деталь нагружается при эксплуатационной нагрузке, а затем «доламывается» при повышенной нагрузке. Этот метод, назван «методом до­ ламывания» [XI. 19], основан на теории суммирования повреждений, которым можно описывать усталостные и

износовые отказы. Для одноступенчатого цикла (рис. 68, а) можно записать [XI.10]

А. (11.4)

тэ

где t3, tc — время работы детали при нагрузке равной эксплуатационной и при форсированной (стендовой);

Тэ, Гс — предельное время работы детали до отказа при эксплуатационной и форсированной нагрузках.

212

Для определения плотности g(T3) необходимо знать совместную плотность величин tc и Тс, которые являются коррелированными величинами. Величины tc и Тс удоб­ но заменить системой некоррелированных величин Z\ и

Z2 [XI.21]

таковы, что для одной и той же детали отношение ско­ ростей износа в эксплуатации и на стенде постоянная величина, равная отношению их средних значений

К

(11.16)

Ьс

214