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
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