За преодоляване на проблема с малките вероятности са разработени ускорени методи за тестване. В рамките на ускореното тестване могат да се разграничат два подхода.

Първи подходвключва тестване при условия, при които се използват фактори, които ускоряват процеса на повреди, повреди, грешки, например повишаване на температурата, влажност, увеличаване на вибрациите и др. В този случай първо трябва да се получат зависимостите на промяната в показателите за безопасност от промяната на ускоряващия фактор в нормални и принудителни режими, което е задача с не по-малко сложност от конвенционалните тестове. Тези зависимости често имат характер на корелации, което означава, че могат да се използват за задаване не на строго определена стойност на индикатора за надеждност, а на диапазона на възможните му стойности. Изпитванията при принудителни условия могат да доведат до разрушаване на продукта, при което протичат физични и химични процеси, които не са характерни за нормалните условия на работа. Освен това използването на ускоряващи фактори може да не даде значителен ускоряващ ефект. Следователно вторият подход е подходящ.

Втори подходвключва използването на методи за намаляване на дисперсията, и по-специално метода на значителна извадка. Този метод, както и други методи за намаляване на дисперсията, се състои в изкуствено увеличаване на вероятностите за грешки и откази чрез генерирането им и след това преизчисляването им към реалния режим на работа. Методите за намаляване на дисперсията станаха широко разпространени в симулационното моделиране на системи, когато аналитичните изчисления са или трудни, или просто невъзможни поради сложността на анализираните системи.

Както е известно, моделирането е средство за изучаване на система чрез замяната й със система (модел), по-удобна за експериментално изследване, запазване на съществените характеристики на оригинала и тестване на модела чрез пробен метод. Моделът възпроизвежда описанието на системата с повече или по-малко опростявания. В този случай трябва да се постигне разумен компромис между верността на възпроизвеждането и сложността на средствата, необходими за това.

Реализирани методи за софтуерно симулиране на произволни процеси симулационно моделиране на системи.В този случай произволните ефекти се възпроизвеждат изкуствено от софтуер или физически сензори, включени в общата схема за симулация.

Традиционният начин за програмно симулиране на произволни функции с всякаква сложност е генерирането на някои стандартни (основни) процеси. Най-често използваното основно действие в цифровото моделиране е последователността от числа v 0 , ..., v n ,които са реализация на независими случайни събития, равномерно разпределени в интервала (0, 1). Всъщност по редица причини се използва псевдослучайна последователност от равномерно разпределени числа, тъй като има цикличен характер. На базата на тази последователност чрез някои трансформации може да се получи квазислучайна последователност от случайни числа (дискретни и непрекъснати) с произволно разпределение на вероятностите. Така че, за генериране на непрекъснати произволни действия, най-често срещаният метод е метод на обратна функция,според което случайната променлива w,има вероятностно разпределение с монотонна функция F,се генерира от равномерно разпределена случайна променлива v съгласно формулата iv = F _1 (v). Например, случайна променлива с експоненциално разпределение се симулира по формулата w =-A _1 ln(v/A.), където х- процент на неуспех.

Има и други методи за генериране на произволни ефекти: метод на елиминиране, метод на съставяне и т.н. За някои разпределения (например за нормалното разпределение на вероятностите и др.) се използват специални методи, които са фокусирани само върху този клас разпределения. И така, при генериране на нормално разпределени случайни числа с математическо очакване ти стандартно отклонение a се използва свойството на сближаване на суми от независими случайни величини към нормално разпределение, т.е.

където П- броят на реализациите на случайни числа, равномерно разпределени в интервала (0, 1), необходими за получаване на едно нормално разпределено число.

По този начин по време на симулационното моделиране върху модела на системата се генерират произволни действия с дадени закони на разпределение, в резултат на което се определят стойностите на произволен изходен параметър или параметри на анализираната система.

През последните години въпросът с приемо-предавателните тестове стана много остър. Мнозина смятат, че стандартите у нас се използват на доброволни начала, а Техническият регламент не дава преки индикации за необходимостта от приемателни изпитания. Има и такива преценки: защо да инвестирате допълнителни пари, ако все пак трябва да издадете сертификат. Или: може да не се получи разрешение за използване, приемните тестове също са допълнителна процедура и т.н.

Нека се опитаме да го разберем.

Технически регламент

От средата на февруари 2013 г. влезе в сила дългоочакван документ: „За безопасността на машини и оборудване“ TR CU 010/2011. Той съдържа директни инструкции за гарантиране на безопасността при проектирането и последващото производство. Тоест разговорът е за необходимостта от определяне и установяване на приемливия риск за машината и/или оборудването. В този случай трябва да се гарантира нивото на сигурност:

• набор от изчисления и тестове, базирани на доказани методически разработки;
• пълнота на опитно-проектната и изследователската работа;
• производството на машината и/или оборудването трябва да бъде придружено от изпитвания, предписани в приложената проектна (проектна) документация.

Тоест, ясно е, че както проектантската организация, така и производителят са длъжни да тестват обекта. Те са предвидени в проектната документация, те трябва да бъдат извършени преди сертифициране (процедура, потвърждаваща съответствието). Фактът на деклариране е очевиден - наличието на документ за собствени тестове, извършени преди процедурата за потвърждение. Но не е ясно какви тестове се има предвид.

Концепцията за "тест"

Това означава техническо действие, което дава възможност да се проверят инженерните характеристики на обект (продукт), да се определи степента на износване, качество и годност за дългосрочна употреба. Допуска се тестване на прототип както за отделни елементи, така и като цяло.

Етапи на изпитване

Разпределете ведомствени, междуведомствени и държавни тестове за приемане. GOST 34.601-90 установява следните видове:

• предварителен;
• опитен;
• приемане.

Всеки от тях изисква спазване на определена процедура, за която се разработва специален документ - програма за приемни тестове. Тя трябва да бъде одобрена от клиента. Програмата предписва обхвата на тестовете, както необходими, така и достатъчни, като гарантира предвидената пълнота на получените резултати и тяхната надеждност.

След тестване и предварително отстраняване на грешки на оборудването трябва да се извършат предварителни тестове.

Извършват се експериментални изпитвания, за да се установи готовността на оборудването (машината, системата) за непрекъсната работа. Без тези тестове е забранено извършването на приемни тестове.

Финален етап

Това са тестове за приемане. Билетът за живота на разработеното оборудване (машини, системи) зависи от тях. Този етап дава отговори на въпросите, поставени на дизайнерите. На първо място, това е съответствие с предназначението, производителност и техническа и икономическа ефективност, дали ще отговаря на съвременните изисквания за безопасност и ще спомогне за подобряване на работата на работниците.

В хода на тестовете за приемане проверете:

• оценка на успеха на преминалите пилотни тестове;
• вземане на решение за възможността за пускане на оборудване (машина, система) в търговска експлоатация.

Тестовете за приемане се извършват на обекта на клиента (и вече действат). За да направите това, се издава заповед или заповед за извършване на необходимата работа.

И двата документа са написани съгласно действащите разпоредби и стандарти, разработени за определени видове обекти. Те се одобряват от министерствата, надзираващи проектантските организации.

Подробности за програмата:

• целта на предстоящата работа и техния обхват;
• критерии за приемане както на обекта като цяло, така и на неговите части;
• списък на обектите, които трябва да бъдат тествани, както и списък с изисквания, на които трябва да отговаря обектът (винаги с посочване на техническото задание);
• условия и срокове за изпитване;
• материално и метрологично осигуряване на предстоящата работа;
• средства за изпитване: технически и организационни;
• методика за провеждане на приемателни изпитвания и обработка на резултатите;
• фамилни имена на лица, назначени отговорни за извършване на тестова работа;
• списък на необходимата документация;
• проверка на неговото качество (главно експлоатационни и проектни).

В зависимост от техническите и други характеристики на обекта на изследване документът може да съдържа тези раздели, но при необходимост те могат да бъдат съкратени или въведени нови.

Пакет документи за разработване на Програмата и методологията

Изискванията за дизайна и съдържанието на тези документи се регулират от GOST 13.301-79.

Списъкът с документи за създаване на Програмата и методиката не е постоянен. Променя се в зависимост от отношението на изпитвания обект към него или към министерството, или към организацията. Но като цяло са необходими следните документи:

• наръчник;
• нормативна и техническа документация: спецификации, стандарти и др.;
• паспорт на получения обект;
• документи за премината регистрация от производителя;
• чертежи и описания;
• протоколи от заводски тестове (за чуждестранни производители).

Програмата и методологията на тестовата работа, изготвени и сертифицирани от клиента и специалистите на Ростехнадзор, са регистрирани във Федералната агенция.

комисия

За приемо-предавателни изпитвания се формира със съответното постановление за предприятието. Комисията включва представители на доставчика на съставни части, клиента, проектантската организация, разработчика, органите за технически надзор и организациите, участващи в монтажа и монтажа.Комисията се одобрява от съответното министерство.

В работата си комисията използва следните документи:

• техническо задание за създаване на оборудване (машини, системи);
• протокол от предварителни изпитвания;
• екзекутивна документация за инсталацията;
• програма за приемни тестове;
• актове (ако е необходимо);
• работни дневници от опитни тестове;
• актове за приемане от тях и завършване;
• техническа документация за оборудване (машина, система).

Преди приемо-предавателни изпитвания системната документация и техническата документация се финализират в съответствие с коментарите към протокола за провеждане на предварителни изпитвания и удостоверението за завършени експериментални изпитвания.

Производителят и проектантската организация трябва да предоставят на комисията по приемане:

• материали от проведените предварителни изпитвания;
• експериментални обекти, преминали успешно предварителни тестове;
• прегледи, експертни становища, патенти, свидетелства за авторско право, издадени в процеса на приемо-изпитание за извадка за разработка;
• други материали, одобрени по методи за изпитване за определени типове обекти и стандартни програми.

Преглед

Това е една от основните точки на тестването за приемане. Те не трябва да дублират предишните етапи, а сроковете за тяхното изпълнение са компресирани.

Тестването за приемане включва проверка на:

• качеството и пълнотата на изпълнение на функциите на оборудването (машина, система) в съответствие с техническото задание;
• работа на обслужващия персонал в интерактивен режим;
• изпълнение на всяко изискване, свързано с оборудването (машина, система);
• пълнота на експлоатационната и съпътстващата я документация и тяхното качество;
• методи и средства, необходими за възстановяване на работата на съоръжението след възможни повреди.

Ако се тестват два или повече обекта с подобни характеристики, тогава се създават същите условия за тестване.

По време на приемо-предавателните изпитвания не се извършват проучвания за издръжливост и надеждност, но показателите, получени по време на изпитванията, трябва да бъдат записани в съответните актове.

Край на теста

Тестовете за приемане се завършват с техническа експертиза. Тоест обектът се разглобява и се установява техническото състояние на неговите елементи (възли), както и сложността на разглобяването и сглобяването на целия обект на изследване.

След приключване на работата комисията разработва и съставя протокол за извършените изпитвания. Въз основа на него ще има по-нататъшно приемане. Ако е необходимо, комисията определя размера на подобрение на оборудването (машина, система) и / или техническата документация, а също така прави препоръки за пускане на тествания обект в масово производство.

Ако това не е възможно, протоколът от приемо-предавателния тест се допълва с предложения за подобряване на продукта, повторен приемен тест или изискване за спиране на работата по обекта.

Действия и резултати

Удостоверенията за приемане на обекта се одобряват от ръководството на предприятието, което е назначило комисия за изпитване.

Методологията на приемо-предавателния тест препоръчва, ако е необходимо, да се вземат предвид резултатите от изпитанията, извършени в научно-техническия съвет на съответното министерство или предприятие, разработващо обекта заедно с клиента (тоест, дори преди одобряването на сертификата за приемане) .

Решението за пускане на изпитваните обекти в серия се взема въз основа на материалите и препоръките на приемателната комисия и/или научно-техническия съвет със заповед на министерството. Той задължително посочва обема на производството и дава препоръки за изпълнение.

Доклад от приемо-предавателния тест

Преди четири години бяха премахнати единните форми на първични документи. Това даде на организациите правото да разработват свои собствени шаблони за всеки документ. Основното нещо е да се спазват следните изисквания:

• Документът е подписан от всички лица, които са го съставили. Ако някой от тях действа чрез пълномощник, това трябва да бъде отразено в акта.
• Това не засяга законосъобразността на акта, независимо дали е издаден на обикновен лист хартия или на бланки. Както, между другото, и след това, документът е написан на ръка или набран на компютър (основното нещо са „живи“ подписи).
• Върху документа се поставят печати и печати, ако това е предписано в устава и/или счетоводната политика на организацията.
• Логично актът има три части: начало (т.нар. заглавие – дата, заглавие, място на съставяне), основна част и заключение.

Броят на копията на документите е равен на броя на подписалите страни. Всеки от тях има еднакъв правен статут и идентичен текст. Информацията за акта се вписва в специализиран регистър на документацията на организацията.

Не трябва да има грешки или пропуски в документа за приемане на теста. Тъй като това може да бъде не само основание за поставяне на обекта в баланса на организацията или отписването му, но и основният подкрепящ документ при подаване на иск в съда.

Заглавието на документа се изписва в центъра на страницата, отдолу - мястото на съставяне (град, населено място и т.н.) и датата.

Основната част на акта съдържа следната информация:

• Състав на комисията. Посочват се предприятието (организация, министерство), представители, които ще подпишат документа, след това техните длъжности и пълно фамилия, име и отчество.
• Име на обекта и реален адреснеговата инсталация.
• Подробен списък с тестове(изготвен под формата на списък или таблица) с информация за условията за преминаване на тестовете.
• Ако се установят недостатъци, те, както и предложенията за отстраняване, се подават по-долу, или се съставя приложение към акта.
• Протоколът от приемо-предавателния тест (образец е даден по-долу) завършва със заключенията на комисията относно капацитета или неработоспособността на изпитвания обект.

Становището на всеки член на комисията, различно от останалите, трябва да бъде предписано или в самия акт (в отделна алинея), или в приложение към него. В него са изброени и всички книжа, придружаващи акта.

И едва след това всички участници в подготовката на документа поставят подписите си и ги дешифрират.

Завършване на работите

Подписаният акт е включен в комплекта на обекта, който се изпитва. Актът се съхранява или в съответствие с действащото законодателство, или по начина, установен от регулаторните актове на организацията.

Наричат ​​се ускорени тестове, чиито методи и условия осигуряват необходимото количество информация за по-кратък период от предвидените условия и режими на работа. Ускорените изпитания са съкратени и принудителни.

Намалени опити - ускорени тестове без засилване на процеси, които причиняват повреди или повреди. При съкратените тестове намаляването на времето за получаване на показатели за надеждност се постига чрез прогнозиране на поведението на тестовия обект за период, по-дълъг от продължителността на тестовете.

Принудителни процеси- ускорени тестове, базирани на интензификацията на процеси, които причиняват повреди или повреди. По време на принудителни тестове се извършва умишлено увеличаване на степента на загуба на производителност на продукта.

Ускорените тестове са предназначени да намалят продължителността на теста в сравнение с нормалните тестове, т.е. тестове, чиито методи и условия осигуряват необходимото количество информация в същия период, както в условията и режимите на работа, предвидени от НТД за този продукт /23/.

Основната характеристика на ускореното тестване е фактор на ускорение - число, показващо колко пъти продължителността на ускорените изпитвания е по-малка от продължителността на изпитванията, проведени при определени условия и режими на работа (нормални тестове).

Коефициентът на ускорение може да се изчисли по време на работа и по календарно време. Коефициент на ускорение по време на работа- съотношението на времето на работа на продукта при нормални изпитвания към времето на работа при ускорени изпитвания. Коефициент на ускорение за kалендарно време- съотношението на календарното време на нормалните тестове към календарното време на ускорените тестове.

При разработването на ускорени тестове за конкретен вид продукт е необходимо преди всичко да се установи принципът на ускорените тестове, след което въз основа на формулирания принцип да се избере методът и режимът на ускорените тестове /22/. Принцип на ускорен тест - набор от теоретично и експериментално обосновани закономерности или предположения, на чието използване се основават тестове с намаляване на тяхната продължителност. Метод за ускорено изпитване- набор от правила за прилагане на принципите на ускореното тестване за получаване на показатели за надеждност за определени групи или видове продукти. Ускорен тестов режим - режима, предвиден от прилагания принцип и метод на ускорените изпитвания и осигуряващ намаляване на продължителността на изпитванията.

Ускореният режим на изпитване може да бъде нормален (за намалени тестове), принудителен (за принудителни тестове), комбиниран с редуващи се нормални и принудителни режими (за принудителни тестове).

Нормален режим -режимът, в който стойностите на неговите параметри са в границите, установени в техническата документация за нормална работа на изпитвания продукт. Специален случай на нормалния режим е номиналният режим на изпитване, съответстващ на установените параметри на външни въздействия, обикновено приемани за отправна точка за допустими отклонения.

принудителен режим - тестов режим, който осигурява увеличаване на интензивността на процесите на загуба на работоспособност в сравнение с нормалния режим. Принудителният режим може да се постигне чрез промяна на един или няколко форсиращи фактора едновременно.

Принуждаващ факторсе нарича компонент на тестовия режим, чиято промяна на параметрите в сравнение с нормалния тестов режим води до засилване на процесите, които причиняват повреда или повреда. Като форсиращ фактор се използват сила (въртящ момент), скорост (честота), температура, влажност на околната среда, абразивност на средата, химическа агресивност на средата и др.

Показателите за надеждност, получени от резултатите от ускорените тестове, могат да бъдат преизчислени за нормален режим, при условие че физическите процеси на разрушаване при принудителни и ускорени тестове са еднакви. Следователно режимите на ускорено тестване и форсиращият фактор могат да се променят при ускоряване на процеса на изпитване само до определена граница, т.нар. крайно натоварване. Такова натоварване е максимално допустимото ниво на коефициента на форсиране, което осигурява максимално възможна степен на изпитване на форсиране, като същевременно се запазва идентичността на модела на счупване при ускорени и нормални тестове и се изпълняват предпоставките, залегнали в основата на избрания принцип на ускорените изпитвания.

Резултатите от нормалните и ускорените тестове ще бъдат сравними, ако при запазване на идентичността на естеството на унищожаването получените стойности на показателите за надеждност са еднакви, т.е.

където R(t n), R(t y) - показатели за надеждност съответно в нормален и ускорен режим.

С експоненциално разпределение за вероятността за работа без отказ условие (7.26) може да се запише във вида

, (7.27)

където  n,  y - процент на откази съответно в нормален и ускорен режим на изпитване.

Ако факторът на ускорение за времето на работа
, то от (7.27) получаваме, че степента на отказ в нормален режим трябва да бъде

. (7.28)

За разпределението на Weibull с плътност
условието за еднаква вероятност за безотказна работа при нормален и ускорен режим на изпитване (7.26) приема формата

. (7.29)

Имайте предвид, че в тези изрази параметърът на скалата  (или T 1 =1/ , вижте раздел 4.5, формули (4.33)-(4.35)) не е степента на отказ; степента на отказ в разпределението на Weibull е функция на времето (времето) и се описва с формула (4.35).

От условие (7.29) следва, че параметърът на скалата в нормален режим трябва да бъде

. (7.30)

Ако се извършват ускорени тестове, за да се определи средното време на работа, което за разпределението на Weibull

, (7.31)

след това от условието
ще има

(използва се едно от свойствата на гама функцията: Г(x+1)=xГ(x)).

Следователно, параметърът на скалата в нормален режим по време на тестове за определяне на средното време до отказ (среден ресурс) в случая на разпределението на Weibull трябва да бъде

. (7.33)

Основните принципи на ускореното тестване включват /22/:

Уплътнителни работни цикли;

Екстраполация във времето;

Съкращаване на спектъра от натоварвания;

Увеличени работни цикли;

Принципът на сравнение;

Екстраполация по натоварване;

Принципът на "счупване";

Принципът на "заявките".

Уплътнителни работни циклиИзползва се при тестване на продукти, които имат дълги прекъсвания в работата. Ускоряването на тестовете се основава на намаляването на тези прекъсвания. Пример за използване на принципа на уплътняване на работните цикли е тестването на машини със сезонно натоварване. В този случай, чрез намаляване или пълно елиминиране на известни прекъсвания в работата, свързани с нощно време, неработни климатични периоди и др., е възможно да се постигне значителен коефициент на ускорение в календарното време.

Времева екстраполациясе основава на хипотезата за възможността за доста надеждна оценка на закономерностите на процеса на натрупване на щети в началните етапи на процеса. В този случай тестовете в нормален режим се извършват само в някакъв начален етап от работата на продукта, който включва достигане на стационарния режим на повреда, измерва се параметърът, определящ натрупаната повреда, след което тези резултати се екстраполират към прехода към неработещо (ограничаващо) състояние. Екстраполацията се извършва графично или аналитично.

При почти всяка детерминирана промяна в натрупаната повреда  (например количеството износване) във времето t, посредством подходяща координатна трансформация, стационарният процес на нейното натрупване може да бъде показан в линеаризирана форма.

Подравняването на най-малките квадрати в този случай се свежда до намиране на коефициентите a и b на уравнението на линейната регресия

. (7.34)

Стойността на тези коефициенти се определя въз основа на резултатите от изпитването на стойностите на повреда  i (стойност на натрупаното износване) , съответстващи на определени времена t i .

В този случай желаните коефициенти на уравнение (7.34) могат да се определят по формулите:

;

, (7.35)

където m - брой сдвоени стойности t i и  i .

За всеки път t i се изчислява статистическа оценка на дисперсията
според формулата

. (7.36)

където m i е броят на експерименталните точки, получени в момент t i , (брой на изпълнение на процеса); j е серийният брой на експерименталните точки, получени в момент t i (1< j ≤ m i);
- оценка на математическото очакване (средно аритметично) на процеса (t), определено от всички реализации на процеса, наблюдавани в момента t i , т.е.

.

За стационарен процес на повреда (износване), резултатите от теста за дисперсия са подравнени с квадратична зависимост на формата

.

Ако стойността a 2 t 2 в рамките на изследвания интервал от време се окаже незначителна в сравнение с a 1 t , тогава последният член може да бъде пренебрегнат. Ако 1 т<< a 2 t 2 , след това се счита, че процесът се характеризира с доминиращо влияние на първоначалното качество на пробите. Екстраполация за такъв процес може да се направи въз основа на тестване на поне няколко проби.

За ергодичен процес оценка на ресурса може да се получи чрез тестване дори на една проба, но с достатъчно продължителна продължителност.

На практика може да се счита, че екстраполацията във времето дава задоволителна оценка на издръжливостта с продължителност на теста от най-малко 40 ... 70% от ресурса на продукта. Този принцип може да се приложи към продукти, чиито процеси на изчерпване на ресурсите са добре разбрани. Като цяло проблемът за екстраполацията на времето изисква решаването на три основни задачи във всеки конкретен случай /22/:

1) избор на уравнението на състоянието, което описва експерименталните резултати по достатъчно надежден начин в областта на промяната на параметрите на изпитването;

2) изследване на поведението на избраното уравнение извън експерименталната област, което се свежда до определяне на оценката за точност на прогнозиране;

3) избор на количеството експериментални данни, което осигурява надеждна прогноза за даден експлоатационен живот.

И така, в резултат на многобройни проучвания, проведени у нас и в чужбина, да се предвиди дългосрочната якост на конструкционния метал за експлоатационен живот над 100 хиляди часа. препоръчителна температурно-времева зависимост на типа

,

където a, n, b, c - постоянни параметри, отразяващи индивидуалните характеристики на материала; т - абсолютна температура;  - волтаж.

Съкращаване на спектъра на натоварванесе състои в изхвърляне на определена част от товарите, които нямат забележим увреждащ ефект върху изпитвания обект. Повечето реални машини и техните компоненти са изложени на определен диапазон от произволни или периодично повтарящи се натоварвания при работни условия. Точното възпроизвеждане на този спектър на натоварване представлява значителни технически затруднения, поради което в повечето случаи се извършва статистически анализ на повторяемостта на натоварвания от различни нива в оперативния спектър на натоварване на обект и се съставя програмен блок от товари, който симулира спектър от експлоатационни натоварвания със същата степен на апроксимация.

При тестване на продукта софтуерният блок от натоварвания се възпроизвежда многократно, а ресурсът, получен в резултат на софтуерно тестване, се счита за оценка на ресурса на продукта при работни условия. Недостатъкът на този подход е дългата продължителност на тестовете за продукти с висока надеждност. За да се намали продължителността на програмните тестове, в определени случаи може да се използва принципът на съкращаване на спектъра на натоварване.

Специален случай на съкращаване на спектъра на натоварването е използването само на два елемента от целия работен цикъл, състоящ се от старт, стабилно движение и спиране - старт и стоп. Целесъобразността от прилагане на този принцип се основава на свойствата на някои механизми да поддържат висока устойчивост на износване при стабилно движение, което се характеризира с хидродинамично триене. При стартиране или спиране се наблюдава гранично или дори сухо триене, което води до значително износване на работните повърхности.

Въз основа на предположението, че равномерното движение не води до значително износване, тестовете възпроизвеждат режима на пускане и спиране. В този случай ресурсът се преизчислява по следната формула, като се пренебрегва времето на стартиране и спиране:

,

където N е броят на пускане-спиране; - средната продължителност на интервала между стартиранията, определена според работните данни или по метода на изчисление, като се вземе предвид функционалното предназначение на изпитвания обект.

Тестовете според този принцип дават малко надценен ресурс, но в повечето случаи е доста приемлив за практическа употреба.

Старт-стоп форсирането се използва за ускорено тестване на скоростни кутии, съединители, електродвигатели и други механизми и възли, работещи в циклични режими на работа.

Принципът на увеличаване на работните циклисе основава на увеличаване на честотата на циклично натоварване или скоростта на движение под натоварване на изпитвания елемент от продукта. Предполага се, че издръжливостта на продукта, изразена в броя на циклите до гранично състояние, не зависи от честотата на прилагане на товара. В този случай коефициентът на ускорение се определя предварително от израза

,

където f y , f n - честотата на прилагане на натоварването, съответно, по време на ускорени и нормални тестове.

Принципът на увеличаване на работните цикли се използва при стендови тестове на продукти и техните елементи. Коефициентът на ускорение е ограничен от скоростните възможности на изпитвателното оборудване, а понякога и от възникването на съпътстващи процеси (например повишаване на температурата), които нарушават директния преход към нормални честотни условия.

Модификация на принципа на увеличаване на работните цикли е да се тестват подвижните интерфейси на машинните части за износване при повишени скорости на плъзгане v .

Изразявайки ресурса на износване под формата на натрупания път на триене L и приемайки в първото приближение, че L y = L n (това условие може да се приложи правилно към процеса на износване само в много ограничен диапазон от скорости на плъзгане), можем да определим коефициентът на ускорение: k y = V y /V n.

За практическото прилагане на този принцип е необходимо параметрите, които определят физическите условия на триене, да се поддържат в същите граници, както при нормалните тестове. По този начин, за да се поддържа даден температурен режим, е необходимо да се използва охлаждане на триещите се повърхности при ускорени тестове. Освен това увеличаването на скоростта, например за плъзгащи лагери, може да забави процеса на износване поради прехода от гранично към хидродинамично триене.

Като цяло прилагането на принципа на по-честите работни цикли изисква експериментална обосновка на ускорените режими на изпитване, за да се избегне получаването на несравними резултати.

Принцип на сравнениесе основава на тестване на продукта в принудителен режим и преизчисляване на получените резултати с помощта на известни данни за работата на подобни продукти.

В зависимост от наличната информация, надеждността на продуктите се оценява по три начина:

1) сравняване на издръжливостта на два продукта въз основа на резултатите само от принудителни тестове;

2) сравняване на издръжливостта на продуктите, тествани в принудителен режим, с резултатите от тестовете в този режим на аналоговия продукт и данните за неговата работа;

3) преизчисляване на резултатите от изпитването на продукти в принудителен режим спрямо нормалния режим според съществуващата зависимост на ресурса от нивото на натоварване.

Първият метод се използва при чисто сравнителни тестове на два продукта за идентифициране на по-издръжливия от тях. В същото време се счита, че продуктът, който е работил повече в принудителен режим, има по-дълъг ресурс при нормални условия. Това е оправдано, при условие че зависимостите на ресурса от нивото на форсирващия фактор за сравняваните продукти не се пресичат в диапазона от номиналните до форсираните нива на форсирващия фактор.

Вторият метод предполага наличието на информация за издръжливостта на аналогов продукт в принудителен и нормален режим. Коефициентът на ускорение за аналога, определен от тази информация, се умножава по стойността на времето на работа до граничното състояние, получено при тестване на нов продукт в принудителен режим. Такава оценка се прави при предположението, че физичните свойства, които определят зависимостта на ресурса от нивото на форсиращия фактор, са сходни за нов продукт и продукт аналог. Този метод е най-подходящ за тестване на нови масово произведени продукти, за които има обширна информация за надеждността на предишни модификации.

Третият метод се основава на преизчисляване на резултатите от принудителни тестове чрез съществуващата зависимост на ресурса на продукта от натоварването.

Принципът на "счупване"е доста универсален принцип за изпитване на ускорение, който се използва при изпитване на експлоатационни характеристики на машинни елементи и конструкции за умора, износване и дългосрочна якост.

За да обясним този принцип, приложен към проблемите за ускорена оценка на живота на продукт при определен режим на работа на натоварване, нека си представим, че имаме няколко подобни продукта с различно време на работа при работен режим на натоварване. В общия случай тези продукти, в резултат на различно време на работа, получават различна степен на повреда в зависимост от съотношението, което работното им време съставлява от целия ресурс при един и същ режим на работа. Въпреки това, без да се знае ресурсът на продукта при експлоатационно натоварване, е невъзможно да се оцени тази фракция при допускането за линейно сумиране на повредите, когато частта от повреда, въведена за единица време, е постоянна и не зависи от произхода на времето мащаб.

Принципът на „счупване“ включва, за да се оцени степента на повреда на изпитвания обект по време на работа, обектът на изпитване се подлага на въздействието на режим на принудително натоварване и в този режим обектът се довежда до гранично състояние ("счупи го).

В резултат на "счупване" на обекта, неговият остатъчен ресурс се оценява в принудителен режим. Чрез сравняване на получения остатъчен ресурс на обекта с пълния ресурс на нов (без предварително работно време) обект от същия тип в режим на принудително натоварване, степента на повреда (степен на изчерпване на ресурса) на обекта по време на неговата експлоатация работното време е изчислено. Ако пълният живот на тестовите обекти в режим на принудително натоварване не е известен, е необходимо да се тестват няколко нови обекта от една и съща партида в този режим до гранично състояние и по този начин да се оцени средният живот на обектите под принудително натоварване, което няма да отнеме много време при правилния избор на фактора на натоварване.

Принципът на "заявките"се използва за ускорено тестване на инженерни продукти, чийто отказ е причинен от постепенно натрупване на повреди от износване, което се проявява в монотонна промяна в нивото на контролирания изходен параметър (износване на ограничителния елемент, производителност, консумация на енергия, и др.).

Ускорените тестове за живот, базирани на принципа на заявките, са предназначени за приблизителна оценка на живота на пробата от тестван продукт до достигане на определена граница на износване или оценка на износването, съответстващо на дадено време на работа на продукта в нормален режим. Износването тук се разбира като промяна на всеки параметър, характеризиращ степента на постепенна загуба на ресурс от изпитвания продукт. Амортизацията се отчита от началото на теста.

Принципът на "заявките" е приложим за обекти със стационарно и нестационарно износване в нормален режим. Най-ефективното използване на този метод е при нестационарно износване, когато скоростта на износване (или степента на износване на размерите) зависи от количеството натрупано износване. Ако има информация за стационарността на износването на обекта в експлоатация, е по-целесъобразно да се използват методите на редуцираните тестове (ускорени тестове, които не са свързани с режими на форсиране).

Тестовете на принципа на "заявките" се провеждат с последователно стъпаловидно редуване на нормални и принудителни режими в процеса на изпитване на всяка проба. В процеса на изпитване се установява зависимостта на скоростта на износване в нормален режим от нивото на износване, натрупано от продукта, при условие че тази зависимост, получена от резултатите от стъпаловидни тестове, е валидна за процеса на износване в нормален режим в интервалът от края на разработката до натрупването на границата на износване. Ускореното получаване на целия необходим диапазон от нива на натрупано износване се осигурява чрез изпитвания на стъпала с принудителен режим (форсирани етапи).

Надеждността на резултатите от теста, наред с други фактори (грешки при измерване и др.), се определя от правилния избор на типа функция за промяна на интензитета на износване от нивото на износване, натрупано от продукта (или съответната функция на износване натрупване спрямо времето). В процеса на обработка на резултатите от теста е възможна корекция, за да се избере функция, която е различна от предварително избраната и води до по-малка грешка в резултатите в сравнение с нея.

При изпитване по този метод се използва всеки режим като нормален режим на съответните етапи, по отношение на които се оценява животът на продукта: постоянен режим, режим с циклична или стационарна случайна промяна в нивото на външните ефекти на натоварване и др. Параметрите на нормалния режим трябва да бъдат зададени от регулаторна и техническа документация, отразяваща изискванията за надеждност на продукта. При липса на такива изисквания, параметрите на нормалния режим се задават в съответствие с изискванията за работа на продукта в експлоатация съгласно общите правила за избор на режими на нормални изпитвания на живот.

Принудителният режим трябва да бъде избран така, че степента на износване на всеки етап с нормален режим (нормален етап) при дадена стойност на износване (или в даден диапазон на износване) да не зависи от режима, в който е натрупано това износване - принудително или нормално.

Възможните причини за неспазване на това изискване включват:

а) принудителният режим има свойството на селективност по отношение на отделните елементи на продукта, което води до промяна в относителното разпределение на износването:

Между отделни части и компоненти на продукта;

Между съвпадащи триещи се повърхности;

За отделни участъци от една и съща триеща повърхност и др.;

б) принудителният режим води до значителни промени във физикохимичното състояние на триещите се повърхности по отношение на работните условия в нормален режим или промени, които са напълно нехарактерни за такива условия, например пластична деформация на повърхностни слоеве, карикатура на абразивни частици върху повърхността на триене, образуване на допълнителни вторични структури и други

Отсъствието на последващо въздействие на режима по отношение на скоростта на износване на следващия нормален етап може да се потвърди директно в процеса на тестване на няколко проби от продукта по този метод. За тази цел изпитванията на две проби са структурирани така, че износването, натрупано в една от пробите в нормален режим след първия принудителен етап, се постига от другата проба чрез изпитване само в нормален режим. В този случай скоростта на износване в нормален режим след принудителния етап за една проба се сравнява с подобна скорост на износване за втората проба.

Тестовете на всяка тестова проба по метода на заявката започват с етапа на въвеждане, извършен в режима, установен за вкарване на този продукт. След края на етапа се измерва износването при работа.

ДЪРЖАВЕН КОМИТЕТ ПО СТАНДАРТИ НА СССР

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИ УКАЗАНИЯ

НАДЕЖДНОСТ В ТЕХНОЛОГИЯТА. УСКОРЕНИТЕ ТЕСТОВЕ.
ОСНОВНИ РАЗПОРЕДБИ

РД 50-424-83

Москва

ИЗДАТЕЛСТВО СТАНДАРТИ

РАЗРАБОТЕН от Държавния комитет по стандарти на СССР ИЗПЪЛНИТЕЛИ

V.F. Курочкин, A.I. Кубарев, Е.И. Бурдасов, И.З. Аронов, Ж.Н. Буденная, К.А. Крищоф, Н.А. Сачкова, Т.Н. Делнова, А.И. Кусков, Р.В. Кугел, В.П. Въждаев, К.И. Кузмин, Л.Я. Подолски, Л.П. Лозицки, A.N. Ветров, В.Ф. Лопшов, В.Н. Любушкина, В.К. Медвежникова

ВЪВЕДЕНО от Държавния комитет по стандарти на СССР

ОДОБРЕН И ВЪВЕДЕН С Указ на Държавния комитет по стандартите на СССР от 10 октомври 1983 г. № 4903

РЪКОВОДСТВО РЕГУЛИРАТЕЛЕН ДОКУМЕНТ

Одобрен с Указ на Държавния стандарт от 10 октомври 1983 г. № 4903, периодът за въвеждане е определен от 1 януари 1985 г.

Тези насоки се отнасят за продуктите на машиностроенето и приборостроенето и установяват основните принципи за ускоряване на изпитването на надеждност, които се препоръчват за използване при разработването на регулаторни и методологични (програми и методи) и технически (изпитателно оборудване) основи на държавната система за изпитване на продукти в в съответствие с GOST 25051.0-81.

Основните понятия в областта на ускореното изпитване на надеждност и техните дефиниции са дадени в справочното приложение.

. ОБЩИ РАЗПОРЕДБИ

където CN,Nи - експлоатационен живот н-ти обект в обемната извадка н, подредени във възходящ ред, съответно при нормални и ускорени тестове;

M - оператор на очакване.

Коефициентът на преобразуване на показателите за надеждност, изразен като календарна продължителност, се определя по метода на равните вероятности (фиг. 1), който е както следва. На етапа на предварителни проучвания се вземат две произволни проби от една и съща партида продукти. Единият от тях се тества при нормални условия, другият - в режим на ускорени тестове. В процеса на тестване се записват моментите на повреда на продукта. Според получените експериментални данни функцията е намерена К 1,p (виж фиг.) като място на точките, съответстващи на равни квантили Р.За да сте сигурни, че функцията К 1,p ще бъде производствен инвариант, необходимо е да се повтори експериментът на няколко партиди. Ако има функция К 1,p резултатите от ускорените тестове на всяка друга проба се привеждат в нормални условия.

Ако индикаторът за надеждност се изчислява по време на работа, тогава коефициентът на преобразуване е равен на единица.

Преизчисляване на показателите за надеждност по метода на равните вероятности

Си С*- експлоатационен живот съответно при нормални и ускорени изпитвания; R -вероятността да не се достигне граничното състояние; К 1,p - функция за преизчисление

където α и, α j- дял на работното време в и- Нормално съм и j-m принудителни режими, съответно;

Kji = 1 / Kij- коефициент на преобразуване от j-тия принудителен режим до и-mu нормално;

Ki- коефициент на преобразуване от сложен принудителен режим към и-mu нормално;

Kj- коефициент на преобразуване от jта принудени да комплексират нормално.

480 рубли. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Теза - 480 рубли, доставка 10 минути 24 часа в денонощието, седем дни в седмицата и празници

240 рубли. | 75 UAH | $3,75 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Резюме - 240 рубли, доставка 1-3 часа, от 10-19 (московско време), с изключение на неделя

Трушин Евгений Иванович. Изследване и разработване на методи и инструменти за ускорено изпитване на трансмисии на въгледобивни машини: ИЛ РГБ ОД 61:85-5 / 333

Въведение

Глава I Състояние на въпроса. цели и методология на изследването

1.1. Устойчивост на предаванията на режещите части на ножиците и методи за нейното определяне 9

1.2. Опит в ускорено тестване на зъбни предавки в други клонове на машиностроенето 4S

1.3. Анализ на конструкции на стендове за експлоатационни тестове на трансмисии

1.4. Изпитване на трансмисии на режещи части на ножици 50

1.5. Цели на изследването 57

1.6. Обща методология на изследването 58

Глава 2 Съответствие с методологията на стендовите ускорени изпитвания на живот на напречните режещи части на ножиците

2.1. Обхват и задачи на ускорените тестове Q4

2.2, Изчисляване на режимите на натоварване по време на тестове за живот на стенд ^

2.3, Обосновка и разработване на критерии за гранично състояние на изпитвания обект 54

2.4. Видове повреди и методи за дефектиране на зъбни трансмисии на трансмисии за срязване $5

2.5. Определяне на оперативния ресурс въз основа на резултатите от стендови тестове

2.6. Точност на оценката на експлоатационния живот въз основа на резултатите от ускорени тестове на стенд 65

Глава 3

3.1. Конструктивни характеристики на стригачите, които определят решенията за оформление на кабина 72

3.2. Схематични диаграми на стендове за изпитания на ресурс на трансмисии на режещи части на ножици 76

3.3. Основни технически изисквания за универсална товарна стойка /

3.4. Разработване и създаване на универсална товарна стойка

Глава 4

4.1. Методология на експерименталните изследвания. 90

4.2. 97

4.3. Определяне на експерименталния коефициент на преход от ресурс по време на стендови тестове към оперативен ресурс $40

Заключения №

Глава 5 Анализ на резултатите от експериментални изследвания

5.1. Развитие на отчупване от умора на зъбите на зъбните колела в процеса на изчерпване на ресурса на МО от тях

5.2. Сравнение на резултатите от изчислението на зъбните колела на комбайна IKI0I за контактна издръжливост с действителната им издръжливост. /2o

5.3. По-нататъшно подобрение на дизайна на тестовия стенд /30

5.4. Перспективи за развитие на работата по ускорени стендови изпитания на живот /32

5.5. Икономически ефект от въвеждането на методи и инструменти за ускорени изпитвания на експлоатационен живот на трансмисии на режещи части на ножици. 435

Заключения /37

Общи заключения по работата /39

литература

Въведение в работата

В основните направления на икономическото и социално развитие на СССР за 1981-1985 г. и за периода до 1990 г. се планира „ускоряване на развитието и овладяването на масовото производство на комплекси с високопроизводително оборудване за добив на въглища в труден добив. и геоложки условия и провеждане на подготвителни работи... Увеличаване на производствените мощности на въгледобивната техника, за да се задоволят напълно нуждите на националната икономика от високопроизводително надеждно минно оборудване...“.

Напредъкът на съвременното въглищно инженерство, който включва по-нататъшно подобряване на техническите параметри на машините, е невъзможен без да се гарантира тяхната висока издръжливост, един от основните показатели за която е техническият ресурс.

Експлоатационният опит показва, че издръжливостта на минните машини все още не отговаря на необходимото ниво. По този начин средният период на основен ремонт на основните серийни ножици IKIOI, 2K52, ІGSh68 е 12 месеца (1500 часа машинно време, което е много по-малко от очакваната им издръжливост от 5000 часа).

Издръжливостта на срязващата машина до голяма степен се определя от ресурса на задвижващата трансмисия на нейното изпълнително тяло (режеща част); машината се издава за основен ремонт почти едва след като трансмисията достигне граничното състояние. Това се дължи на факта, че частите на тялото на скоростните кутии са основният носещ елемент на цялата конструкция на комбайна и трудоемкостта при ремонта на трансмисията в дългата стена е много висока. Престой на комбайните като цяло, интензивността на труда на елиминирането на неизправности в трансмисии е съответно $26,2, $33,5 и $12,7 от общата интензивност на труда (данни на Минния институт на А. А. Скочински)

В процеса на създаване на нови и производство на масови машини, както и при основен ремонт, показателите за издръжливост на машините трябва да се проверяват експериментално. Получаването на данни за дълготрайността на продуктите от въгледобивната техника до момента се основава на резултатите от наблюденията на тяхната експлоатация. Поради трудни условия на експлоатация са необходими години за получаване на количествени характеристики на издръжливост с необходимата точност. В резултат на това машините се пускат в серийно производство, чиято издръжливост се определя практически само чрез изчисление, т.к. времето за работа по време на приемните тестове на прототип е само 5-10$ от даден ресурс. Мерките за подобряване на качеството на серийните продукти, извършени без достатъчно представителна експериментална проверка, не винаги са ефективни. По този начин една от причините за недостатъчната издръжливост на трансмисиите за срязване е липсата на експлоатационен контрол на качеството на тяхното производство и ремонт.

През последните две десетилетия тестовете с ускорен живот на стенд са широко използвани за оценка на живота на части, монтажни единици и сглобени машини; вероятностните методи за изчисляване на умора на частите на машината направиха възможно да се обоснове изборът на граници на безопасност и допустими напрежения на базата на относно вероятностните аспекти на разрушаването и надеждността при експлоатационни условия.

По отношение на минните машини методите за изчисление за пряка или непряка оценка на издръжливостта са представени най-пълно в трудовете на A.V.Dokukin, V.N.Getopanov, Yu.D.Красников, E.Z. Позина, П. В. Семенчи, В. И. Солода, Г. И. Солода, А. Г. Фролова, В. Н. Хорина, В. А. Дейниченко, Г. С. Рахутина, В. В. Солодухина, З. Я.

И така, в работите, въз основа на задълбочени проучвания на режимите на работа на минните машини, беше доказано, че натоварванията, действащи в трансмисиите, са от стохастичен характер, поради свойствата на процесите на разрушаване, натоварване и движение на скална маса. Изучаването и определянето на натоварванията в елементите на минните машини се основава на вероятностни методи, по-специално на теорията на случайните функции. Трябва да се отбележи, че изчисленията на най-важните елементи на минните машини (зъбни и верижни задвижвания на валове, оси и др.) са доведени до нивото на индустриалните стандарти.

Методът на статистическото (вероятностно) моделиране е да се разработи и изучи функционирането на математически модел на динамична система

Издръжливостта на машините може да се оцени в лабораторията с помощта на стендови тестове за живот, чиято роля в съвременното машиностроене се определя от нарастващите изисквания и надеждност на оборудването, проблемите на стандартизацията и нарастващата необходимост от ускоряване на темпото на изпитване и внедряване на нови дизайни.

Решаването на тези въпроси става особено остро по отношение на оборудването за лечение. Високата цена на престоя на дългата стена поставя високи изисквания към надеждността на трансмисиите на фрезата за срязване. Стендовите тестове дават възможност при сравними условия и на по-ниска цена да се определи нивото на качество на продукта, установено от съответните стандарти.

Възможността за определяне на ресурса по време на стендови тестове за много кратко време може значително да намали разходите, свързани с повреди на продукта по време на оперативното тестване.

Ускоряването на тестовете се извършва чрез елиминиране на технологични паузи, които са неизбежни при работа, т.е. поради непрекъснатостта на процеса на изпитване, както и поради засилването по различни начини на процесите на загуба на ресурса на продуктите.

Въпреки факта, че крайната проверка на всички свойства на продукта е операцията, въз основа на която се прави окончателната преценка за неговата издръжливост, тестовете за ускорен живот на стенд в момента са едно от най-обещаващите средства за оперативно наблюдение на нивото на издръжливост ; те се използват както за ускоряване на разработването на експериментални проекти, осигурявайки им определена издръжливост на етапа на разработка, така и за контрол на качеството на серийните продукти в процеса на производство, ремонт и след надграждане на дизайна или въвеждане на по-модерни технологични процеси за неговото производство.

Анализът на различни методи за оценка на издръжливостта на машините ни позволява да направим следните изводи:

I. Аналитичният метод и методът на статистическото моделиране се състоят в съвместен анализ на действащите натоварвания и якостните характеристики на частите и дават непряка оценка на издръжливостта на машините чрез коефициентите на безопасност на техните части и трябва да бъдат проверени чрез проучвания на работата на машините в работни условия или близки до тях.

2. Статистически надеждна информация за издръжливостта на машините може да се получи само от резултатите от промишлената експлоатация на продуктите, но дългата продължителност на процеса намалява стойността на тази информация,

3. Ускорените на стенд тестове за живот дават възможност да се получи информация за издръжливостта на машините за много по-кратко време, отколкото от резултатите от експлоатационните тестове или наблюдения върху работата на продуктите.

1.2. Опит в тестове за ускорен живот на зъбни трансмисии в други клонове на машиностроенето

Ускорени тестове се наричат ​​продуктови тестове, чиито методи и условия осигуряват необходимото количество информация за по-кратък период от предвидените условия и режими на работа.

Разработването на общи положения, принципи и препоръки относно методите за ускорено изпитване в машиностроенето е отразено в трудовете на Р. В. Кугел, С. С. Дмитриченко, Г. И. Скундин, И. Н. Величнин, О. Ф. Трофимов, В. В. Голд, А. Д. Левитанус, Х. И. Хазанов. Е. Гаснер и други автори

В процеса на фина настройка отделни части, монтажни единици, както и цели машини се подлагат на изпитания за живот.

Режимите и методите на изпитване се избират по такъв начин, че да се гарантира минималната продължителност и цена на изпитването. Най-често срещаните начини за ускоряване на тестването са: уплътняване на работните цикли; увеличени работни цикли; екстраполация във времето; съкращаване на спектъра от товари; увеличаване на натоварването.

Консолидирането на работните цикли се осъществява чрез елиминиране на неизбежните технологични паузи в работата по време на непрекъснато изпитване и дава възможност за постигане на високи стойности на коефициента на ускорение по отношение на календарното време Ku.

Принципът на увеличаване на работните цикли се основава на увеличаване на скоростта на прилагане на съществуващите товари и предполага независимост (в определени граници) на издръжливостта на продукта от честотата на прилагане на натоварването. В този случай коефициентът на ускорение е пропорционален на съотношението на честотите на прилагане на натоварвания по време на ускорени и нормални изпитвания fy и fn "

Екстраполацията на времето дава възможност за бърза оценка на издръжливостта въз основа на резултатите от първоначалните тестове на продукти, за които моделите на процесите на изчерпване на ресурсите са добре проучени.

Съкращаването на спектъра от натоварвания се състои в възпроизвеждане по време на изпитване на част от експлоатационните натоварвания, които имат най-разрушителен ефект.

В случаите, когато границите на безопасност на частите на тестовите обекти са достатъчно големи, за ускоряване на изпитванията се извършват при повишени (принудителни) в сравнение с максималните експлоатационни натоварвания.

Изборът на един или друг метод се основава на необходимостта да се гарантира идентичността на видовете и естеството на повредата на щанда и в експлоатация. Това се постига чрез отчитане на сложността и разнообразието на процесите на разрушаване на части, всяка от които има своя собствена критична област. При прехода на тази област настъпват нейните качествени промени. Тестовите режими са избрани така, че да не се достигне тази критична област и следователно качествената страна на процеса на унищожаване остава непроменена.

Различните инженерни продукти обикновено се състоят от няколко групи от най-широко използваните елементи, които изпълняват същите функции, като валове, лагери, зъбни колела, уплътнения и др. Въпреки разнообразието от конструктивни решения, използвани материали и работни условия на машини за различни цели, в методологическия подход към изпитанията на живота на тези елементи има много общо.

Зъбните колела са най-критичните конструктивни елементи на редица машини, които определят техническата им производителност и преди всичко техния ресурс. Редица изследователски организации и машиностроителни заводи се занимават с организиране и провеждане на стендови ускорени тестове на зъбни колела: SHIITmash, SHIIEtroydormash, NATI, ZIL, KhTZ и др., а през последните години за минни машини - Giprouglemash и IGD на името на A.A. Скочински /Г

В автомобилната индустрия е натрупан богат опит в ускореното тестване на трансмисии на стенд. Най-често при тестване на единици за издръжливост се използва постоянен режим или по скорост, или по натоварване. Натоварването се избира възможно най-близо до максимално възможното, равно например на максималния въртящ момент на двигателя. Скоростната кутия се тества по този начин на всички степени на предавката, като се записва броят на циклите преди повреда. При изпитване по този метод, поради разликата между режима на изпитване и режима на работа, няма строго съответствие между издръжливостта на уреда в стендови условия и при работа.

Преизчисляването на издръжливостта в този случай се извършва чрез сравняване на резултатите от теста с работните данни на същите модели. Освен това с този метод не се разкрива действителната издръжливост на зъбните колела, тъй като тяхната издръжливост при работа зависи от редуването на режимите на натоварване.

Несъответствието на натоварването може също да повлияе на естеството на повредата, дължаща се на промени в структурните деформации.С други думи, процедурата за изпитване на издръжливост трябва да отчита целия диапазон от експлоатационни натоварвания. Това се постига чрез програмиране на тестови режими. Реалните процеси на натоварване на елементи на автомобилни трансмисии са много сложни и в повечето случаи представляват нестационарни произволни процеси, чието възпроизвеждане в стендови условия е много трудно. Освен това такива тестове, които възпроизвеждат само реални натоварвания, не намаляват значително продължителността на тестовете. Следователно в практиката на тестване те следват пътя на създаване на условен схематизиран процес, който е еквивалентен по отношение на увреждащи ефекти на реалния. Случайният характер на редуването в работата на товари с различни размери с достатъчна точност може да бъде заменен с възпроизвеждане на цикли на напрежение, които са част от произволен процес, еквивалентен по отношение на увреждащи ефекти.

Програмирането се основава на хипотезата за сумиране на повредите ["99], написана в общ вид: , която характеризира устойчивостта на частта към действащи натоварвания в зависимост от нейния материал, размери и условия на натоварване. По време на тестовете на програмата се прави прецизирана оценка на интензитета на натрупване на повреди от умора за специфичен диапазон от натоварвания, присъщи на този дизайн, може да се получи и влиянието както на високи нива на натоварване, така и на напрежения под границата на издръжливост.

Съставянето на тестови програми се основава на резултатите от статистическата обработка на записите на товарите в експлоатация.

При последователно възпроизвеждане на товарните блокове трансмисията се довежда до унищожаване. Експлоатационната издръжливост се определя по формулата: където ^ е броят на товарните блокове; \ е времевият еквивалент на един програмен блок.

Ускорени тестове за живот на скоростни кутии на трактори, крайни задвижвания, задвижващи мостове се извършват от NAGI, KhTZ и други организации в индустрията.

Прилаганите методи и режими на изпитване зависят от условията на работа и видовете повреди на предавката при работа. Ускоряването на тестовете се постига чрез форсиране на режимите на натоварване.

Тестваните колела са натоварени в същите корпуси, както при работа. Така се постига възпроизвеждане на основните работни условия на работа (смазване и температурни условия, влиянието на твърдостта на корпусите и валовете и др.). За изпитване на нови агрегати, за които не е натрупан експлоатационен опит, моментът на натоварване обикновено се задава равен на 1,3 от изчисления.

В KhTZ бяха проведени проучвания за определяне на максимално допустимия режим на натоварване по време на ускорено тестване на зъбни колела. Температурата на маслото в контактната зона на зъбите беше приета като ограничаващ критерий. Въз основа на изследването беше предложена зависимост, която позволява да се определи стойността на максимално допустимия натоварващ момент за захващане в зависимост от геометрията на зацепването и скоростите на плъзгане.

В KhTZ зъбните колела също се тестват за издръжливост на контакт съгласно методологията, разработена от NATI. Три комплекта колела се подлагат на тестове, които се проверяват за съответствие с изискванията на чертежите преди стартиране. Разработката на изпитваните колела се извършва при следните условия на натоварване: без натоварване - 7 часа; с натоварване - $25 - 7 часа; g * с натоварване от $ 50 - 7 часа.

За натоварване от 100 долара се взема максималният момент g / c, определен от метода на изпитване. Изпитванията се провеждат в продължение на 500 часа при постоянно натоварване, като за да се увеличи специфичното контактно натоварване, колелата се изместват по оста с половината от ширината на зъба. Температурата на маслото по време на изпитването се поддържа в рамките на 70-80C с помощта на охлаждащо устройство.

При определяне на издръжливостта на огъване на зъбите изпитваните колела се монтират в корпусите им, а натоварващият момент е 1,3 от най-високия момент при работа.

Продължителността на тестовете се определя по формулата: / -SHI L 60pe? където /?

В случай на повреда на който и да е вал или зъбно колело, те се заменят с нови и изпитанията продължават. Обикновено 2-3 скоростни кутии с еднакъв размер се тестват паралелно за 1500 ч. Ако през това време не възникнат повреди, издръжливостта им е гарантирана в рамките на 6000 часа.

По този начин тестовете за живот на трансмисии в автомобилната индустрия като правило са сравнителни.

Институт ВНИИСТРОДЦОРМАШ провежда ускорени експлоатационни тестове на трансмисии на булдозери, скрепери и други машини. По време на експлоатационни тестове на изработени конструкции, при наличие на натрупан материал от резултатите от изпитвания на подобни конструкции или връзка, установена въз основа на многобройни наблюдения между резултатите от изпитването и работните данни, се използва режимът на изпитване с постоянно натоварване.

За да се определят показателите за издръжливост на нови или модернизирани конструкции, за да се оцени ефективността на мерките за увеличаване на издръжливостта на произвежданите продукти, при избора на оптимален вариант за проектиране на трансмисията, тестовете се извършват в програмиран режим. \

Изпитването се предшества от: извършване на инструментални измервания на товари при типични работни условия; избор въз основа на работни данни на типични условия на натоварване; развитие.на ускорения тестов режим.

В чуждестранната автомобилна индустрия ускорените стендови тестове заемат силно място в технологичната верига за създаване на нови автомобили.

И така, компанията I//2: (GDR) провежда изчерпателни тестове на автомобилни трансмисионни агрегати. Тестовата програма е съставена на базата на статистическа обработка на резултатите от пътните изпитания. За да се ускори тестването, се използва метод за увеличаване на натоварванията на работния спектър, като се поддържа честотното разпределение на отделните товари. Компанията "Detroit Diesel Allison" (САЩ) преди да пусне в производство на всяка нова трансмисия, провежда своите стендови тестове в голям обем. Нормирането на цикъла на изпитване се извършва с помощта на компютър, в който се въвеждат якостните параметри на детайлите и факторите на тяхното експлоатационно натоварване.

Критериите за издръжливост на отделните зъбни колела, в зависимост от материалите, видовете и режимите на термична обработка, условията на смазване, методите на корекция и др., са постоянно обект на изследване на специални стендове в СССР и чужбина.

В минното инженерство, Ya.Y.Alshits, A.I.Petrusevich, P.V.Semencha, G.I.Solod, L.A.Moldavsky, V.P.Onishchenko, Yu.A.Zislin, V.V.Solodukhin, M.B. Блищайн, В. А. Дейниченко

Минният институт A.A.Skochinsky е натрупал богат опит в изпитването на умора за якост и издръжливост на огъване на зъбите на зъбните колела на хидравлични пулсатори. Резултатите от тези изследвания са представени в трудовете на P.V. Semenchi и Yu.A. Zislin. На базата на проведените изследвания беше разработен набор от предложения за повишаване на здравината, издръжливостта и подобряване на методите за изчисляване на зъбните колела.

Трябва да се отбележи, че тестовете за живот на отделни части на трансмисиите, при цялата им важност, не могат да дадат изчерпателна оценка на издръжливостта на скоростната кутия като цяло, като се вземе предвид взаимното влияние на частите една върху друга поради различни причини: деформации на валове и части на тялото, производствени неточности и др.

От представения преглед следва, че тестовете за живот на трансмисии на различни машини се извършват от редица организации и фирми, за да се предвиди тяхната издръжливост. Тестовете за живот се развиват в посока намаляване на времето за тестване, в което е постигнат значителен напредък. Така че коефициентът на ускорение в календарно време. При изпитване на трансмисии с разклонени кинематични схеми (имащи няколко изходящи вала) понякога се използва комбинация от горните методи, при която някои валове се натоварват по затворен начин, други по отворен.

На щандове със затворен поток натоварването на изпитваните обекти се извършва поради вътрешните съпротивителни сили на затворена силова верига с циркулация на мощността. Предимството на тези стойки е тяхната висока ефективност, т.к. мощността на задвижващия двигател се определя само от загубите (механични, електрически и др., в зависимост от метода на затваряне) във веригата. Въпреки това, наличието на допълнителни затварящи устройства усложнява дизайна на стойката и до известна степен намалява нейната надеждност.

В щандове с отворен поток натоварването се извършва с помощта на различни спирачни устройства, които преобразуват предадената им енергия в топлина. Отворените щандове не са икономични, но са по-универсални и затова са станали широко разпространени.

Различни машиностроителни предприятия, както и проектантски и изследователски организации се занимават с проектиране и производство на тестови стендове.

Както е показано в Раздел 1.2, тестовете за експлоатационен живот на зъбните трансмисии са станали широко разпространени в автомобилната индустрия, като все повече заменят пътните и полеви тестове при решаване на редица технически проблеми.

Фигура 1.1 схематично показва стенда, разработен в ZIL за тестване на скоростни кутии по затворен начин22 J

Затвореният контур се оформя с помощта на затварящи зъбни колела 2 и скоростна кутия 4, подобно на изпитваното 3. Системата се задвижва от електродвигател b, натоварването се извършва с помощта на планетарен товарач I. Стойността на натоварването в затворено контурът се управлява с помощта на сензор за въртящ момент 5,

Кинематичната диаграма на щанда на Минския автомобилен завод за изпитване на задвижващите оси на автомобил е показана на фиг. 1.2; ножиците по време на тяхното производство подлежат на приемо-предавателни, типови и периодични изпитвания на щандовете на производителя. Комбайните след основен ремонт в заводите за ремонт на руда трябва да бъдат подложени на подобни тестове. По-долу са разгледани подробно изпитанията, в една или друга степен, свързани с проверка на издръжливостта на трансмисии на режещите части на ножиците.

Стендовите тестове на комбайни се извършват в проектни и изследователски институти, както и в машиностроителни предприятия от индустрията. Тестовите трансмисии се натоварват на стендовете или с помощта на среда, която симулира оперативния характер на натоварването, или с помощта на специални устройства. Като такава среда се използва въглищен-циментов блок при изпитване на гомбини. Тестовете на въглищен-циментов блок са (функционални) и поради краткото време за рязане на блока, поради ограничения размер на блока поради високата цена на производство, не позволяват да се прецени ресурсът на трансмисиите.

Приемането и периодичните изпитвания на трансмисии на режещи части на ножиците се извършват в съответствие с OST 24.070.26-73. Натоварването на изпитваните обекти на тези стендове се осъществява посредством електропрахови спирачки TEP 4500, които имат спирачен момент, независим от скоростта и поради това не изискват наличието на покачващи скоростни кутии. Изходните валове на тестваните обекти са свързани към спирачката с помощта на карданни валове, което опростява центровката.

LGI на името на Г. В. Плеханов разработи и внедри в завод „Красни октомври“ стенд за изпитване след ремонт на комбайни Sh-IKG, 2K-52, Sh0I На щанда с машини за постоянно натоварване, свързани към изходните валове на изпитваните обекти с помощта на умножители, той е възможно да се създават променливи натоварвания и да се проверява качеството на ремонт на задвижващите механизми чрез механични загуби в трансмисията.

Стендът LGI е стенд за спускане по своето предназначение, което се доказва от извършената по него работа за изследване на натоварването на зъбни колела на срязващи машини, когато са натоварени само със статичен момент.

През 1969 г. в Гипроуглемаш, под ръководството на автора, е разработена стойка CTI7, на която са проведени ускорени изпитания на живот на предаването на режещата част на комбайна Sh-Start. Този документ представя тестови режими, избор на техните параметри и бяха дадени препоръки за избор на брой тестове на обекти, организация и процедура за тяхното провеждане. Съставянето на блока на натоварване се извършва по известен метод по натрупаната (интегрална) крива, конструирана в съответствие с x Научни ръководители и изпълнители на работата - Ю.Д. Краеников. П.В.Семенча, Е7Е.Голдбухт, Ю.А.Зислин, Е.В.Нулешова, Г.Е. Шевченко, Б. П. Грязнов, А. Н. Вигилев. с нормалния закон за разпределение на действащите товари. Предложено е да се определят параметрите на режима на натоварване в съответствие с математическото очакване, дисперсионната и корелационна функция или спектралната плътност на натоварванията. Въпреки това, както е показано в предишния раздел и потвърдено експериментално в тази работа, при тестване на зъбни предавки не е необходимо да се възпроизвежда честотният спектър на натоварване. Основните положения на методологията не са подкрепени от опит, което й придава донякъде спекулативен характер. Сред недостатъците му трябва да се отбележи и липсата на специфични инженерни препоръки за изчисляване на параметрите на режима на натоварване, за избор на броя на тестовите обекти, за определяне на продължителността на тестовете, както и за оценка на живота на тествания продукт на базата на върху резултатите от теста.

За сравнение трябва да се отбележи, че Институтът на Британската служба за въглища (L/CE) има повече от 15 години опит в тестовете за ускорен живот на различни скоростни кутии на минни машини, включително трансмисии на режещите части на ножици fl25J. Опитни комбайни, включително и произведени от частни фирми, се подлагат на задълбочени проучвания на щандове, тестови площадки, както и на опитни площадки в мината. За оценка на издръжливостта, в съответствие с приетата методика, се провеждат изпитвания с изходящия вал на изпитваната трансмисия, натоварен с въртящ момент, съответстващ на номиналната мощност на задвижващия двигател, и радиална сила, равна на половината от силата на подаване. Установено е, че на скоростна кутия, която е работила без аварии 1000 часа, се гарантира експлоатационен живот от 4000 часа. Такава оценка на резултатите от изпитанията за живот е възможна само ако трансмисиите са произведени със стабилност и високо качество, както и с богат опит в тестването.

Чуждестранните машини за стригане, закупени от A/CB за работа във въглищните находища в Обединеното кралство, също са тествани на стенд в MRDE съгласно горната методология.

Изложеното ни позволява да заключим, че приетите в производството изпитвания на трансмисии на режещите части на ножиците трябва да бъдат подобрени както по отношение на методологията, така и по отношение на създаването на инструменти за провеждане на изпитания на живот.

1.5. Цели на изследването

Горният анализ на методите и средствата за тестване на различни трансмисии ни позволява да направим следните изводи: получаването на данни за издръжливостта на трансмисиите на фрезата, базирани до момента на резултатите от оперативните наблюдения, е много дълъг процес и липсата на навременната оценка на издръжливостта води до производство на машини с неизпитан ресурс и затруднява извършването на работа по подобряване на конструкциите и технологичния процес на тяхното производство и ремонт; В СССР и в чужбина в много клонове на машиностроенето са широко разпространени стендовите ускорени тестове за живот, които позволяват да се определи живота както на експерименталните, така и на масовите машини в приемливи за практиката условия, което до голяма степен определя тяхното високо ниво на качество.

С цел внедряване в промишлеността на стендовите ускорени изпитания на експлоатационните изпитания на трансмисиите на фрезата и в съответствие с целта на настоящата работа са формулирани изследователските задачи: да се разработи метод за изчисляване на режима на натоварване; създаване на технически средства за провеждане на ускорени изпитания на живот; установяват критерий за гранично състояние на изпитваните обекти и метод за оценка на степента на увреждане на зъбите; задайте коефициента на преход за оценка на експлоатационния живот въз основа на резултатите от стендови тестове; въз основа на резултатите от тестовете разработете препоръки за подобряване на издръжливостта на основните елементи на трансмисиите.

1.6. Методология на изследването

За решаване на поставените задачи е разработена методика, която предвижда: обобщаване на местния и чуждестранен опит по изучаваната проблематика в различни отрасли на техниката; аналитични изследвания (метод за изчисляване на режимите на натоварване, описание на резултатите от изпитването и др.); разработване на дизайна на универсална товарна стойка; експериментални изследвания (тестване на живота); разработване на предложения и препоръки за повишаване на издръжливостта и подобряване на предаването на режещите части на ножиците, както и за по-нататъшно усъвършенстване на конструкцията на стенда.

Работата е извършена в Гипроуглемаш и И.Д. А.А. Skochinsko-go в съответствие с Главна тема 01172 от секторния план за изследване на Министерството на въгледобивната промишленост на СССР, както и в рамките на споразумението между Министерството на въгледобивната промишленост на СССР и Британското Главно управление на въглищата по темата „Подобряване надеждността на минното оборудване",

Като обект на тестване е избрана режещата част на серийния комбайн IKI0I, който е един от широко използваните серийни модели, върху който е натрупан голям експлоатационен опит и различни лабораторни изследвания.

Схемата на методологията на изследване е показана на фигура 1.4. На базата на аналитични проучвания на условията на работа на ножиците и конструктивните особености на режещите им части се разработват методология за стендови ускорени изпитания и средства за тяхното изпълнение.

Обработката и анализът на резултатите от стендовите тестове на режещи части, количественото и качественото сравнение на видовете повреди на трансмисионните части на стенда и в експлоатация ще позволи: проверка на коректността на основните разпоредби на методологията; установяване на годността на стендовата техника и очертаване на начини за нейната модернизация; определяне на коефициента на преход за прогнозиране на експлоатационния живот и дават препоръки за подобряване на издръжливостта на тестваните трансмисии.

Анализ на работните условия при проектирането на командния ред

Разработване на дизайн на щанд

Ускорен провал на теста

Определяне на коефициента на преход dm за изчисляване на експлоатационния живот

Formyrobonium ускорен тестов режим

Висококачествено и майчинско сравнение на повреди на стойката и използвана експлоатация

Обработка и анализ на резултатите от теста

Разработване на t предложения за подобряване на издръжливостта на трансмисиите

Стенд I дизайн модернизация

Фиг.1.4. Очертание на методологията на изследването

Опит в ускорени тестове на зъбни трансмисии в други клонове на машиностроенето

Основното условие, което трябва да се спазва при организиране и провеждане на ускорени тестове за живот, е възпроизвеждането на щанда на видовете и характера на повредите, подобни на експлоатационните. Това се постига най-лесно чрез възпроизвеждане на диапазона от експлоатационни натоварвания на стойката. Както е показано в раздели 1.2, поради технически трудности на практика се използват опростени методи за зареждане. Съществува известна връзка между режимите на стендови изпитания и оперативни, поради необходимостта от съпоставяне на количествените и качествените аспекти на процесите на разрушаване,

Образуването на натоварвания при предаването на режещата част на машината за срязване възниква върху изпълнителното тяло на машината и се определя от устойчивостта на рязане на въглищата, конструктивните особености на машината и кинематиката на нейното движение по дължината на стената.

Минният институт на А. А. Скочински разработи експериментално-статистическа теория за рязане на въглища и скали на базата на проведените изследвания. Основните положения на тази теория са изложени в трудовете на A.I. Beron, L.I. Baron, L.B. Глатман, Е. З. Позина.

Случайният характер на промяната в механичните свойства на въглищата, наличието на твърди включвания и пукнатини, динамичната структура на задвижването на срязващата машина, неравномерното движение на срязващата машина по челото определят неравномерното натоварване на изпълнителния орган.

Разпределението на натоварването около средното (спектър на натоварване) се случва с променлива честота и амплитуди, които могат да достигнат множество стойности на средното натоварване.

Много е трудно да се симулира оперативното натоварване на комбайните в условията на щанда. За улеснение, пространствената система от сили върху задвижващия механизъм може да бъде заменена от аксиални и радиални сили и въртящ момент, приложени към изходящия вал. Системата за еквивалентно натоварване на изходящия вал на изпитваната трансмисия осигурява напрегнатото състояние, а оттам и деформацията на частите, подобна на тази, която се получава при работа.

Основната задача на програмирането на тестовете за живот е да възпроизведе режима на натоварване, който е еквивалентен по отношение на повреждащите ефекти на спектъра на експлоатационните натоварвания, определен от величината (амплитудата) на действащите товари, тяхното редуване и продължителност на действие.

Проведените изследвания установиха, че замяната на спектъра от експлоатационни натоварвания с някакъв подреден (товарен блок) трябва да се извършва по такъв начин, че всяко ниво на натоварвания по време на изпитванията да се възпроизвежда поне 10-20 пъти. Броят на стъпките в блока трябва да бъде най-малко 6-8.

Параметрите на товарния блок - величината на натоварванията и продължителността на тяхното действие - определят параметрите на задвижващия двигател и статистическите характеристики на натоварванията върху вала на изпълнителното тяло.

Основните изходни данни за изчисляване на параметрите на блока са стабилните моменти на валовете на задвижващия двигател и комплекта на изпълнителното тяло Must и Mi, съответстващи на режима на работа и свързани чрез съотношение:

Изчисляване на режимите на натоварване по време на тестове за живот на стенд

Понастоящем ресурсът на ножиците се определя от ресурса на режещите им части, който от своя страна се ограничава главно от издръжливостта на зъбните колела. Повече от 7 долара от всички средства, изразходвани за закупуване на резервни части по време на основен ремонт на ножиците, се изразходват за трансмисионни части, предимно за зъбни колела и валове на зъбно колело.

Издръжливостта на зъбните колела, като правило, се определя преди всичко от увреждането на техните зъби. Класификацията на видовете повреди на зъбите на зъбните колела като цяло и въглищната техника е дадена в редица работи, както и с резултатите от специално организирани наблюдения на работата на десет комбайни