Файл: Силаев, И. С. Система КАНАРСПИ в действии (основные направления повышения качества и надежности изделий).pdf

Здесь сами нагрузки, частоты повторения и характер их

чередования изменяются беспорядочно, являются большей частью случайными и могут быть описаны методами матема­ тической статистики и теории вероятностей. Для сбора же статистического материала необходим длительный период эксплуатации; эта работа полностью не может быть выпол­

нена на опытном образце и поэтому находит свое заверше­ ние на головных серийных машинах, проходящих эксплуа­ тационные испытания.

Важным вопросом испытаний является изучение рассеи­ вания результатов. Из испытаний агрегатов ряда машин из­ вестно, сколь оно велико. При испытании нескольких одина­ ковых элементов конструкции максимальное число циклов до разрушения может превосходить минимальное в 5—10 раз. Еще большее рассеивание имеет место при комбинированных испытаниях системы с агрегатом.

При проведении ресурсных испытаний необходимо решить вопрос о программах и программных механизмах, осущест­ вляющих нагружение комбинированных объектов «система — агрегат» в соответствии с заданным спектром нагрузок. Та­

кие программные механизмы сейчас создаются для испытания отдельных элементов систем и комбинированных объектов в целом. К ним относятся моделирующие установки, которыми оборудуются стенды в целях наиболее полного приближения условий испытаний систем автоматического управления к ре­

альной эксплуатации. Так, при испытании систем управле­ ния самолета, включающих автопилот, необходимо иметь мо­ дель самолета, реагирующую на отклонения органов управ­ ления. Для этой же цели могут применяться небольшие ана­ логовые электронные машины типов МН-7, МПТ-9, а для моделирования наиболее сложных изделий — машины типов МН-14, «Электрон» и др.

Как уже отмечалось, время ресурсных испытаний отлича­ ется от реального времени работы изделия в эксплуатации. Если выработку заданного ресурса при испытаниях можно провести за 1—1,5 месяца, то тот же ресурс при обычной эксплуатации можно выработать за 2—3 года, фактически же

полный срок эксплуатации многих изделий доходит до 8 и

57

Изолированные ресурсные испытания в лабораторных условиях. Лабораторные испытания имеют то основное пре­

имущество, что проводятся на самой ранней стадии создания машины, значительно опережая стадию развернутого серий­ ного производства. Ресурсные испытания, проведенные в ус­ ловиях, достаточно близких к реальным, позволяют выявить менее стойкие звенья как в системах, так и в отдельных уз­ лах и приборах.

В лабораториях машиностроительного завода проводятся: статические испытания узлов, деталей, систем, агрегатов и изделия в целом для определения общих запасов прочности силовых элементов;

таний дает возможность подвергнуть испытаниям большое количество образцов и полнее выявить рассеивание харак­ теристик надежности.

В лабораториях по исследованию и испытаниям оборудо­ вания проводят изолированные ресурсные испытания элемен­ тов систем. Они дают возможность исследовать поведение элементов систем при высоких и низких температурах, повы­ шенной влажности и запыленности, при вибрациях, различ­ ных механических и электрических перегрузках и т. д. Так как целью ресурсных испытаний является оценка надежности и долговечности работы систем и их элементов в пеальных

условиях, то при разработке программ этих испытаний необ­ ходимо стремиться приблизить условия испытаний к экс­ плуатационным. При отступлении от реальных условий как в сторону улучшения, так и в сторону ухудшения результаты ресурсных испытаний могут оказаться искаженными.

Для того чтобы вывести коэффициент соответствия ре­ сурсных испытаний результатам эксплуатации, необходимо

организовать четкую статистику отказов.

Рассмотрим некоторые параметры, характеризующие ус-

58

шин возникают напряженные температурные условия. В од­ ном случае, за счет сильного нагрева от двигателя, работы трущихся пар, внутреннего нагрева и других причин темпе­ ратура агрегатов машины повышается, в другом — при опре­ деленных условиях создаются низкие температуры.

Исходными данными при назначении температур для ла­

бораторных испытаний являются замеры температуры в раз­

меров.

Для назначения температурного режима при испытаниях какого-либо агрегата или узла нужно иметь следующие дан­ ные: максимальную и минимальную температуру среды,

окружающей испытуемый прибор на изделии, максимальную и минимальную температуру корпуса агрегата или рабочего элемента (бензина, масла, воздуха и т. д.), характер измене­ ния температуры во время работы в различных условиях.

При назначении испытательного режима следует иметь в виду конструктивные особенности прибора или узла. По­ скольку мембраны, уплотнения и другие детали из резины при высокой температуре подвергаются быстрому старению,

то продолжительные испытания узлов и агрегатов создавае­

мой машины при максимальной температуре могут прежде­ временно (по сравнению с эксплуатационным временем) вы­ вести их из строя. Назначение же менее высокой температу­ ры, чем та, которая достигается в процессе эксплуатации ма­ шины, приведет к неверным выводам.

Температурный режим при испытаниях на ресурс должен учитывать особенности эксплуатации в зимних условиях. C

этой целью после выполнения части рабочих циклов при ра­ бочей эксплуатационной температуре необходимо проводить проверку герметичности проверяемых агрегатов при минусо­ вых температурах. Необходимость этих испытаний диктует­ ся тем, что изношенные резиновые уплотнения при плюсовых температурах обеспечивают герметичность соединений, а при минусовых температурах уплотнения с этим же износом приведут к течи.

Давление. Испытания системы на рабочих давлениях, которые создаются в описаниях и определяются характерис­ тиками применяемых устройств (насосов, редукторов, предо­

59

хранительных клапанов и т. д.), не всегда позволяют рас­ крыть отдельные характеристики. Особенно касается это

гидравлических систем, так как в этом случае не учитыва­ ются гидродинамические явления в рабочей жидкости.

В гидравлических, топливных и других жидкостных си­ стемах давления па интересующем участке следует замерять при работе всех агрегатов системы, как бы далеко ни нахо­ дились гидроагрегаты от проверяемого участка.

Мгновенное срабатывание гидрокранов, силовых цилинд­ ров в гидросистемах часто приводит к возникновению боль­

раз превышать рабочие и вызывать поломки. Действие пико­ вых давлений может продолжаться доли секунды. Так как манометры вследствие большой инерции могут не отметить

их, обнаружить пики давления иногда удается только осцил­ лографом.

Оценить влияние многократного действия таких кратко­ временно действующих пиковых давлений на гидросистемах можно только при помощи ресурсных испытаний. При на­ значении режима давлений для ресурсных испытаний гидро­

агрегата необходимо знать пиковое давление, кратковремен­

рами и различными самописцами на опытных машинах или

на стендах, собранных по схеме гидросистемы исследуемой машины.

Механические нагрузки. Нагрузки на любые элементы систем изделия для испытаний на прочность можно задавать исходя из данных всего спектра нагрузок, дейст­ вующих на агрегаты машин. При назначении нагрузок для ресурсных испытаний элементов какой-либо системы кроме внешних следует учитывать и внутренние нагрузки, вызван­ ные внутренними давлениями, пульсациями этого давления, температурой и другими источниками нагружений.

Частота повторения нагрузок назначается по материалам специальных исследований. Большую роль при этом играют статистические материалы повторяемости перегрузок по опыту эксплуатации подобных изделий.

Исследования показывают, что сильное влияние на вы­

носливость агрегатов оказывает характер изменения нагруз­ ки, в частности, имеющаяся асимметрия цикла нагружения.

При одинаковой величине максимальной нагрузки наибо­

60