2.7. Вопросы для самоконтроля:
1. На какие группы распределены эксплуатационные факторы, характеризующие техническое состояние машин?
2. Какие группы эксплуатационных условий влияют на техническое состояние автомобиля?
3. Какая классификация условий среды, влияющей на уровень эксплуатации машинных агрегатов?
Лабораторная работа №3 Определение оптимального ресурса механизмов и систем машин
3.1. Введение.
Основным показателем долговечности сельскохозяйственных машин служит ресурс, определяющий наработку машины от начала её эксплуатации или её возобновление после ремонта опредёлённого вида до перехода в предельное состояние.
Ресурс, применительно к сельскохозяйственным машинам массового производства, представляет собой статистическую характеристику долговечности. Это означает, что по зафиксированному ресурсу, например, одного автотракторного двигателя нельзя судить о долговечности партии двигателей этой марки. Для исключения отдельных случайностей, выпадающих из общей закономерности, оптимальный ресурс (долговечность) оценивают по большинству («гамме» процентов) изделий из числа рассматриваемых. При оценке тракторов и других сельскохозяйственных машин их агрегатов и систем «гамма» ресурс в настоящее время принят равным 80 %, то есть 80 % машин и их агрегаты должны проработать заданное время без капитального ремонта.
3.2. Цель работы.
Освоить методику определения оптимального «гамма» ресурса сельскохозяйственных машин.
3.3. Задачи работы:
Изучить:
– основы ресурса сельскохозяйственных машин;
– ознакомиться с методикой определения оптимального «гамма» ресурса машин.
3.4. Оборудование, приборы, инструмент:
– методические рекомендации, нормативные данные и плакаты.
3.5. Рекомендуемая литература:
1. Прейсман В.И. Основы надёжности сельскохозяйственной техники / 2-е изд. доп. и перераб. – К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988. – 247 с.
2. Методические указания для выполнения лабораторно-практических работ по дисциплине «Надёжность технологических систем» / Сост. В.И. Тарасенко, И.В. Соболевский. – Симферополь: ЮФ НУБиП Украины «КАТУ», 2009. – 52 с.
3.6. Проведение работы.
3.6.1. Определение «гамма» ресурса сельскохозяйственных машин. Определение «гамма» ресурса машин производится по данным информации о доремонтных ресурсах представленных в таблице 3.1 (выдаётся преподавателем в соответствии с вариантом).
Таблица 3.1 – Информация о доремонтных ресурсах сельскохозяйственных машин
Вариант задания |
Условие и данные к занятию |
1 |
2 |
1 |
Построить кривую убыли и определить средний и 80% - доремонтный ресурс двигателя Д-240 по результатам испытаний 18 тракторов (мото-ч): 4410, 4420, 4800, 4850, 4910, 5000, 5500, 6100, 6450, 6720, 6920, 7030, 7050, 7140, 7260, 7430, 7820, 9100. |
2 |
Построить кривую убыли и определить, сколько тракторов ЮМЗ-6 АЛ из 120, имеющихся в районе достигнут предельного состояния и потребуют ремонта через 6000 мото-ч. Имеются данные по доремотным ресурсам 1 тракторов ЮМЗ-6 АЛ (мото-ч): 4750, 5000, 5500, 6080, 6140, 7210, 7720, 8230, 9640, 10200. |
3 |
Определить ресурс, при котором 40% двигателей СМД-14 достигнут предельного состояния и потребуют ремонта. Имеются данные по доремонтным ресурсам 11 двигателям СМД-14 (мото-ч): 1600, 3020, 3300, 3580, 3940, 4130, 4490, 4930, 5400, 5610, 7820. |
4 |
Построить кривую убыли и определить ресурс при котором 50% двигателей СМД-14 достигнут предельного состояния и потребуют ремонта. Имеются данные по доремотным ресурсам 15 двигателей СМД-14 (мото-ч): 2720, 3060, 3260, 3300, 3480, 3900, 4000, 4230, 4350, 4470, 4600, 4850, 4990, 5790, 5840. |
5 |
Определить ресурс, при котором 40% двигателей СМД-14 достигнут предельного состояния и потребуют ремонта. Имеются данные по доремонтным ресурсам 11 двигателям СМД-14 (мото-ч): 1600, 3020, 3300, 3580, 3940, 4130, 4490, 4930, 5400, 5610, 7820. |
6 |
Построить кривую убыли и определить сколько тракторов ЮМЗ-6АЛ из 90 имеющихся в районе, достигнут предельного состояния и потребуют ремонта через 5500 мото-ч. Имеются данные по доремонтным ресурсам 11 тракторов ЮМЗ-6АЛ (мото-ч): 4910, 4990, 5210, 5400, 5790, 5840, 5950, 6300, 6720, 7100, 7820. |
7 |
Построить кривую убыли и определить средний и 70%-й доремотные ресурсы тракторов ЮМЗ-6АЛ по результатам испытаний 16 тракторов (мото-ч): 3950, 4710, 5420, 5730, 6010, 6300, 6470, 6490, 6590, 6670, 6870, 6920, 7080, 7570, 8850, 8900. |
8 |
Построить кривую убыли и определить ресурс, при котором 40% тракторов ЮМЗ-6АЛ достигнут предельного состояния и потребуют ремонта. Имеются данные по доремотным ресурсам 13 тракторов ЮМЗ- 6АЛ (мото-ч): 4850, 5100, 5540, 5670, 5730, 6060, 6250, 6480, 6990, 7110, 7510, 8200, 9440. |
9 |
Построить кривую убыли и определить средний и 80%-й доремонтный ресурсы трактора ЮМЗ-6АЛ по результатам испытаний 17 тракторов (мото-ч): 5490, 5720, 5750, 6170, 6500, 6830, 6870, 7080, 7310, 7450, 7800, 7890, 8120, 8260, 9120, 9190, 10440. |
10 |
Построить кривую убыли и определить, сколько двигателей СМД-14 из 180, имеющихся в районе достигнут предельного состояни и потребуют ремонта в интервале наработок 4000…4500 мото-ч. Имеются данные по доремотным ресурсам 12 двигателей СМД-14 (мото-ч): 3180, 3210, 3310, 3600, 4130, 4350, 4370, 4590, 4740, 4910, 5100, 5670. |
11 |
По результатам испытаний 15 новых тракторов ЮМЗ-6АЛ, при которых все тракторы исчерпали доремонтный ресурс, построить кривую убыли и определить средний и 80%-й доремонтный ресурс. Доремонтные ресурсы (мото-ч): 5000, 5140, 5590, 6070, 6100, 6350, 6510, 6800, 6990, 7290, 7030, 8010, 8250, 8620, 9130. |
12 |
Построить кривую убыли и определить ресурс, при котором 40% тракторов ЮМЗ-6АЛ не достигнут предельного состояния. Имеются данные по доремонтным ресурсам 12 тракторов ЮМЗ-6АЛ (мото-ч): 4380, 4710,, 5100, 5670, 5790, 5810, 5970, 6300, 7820, 9100, 9210, 9240. |
13 |
Построить кривую убыли и определить средний и 80%-й доремонтный ресурсы трактора ЮМЗ-6АЛ по результатам испытаний 17 тракторов (мото-ч): 3060, 3210, 3420, 3700, 3940, 4000, 4100, 4230, 4350, 4470, 4710, 4910, 4990, 5350, 5670, 5840, 5970. |
14 |
Определить ресурс, при котором 40% двигателей СМД-14 достигнут предельного состояния и потребуют ремонта. Имеются данные по доремонтным ресурсам 11 двигателям СМД-14 (мото-ч): 1600, 3020, 3300, 3580, 3940, 4130, 4490, 4930, 5400, 5610, 7820. |
15 |
Построить кривую убыли и определить средний и 80%-й доремонтный ресурсы трактора ЮМЗ-6АЛ по результатам испытаний 15 тракторов (мото-ч): 2100, 2140, 2220, 2300, 2310, 2400, 3050, 4860, 4910, 5000, 5400, 5620, 6340, 6720, 6870. |
16 |
Построить кривую убыли и определить средний и 80%-й доремонтный ресурсы трактора ЮМЗ-6АЛ по результатам испытаний 15 тракторов (мото-ч): 2100, 2140, 2220, 2300, 2310, 2400, 3050, 4860, 4910, 5000, 5400, 5620, 6340, 6720, 6870. |
17 |
Построить кривую убыли и определить, сколько двигателей СМД-62 из 90 будет работоспособны через 3500 мото-ч. Имеются данные по доремонтным ресурсам 15 двигателей СМД-62 (мото-ч): 2100, 2720, 3060, 3210, 3300, 4000, 4210, 4420, 4600, 5790, 5950, 6000, 6110. |
18 |
Построить кривую убыли и определить средний и 80% - доремонтный ресурс двигателя СМД-60 по результатам испытаний 21 тракторов (мото-ч): 4410, 4420, 4800, 4850, 4910, 5000, 5500, 6100, 6450, 6720, 6920, 7030, 7050, 7140, 7260, 7430, 7820, 9100, 4300, 5900, 8500. |
19 |
Определить ресурс, при котором 35% двигателей Д-240 достигнут предельного состояния и потребуют ремонта. Имеются данные по доремонтным ресурсам 14 двигателям Д-240 (мото-ч): 1600, 3020, 3300, 3580, 3940, 4130, 4490, 4930, 5400, 5610, 7820, 2900, 3750, 2100. |
20 |
Определить ресурс, при котором 40% двигателей СМД-62 достигнут предельного состояния и потребуют ремонта. Имеются данные по доремонтным ресурсам 15 двигателям СМД-62 (мото-ч): 1600, 3020, 3300, 3580, 3940, 4130, 4490, 4930, 5400, 5610, 7820,2800,1950,3650,2100. |
Например, для расчётов принимаем 12 тракторов МТЗ-82 с наработкой: 9190; 8260; 7080; 8120; 5720; 6870; 10440; 7390; 5400; 5750; 6010 мото-часов.
Для сокращения времени наблюдения при оценке ресурса (долговечности) тракторов или их агрегатов используется специальный показатель – «гамма» ресурс ( – ресурс). «Гамма» ресурс – это наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью процентов.
В случае сравнительно небольшой информации о ресурсах технического объекта (трактора), не позволяющей установить закон их распределения, расчет «гамма» ресурса проводится графическим методом, по кривой убыли ресурса.
3.6.2. Порядок выполнения работы.
1. По информационным и расчетным данным необходимо составить вариационный ряд, представленный на примере в таблице 3.2. Исходные данные представлены по вариантам в таблице 3.1.
Далее, вычисляют значения точек кривой убыли для i-го значения ресурсов по формуле:
,
(3.1)
где % - «гамма» ресурс машин;
N - количество наблюдаемых машин;
NI – количество отказавших машин к i-ому значению ресурса.
Результаты необходимо занести в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Вариационный ряд информационных данных машин на примере тракторов МТЗ-82
Количество отказавших тракторов, Ni |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Ресурсы тракторов, мото-ч |
4620 |
5400 |
5720 |
5750 |
6010 |
6870 |
7080 |
7390 |
8120 |
8260 |
9190 |
10440 |
Значение кривой убыли, %. |
0,92 |
0,85 |
0,77 |
0,69 |
0,61 |
0,54 |
0,46 |
0,38 |
0,31 |
0,25 |
0,15 |
0,08 |
Пример расчёта кривой убыли для первой машины:
Пример расчёта кривой убыли для второй машины:
2. По вычисленным точечным значениям «гамма» ресурса машин ( %) строится график убыли ресурса (рис.3.1) в координатах:
Xi – величина ресурса (%);
Yi – «гамма» ресурс машин (Тмото-ч.).
Рис. 3.1 – Схема определения «гамма» ресурса по графику убыли.
За первую точку информации принята величина смещения, равная:
(3.2)
где Х1 и Х3 – соответственно, первое и третье значения ресурсов вариационного ряда:
мото-ч.
Для примерной задачи построенная кривая убыли ресурса и схема определения 80% -го «гамма» ресурса машин, на примере тракторовМТЗ-82, представлены на рисунке 3.1.
Определенный по графику 80% -ный «гамма» ресурс трактора МТЗ-82 равен 5600 мото-ч.
3. Содержание отчёта о проделанной работе:
– дать определение ресурсу сельскохозяйственных машин;
– изложить методику определения оптимального «гамма» ресурса машин;
– построить график убыли ресурса машин;
– выводы.
3.7. Вопросы для самоконтроля:
1. По какой формуле вычисляются значения точек кривой убыли для i-го значения ресурсов?
2. Какой основной показатель долговечности сельскохозяйственных машин?