Файл: Паньков, Н. П. Ремонтопригодность автомобильной техники учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2024

Просмотров: 52

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

иметь одинаковое распределение времени до наступления отка­

за _/•*(*) •

Ьсли щри наступлении отказа детали заманить ее повой, то ма­

тематическое ожидание числа таких замен за

время (0, t)

будет

равно

 

 

 

 

H { t ) ^ n M

\X{t)] = п

,

 

(1.8)

 

i= 1

 

 

 

где Pt(t) — вероятность

наступления

точно i

отказов за

время

(0,0, т.е. P,(t) = P { X ( t ) = i} .

 

 

Учитывая, что Pt (t)

связаны следующими

соотношениями

Pi (t) = P {* (t) > i) - Р {X (t) > i +1} = p> t (t) - P>(i+1) (t) , (1.9) (г = 0, 1,2... n)

можно записать, что

со

H{t) = M[X(t)\=-- 2 iPf (t) = Pi(t) + 2P2(t) + 3P.d{t) + i=\

- 4 Я Д 0 + • • • =

P>i(t) -

P>2(t) + 2 P >2{t) - 2 P >3(t) +

+ зр>з(0- зя>4(0+

• • • = %P>i{t) .

(l.io)

Событие {X{t) ^ i )

эквивалентно событию

< t

 

 

i*=i

 

и поэтому, учитывая соотношение, позволяющее определить рас­

пределение суммы

независимых случайных (величин,

 

 

 

t

 

Р \ у . Wk < t ) =

\ F(i~l){ t - ^ ) d F x = F«)(t) ,

(1.11)

U = i

>

о

 

можно записать

P>i(f) = Fll4t)* ■

(1.12)

 

С помощью уравнения (1.10) запишем

H(t) = n - 2 l FW(t)

(1.13)

/—1

 

* 1^0 называется г'-кратной композицией или сверткой распределения F(t).

13


«ли, используя уравнение (1.11), приходим «интегральному урав­ нению, называемому уравнением восстановления,

 

 

е/

/=2

 

 

 

 

 

о . 14)

= / 7(^) +

J*

H { t - i ) d F ( i ) .

 

 

При выводе уравнения (1.14) учитывалось,

что F<°)(t) =

1, а

 

 

/7Ш(*) = /=■(*) .

(1.15)

П|родеференц!ирова1в по

^ обе части уравнения (1.15) и учиты-

вая, что Fi((О ) dF(t)

О,

получим уравнение

для частоты

или

d(t)

 

 

 

 

 

плотности восстановления, которая эквивалентна интенсивности отказов х.

h{t) =

 

dF(x)

(1.16)

Ц h(t—i)f(i)d* ;

f i = —i—

Решение уравнений

(1Л5) и (1.16)

удобнее всего

проводить

с помощью преобразования Лапласа.

восстановления имеется

Для рассмотренной

схемы в теории

один важный результат относительно частоты проведения вооста: новлений при длительной эксплуатации системы (I -> оо) — при произвольном законе ра определения времени безотказной работы

для группы из п идентичных деталей

выполняется предельное

соотношение

 

 

 

 

 

П т ш

t

п

и lim h(t) — h

1

0.17)

t — СО

Т

 

Г

 

где Т —математическое

ожидание случайного

времени жизни

одной

детали

(элемента).

 

 

Д. Кокс и В. Смит изучили схемы, состоящие и:з деталей (эле- - ментов) с различными распределениями времени безотказной ра­ боты. Они показали, что хотя детали и имеют произвольное рас­ пределение времени жизни, вследствие производимых восстанов­ лений (замен) происходит перемешивание возрастов отдельных элементов. В результате этого, начиная с некоторого времени, наблюдается постоянство во времени интенсивности отказов для схемы в целом. Этой позиции придерживается также И. Базов­ ский.

14


Из зашиты ости (1.17) следует, что для большого промежутка времени t, среднее число отказов за единицу времени близко к обратной величине среднего ресурса Т. Более того, с течением времени процесс восстановления становится стационарным или близким к нему, а его характеристики практически перестают за­

висеть от времени.

связь,

Учитывая, что между H{t) и F(t) существует тесная

с изменением последней изменяется и первая.

F(t)

Так, например, для нормального закона распределения

имеем

 

^ т=ф[^7т) ■

где

 

X

Х^

Ф(х) = — 1 = - f

dx ;

 

т/2те

*

 

 

'

— со

 

H( t ) = 2

ф ( t — пТ

 

п—\

\

 

со

1

 

(;t — nT)* ~

h(t) = 2

a V2i i n

exp

2 о2 n

(1Л8)

(U9>

( 1. 20)

( 1.21)

Для экспоненциального

закона

распределения F(t)

значения

Н (t) и h(t) примут вид

 

 

 

//(*) = И;

й(*) = Х;

Х= -^ _ .

(1.22)

На рис. 1.2 приведен график плотности восстановления для от­ дельного агрегата (машины) и для совокупности одновременно вводимых в эксплуатацию агрегатов (машин).

15


В соответствии с формулой (1.22) поток восстановлений стре-

мится для

агрегата к

значению

i

 

 

 

h

 

1 \

, а для совокупности—к -= —.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

\

Запишем значение функции h(t) для каждого отказа:

 

— для

первого

отказа

 

 

 

 

 

 

 

 

*Л*)

 

 

 

 

 

 

(t - T

,)2 '

(1.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

•>т2

— для

второго

отказа

 

 

 

 

 

 

 

h2 (t)

1

f . . . .

Г

( t -

Г , ) 2

-

,

1

(t 2 Г 3)2

"

 

 

 

 

2 с2

 

 

' у 2 6Хр

4 о2

 

3 / 2 ^ { С ' Ф

 

 

 

 

для п-го

отказа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К V) = т

1

 

exp

 

(t -

Tt)*

,

1

 

( t - 2 T ^

 

 

 

 

2*2

 

+ —— exp

4 a2

 

 

 

 

 

 

 

'

/ 2

 

 

 

 

+ ^ =

 

_

(.t — nTxf

 

(1.24)

 

 

exp

 

2nd1

 

 

 

 

у

tl

 

 

 

 

 

 

 

Процесс стабилизации потока отказов, а следовательно, и по­ токов восстановлений при нормальном законе распределения -за­

канчивается практически через время , а для агрегато;з

и деталей с разными исходными законами .распределения—еще быстрее.

Опыт эксплуатации автомобилей показывает, что как в авто­ хозяйствах, так и в воинских частях наблюдается относительная стабильность объемов технического обслуживания и ремонта за сравнимые периоды использования .одного и того же парка машин.

Так, например, в 4-м автобусном парке Ленинграда средне­ месячный поток отказов в 1965—4968 гг. отличался от максималь­ ного и минимального не более чем на 10%, средняя периодичность одного случая текущего ремонта в парном автобусном парке Минска с 1962 по 1967 г. составила 0,40—0,46 тьис. км.

По данным Ульяновского автоуправления у автомобилей ГАЗ-51 при пробеге 2240,3 и 2209,4 тыс. км было устранено соот­ ветственно 771 и 776 отказов подвески, в том числе по передним рессорам — 357 и 336, задним рессорам— 200 и 235, дополни­ тельным рессорам —214 и 205.

* v —коэффициент вариации.

16


Ha рис. 1.3 приведено распределение случаев замены тормоз­ ных накладок автомобиля ЗИЛ-164 за 1961—65 иг., а на р®с. 1.4— растределение случаев замены накладок дисков сцепления, под­ тверждающее наличие такой стабильности.

Рис. 1.3. Периодичность замены

Рис. 1.4. Периодичность замены нак­

тормозных накладок у автомобиля

ладок дисков сцепления у автомоби­

ЗИЛ-164.

ля ЗИЛ-164.

И. А. Луйк в статье «Некоторые закономерности технической эксплуатации машинного парка» * показал на примере строитель­ ных машин, что парк однородных автомобилей постоянного соста-

Рис. 1.5. Влияние полноты восстановления ресурса на поток восстановления.

* Л у й к И. А. О надежности сложных техш ЙР.КИХ ..систем^-М.,-«Машино-

строение», 1966. Гос. пуол'чи

научно-т "' ' .

2 Заказ № 657.

библ/.отаг.т. . -с *

17

ЧИТАЛЬНОГО й '

ва по мере эксплуатации приходит в «уравновешенное» состоя­ ние при « 0р = 1,5 t, где t —•межремонтный период.

Относительная стабильность объемов технического обслужи­ вания и ремонта подтверждается также сравнительным постоян­ ством числа ремонтных рабочих, приходящихся на определенный пробег, один автомобиль или какой-либо другой удельный по­ казатель.

Так, например, при сложившейся структуре грузового парка РСФСР, сроках службы и условиях эксплуатации автомобилей >на' одного ремонтного рабочего приходится 120 тыс. км годового пробега.

На рис. 1.5 приведен график, иллюстрирующий поведение лог тока восстановлений три изменившейся частоте отказов или .неис­ правностей вследствие различной полноты 'восстановления ресур­ са. Если восстановление ресурса неполно, но постоянно, то в этом случае' происходит стабилизация потока восстановления на более высоком уровне (кривые 2, 3 и 4). Если же с каждым восстанов­ лением происходит последовательное снижение полноты восста­ новления ресурса, то происходит увеличение значения функции восстановления (кривая 5) по времени или пробегу.

Учитывая тесную связь между потоком отказов и потоком вос­ становлений, ниже рассматриваются типичные схемы возникнове­

ния отказов и законы распределения времени

безотказной работы.■

СХЕМА ВОЗНИКНОВЕНИЯ

МГНОВЕННЫХ

ОТКАЗОВ

 

 

И ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ

Отказ элемента или детали автомобиля наступает по причине-

того, что нагрузка превысила некоторое

предельное значение или

 

 

при нормальной

нагрузке

 

 

на машину поставили за­

 

 

ведомо

слабую

деталь

 

 

вследствие

 

нарушения

 

 

технологии ее изготовле­

 

 

ния. Примерами подоб­

 

 

ных отказов

могут

быть

 

 

прокол или разрыв шины

 

 

от

попадания

острого

 

 

предмета

или

поломки

 

 

деталей

вследствие

де­

 

 

фектов

производства.

 

 

Рассмотрим

случай,

 

 

при котором отказ явля­

 

 

ется

следствием

роста

 

 

•нагрузок сверх допусти­

 

 

мых пределов, что часто

 

 

возникает

при

реальной

Рис. 1.6. Изменение нагрузки, действующей

эксплуатации

автомоби-

на шину автомобиля.

 

лей.

 

 

 

 

 

 

18