Испытания продукции на надежность при изготовлении

 

Испытания на надежность делятся на определительные, которые проводятся для вновь запускаемой в производство продукции, и контрольные, которые проводятся для продукции серийного производства.

В соответствии с ГОСТ 15001—88 контрольные испытания могут быть приемосдаточные и периодические. Порядок и объем приемосдаточных испытаний указывается в стандартах, технических условий изготовления, стандартах на методы испы­таний, технических условий или технической документации наш продукцию. Эти испытания осуществляют службы технического контроля предприятия-изготовителя. Результаты приемосдаточ­ных испытаний отражают в сопроводительной документации к продукции.

Периодические испытания проводятся предприятием-изготовителем с приглашением представителя организации-разработчика и основного потребителя.

Испытания на надежность любого, а тем более сложного изделия являются весьма трудной задачей, поскольку они свя­заны со значительными затратами времени и должны учиты­вать широкий диапазон режимов и условий работы изделия. В результате испытаний могут быть получены как полные ха­рактеристики изделия, так и ограниченные данные (для высоко­надежных, сложных изделий), которые могут быть использова­ны лишь в сочетании со специальными методами расчетов.

Испытания на надежность могут быть стендовыми, при ко­торых обеспечивается постоянное наблюдение за процессом потери узлов или машинной работоспособности, и полигонными, при которых испытывается машина в целом в наиболее тяжелых условиях эксплуатации. При этом можно выделить две ос­новные группы характеристик изделия, которые являются объ­ектом измерения и оценки при испытаниях на надежность:

а) характеристики процессов изнашивания и разрушения;

б) характеристики изменения выходных параметров изде­лия (точности, КПД, производительности и т. д.), выход кото­рых за допустимые пределы тоже приводит к отказу.

При организации испытаний на надежность одним из важ­нейших вопросов является определение необходимого и доста­точного объема испытаний: количества образцов и времени их испытания. Для этого разработаны и должны использовать­ся действующие в стране стандарты, которые позволяют вы­брать планы испытания на надежность с обеспечением необхо­димого доверительного уровня: ГОСТ 27.410-87 «Испытания ограниченной продолжительности с заменой отказавших изде­лий»; «Испытания ограниченной продолжительности без заме­ны отказавших изделий»; «Испытания с ограниченным числом отказов».

Проверку соответствия фактического уровня надежности заданным требованиям для невосстанавливаемых изделий мож­но проводить наиболее просто по одноступенчатому методу контроля. Для контроля средней наработки на отказ восста­навливаемых изделий наиболее эффективен последовательный метод контроля. При одноступенчатых испытаниях заключе­ние о надежности делают по истечении назначенного времени испытаний и по общему итогу испытаний. При последователь­ном методе заключение о надежности делается после каждого очередного отказа и в эти же моменты времени выясняют, можно ли испытания прекратить или они должны быть про­должены.

При контрольных испытаниях необходимо правильно уста­новить число испытываемых образцов n_и, время испытаний t_и и рассчитать допустимое число отказов m.

Исходными данными для регламентации этих параметров являются: риск изготовителя - α (вероятность того, что хоро­шая партия будет забракована) и риск потребителя - β (ве­роятность того, что плохая партия будет принята), которые могут приниматься для горных машин (если они не огово­рены в технических условиях) α = β = 0,1—0,2.

Величины n_и и t_и можно определить по формулам:

где N - объем изделий в испытываемой партии; q - допусти­мая вероятность отказа (q = 0,25—0,4); К _r — коэффициент, за­висящий от сложности техники (К _r =1,6); Т_o — нормирован­ная наработка на отказ.

Контроль надежности по методу однократной выборки за­ключается в том, что из контролируемой партии объема N изделий берется одна случайная выборка объема n экземпля­ров. Исходя из N, n, α или β, устанавливаются оценочные нормативы А_О и А₁. Если выборочное значение контролируемого параметра меньше или равно А_О, то партия признается надежной; если больше или равно А₁, то партия бракуется. При контроле партий, в которых 50≤ n ≤0,1 N, можно пользоваться следующими формулами, устанавливающими соотношения между α и А_О, β и А_1:

 

 

где А₁ –приемочное число; А₂–браковочное число; j(z) – функция Лапласа; q ₀ – приемлемая вероятность отказа; q ₁ – верхняя граница вероятности отказа.

Приемлемая вероятность q ₀ может быть определена, если известно следующее: общий объем партии контролируемых изделий N и допустимое количество дефектных изделий D ₀.

Соответственно, верхняя граница вероятности отказа:

где Р₁ – требуемая вероятность безотказной работы.

Пример. Изготовлена партия режущих элементов машин глубокого дренирования в количестве 250 штук. При испытании 25 изделий на стенде зарегистрировано 3 поломки твердого сплава. Найти с риском 0,15 соответствие требованиям надежности всей партии, если допустимая вероятность безотказной работы по техническим условиям должна быть не менее 0,90.

Запишем условия задачи:

N = 250; n = 25; β₁ = 0,15; Р < 0,9.

Решение: Определим верхнюю границу вероятности отказа

q ₁ = 1 - Р₁ = 0,10,

приj(z) = 0,35;  по таблице приложения 5, откуда А₁≈1,00. Партия должна быть забракована, так как зарегистрировано три поломки, что больше допустимого количества отказов А₁.

Для восстанавливаемых изделий (в соответствии с ГОСТ 27.410 - 87) браковочный уровень средней наработки на отказ Т_β принимают равным значению Т_н — заданному в технических условиях.

Приемочное значение Тα рекомендуется выбирать Тα = 1,5 - 4 Т_β.

При использовании последовательного метода в ко­ординатах Т_∑/Тα, r по уравнениям, сформулированным ниже, строят наклонные линии соответствия и несоответствия требова­ниям надежности (рис. 4.5)

Пример. На рис. 5.5 построен график для частного случая, когда Тα = 2Т_β и α = β = 0,2. Требуется определить условия испытания восстанавливаемого изделия, если в технических условиях указано Т_н = 200 ч.

Рис. 4.5. График испытания изделия на надеж­ность

 

Принимаем α = β = 0,2; Т_β = Т_н = 200 ч; Тα = 2Т_β = 400; Т_исп = 400. По графику испытания будут положительными, (надежность соответствует заданным требованиям), если при

наработке до 640 ч Т_∑/Тα =1,6 r (число отказов) = 2,2, т. е. будет не более 2-х отказов. Если произошло 3 отказа, испытания следует продолжить и при тех же 3-х отказах наработка долж­на быть не менее 800 часов. Если и эти условия не выполня­ются, т. е. произошел еще отказ, следует продолжить испытания до Т_∑/Тα =2,6, т. е. до 400 ∙ 2,6= 1040 ч. или испытания прекратить и признать изделие не удовлетворяющим требованиям надежности.

Одним из наиболее удобных с точки зрения экономичности и простоты контролем средней наработки на отказ является следующий: α = β = 0,2; Тα = 2Т_β; Т_β = Т_н. В этом случае при испытании двух образцов результаты будут положительными и их прекращают, если в течение времени Т_н у каждого изделия не возникло отказов. Если возник отказ, изделие восстанавливают и испытание каждого изделия продолжают до получения наработки, равной 2Т_н. Если в дальнейшее время отказов не возникло, то результаты испытаний положительные. Если суммарное число отказов равно двум или больше, то ре­зультаты испытаний отрицательные.

          4.5 Основные  правила  обеспечения  надежности

           при   серийном   производстве

  

1. Технологические процессы серийного производства долж­ны обеспечивать качество изделий (в том числе их надежность) на уровне изделий опытного производства.

2. При изготовлении деталей, особенно ответственных нельзя допускать создания технологических концентраций напряжений (недостаточные радиусы закруглений, отсутствие фасок, зарезы и забоины на поверхности и т. д.).

3. Технологические процессы не должны создавать значительных остаточных напряжений, понижающих прочность или выносливость. Следует устранять причины, порождающие возможность технологических повреждений (прижогов, перегревов, трещин и др.).

4. Для ответственных деталей необходимо применять упрочняющую технологию (виброгалтовку, обработку дробью, обкатку  шариками и роликами и др.); должны использоваться защитные покрытия, предохраняющие деталь от коррозии и других вредных воздействий.

5. Следует устанавливать систему входного контроля (для материалов, комплектующих деталей, приборов и т. п.), чтобы обеспечить гарантии использования доброкачественных поставляемых элементов. Для поставщиков, зарекомендовавших себя высоким качеством, входной контроль может быть отменен.

6. Оперативный контроль в процессе изготовления должен обеспечивать поставку деталей на сборку без дефектов (вплоть до применения разрушающих или специальных методов дефектоскопии).

7. Условия контроля должны быть более жесткими в на­чальный период производства. При достижении необходимого уровня качества производства и его стабильности имеется возможность контроль упростить или свести его к статистическому.

8. Должны быть предусмотрены испытания на надежность деталей и узлов, подтверждающие допустимый уровень рас­сеяния количественных показателей, физических и других свойств, влияющих на надежность изделия.

9. Изменения, вносимые в технологию изготовления и сбор­ки, должны быть проверены при лабораторных, стендовых или других испытаниях и не должны ухудшать показатели надеж­ности выпускаемого изделия.

 

Задачи для самостоятельной работы

1. Испытаниям подвергнута партия подъемных механизмов, для которых удовлетворительной вероятностью безотказной работы в каждом цикле счи­тается Р_о = 0,92. Требуется найти приемочное число отказов А_о с допустимым риском α = 0,10 при объеме испытаний n = 500 циклов.

2. На складе хранится 200 изделий. При испытании 25 изделий, взятых из общего числа случайным образом, зарегистрировано 2 отказа. Требуется найти с риском 0,1 соответствие требованиям к надежности всей партии изделий, если допустимая вероятность безотказной работы должна быть не менее 0,95.

3. Система зажигания двигателя после ремонта испытывалась в течение 2000 циклов, при этом отмечено 50 отказов. Определить, можно ли принять двигатель, если число отказов считать приемочным числом при риске α = 0,05.

4. Вероятность отказа стартерного механизма трактора должна быть менее 0,08. Найти браковочное число А₁ с риском потребителя β = 0,10 при 1000 запусков двигателя.

Контрольные вопросы

1. Почему показатели надежности изготовленных в металле машин, как правило, ниже показателей, рассчитанных конструктором при их проектиро­вании?

2. Что такое надежность технологического процесса и как этот пока­затель влияет на надежность выпускаемого изделия?

3. Как можно рассчитать надежность изделия с учетом качества изго­товления?

4. Какие методы обеспечивают надежность выпускаемых машин?

5. Какие методы существуют для контроля надежности изготавливаемых машин?

6. Сформулируйте основные требования, предъявляемые при серийном производстве горных машин.

Глава 5.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: