Файл: Паньков, Н. П. Надежность автомобильной техники ЧЗХР.pdf

величиной со своим законом распределения (рис. 5.12,а), то вероятность разрушения /?(алр> о ) является случайной функ­ цией двух случайных аргументов а и овр.

о)

Рис. 5.11. Кривые плотности вероятностей рабочих напряжений.

При этом предельное напряжение и его распределение для реальной детали и стандартного лабораторного образца различны. Если кривая 1 (рис. 5.12,6) функция распределения напряжений °прР в лабораторном образце, то для детали предельные напря­

жения а£р будут, как правило, ниже, а рассеивание их больше

(кривая 2). Причина такого положения кроется в действии кон­ центратов напряжений, более сложной конфигурации детали, ка­ честве поверхности, масштабном факторе, условиях нагружения и т. д. Поэтому чтобы сравнивать случайные величины а (кри­ вая 3) и опр необходимо предварительно перейти от о°®р к а*р.

Из изложенного следует, что рассматриваемые характеристи­ ки являются по сути не случайными величинами, а случайными функциями. Это характерно для о*р, так как с течением време­

наступления разрушения будет увеличиваться, а вероятность Р безотказной работы падать.

136

Общим правилом для рассматриваемых вопросов является: при надлежащем запасе прочности можно обеспечить сколь угод­ но высокую вероятность безотказности работы детали. Практи­ чески сказываются ограничения веса, объема, стоимости материа­ ла и изготовления.

di

Рис. 5.12. Кривые’ плотности вероятностей рабочих и пре­ дельных напряжений.

Приведенная выше методика расчета безотказности позволяет при разработке новой конструкции машины ориентировочно оп­

функции по обеспечению работающего парка автомобилей между теми, кто конструирует, испытывает и ставит новую модель ма­ шины на производство и теми, кто организует производство за­ пасных частей к ним. Задача сводится к тому, чтобы максималь­ но приблизить производство запасных частей к тому уровню, ко­

137

производство так называемых неходовых деталей. Этого можно достигнуть в том случае, если потребность в запасных частях и нормы их расхода будет определять тот, кто конструирует ма­

по заводам-изгоговителям.

Такое распределение функций исключит появление тех ненор­ мальностей, которые имели место до последнего времени. Доста­ точно сказать, что автомобиль ГАЗ-51 выпускался у нас с 1946 г.

модели другой. В результате промышленность долгое время вы­ пускала много деталей, ненужных в эксплуатации автомобиля ГАЗ-51. Автомобильные хозяйства испытывали острую нужду в шкворнях, шаровых пальцах, вкладышах поперечных тяг, а про­ мышленность в изобилии выпускала тяги выключения сцепления, вилки и картера сцепления, поперечные тяги в сборе (без нако­ нечников), т. е. такие детали, которые обладают большим сроком службы.

Слабым местом карданной передачи автомобиля ГАЗ-51 явля­ ется подшипник опоры промежуточного вала. Промышленность же выпускала опоры без подшипников.

В 1965 г. в Ульяновской области эксплуатировалось всего лишь 85 новых автомобилей ГАЗ-53Ф со средним пробегом 10—Ь; тыс. км. Для обеспечения их работы в том же году выде­ лено 180 наименований запасных частей, многие из которых по­ требуются через 3—4 года после начала эксплуатации автомоби­ ля, а некоторые вообще не нужны в эксплуатации (маховик, бампер передний, газопровод, картер масляный и т. д.). В то же самое время в выделенных запасных частях не оказалось тормоз­ ных накладок, резиновых манжет тормозов, ремней вентилятора, т. е. таких деталей, которые должны быть сменены через непро­ должительное время после начала эксплуатации машины.

ССР и союзных республик» понятие «гарантийный срок службы» определено как «срок службы, в течение которого изготовитель гарантирует исправную работу изделия и несет материальную ответственность за возникшие неисправности при условии соблю­ дения потребителем правил эксплуатации и хранения». Из этого определения следует, что гарантийный срок службы является не только технико-экономической характеристикой, но и юридиче­ ской категорией, обязывающей завод-изготовитель безвозмездно в согласованный сторонами срок устранять выявленные дефекты. По этой причине интересы заказчика и поставщика диаметрально

138

противоположны. Заказчику выгодно, чтобы гарантийные обяза­

меньше расходы на поддержание выпущенной продукции в рабо­ тоспособном состоянии. Отсюда частые споры при определении гарантийных обязательств.

Так, например, Кременчугский автомобильный завод устано­ вил гарантийный срок автомобиля КрАЗ-256 равный одному году эксплуатации, но не более 20 тыс. км пробега.

Опыт показывает, что 20 тыс. км пробега автомобили КрАЗ-256 проходят за 5 месяцев их эксплуатации в карьерах. Поэтому гарантии завода фактически действуют в течение 5 месяцев.

Если же взять армейские условия эксплуатации, то основная масса машин имеет пробег в год не более 1,5—2 тыс. км.Поэтому, чтобы им пройти 20 тыс. км, потребуется 10 лет эксплуатации, а гарантии действуют в течение 1 года.

Отмеченные обстоятельства касаются не только Кременчуг­ ского, но и других автомобильных заводов страны.

Это обстоятельство настоятельно требует отработки методики определения технически обоснованной нормы гарантийного про­ бега автомобилей на базе основных положений теории надеж­ ности.

Исходными предпосылками при определении технически обос­ нованной нормы гарантийного пробега автомобиля являются:

тийного пробега агрегата автомобиля основной задачей является установление функции распределения технического ресурса, с по­ мощью которой можно определить количественные показатели надежности, прогнозировать дальнейшую работу отдельных узлов и агрегатов автомобиля и решать практические вопросы техни­ ческого обслуживания и ремонта.

3. При известном законе распределения технического ресурса агрегата вероятность безотказного пробега находится из выра­

139

где а — среднеквадратичное отклонение ряда распределения срока службы;

I — переменная случайная величина срока службы агрега­ та;

I — средняя арифметическая величина ряда распределения срока службы агрегата.

Учитывая, что срок службы агрегатов автомобиля величина положительная (/>0), следует применять нормальный усеченный закон, для которого

I

(5.34)

о

где С — постоянная усечения, определяемая по формуле

С учетом этого вероятность безотказной работы агрегата мо­ жет быть найдена по формуле

Полученная формула громоздка для расчетов. Поэтому с до­ статочной для практики точностью вероятность безотказной ра­ боты агрегата можно найти при помощи интегральной функции Лапласа Ф (t)

(5.36)

Задаваясь величиной P(t) на уровне 0,90—0,97, находят ин­ тегральную функцию Лапласа Ф (/), после чего по таблицам на­ ходят квантиль нормального распределения t, отвечающий приня­

той вероятности, и затем из формулы t = -— — находят значение

гарантийного пробега

Іт— 1 — t о.

М. Н. Бедняк * установил на примере автомобиля КрАЗ-256, что технический ресурс двигателя ЯМЗ-238 наилучшим образом

140

апроксимируется функцией нормального распределения, а короб­ ки передач, ведущих мостов, подвески, — функцией Вейбулла.

В табл. 5.1 приведены уравнения для определения вероятности безотказной работы различных агрегатов автомобиля КрАЗ-256.

Вероятность безотказной работы автомобиля может быть вы­ ражена в виде произведения вероятности безотказной работы агрегатов

п — количество последовательно соединенных агрегатов.

141