| Wykończeniowy | Dokumenty odbiorcze | Badania | Wstępny (fabryka) | Przyjęcie | Zaświadczenie | Okresowy | Kwalifikacja | Typowy |
||||||||
| Statyczny | Dynamiczny | ^
Dla niezawodności | Oddziałowy | Międzywydziałowe | Państwo |
|||||||||||
| Niezawodność | Trwałość (ratunek) | Łatwość konserwacji | Możliwość przechowywania | Dodatkowe i inne |
||||||||||||
Testy
^
Laboratorium
Plakat
Miejsca testowe na eksperymentalnych RTK
Operacyjny
Przyśpieszony
Normalna
Zaawansowany
Dowolny typ, w dowolne miejsce i intensywność według uznania dewelopera.
^
Wymuszony
W skrócie
Porównawczy
Tabela 7. Klasyfikacja głównych typów testów
5.14.3. Testy kontrolne PR.
Parametry PR sprawdzane podczas badań kontrolnych umownie dzieli się na sześć grup:
Przeznaczenie i parametry zastosowania:
typ PR;
operacje, które wykonuje;
nazewnictwo i liczba obsługiwanych jednostek sprzętu;
rodzaj obsługiwanej produkcji i ilość seryjna;
i tak dalej.
Główne parametry i wymiary: charakteryzujące zarówno PR, jak i jego elementy:
nośność znamionowa;
liczba rąk i uchwytów;
liczba stopni mobilności;
wielkość i prędkość ruchu wzdłuż współrzędnych;
błąd pozycjonowania;
rodzaj układu współrzędnych, w którym działa PR;
rodzaj napędu, układ sterowania;
waga i wymiary;
Parametry bezpiecznej i bezawaryjnej pracy:
rezystancja uziemienia;
rezystancja izolacji obwodów mocy i obwodów układu sterowania;
wytrzymałość elektryczna izolacji obwodów elektroenergetycznych;
wyłączenie PR w przypadku przekroczenia ustalonych parametrów zasilania;
ograniczenie maksymalnych ruchów siłownika;
obecność automatycznych systemów blokowania pracy, które uniemożliwiają wejście człowieka do przestrzeni roboczej;
niezawodność uchwycenia i przytrzymania przedmiotu, także w przypadku nagłej przerwy w dostawie prądu oraz w przypadku naciśnięcia przycisku „zatrzymania awaryjnego”;
itp.
Do grupy parametrów eksploatacyjnych zalicza się:
ogrzewanie jednostek i komponentów;
pobór energii;
zużycie płynu roboczego;
odporność na zakłócenia;
odporność na klimat;
odporność na wibracje;
itd.
Zakres parametrów niezawodnościowych określa się zgodnie z GOST 4.480-87 „Roboty przemysłowe. Nomenklatura głównych wskaźników”.
Zakres parametrów technologicznych zależy od rodzaju PR. Przykładami mogą być:
prawidłowe ładowanie urządzeń technologicznych i interakcja z nimi;
tworzenie szwów;
głębokość penetracji;
obecność porów i obcych wtrąceń;
ciągłość i grubość powłok itp.
zgodność prawidłowego montażu i sprawności zespołu montażowego z wymaganiami eksploatacji technicznej;
dokładność i czas określenia wymaganego parametru.
Kolejność badań kontrolnych obejmuje następujące główne etapy:
weryfikacja w celu przygotowania testów;
kontrola niszczyciela czołgów;
Test PR w trzech warunkach:
B. Gdy PR się porusza i nie ma obciążenia na mechanizmach wyjściowych (sprawdzanie PR w trybach jałowych);
V. podczas ruchu PR i obciążeń elementów wyjściowych (testowanie PR pod obciążeniem);
sporządzenie protokołu na podstawie wyników badań.
GOST 15.001-73 „Rozwój i produkcja wyrobów. Przepisy podstawowe;
GOST 26053-84;
Dokumenty metodologiczne Rosstandarta;
Przepisy branżowe regulujące
Firma przeprowadzająca test;
Miejsce i czas badania;
Liczba próbek do zbadania;
Procedura opracowywania, koordynacji i zatwierdzania programów testów;
Lista dokumentów przekazanych do badania;
Rejestracja testów.
Badania odbiorcze mają na celu monitorowanie jakości gotowych produktów pod kątem zgodności ze specyfikacjami; na podstawie wyników podejmowana jest decyzja o ich przydatności do użytku.
Każdy produkt jest testowany.
Wyniki badań wpisuje się do dokumentacji towarzyszącej PR w postaci znaku akceptacji PR.
Wstępne testy PR przeprowadzane są w celu określenia możliwości przedstawienia prototypów do badań akceptacyjnych.
Testy akceptacyjne PR służą sprawdzeniu zgodności prototypów ze specyfikacjami technicznymi i specyfikacjami, a także rozwiązaniu kwestii możliwości wprowadzenia PR do produkcji.
Badania kwalifikacyjne serii instalacji przeprowadzane są w celu oceny gotowości produkcji do wytwarzania wyrobów seryjnych w oparciu o sprawdzony proces produkcyjny.
Badania certyfikacyjne przeprowadzane są zgodnie ze specyfikacjami. Zaleca się łączenie badań akceptacyjnych i certyfikacyjnych lub okresowo.
Okresowe badania PR przeprowadza się w celu porównania jakości wyrobów seryjnych wytwarzanych w różnym czasie. Liczba testów jest określona w specyfikacjach. Badania przeprowadzane są po PSI.
Badanie typu PR służy ocenie efektywności zmian wprowadzonych w produkcie seryjnym. Objętość i konieczność ustalane są w drodze porozumienia między producentem a deweloperem.
Wymagania dotyczące warunków przeprowadzania badań kontrolnych.
Na stanowisku badawczym musi znajdować się pełna symulacja rzeczywistych warunków pracy badanej próbki, obejmująca:
stan środowiska (pył, zanieczyszczenie gazem, wilgotność, temperatura itp.);
wskaźniki dostaw energii;
poziom wibracji i zakłóceń;
dostępność obiektów, którymi można manipulować w zależności od warunków pracy (wymiary, temperatura, olej na powierzchni, chropowatość itp.)
muszą być ogrodzone, muszą być umieszczone odpowiednie znaki i znaki ostrzegawcze oraz musi być zabroniony wstęp osobom nieupoważnionym;
w przestrzeni roboczej nie powinno być żadnych obcych przedmiotów;
sprzęt i przyrządy testowe muszą być uziemione;
należy zapewnić kontrolę wzrokową;
konserwację i uruchomienie muszą przeprowadzać osoby, które zostały przeszkolone i posiadają odpowiednie kwalifikacje oraz instrukcje dotyczące bezpieczeństwa;
podczas pracy w trybie automatycznym przy konsoli musi znajdować się operator;
przy pierwszych oznakach nieprawidłowego działania i awarii PR należy wyłączyć;
PR należy przedłożyć do badania w stanie nadającym się do użycia i kompletności oraz po pomyślnym przejściu kontroli jakości, wraz z odpowiednią dołączoną dokumentacją.
Próbki do badań należy napełnić odpowiednimi cieczami, podłączyć do sieci elektrycznej i pneumatycznej, wyregulować zgodnie z instrukcją obsługi i dotrzeć w stopniu wykluczającym możliwość zmiany właściwości w trakcie badań.
Podczas przeprowadzania badań odbiorczych PR należy przetestować w połączeniu z urządzeniami technologicznymi lub stanowiskiem symulacyjnym. PR instaluje się w pomieszczeniu o środowisku odpowiednim do jego działania.
Wymagania dotyczące przyrządów pomiarowych.
Przyrządy pomiarowe dobierane są zgodnie z celami funkcjonalnymi PR, zakresem badań, dokładnością wyznaczania poszczególnych parametrów i są wskazane w instrukcji badań.
Przyrządy pomiarowe muszą być sprawdzone, certyfikowane, opieczętowane i posiadać odpowiedni paszport.
Podczas dokonywania pomiarów błędy pomiarowe przyrządów należy uwzględnić w odczytach zgodnie z instrukcjami zawartymi w paszportach.
Sztywność stojaków, stojaków itp. urządzenia do pomiarów, a dokładność przyrządów powinna być o rząd wielkości większa niż mierzone parametry.
^ Metoda oznaczania parametry i wdrożenie kontroli specyficznych dla PR są ustalane dla każdego poszczególnego etapu testu i są zdeterminowane jego przeznaczeniem, warunkami pracy, wymaganiami dotyczącymi dokładności pozycjonowania i manipulacji.
Opracowano metody dla następujących typów inspekcji. Należy przetestować przy użyciu następujących metod:
możliwość obsługi mechanizmu PR na biegu jałowym;
działanie blokad zapewniających bezawaryjną i bezawaryjną pracę PR;
wspólna praca PR z systemem zarządzania;
sprawdzenie nośności znamionowej;
czas podróży;
maksymalne prędkości ruchu;
błąd pozycjonowania;
siła chwytania i trzymania przedmiotu;
testowanie PR podczas pracy pod obciążeniem pod kątem bezawaryjnej pracy i niezawodności;
i tak dalej.
5.15. Testy życiowe PR.
5.15.1. Testy cech życia to złożone testy, które pozwalają na bezpośrednią ocenę zarówno niezawodności (niezawodność, łatwość konserwacji, trwałość), jak i podstawowych cech (właściwości dynamiczne, testowalność, stopień diagnostyki i odporność na zewnętrzne wpływy PR) w długim okresie czasu. U producenta przeprowadzane są testy żywotności.
Celem jest określenie rzeczywistych wskaźników niezawodności (niezawodność, łatwość konserwacji, trwałość) i opracowanie zaleceń dotyczących ich poprawy.
Cel osiąga się poprzez ocenę wskaźników za pomocą testów i porównanie ich ze wskaźnikami specyfikacji dla próbek (próbek) PR.
Zgodnie z zasadami ustalania wskaźników niezawodności dokumentacja określa, do której klasy systemów, rodzaju trybów pracy, grupy niezawodnościowej oraz zasady ograniczania czasu użytkowania należy próbka testowa (próbka) PR.
Na podstawie ustalonej klasyfikacji wybrano wskaźniki niezawodności, które służą do oceny próbek, które przeszły testy zasobów.
Jako główny wskaźnik niezawodność Wskazane jest stosowanie średniego czasu między awariami (między awariami).
łatwość konserwacji Wskazane jest użycie średniej wartości:
czas regeneracji;
pracochłonność operacyjna przeciętnych napraw;
eksploatacyjna pracochłonność napraw głównych.
ratunek;
zasoby przed poważnymi naprawami;
żywotność;
żywotność do czasu remontu generalnego.
Uprawnienia sprawdzone zgodnie z GOST26656-8.
5.15.2. Warunki przeprowadzania badań wytrzymałościowych (RI).
Podzielone na:
testy w trybie standardowym (NR);
tryb przyspieszony (UR).
Składniki RI. Należą do nich część wstępna, główna i końcowa RI.
Część wstępna obejmuje analizę funkcjonalną i projektową.
^ Analiza funkcjonalna przeprowadzana przez konstruktora i sprowadza się do określenia, do której z grup funkcjonalnych należy PR i w zależności od tego podczas kolejnych testów dobierane jest kryterium wydajności oraz odpowiednio przypisywany jest tryb i efekt obciążenia.
^ Analiza projektu przeprowadza się po funkcjonalnym i tutaj określa się i przewiduje najsłabsze elementy, które mogą znacząco wpłynąć na zasób PR jako całości.
^ Główna część testów życiowych składa się z badań w trybie normalnym (NR) i przyspieszonym (UR), obejmujących badania kontrolno-determinacyjne (KOI) oraz badania elementów słabych (ISE).
KOI- przeprowadzane są w celu potwierdzenia prawidłowego doboru słabych elementów, a także identyfikacji wad projektowych i technologicznych produkcyjnych, które pojawiają się w ciągu 1,5-2 miesięcy. KOI. Ułatwiają to przyspieszone testy. W efekcie COI określa węzły wpływające na funkcjonowanie.
ISE– przeprowadzane metodami przyspieszonymi i podzielone na badania funkcjonowania, zużycia, zmęczenia oraz ocenę nagłych awarii, trwałości.
ISE do operacji w celu uzyskania danych statystycznych przeprowadza się we wszystkich przypadkach, gdy na PR stawiane są wysokie wymagania dotyczące dokładności pozycjonowania.
Wielkość próby dla RI w NR i UR wynosi co najmniej trzy próbki.
Procedura przygotowania PR dla RI musi być zgodna z TU i PI (program testów).
^ 5.15.3. Programy testów życiowych.
Wszystkie RI rozpoczynają się od sprawdzenia właściwości technicznych i parametrów projektowych pod kątem wymagań specyfikacji w zakresie PSI.
Składniki programu RI w HP:
program1, reprezentujący COI z wpływem różnych czynników na PR;
program2, reprezentujący ISE z wpływem różnych czynników na PR.
etap 1 – badania mające na celu określenie rzeczywistych wskaźników niezawodności PR w normalnych warunkach, zgodnie ze specyfikacjami technicznymi; Kontynuować 500h + t PSI
Etap 2 – testy mające na celu określenie rzeczywistych wskaźników niezawodności PR dla różnych kombinacji wartości wpływających na PR czynników zewnętrznych. Wybór kombinacji i czynników wpływających ustalany jest każdorazowo na podstawie dostępnych informacji z modelu matematycznego wpływu czynników na PR i jego wskaźniki niezawodności. Kontynuować 3000 – 3200 godz.
prędkość ręki manipulatora;
poruszanie ręką manipulatora;
ładowność;
liczba zmian trybów pracy;
temperatura otoczenia;
itp.
temperatura otoczenia;
zapylenie, zanieczyszczenie gazami;
napięcie sieciowe;
obciążenie wibracyjne;
ciśnienie w sieci pneumatyczno-hydr.
^ Program 2 składa się z następujących etapów RI :
Etap 3 – testy mające na celu określenie rzeczywistych wskaźników niezawodności PR przy różnych kombinacjach czynników zewnętrznych wpływających na PR. O całkowitym czasie pracy 5000 – 6000 godzin. Częściowe wykrywanie usterek przeprowadza się w celu ustalenia konieczności przeprowadzenia napraw większych (średnich). Kontynuować etap 1150–1350 godz.
Etap 4 – testy mające na celu określenie rzeczywistych wskaźników niezawodności PR dla różnych kombinacji wartości wpływających na PR czynników zewnętrznych. Tryby są podobne do etapów 2 i 3. Czas trwania 4500 – 5000 godzin.
^ Elementy programu testowania PR w trybie przyspieszonym.
Program 1 – akceleracja COI wraz z przyspieszeniem wpływu różnych czynników na PR;
Program 2 – akceleracja ISE wraz z przyspieszeniem wpływu różnych czynników na PR.
^ Program 1 obejmuje następujące kroki:
Etap 1 – określenie rzeczywistych wskaźników niezawodności w HP zgodnie ze specyfikacjami technicznymi dla PR, współczynnik przyspieszenia oceny zasobów K=1. Całkowity czas pracy T = 350 + T PSI (200-300) godz.
etap 2 – określenie rzeczywistych wskaźników niezawodności dla różnych najbardziej niekorzystnych kombinacji wartości wymuszonych, wpływających na czynniki zewnętrzne. Tryb testowy jest przyspieszany przez 50% całkowitego czasu testu.
^ Program 2 składa się z następujących etapów:
etap 3 – badanie PR w trybie przyspieszonym przy różnych kombinacjach wartości maksymalnych (min) dopuszczalnych zgodnie ze specyfikacjami, wpływających na czynniki zewnętrzne. Przez 50% całkowitego czasu badania K≥4,2. W tym przypadku realizowane są tryby 1 12. Całkowity czas trwania trybów wynosi 40–60 godzin. Dolny limit trybu wynosi 400 godzin, górny limit to 500 godzin. Przez resztę czasu K≥3,15.
etap 4 – badania w UR przy wartościach czynników zewnętrznych przekraczających dopuszczalne zgodnie ze specyfikacjami.
etap 5 – badania w UR do stanu granicznego (przed zniszczeniem) w warunkach najbardziej niekorzystnych kombinacji czynników zewnętrznych, przekraczających 2-krotnie maksimum dopuszczalne zgodnie ze specyfikacjami. Czas trwania etapu wynosi 300-400 godzin. Przez 50% całkowitego czasu badania K≥3,15, przez resztę - K≥33,5.
^ 5.15.4. Metodologia przeprowadzania testów życiowych.
Sekwencja RI:
sprawdzenie zgodności charakterystyk technicznych i parametrów projektowych PR z wymaganiami specyfikacji technicznych w zakresie PSI lub w zakresie zapewniającym weryfikację prawidłowego funkcjonowania PR w normalnych warunkach zgodnie ze specyfikacją PR;
prowadzenie COI zgodnie z programem 1;
przeprowadzenie ISE według programu 2. Dopuszczalne w porozumieniu z deweloperem i zgodnie z programem 1, IR realizowane jest na 2 zmiany (16 godzin).
RI są przeprowadzane z przywróceniem funkcjonalności nieudanych PR. Dopuszczalna jest wymiana urządzenia sterującego programem z późniejszym wydłużeniem okresu testowego.
^ Metodologia prowadzenia COI obejmuje :
identyfikacja słabych elementów w trakcie produkcji oraz identyfikacja wad projektowych i technologicznych wykonania;
określenie liczby awarii na 1000 godzin pracy;
zbieranie danych w celu określenia średniego czasu powrotu do zdrowia;
zbieranie danych w celu określenia średniego zasobu;
gromadzenie danych w celu oceny praw dystrybucji wskaźników niezawodności, łatwości konserwacji i trwałości;
gromadzenie danych w celu oceny właściwości dynamicznych;
gromadzenie danych w celu oceny zgodności PR z cechami paszportu zgodnie ze specyfikacjami technicznymi;
zbieranie danych w celu oceny stabilności badanych PR;
gromadzenie danych w celu oceny testowalności i diagnozowalności PR;
zbieranie danych dotyczących oceny odporności na drgania i wytrzymałości na wibracje PR.
Wszystkie metody zarówno COI, jak i ISE są opracowywane i kompilowane zgodnie z instrukcjami metodologicznymi Gosstandart.
^ 5.15.5. Konserwacja i naprawy między naprawami.
Czasy międzyremontowe - konserwacja zapobiegawcza jest integralną częścią konserwacji i jest wykonywana w oparciu o instrukcje i instrukcje obsługi układu sterowania jako całości, manipulatora, układu sterowania i napędu.
Aby przeprowadzić prace naprawcze podczas RI, sporządzany jest kosztorys, zestawienie kosztów robocizny i karty napraw.
Dla każdego rodzaju testów naprawczych, podczas testów wyciągany jest wniosek o dostosowaniu parametrów projektowych i TD lub zmianie trybów.
Obecnie w badaniach laboratoryjnych i laboratoryjnych stosowane są następujące metody badawcze:
Spójny;
Równoległy;
Szeregowo-równolegle;
Łączny.
Z sekwencją metodą badań, jeden i ten sam obiekt badań poddawany jest sekwencyjnie wszystkim rodzajom badań przewidzianych w programie. Wyjątek stanowią badania polegające na narażeniu na większość chemicznych i biologicznych materiałów wybuchowych. Badania te przeprowadza się przy różnych wyrobiskach. Najważniejszym warunkiem prowadzenia spójnych badań jest przestrzeganie określonej kolejności narażenia na czynniki zewnętrzne. Aby szybko zidentyfikować potencjalnie niewiarygodne próbki, a co za tym idzie, skrócić czas badania, zapewniona jest sekwencja VF, w której w pierwszej kolejności stosowane są te VF, które najsilniej wpływają na dany obiekt. Jednak w tym przypadku większość informacji o wpływie innych czynników, które można było uzyskać dzięki ich wpływowi, zostaje utracona. Dlatego w praktyce częściej zaleca się rozpoczęcie badań od wystawienia ES na działanie najmniej dotkliwych czynników zewnętrznych. Ale to znacznie wydłuża czas testu. Jak widać, kolejność testów ES odgrywa ważną rolę. Dlatego dla każdego typu ES ustalana jest jego własna sekwencja, która jest wskazana w specyfikacjach lub programie testów.
Cechą charakterystyczną sekwencyjnej metody badań jest występowanie efektu kumulacji zmian degradacyjnych w strukturze fizycznej badanego obiektu w miarę jego przemieszczania się z jednego zewnętrznego HF na drugi, w wyniku czego każde oddziaływanie poprzedniego czynnika wpływa na wynik badania przy ekspozycji na kolejny, co z kolei komplikuje interpretację wyników badania.
Z równoległym W metodzie badawczej próbkę poddaje się jednoczesnej ekspozycji na różne HF jednocześnie (równolegle) na kilku próbkach. Metoda ta pozwala na uzyskanie większej ilości informacji w krótszym czasie niż metoda sekwencyjna. Metoda równoległa wymaga jednak znacznie większej liczby badanych produktów niż metoda sekwencyjna.
Metoda szeregowo-równoległa jest kompromisem pomiędzy połączeniem szeregowym i równoległym. Pozwala efektywniej wykorzystać zalety tej czy innej metody w każdym konkretnym przypadku. W metodzie szeregowo-równoległej wszystkie wybrane do badań produkty dzielone są na kilka grup, które badane są równolegle. W każdej grupie badania przeprowadzane są sekwencyjnie. W takim przypadku wszystkie testy należy podzielić na grupy, których liczba jest równa liczbie grup testowych. Grupy badawcze należy tak dobierać pod względem składu, aby z jednej strony czas trwania badań we wszystkich grupach był w przybliżeniu jednakowy, a z drugiej tak, aby warunki przeprowadzania typów badań łączonych w grupy są zbliżone do rzeczywistych.
Rozważmy przykład grupowania różnych typów testów przy zastosowaniu metody ich przeprowadzania szeregowo-równoległego.
Jednakże każda z rozważanych metod badań przewiduje odrębne oddziaływanie WF na obiekt, co stanowi istotną różnicę w stosunku do rzeczywistych warunków pracy.
Metodą łączoną Podczas testowania na obiekt testowy oddziałuje jednocześnie kilka czynników zewnętrznych (głównie dwa).
Wyboru kombinacji łącznego wpływu różnych czynników na badany ES można dokonać zgodnie z tabelą 6.1.
Głównym powodem ograniczenia stosowania kombinowanej metody badań jest brak niezbędnego sprzętu, a także złożoność i wysoki koszt ich wdrożenia.
Podsumowując, należy zauważyć, że różnorodność opracowywanego i produkowanego sprzętu nie pozwala na podanie jednoznacznych zaleceń dotyczących wyboru metody i procedury badań. Możemy jednak z całkowitą pewnością powiedzieć, że wybór tego lub innego algorytmu testowania powinien opierać się na warunkach jego późniejszego działania, aby podczas testowania wzmocnił się mechanizm awarii i koniecznie zidentyfikowano wszystkie potencjalnie zawodne próbki.
Planowanie testów
Testowanie poprzedzone jest etapem planowania, w wyniku którego ustalany jest niezbędny zestaw danych na temat rodzajów badań, wielkości badanych partii (próbek lub próbek), norm i tolerancji dla kontrolowanych parametrów oraz podejmowania decyzji zasady.
Planowanie testów ma na celu optymalizację eksperymentu pod kątem oceny (monitorowania) właściwości ES. Optymalizacja taka odbywa się według dwóch głównych kryteriów: rzetelności (dokładności) oceny właściwości lub efektywności ekonomicznej badań.
W wyniku planowania testów należy odpowiedzieć na następujące pytania:
Czy wskazane jest przeprowadzenie badań;
Jakie cechy powinien posiadać plan testów?
Tabela 6.1
Możliwość przeprowadzenia testów określa się na podstawie oczekiwanego efektu ekonomicznego.
Wiadomo, że wraz ze wzrostem kosztów zapewnienia jakości (koszty badań, w tym koszty kontroli), wzrasta poziom jakości, a straty spowodowane wadami i awariami maleją. Pod tym względem każdy wskaźnik jakości odpowiada pewnemu stosunkowi kosztów, przy którym wprowadzenie testów jest ekonomicznie uzasadnione.
Niech wprowadzenie testów umożliwi zmniejszenie liczby awarii u konsumenta w pewnym okresie o Dn, natomiast u producenta liczba odrzuconych produktów wzrosła o Dn. Przy koszcie awarii C 0 (koszty wykrycia awarii, naprawy, strat w wyniku przestoju podczas naprawy, koszty usunięcia skutków awarii), kosztu wytworzenia jednego wadliwego produktu C izg oraz kosztu testowania C isp , ekonomicznie uzasadnione jest wprowadzenie badań przy ul
DnC 0 /(DNC izg +C izp)>1, (1)
gdzie DN to wzrost liczby odrzuconych produktów.
Dane początkowe niezbędne do oceny według wzoru (1) można uzyskać z wyników analizy parametrów ekonomicznych poprzednich próbek lub analogów konstrukcyjnych i technologicznych.
Po ustaleniu możliwości przeprowadzenia testów przystępują do ich bezpośredniego planowania, podczas którego opracowywany jest program testów i określane są cechy planu testów.
Program testów jest podstawowym dokumentem do testowania na etapach rozwoju i produkcji.
Programy testowe rozróżnia się według określonych cech ES. Można je zaprojektować do testów funkcjonalnych i niezawodnościowych. Opracowując programy testów funkcjonalnych, należy zapewnić, że ich wynikiem jest określenie wskaźników jakości, a przede wszystkim określenie właściwości technicznych produktów, a przy opracowywaniu programów testów niezawodności najważniejsza jest ogólna ocena losowego zdarzenie związane z wynikiem testu: pozytywny wynik lub niepowodzenie, a także czas funkcjonowania zakładu do awarii.
Konieczne jest także rozróżnienie pomiędzy programami testowymi realizowanymi na etapie rozwoju i produkcji, ponieważ ich zadania są różne.
Właściwa organizacja badań na początkowym etapie rozwoju systemu elektronicznego pozwala na skrócenie czasu opracowania tego systemu elektronicznego. Osiąga się to poprzez następujące działania:
Prowadzenie badań laboratoryjnych prototypów opracowanych produktów w celu udostępnienia projektantom danych i charakterystyk opartych na wynikach testów do budowy modeli matematyczno-fizycznych i ich dalszych badań;
Przeprowadzenie laboratoryjnych badań korelacyjnych modeli w celu wykorzystania wyników do porównania z danymi uzyskanymi w procesie modelowania matematycznego i dokonanie niezbędnych poprawek w modelu;
W procesie badań laboratoryjnych, wyjaśnienie poprawności określenia wpływów zewnętrznych i sprawdzenie na modelu dopracowanych wartości sygnałów symulujących wpływy zewnętrzne;
Identyfikacja nierozwiązanych problemów podczas badań laboratoryjnych.
Na podstawie wyników testów na etapie opracowywania należy wydać zalecenia dotyczące ulepszenia schematów obwodów i projektów ES.
Podstawą opracowania programu testów są specyfikacje lub specyfikacje techniczne dla ES. Program testów powinien przewidywać rozwiązanie następujących głównych zadań.
1. Wybór obiektu badań przeprowadza się na podstawie klasyfikacji wyrobów według cech funkcjonalnych i konstrukcyjnych (klasy części, zespołów, urządzeń, zespołów i układów). Z punktu widzenia badań wszystkie klasy wyrobów można podzielić na dwie grupy:
Najniższa grupa obejmuje produkty, które nie mają samodzielnego celu operacyjnego (części, zespoły i bloki). Najwyższa grupa obejmuje zatem produkty, które mają niezależny cel operacyjny.
Decyzja o przeprowadzeniu testów dla grupy niższej lub wyższej podejmowana jest indywidualnie.
Testowanie produktów niższej grupy pozwala na zastosowanie prostszej, tańszej i mniej obszernej aparatury badawczej. Dzięki takim testom możliwe staje się szybkie wykrycie słabych punktów konkretnego produktu, gdyż na badany produkt podczas testów nie wpływają żadne elementy z nim oddziałujące. Jednocześnie możliwe jest szybsze podjęcie działań mających na celu udoskonalenie produktów i wyeliminowanie wykrytych usterek.
Testowanie produktów najwyższej grupy zapewnia uzyskanie wyników uwzględniających interakcję różnych komponentów i bloków przy mniejszej liczbie próbek i w krótszym czasie.
W zależności od klasy produktów program testów może przewidywać wymianę uszkodzonych elementów w trakcie procesu testowania.
2. Określenie celu (celu) testowania, co zależy od tego, na jakim etapie cyklu „życia” produktu mają zostać przeprowadzone badania i jakie cechy produktu interesują. W zależności od etapu cyklu życia produktu dobierane są warunki i miejsce przeprowadzania testów.
Oczywiście na etapie rozwoju, gdy przeprowadzane są badania badawcze, najprawdopodobniej zostaną przeprowadzone badania laboratoryjne. Jednakże w niektórych przypadkach istnieje możliwość przeprowadzenia badań terenowych.
Na etapie produkcji najpowszechniej stosowane są także badania laboratoryjne. W takim przypadku możliwe jest przeprowadzenie testów laboratoryjnych, terenowych, a nawet eksploatacyjnych.
3. Dobór składu typów testów na wpływ czynników zewnętrznych przeprowadza się w oparciu o wymagania dokumentacji normatywnej i technicznej wyrobu oraz norm zawierających wykaz rodzajów badań wyrobów przeznaczonych do stosowania wyłącznie na obszarach o klimacie tropikalnym lub zimnym. Wybierając rodzaje testów, należy wziąć pod uwagę różnice między nimi nie tylko pod względem rodzaju czynnika wpływającego, ale także sposobu i sposobu przeprowadzenia. Ważne jest, aby określić, jakie typy testów należy połączyć, aby przeprowadzić testy kombinowane. W przypadku testowania na etapie rozwoju należy ustalić, jakie rodzaje testów można symulować, a które należy przeprowadzić przy użyciu narzędzi testowych. Rozwiązanie tego problemu zależy od dostępności sprzętu badawczego, kosztu badań i dostępności wysoko wykwalifikowanego personelu.
4. Ocena warunków i lokalizacji testów zależy od etapu cyklu życia produktu, a także od jego właściwości technicznych. Oczywiście na etapach rozwoju i produkcji najczęściej stosuje się badania laboratoryjne, laboratoryjne i terenowe. Pełnowymiarowo i operacyjnie – można wdrożyć w celu uzyskania danych niezbędnych do udoskonalenia produktu.
5. Wybór trybów testowych przeprowadza się zgodnie z obowiązującą dokumentacją normatywno-techniczną badanego produktu. W praktyce stosuje się trzy typy norm dla wartości parametrów trybu testowego:
Ogranicz standardy;
standardy testowe;
Standardy operacyjne.
Ogranicz standardy Są to normy, dla spełnienia których projektowane są produkty, podane w raporcie technicznym i według nich nie przeprowadza się badań.
Standardy testowe, charakteryzujące się stopniami sztywności, których wartości zależą od testów klimatycznych i mechanicznych produktu, są wskazane w specyfikacjach. Standardy testowe różnią się od wartości granicznych wielkością tolerancji produkcyjnej. Są testowane w procesie produkcyjnym.
Standardy operacyjne poniżej testów określonych w specyfikacjach. Zgodnie ze standardami eksploatacyjnymi dozwolona jest eksploatacja produktów, a podczas pracy przeprowadzane są na nich testy.
6. Wyznaczanie kontrolowanych parametrów badanych wyrobów, ich wartości oraz dopuszczalnych granic odchyłek odbywało się pod różnymi wpływami zewnętrznymi. Jednocześnie należy ustalić listę innych wskaźników jakości podlegających kontroli, a także dopuszczalne granice odchyleń ich wartości podczas procesu testowania. Należy również wskazać tryby pracy badanych produktów podczas testów i czas pracy w tych trybach. Aby monitorować stan wielu produktów, należy zwrócić szczególną uwagę na kontrolę wizualną i wdrożenie metod badań nieniszczących.
7. Ustalenie czasu trwania każdego rodzaju testu zależy od celu (celu) badań, a także od ustalonych cech produktu. Podczas przeprowadzania testów funkcjonalnych czas trwania testu jest zwykle określony w dokumentacji technicznej. Konieczne jest jednak opracowanie metod obliczania czasu trwania testów w zależności od warunków i czasu rzeczywistej eksploatacji. Podczas testowania niezawodności rozwój powinien opierać się na metodach probabilistycznych i statystycznych, aby zapewnić uzasadnione naukowo planowanie testów i ocenę wyników. W tym przypadku czas trwania badań zależny jest od czasu między awariami dla produktów odrestaurowanych i średniego czasu między awariami dla produktów nienaprawialnych (w tym przypadku można to wyznaczyć metodą obliczeniową). Należy także ustalić, jaki powinien być czas trwania badań w zależności od tego, czy planowane są badania normalne, przyspieszone czy skrócone.
8. Wybór kolejności (metody) badania jest jednym z głównych elementów programu badań – w niektórych przypadkach może być uwzględniony w dokumentacji technicznej produktu. W zasadzie, aby zapewnić wiarygodność badań, przy wyborze kolejności ich przeprowadzania należy wykluczyć kombinacje efektów HF, które nie odpowiadają warunkom pracy.
9. Oszacowanie całkowitego czasu trwania badań dla wszystkich rodzajów narażenia przeprowadza się w oparciu o wcześniej ustalone czasy trwania każdego rodzaju badań i kolejność ich przeprowadzania. W takim przypadku w przypadku wyboru metody równoległo-sekwencyjnej może zaistnieć konieczność zweryfikowania rodzajów badań zaliczanych do grup równoległych w celu wyrównania łącznego czasu trwania badań we wszystkich grupach.
10. Określenie liczby badanych produktów, a także ustalenie czasu trwania każdego rodzaju badania, zależy od celu (celu) badania i określanych cech. Dopiero podczas badań niezawodności można określić w drodze obliczeń liczbę badanych produktów, pod warunkiem określenia prawdopodobieństwa bezawaryjnej pracy, ryzyka klienta i dostawcy oraz prawa rozkładu uszkodzeń. Powszechnie przyjmuje się, że w przypadku produktów nadających się do naprawy, nagłe i stopniowe awarie podlegają prawu wykładniczemu, a w przypadku produktów nienadających się do naprawy – prawu dwumianu. Po ustaleniu ilości produktów potrzebnych do badań należy wybrać je spośród sprawdzonych przez dział kontroli jakości i wskazać ich numery w specjalnym dokumencie.
11. Ustalenie częstotliwości (terminu) testowania produktów zależy do jakiej grupy należą. Częstotliwość badania wyrobów z niższej grupy jest zwykle większa niż najwyższej grupy wyrobów, jednak w obu przypadkach zależy od rodzaju produkcji i liczby wyrobów wyprodukowanych w okresie kontrolowanym. Częstotliwość badań powinna być podana w specyfikacji produktu; selekcja wyrobów do badań odbywa się w sposób określony w specyfikacjach technicznych, spośród tych, które przeszły badania odbiorcze.
12. Dobór narzędzi badawczych i określenie charakterystyki urządzenia do montażu badanych wyrobów w komorach klimatycznych i na stołach laboratoryjnych do badań mechanicznych, w zależności od konstrukcji, wymiarów gabarytowych i masy badanych wyrobów, przeprowadza się z uwzględnieniem wszystkich planowanych rodzajów badań, a także wymagań dotyczących trybów badań i tolerancje dla nich. Wiarygodność wyników badań w istotny sposób zależy od jakości urządzeń. W przypadku niektórych produktów urządzenia są ujednolicone i posiadają dokumentację techniczną. Zasadniczo konieczne jest, aby ten sam sprzęt był używany do produktów tego samego typu podczas testowania w różnych przedsiębiorstwach. Zapewnia to identyczne warunki badania i zwiększa niezawodność przy porównywaniu wyników badań.
13. Dobór przyrządów pomiarowych, służące do kontroli wartości parametrów wyrobów z zadanymi tolerancjami, przeprowadzanej przed, w trakcie i po badaniach, kończy się sporządzeniem zestawienia wskazującego ich rodzaje. Wyniki tej kontroli stanowią główne kryteria oceny jakości badanych produktów.
14. Opracowanie wymagań w zakresie automatyzacji procesu testowania, rejestracji i przetwarzania wyników testów polega na wykorzystaniu komputerów, które pozwalają na kontrolę procesu badawczego, gromadzenie informacji pomiarowych, przetwarzanie sygnałów, interpretację danych testowych z prezentacją wyników w dogodnej formie, a także dynamiczne modelowanie procesów badawczych. Aby móc realizować wymienione funkcje, komputer musi być wyposażony w odpowiednie oprogramowanie. W razie potrzeby możliwe jest jednoczesne wykorzystanie komputera i przyrządów pomiarowych (np. komputera i analizatora gazów, komputera i woltomierza rejestrującego itp.).
15. Metrologiczne wsparcie procesu badawczego, realizowane poprzez certyfikację całego sprzętu testowego i weryfikację środków do pomiaru wartości parametrów trybów testowych i produktów testowych. Do przeprowadzenia certyfikacji należy zastosować przyrządy pomiarowe specjalnie przewidziane w dokumentacji normatywnej i technicznej, które posiadają wymagane cechy dokładności. Certyfikację należy przeprowadzać w określonych odstępach czasu.
Testowanie obejmuje przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny przemysłowej. Oprócz ogólnych wymagań określonych w odpowiedniej dokumentacji normatywnej i technicznej, dla różnych typów badań należy podać wymagania specjalne podane w metodach badań.
W programie testów należy wskazać organizację, która ma przeprowadzić badania oraz organizacje uczestniczące w badaniach. Ponadto program testów musi uwzględniać logistykę testów, w tym listę i terminy dostaw testowanych produktów.
Ponadto program testowy wskazuje:
Skład uczestników testu;
Procedura dostępu do testów;
Podział odpowiedzialności za testowanie i przygotowanie dokumentacji raportowej.
Na koniec należy podać wymagania dotyczące raportowania i zalecenia dotyczące dalszego stosowania badanych produktów. Jednocześnie wskazano kryteria, którymi należy się kierować podejmując decyzję o zastosowaniu badanego produktu po zakończeniu całego programu badań (wycofanie z eksploatacji i zniszczenie, naprawa i konserwacja, a następnie użytkowanie zgodnie z jego przeznaczeniem z ograniczeniami lub bez).
480 rubli. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Rozprawa doktorska - 480 RUR, dostawa 10 minut, całodobowo, siedem dni w tygodniu oraz w święta
240 rubli. | 75 UAH | 3,75 $ ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Abstrakt - 240 rubli, dostawa 1-3 godziny, od 10-19 (czasu moskiewskiego), z wyjątkiem niedzieli
Truszyn Jewgienij Iwanowicz. Badania i rozwój metod i środków przyspieszonego badania przekładni maszyn górniczych: IL RSL OD 61:85-5/333
Wstęp
Rozdział I. Stan problemu. cele i metodologia badań
1.1. Trwałość przekładni elementów tnących kombajnów i metody jej wyznaczania 9
1.2. Doświadczenie w prowadzeniu laboratoryjnych badań przyspieszonych trwałości przekładni zębatych w innych gałęziach budowy maszyn 4S
1.3. Analiza projektów stanowisk badawczych do badań trwałości przekładni
1.4. Badania przekładni części tnących kombajnów 50
1,5. Cele badawcze 57
1.6. Ogólna metodologia badań 58
Rozdział 2. Zbiega się z metodologią przyspieszonego badania trwałości na stanowisku badawczym przekładni elementów tnących kombajnów
2.1. Zakres i cele testów przyspieszonych Q4
2.2, Obliczanie trybów obciążenia podczas testów trwałości na stanowisku badawczym ^
2.3, Uzasadnienie i opracowanie kryteriów stanu granicznego obiektu badań 54
2.4. Rodzaje uszkodzeń i metody uszkodzeń napędów zębatych przekładni kombajnu $5
2.5. Określenie trwałości użytkowej na podstawie wyników badań laboratoryjnych
2.6. Dokładność oceny żywotności na podstawie wyników przyspieszonych badań stanowiskowych 65
Rozdział 3. Uniwersalne stanowisko obciążeniowe do przyspieszonych badań trwałości przekładni części tnących kombajnów
3.1. Cechy konstrukcyjne kombajnów determinujące rozwiązania układu stanowiska 72
3.2. Schematy ideowe stanowisk do badania trwałości przekładni części tnących kombajnów 76
3.3. Podstawowe wymagania techniczne dla uniwersalnej rampy załadunkowej /
3.4. Opracowanie i wykonanie uniwersalnego stanowiska załadunkowego
Rozdział 4. Badania eksperymentalne i przyspieszone badania trwałości części tnących kombajnu
4.1. Metodologia badań eksperymentalnych. 90
4.2. 97
4.3. Wyznaczenie eksperymentalnego współczynnika przejścia od zasobów podczas testów laboratoryjnych do okresu użytkowania 40 $
Wnioski nr.
Rozdział 5. Analiza wyników badań eksperymentalnych
5.1. Rozwój odprysków zmęczeniowych zębów przekładni w miarę wyczerpania się ich żywotności
5.2. Porównanie wyników obliczeń trwałości kół zębatych kombajnu IKI0I z ich trwałością rzeczywistą. /2o
5.3. Dalsze udoskonalanie konstrukcji stanowiska badawczego /30
5.4. Perspektywy rozwoju prac nad przyspieszonymi badaniami trwałości na stanowisku badawczym /32
5.5. Krajowy efekt gospodarczy wprowadzenia metod i środków przyspieszonych badań trwałości przekładni części tnących kombajnów. 435
Wnioski /37
Ogólne wnioski z pracy /39
Literatura
Wprowadzenie do pracy
W głównych kierunkach rozwoju gospodarczego i społecznego ZSRR na lata 1981-1985 i na okres do 1990 r. planuje się „przyspieszenie rozwoju i opanowanie masowej produkcji wysokowydajnych kompleksów urządzeń do wydobycia węgla w trudnych warunkach górniczych i warunków geologicznych oraz prowadzenie wyrobisk przygotowawczych... Zwiększenie mocy produkcyjnych inżynierii węglowej, aby w pełni zaspokoić potrzeby gospodarki narodowej na wysokowydajne, niezawodne urządzenia górnicze...".
Postęp współczesnej inżynierii mechanicznej węgla, polegający na dalszym doskonaleniu parametrów technicznych maszyn, jest niemożliwy bez zapewnienia ich wysokiej trwałości, której jednym z głównych wskaźników jest zasób techniczny
Doświadczenie eksploatacyjne wskazuje, że trwałość maszyn górniczych nie osiąga jeszcze wymaganego poziomu. Tym samym średni okres remontowy głównych kombajnów seryjnych IKIOI, 2K52, IGSh68 wynosi 12 miesięcy (1500 godzin czasu pracy maszyny, czyli znacznie mniej niż ich żywotność projektowa wynosząca 5000 godzin).
O trwałości kombajnu w dużej mierze decyduje żywotność napędu przekładniowego jego korpusu wykonawczego (części tnącej); Samochód oddawany jest do naprawy generalnej niemal dopiero po osiągnięciu przez skrzynię stanu granicznego. Tłumaczy się to faktem, że części obudowy przekładni są głównym elementem nośnym całej konstrukcji kombajnu, a pracochłonność naprawy przekładni w ścianie jest bardzo duża Kombajn IKI0I kosztuje 19,1 USD, 2K52 -21,7^, NShZM - 9,9 USD przestoju kombajnów w ogóle, pracochłonność usuwania awarii w przekładniach wynosi odpowiednio 26,2 USD, 33,5 USD i 12,7 USD całkowitej pracochłonności (dane z A.A. Skochinsky IGD)
W procesie tworzenia nowych i produkcji maszyn produkowanych masowo, a także podczas remontów kapitalnych trwałość maszyn należy sprawdzać doświadczalnie. Uzyskanie danych na temat trwałości wyrobów inżynierii węglowej opiera się dotychczas na wynikach obserwacji ich eksploatacji. Ze względu na trudne warunki eksploatacji uzyskanie ilościowych charakterystyk trwałości z wymaganą dokładnością wymaga czasu liczonego w latach. W rezultacie do masowej produkcji trafiają maszyny, których trwałość określa się niemal wyłącznie na podstawie obliczeń, bo czas pracy podczas testów akceptacyjnych prototypu to tylko 5-10 dolarów określonego zasobu. Działania mające na celu poprawę jakości produktów seryjnych, podejmowane bez wystarczająco reprezentatywnych badań eksperymentalnych, nie zawsze są skuteczne. Zatem jedną z przyczyn niewystarczającej trwałości przekładni kombajnowych jest brak kontroli jakości eksploatacyjnej ich produkcji i naprawy.
W ciągu ostatnich dwudziestu lat powszechnie stosowano laboratoryjne przyspieszone badania trwałości do oceny trwałości części, zespołów montażowych i zmontowanych maszyn; probabilistyczne metody obliczania zmęczenia części maszyn umożliwiły uzasadnienie wyboru marginesów bezpieczeństwa i dopuszczalnych naprężeń w oparciu o na probabilistycznych aspektach zniszczenia i niezawodności w warunkach eksploatacyjnych.
W odniesieniu do maszyn górniczych metody obliczeniowe bezpośredniej lub pośredniej oceny trwałości zostały najpełniej przedstawione w pracach A.V. Dokukina, V.N. Gepanova, Yu.D. Pozina, P.V. Semenchi, V.I. Solod, G.I. Solod, A.G. Frolova, V.N. Khorin, V.A. Deinichenko, G.S. Rakhutina, V.V. Solodukhina, Z.Ya.
Tym samym w pracach opartych na szeroko zakrojonych badaniach trybów pracy maszyn górniczych wykazano, że obciążenia działające w przekładniach mają charakter stochastyczny, ze względu na właściwości procesów niszczenia, ładowania i ruchu górotworu. Badanie i wyznaczanie obciążeń elementów maszyn górniczych opiera się na metodach probabilistycznych, w szczególności na teorii funkcji losowych. Należy podkreślić, że obliczenia najważniejszych elementów maszyn górniczych (napędy zębate i łańcuchowe, wały, osie itp.) zostały sprowadzone do poziomu standardów branżowych.
Metoda modelowania statystycznego (probabilistycznego) polega na opracowaniu i badaniu funkcjonowania modelu matematycznego układu dynamicznego
Trwałość maszyn można ocenić w warunkach laboratoryjnych za pomocą laboratoryjnych testów trwałości, których rolę we współczesnej inżynierii mechanicznej wyznaczają rosnące wymagania i niezawodność urządzeń, zagadnienia normalizacyjne oraz rosnąca potrzeba przyspieszenia tempa badań i wdrażania nowe projekty.
Rozwiązanie tych problemów staje się szczególnie istotne w odniesieniu do sprzętu leczniczego. Wysokie koszty przestojów ścianowych stawiają zwiększone wymagania w stosunku do niezawodności przekładni części urabiających kombajnów. Badania laboratoryjne pozwalają w porównywalnych warunkach i przy niższych kosztach określić poziom jakości produktu ustalony przez odpowiednie normy.
Możliwość określenia żywotności podczas testów laboratoryjnych w bardzo krótkim czasie może znacznie obniżyć koszty związane z awariami produktu podczas testów eksploatacyjnych.
Przyspieszenie badań odbywa się poprzez eliminację przerw technologicznych nieuniknionych w pracy, tj. ze względu na ciągłość procesu testowania, a także na skutek nasilania się na różne sposoby procesów utraty żywotności produktów.
Pomimo tego, że ostatecznym testem wszystkich właściwości produktu jest działanie, na podstawie którego ostateczna ocena jego trwałości jest wykonywana, badania laboratoryjne przyspieszonej żywotności są obecnie jednym z najbardziej obiecujących sposobów operacyjnego monitorowania poziomu trwałości ; służą zarówno do przyspieszenia rozwoju konstrukcji eksperymentalnych, zapewniając im określoną trwałość na etapie rozwoju, jak i do kontroli jakości wyrobów seryjnych podczas wytwarzania, naprawy i po modernizacji konstrukcji lub wprowadzeniu bardziej zaawansowanych procesów technologicznych do jego produkcji.
Analiza różnych metod oceny trwałości maszyn pozwala na wyciągnięcie następujących wniosków:
I. Metoda analityczna i metoda modelowania statystycznego polegają na łącznej analizie obciążeń eksploatacyjnych i charakterystyk wytrzymałościowych części i umożliwiają pośrednią ocenę trwałości maszyn poprzez współczynniki bezpieczeństwa ich części i powinny być weryfikowane poprzez badania eksploatacja maszyn w warunkach eksploatacyjnych lub podobnych.
2. Statystycznie wiarygodną informację o trwałości maszyn można uzyskać jedynie z wyników przemysłowej eksploatacji wyrobów, jednakże długi czas trwania procesu zmniejsza wartość tej informacji,
3. Laboratoryjne badania przyspieszonej żywotności pozwalają na uzyskanie informacji o trwałości maszyn w znacznie krótszym czasie niż z wyników badań eksploatacyjnych czy obserwacji eksploatacji wyrobów.
1.2. Doświadczenie w przeprowadzaniu laboratoryjnych badań przyspieszonej żywotności przekładni zębatych w innych gałęziach budowy maszyn
Testowanie przyspieszone oznacza testowanie produktu, którego metody i warunki dostarczają wymaganej ilości informacji w krótszym czasie niż w zamierzonych warunkach i trybach pracy.
Rozwój ogólnych przepisów, zasad i zaleceń dotyczących przyspieszonych metod testowania w inżynierii mechanicznej znajduje odzwierciedlenie w pracach R.V. Kugela, S.S. Dmitrichenko, G.I. Skundina, I.N. Velichnina, O.F. Golda, A.D. Levitanusa, Kh. Chazanow. E. Gassnera i innych autorów
Podczas procesu wykańczania poszczególne części, zespoły montażowe, a także całe maszyny poddawane są próbom wytrzymałościowym.
Tryby i metody badań dobierane są w taki sposób, aby zapewnić minimalny czas trwania i koszt badania. Najczęstsze sposoby przyspieszenia testowania to: zagęszczenie cykli roboczych; zwiększona częstotliwość cykli pracy; ekstrapolacja w czasie; obcięcie widma obciążenia; zwiększanie w zależności od obciążenia.
Zagęszczenie cykli pracy odbywa się poprzez eliminację przerw technologicznych, które są nieuniknione w pracy podczas ciągłych testów i umożliwia osiągnięcie wysokich wartości współczynnika przyspieszenia w czasie kalendarzowym Ku.
Zasada zwiększania częstotliwości cykli pracy opiera się na zwiększaniu szybkości przykładania istniejących obciążeń i zakłada niezależność (w pewnych granicach) trwałości produktu od częstotliwości stosowania obciążenia. Współczynnik przyspieszenia jest proporcjonalny do stosunku częstotliwości przyłożenia obciążeń podczas badań przyspieszonych i normalnych fy i fn "
Ekstrapolacja w czasie pozwala na szybką ocenę trwałości na podstawie wstępnych wyników badań produktów, dla których dostatecznie dobrze poznano wzorce procesów wyczerpywania zasobów.
Obcięcie widma obciążeń polega na odtworzeniu podczas badania części obciążeń eksploatacyjnych, które mają najbardziej szkodliwy wpływ.
W przypadkach, gdy marginesy bezpieczeństwa części obiektów badań są na tyle duże, aby przyspieszyć badania, przeprowadza się je przy obciążeniach zwiększonych (wymuszonych) w stosunku do maksymalnych obciążeń eksploatacyjnych.
Wybór tej czy innej metody opiera się na konieczności zapewnienia tożsamości rodzajów i charakteru uszkodzeń na stanowisku i podczas eksploatacji. Osiąga się to poprzez uwzględnienie złożoności i różnorodności procesów niszczenia części, z których każdy ma swój własny obszar krytyczny. W okresie przejściowym tego obszaru zachodzą jego zmiany jakościowe. Tryby testowe dobierane są w taki sposób, aby ten krytyczny obszar nie został osiągnięty, w związku z czym jakościowa strona procesu niszczenia pozostaje niezmieniona.
Różne produkty inżynierii mechanicznej składają się zwykle z kilku grup najczęściej stosowanych elementów spełniających te same funkcje, takich jak wały, łożyska, koła zębate, uszczelnienia itp. Pomimo różnorodności rozwiązań konstrukcyjnych, zastosowanych materiałów i warunków pracy maszyn o różnym przeznaczeniu, metodyczne podejście do badań żywotności tych elementów ma wiele wspólnego.
Napędy zębate są najważniejszymi elementami konstrukcyjnymi wielu maszyn, determinującymi ich parametry techniczne, a przede wszystkim żywotność. Szereg organizacji badawczych i zakładów budowy maszyn organizuje i prowadzi testy przyspieszonej żywotności przekładni: SCHITmash, SHIIetroydormash, NATI, ZIL, KhTZ itp., a w ostatnich latach dla maszyn górniczych - Giprouglemash i IGD im. A.A. Skochinsky'ego / G
W przemyśle motoryzacyjnym zgromadzono rozległe doświadczenie w przeprowadzaniu przyspieszonych testów laboratoryjnych przekładni. Najczęściej podczas testowania jednostek pod kątem trwałości stosuje się tryb stały, zarówno pod względem prędkości, jak i obciążenia. Obciążenie dobiera się możliwie najbliżej maksymalnego, równego na przykład maksymalnemu momentowi obrotowemu silnika. Skrzynia biegów jest w ten sposób testowana na wszystkich poziomach przełożeń, rejestrując liczbę cykli przed awarią. Podczas badań tą metodą, ze względu na różnicę między trybem testowym a eksploatacyjnym, nie ma ścisłej zgodności pomiędzy trwałością jednostki w warunkach laboratoryjnych i eksploatacyjnych.
Ponowne obliczenie trwałości w tym przypadku przeprowadza się poprzez porównanie wyników testów z danymi eksploatacyjnymi tych samych modeli. Ponadto za pomocą tej metody nie ujawnia się rzeczywistej trwałości kół zębatych, ponieważ ich trwałość eksploatacyjna zależy od naprzemienności trybów obciążenia.
Niedopasowanie obciążenia może również wpływać na charakter uszkodzeń na skutek zmian odkształceń konstrukcji, innymi słowy, metodologia badań trwałości musi uwzględniać cały zakres obciążeń eksploatacyjnych. Osiąga się to poprzez programowanie trybów testowych. Rzeczywiste procesy obciążania elementów przekładni samochodowych są bardzo złożone i w większości przypadków reprezentują niestacjonarne procesy losowe, których odtworzenie w warunkach laboratoryjnych jest bardzo trudne. Ponadto takie badania, które odtwarzają jedynie rzeczywiste obciążenia, nie zapewniają znaczącego skrócenia czasu trwania badania. Dlatego też w praktyce żywieniowej podążają drogą tworzenia warunkowego, schematycznego procesu, równoważnego pod względem szkodliwych skutków procesowi rzeczywistemu. Losowy charakter naprzemiennego działania obciążeń o różnych rozmiarach można z wystarczającą dokładnością zastąpić reprodukcją cykli naprężeń wchodzących w skład procesu losowego, równoważnego pod względem skutków niszczących.
Programowanie opiera się na hipotezie sumowania uszkodzeń ["99], zapisanej w postaci ogólnej: ^- Mi ~ a > gdzie `ііі to liczba cykli naprężenia danego poziomu; /|/2 to liczba cykli przed zniszczeniem przy naprężeniach tego poziomu; CL jest wartością charakteryzującą wytrzymałość części na istniejące obciążenia w zależności od jej materiału, wymiarów i warunków obciążenia można uzyskać określony zakres obciążeń charakterystycznych dla danej konstrukcji i obiektywnie uwzględnić wpływ zarówno wysokich poziomów obciążenia, jak i naprężeń poniżej granicy wytrzymałości.
Programy testowe opracowywane są na podstawie wyników przetwarzania statystycznego rejestrów obciążeń w eksploatacji.
Podczas sekwencyjnego odtwarzania bloków obciążenia przekładnia ulega zniszczeniu. Trwałość eksploatacyjną określa się według wzoru: gdzie ^ to liczba bloków obciążeniowych; \ - odpowiednik czasowy jednego bloku programu.
Przyspieszone testy żywotności skrzyń biegów, przekładni głównych i osi napędowych ciągników przeprowadzają NAGI, KhTZ i inne organizacje branżowe.
Stosowane metody i tryby badań zależą od warunków pracy i rodzaju uszkodzeń pracujących przekładni. Przyspieszenie testowania osiąga się poprzez przyspieszenie trybów ładowania.
Badane koła obciążone są w tych samych obudowach, co podczas pracy. W tym przypadku osiąga się odtworzenie głównych warunków pracy (warunki smarowania i temperatury, wpływ sztywności obudów i wałów itp.). Aby przetestować nowe jednostki, dla których nie zgromadzono żadnego doświadczenia operacyjnego, moment obciążający zwykle ustawia się na 1,3 obliczonego.
W KhTZ przeprowadzono badania w celu określenia maksymalnych dopuszczalnych warunków obciążenia podczas przyspieszonych testów przekładni. Za kryterium ograniczające przyjęto temperaturę oleju w strefie kontaktu zębów. Na podstawie przeprowadzonych badań zaproponowano zależność pozwalającą wyznaczyć wartość maksymalnego dopuszczalnego momentu obciążającego na zakleszczenie w zależności od geometrii przekładni i prędkości poślizgu.
W KhTZ koła zębate są również testowane pod kątem wytrzymałości kontaktowej metodą opracowaną przez NATI. Badaniom poddawane są trzy komplety kół, które przed dotarciem są sprawdzane pod kątem zgodności z wymaganiami rysunkowymi. Koła testowe dociera się w następujących warunkach obciążenia: bez obciążenia – 7 godzin; z obciążeniem – 25 USD – 7 godzin; g* z obciążeniem 50 USD - 7 godzin.
Maksymalny moment obrotowy r/c określony w metodzie badawczej przyjmuje się jako obciążenie wynoszące 100 $. Badania prowadzi się przez 500 godzin przy stałym obciążeniu, natomiast w celu zwiększenia jednostkowego obciążenia stykowego koła przesuwa się wzdłuż osi o połowę szerokości zęba. Podczas testów temperaturę oleju utrzymuje się w granicach 70-80°C za pomocą urządzenia chłodzącego.
Przy określaniu wytrzymałości zębów na zginanie badane koła osadza się w ich oprawach, a moment obciążający wynosi 1,3 maksymalnego momentu eksploatacyjnego.
Czas trwania testów określa się według wzoru: / -ШІ L 60п? Gdzie /?
Jeśli jakikolwiek wał lub przekładnia ulegnie uszkodzeniu, są one wymieniane na nowe i testowanie jest kontynuowane. Zwykle testuje się 2-3 przekładnie tej samej wielkości równolegle przez 1500 godzin. Jeśli w tym czasie nie wystąpią żadne awarie, ich trwałość jest gwarantowana w ciągu 6000 godzin.
Dlatego testy żywotności przekładni w przemyśle motoryzacyjnym mają z reguły charakter porównawczy.
Instytut VNIISTRODTSORMASH prowadzi przyspieszone testy żywotności przekładni buldożerów, zgarniarek i innych maszyn. Podczas badań eksploatacyjnych używanych konstrukcji, w obecności nagromadzonego materiału z wyników badań podobnych konstrukcji lub połączenia ustalonego na podstawie licznych obserwacji pomiędzy wynikami badań a danymi eksploatacyjnymi, stosowany jest tryb testowy ze stałym obciążeniem.
Aby określić wskaźniki trwałości nowych lub modernizowanych konstrukcji, ocenić skuteczność działań zwiększających trwałość wytwarzanych wyrobów, przy wyborze optymalnej opcji projektowania przekładni badania przeprowadza się w trybie programowym. \
Badania poprzedzone są: pomiarami instrumentalnymi obciążeń w typowych warunkach pracy; dobór typowych stanów obciążenia na podstawie danych eksploatacyjnych; opracowanie systemu przyspieszonych testów.
W zagranicznej branży motoryzacyjnej przyspieszone badania stanowiskowe zajmują mocne miejsce w łańcuchu technologicznym tworzenia nowych samochodów.
Tym samym firma I//2: (NRD) prowadzi kompleksowe badania elementów przekładni samochodowych. Program badań opracowywany jest w oparciu o statystyczne opracowanie wyników badań drogowych. Aby przyspieszyć badania, stosuje się metodę zwiększania obciążeń widma eksploatacyjnego przy jednoczesnym zachowaniu rozkładu częstotliwości poszczególnych obciążeń. Detroit Diesel Allison (USA) przeprowadza szeroko zakrojone testy na stanowisku badawczym przed wprowadzeniem nowej skrzyni biegów do produkcji. Cykl badania standaryzowany jest za pomocą komputera, do którego wprowadzane są parametry wytrzymałościowe części oraz współczynniki ich obciążenia eksploatacyjnego.
Kryteria trwałości poszczególnych przekładni w zależności od materiałów, rodzajów i sposobów obróbki cieplnej, warunków smarowania, metod korekcji itp. są stale przedmiotem badań na specjalnych stoiskach w ZSRR i za granicą.
W inżynierii górniczej wielki wkład w rozwiązanie tych problemów wnieśli Y.Y. Alshits, A.I. Petrusevich, P.V. Semencha, G.I. Solod, L.A. Moldavsky, V.P. Onishchenko, Yu.A. Solodukhin, M.B. Blitsztein, V.A. Deiniczenko
Firma A.A. Skochinsky IGD zgromadziła szerokie doświadczenie w przeprowadzaniu testów zmęczeniowych wytrzymałości i wytrzymałości na zginanie zębów kół zębatych pulsatorów hydraulicznych. Wyniki tych badań przedstawiono w pracach P.V. Semenchi i Yu.A. Na podstawie przeprowadzonych badań opracowano zestaw propozycji zwiększania wytrzymałości, trwałości oraz udoskonalenia metod obliczeń przekładni.
Należy zaznaczyć, że badania żywotności poszczególnych części przekładni, pomimo ich znaczenia, nie mogą dać kompleksowej oceny trwałości skrzyni biegów jako całości, biorąc pod uwagę wzajemne oddziaływanie tych części na siebie z różnych przyczyn: wałów i części obudowy, niedokładności produkcyjne itp.
Z przedstawionego przeglądu wynika, że badania żywotności przekładni różnych maszyn przeprowadzane są przez szereg organizacji i firm w celu przewidzenia ich trwałości. Trwają prace nad testowaniem cyklu życia w kierunku skrócenia czasu testowania, w czym osiągnięto znaczny postęp. Zatem współczynnik przyspieszenia w czasie kalendarzowym. Podczas badania przekładni o rozgałęzionych schematach kinematycznych (posiadających kilka wałów wyjściowych) czasami stosuje się kombinację wymienionych metod, w której niektóre wały są obciążane w sposób zamknięty, inne w sposób otwarty.
Na stanowiskach o przepływie zamkniętym obciążenie badanych obiektów odbywa się za pomocą wewnętrznych sił oporu zamkniętego obwodu elektroenergetycznego z obiegiem mocy. Zaletą tych stojaków jest ich wysoka wydajność, ponieważ o mocy silnika napędowego decydują jedynie straty (mechaniczne, elektryczne itp. w zależności od sposobu zamknięcia) w obwodzie. Jednak obecność dodatkowych urządzeń do zamykania komplikuje konstrukcję stojaka i w pewnym stopniu zmniejsza jego niezawodność.
W klatkach o przepływie otwartym załadunek odbywa się za pomocą różnych urządzeń hamujących, które zamieniają przekazaną im energię na ciepło. Stoiska otwarte nie są ekonomiczne, ale są bardziej wszechstronne i dlatego stały się powszechne.
Projektowaniem i produkcją stanowisk testowych zajmują się różne przedsiębiorstwa zajmujące się budową maszyn, a także organizacje projektowe i badawcze.
Jak wykazano w części 1.2, przyspieszone testy żywotności przekładni zębatych na stanowisku badawczym stały się powszechne w przemyśle motoryzacyjnym, coraz częściej zastępując badania drogowe i poligonowe przy rozwiązywaniu szeregu problemów technicznych.
Na rys. 1.1 przedstawiono schematycznie stanowisko opracowane w ZIL do badania skrzyń biegów metodą zamkniętej pętli22 J
Pętlę zamkniętą tworzy się za pomocą przekładni zamykającej 2 i przekładni 4, analogicznie do badanej 3. Układ napędzany jest silnikiem elektrycznym B, załadunek odbywa się za pomocą ładowarki planetarnej I. Wielkość obciążenia w pętli zamkniętej sterowany jest za pomocą czujnika momentu obrotowego 5,
Schemat kinematyczny stanowiska Mińskiego Zakładu Samochodowego do badania osi napędowych pojazdów pokazano na ryc. 1.2; Kombajny w trakcie produkcji poddawane są badaniom odbiorczym, standardowym i okresowym na stoiskach producenta. Podobnym badaniom powinni zostać poddawani górnicy po większych remontach w zakładach naprawy rud. Poniżej szczegółowo omawiamy badania w mniejszym lub większym stopniu związane z badaniem trwałości przekładni części tnących kombajnów.
Badania stanowiskowe przekładni do kombajnów przeprowadzane są w instytutach projektowych i badawczych, a także w przedsiębiorstwach zajmujących się budową maszyn w branży. Badane przekładnie ładowane są na stojakach albo za pomocą medium symulującego eksploatacyjny charakter obciążenia, albo za pomocą specjalnych urządzeń. Jako takie medium podczas testowania kombajnów zbożowych wykorzystuje się blok cementu węglowego. Badania na bloku cementowo-węglowym mają charakter funkcjonalny i ze względu na krótki czas cięcia bloku, ze względu na jego ograniczone gabaryty ze względu na wysokie koszty produkcji, nie pozwalają na ocenę trwałości użytkowej przekładni.
Badania odbiorcze i okresowe przekładni części tnących kombajnów przeprowadzane są zgodnie z OST 24.070.26-73. Załadunek badanych obiektów na te stanowiska odbywa się za pomocą elektrycznych hamulców proszkowych TEP 4500, które posiadają moment hamowania niezależny od prędkości i dlatego nie wymagają obecności przekładni doładowujących. Wały wyjściowe badanych obiektów połączone są z hamulcem za pomocą wałów kardana, które ułatwiają osiowanie.
LGI im. G.V. Plechanova opracowało i wdrożyło w zakładzie w Krasnym Oktyabr stanowisko do badań po naprawie kombajnów Sh-IKG, 2K-52, Sh0I. Na stanowisku wykorzystującym maszyny obciążone prądem stałym, podłączone do wałów wyjściowych badanych obiektów za pomocą multiplikatorów, możliwe jest tworzenie zmiennych obciążeń i sprawdzanie jakości naprawy napędów siłowników przy wykorzystaniu strat mechanicznych w przekładni.
Stanowisko LGI ma pełnić funkcję stanowiska docierania, o czym świadczą przeprowadzone na nim prace mające na celu zbadanie obciążenia przekładni kombajnów przy obciążeniu wyłącznie momentem statycznym.
W 1969 roku w Giprouglemash pod kierownictwem autora opracowano stanowisko CTI7, na którym przeprowadzono przyspieszone testy żywotności przekładni części tnącej kombajnu „Sh-Start”. W dokumencie tym przedstawiono tryby testowe, tj doboru ich parametrów oraz podał zalecenia dotyczące doboru liczby obiektów badań, organizacji i trybu ich realizacji. Blok obciążenia sporządzono znaną metodą w oparciu o krzywą akumulacyjną (całkową), skonstruowaną zgodnie z x Opiekunami naukowymi i wykonawcami pracy – Yu.D. P.V.Semencha, E7E.Goldbukht, Yu.A.Zislin, E.V.Nuleshova, G.E. Szewczenko, B.P. Gryaznov, A.N. Wigilew. z normalnym prawem rozkładu działających obciążeń. Zaproponowano wyznaczenie parametrów trybu obciążenia zgodnie z matematycznymi oczekiwaniami, funkcją dyspersji i korelacji lub gęstością widmową obciążeń. Jednakże, jak wykazano w poprzednim rozdziale i potwierdzono eksperymentalnie w tej pracy, przy badaniu przekładni zębatych nie ma potrzeby odtwarzania widma częstotliwości obciążenia. Główne założenia metodologii nie są poparte doświadczeniem, co nadaje jej nieco spekulacyjny charakter. Do jego wad należy również zaliczyć brak konkretnych zaleceń inżynierskich dotyczących obliczania parametrów trybu obciążenia, doboru liczby obiektów testowych, ustalania czasu trwania badań, a także oceny żywotności badanego produktu na podstawie na wynikach testu.
Dla porównania należy zauważyć, że Instytut Głównej Dyrekcji Węgla Wielkiej Brytanii (HLB) posiada ponad 15-letnie doświadczenie w prowadzeniu laboratoryjnych badań żywotności przyspieszonych różnych przekładni maszyn górniczych, w tym przekładni części tnących kombajnów fl25J. Kombajny doświadczalne, w tym produkowane przez firmy prywatne, poddawane są kompleksowym badaniom na stanowiskach, poligonach badawczych, a także na poligonach doświadczalnych w kopalni. Aby ocenić trwałość, zgodnie z przyjętą metodologią, badania przeprowadza się obciążając wał wyjściowy badanej przekładni momentem odpowiadającym mocy znamionowej silnika napędowego i siłą promieniową równą połowie siły pociągowej. Ustalono, że skrzynia biegów, która przepracowała bezawaryjnie 1000 godzin, ma gwarancję żywotności wynoszącej 4000 godzin. Taka ocena wyników testów żywotności jest możliwa tylko wtedy, gdy przekładnie są stabilne, wysokiej jakości i obszerne doświadczenie w testowaniu.
Zagraniczne kombajny zakupione przez A/SV do pracy na polach węglowych w Wielkiej Brytanii również przechodzą testy laboratoryjne w MRDE przy użyciu powyższej metodologii.
Powyższe pozwala stwierdzić, że badania przekładni części tnących kombajnów, przyjętych do produkcji, wymagają udoskonalenia zarówno pod względem metodologicznym, jak i pod względem stworzenia środków do prowadzenia badań trwałościowych.”
1,5. Cele badań
Powyższa analiza metod i środków badania różnych przekładni pozwala na sformułowanie następujących wniosków: uzyskanie danych o trwałości przekładni części tnących kombajnów, dotychczas w oparciu o wyniki obserwacji eksploatacyjnych, jest procesem bardzo długotrwałym, a brak szybkiej oceny trwałości prowadzi do produkcji maszyn z niesprawdzonego zasobu i utrudnia prowadzenie prac nad udoskonaleniem konstrukcji oraz procesu technologicznego ich wytwarzania i naprawy; W ZSRR i za granicą w wielu gałęziach inżynierii mechanicznej rozpowszechniły się laboratoryjne badania przyspieszonej żywotności, umożliwiające określenie trwałości maszyn zarówno doświadczalnych, jak i produkcyjnych, w akceptowalnych w praktyce ramach czasowych, co w dużej mierze decyduje o ich wysokim poziomie jakości.
Dla realizacji w przemyśle laboratoryjnych przyspieszonych badań trwałości przekładni elementów tnących kombajnów i zgodnie z celem pracy sformułowano cele badawcze: opracowanie metody obliczania trybu obciążenia; stworzyć środki techniczne do przeprowadzania przyspieszonych testów przez całe życie; ustalić kryterium stanu granicznego obiektów badań oraz sposób oceny stopnia uszkodzenia zębów; ustalić współczynnik przejścia do oceny żywotności na podstawie wyników testów laboratoryjnych; na podstawie wyników badań opracować zalecenia dotyczące zwiększenia trwałości głównych elementów przekładni.
1.6. Metodologia Badań
Aby rozwiązać problemy, opracowano metodykę, która przewiduje: uogólnienie doświadczeń krajowych i zagranicznych w badanym zagadnieniu w różnych gałęziach inżynierii mechanicznej; badania analityczne (metody obliczania stanów obciążenia, opis wyników badań itp.); opracowanie projektu uniwersalnego stanowiska załadunkowego; badania eksperymentalne (przeprowadzanie testów życiowych); opracowanie propozycji i zaleceń dotyczących zwiększenia trwałości i udoskonalenia przekładni części tnących kombajnów, a także dalszego udoskonalenia konstrukcji stanowiska.
Prace prowadzono w Giprouglemash i IGD im. AA Skoczyńskiego zgodnie z Tematem Głównym 01172 sektorowego planu badań Ministerstwa Przemysłu Węglowego ZSRR, a także w ramach porozumienia pomiędzy Ministerstwem Przemysłu Węglowego ZSRR a Główną Dyrekcją Węglową Wielkiej Brytanii na temat „Wzrost niezawodność sprzętu górniczego”,
Na obiekt badań wybrano część tnącą seryjnego kombajnu IKI0I, który jest jednym z rozpowszechnionych modeli seryjnych, dla którego zgromadzono bogate doświadczenie eksploatacyjne i różnorodne badania laboratoryjne.
Schemat metodologii badań przedstawiono na rys. 1.4. W oparciu o badania analityczne warunków pracy kombajnów i cech konstrukcyjnych ich części tnących opracowywane są metody prowadzenia laboratoryjnych badań przyspieszonej trwałości oraz środki do ich przeprowadzania.
Przetworzenie i analiza wyników badań laboratoryjnych części skrawających, porównanie ilościowe i jakościowe rodzajów uszkodzeń części przekładni na stanowisku i w eksploatacji umożliwi: sprawdzenie poprawności głównych założeń metodologii; ustalić przydatność wyposażenia stanowiska i zarysować sposoby jego modernizacji; określić współczynnik przejścia w celu przewidywania trwałości eksploatacyjnej i formułować zalecenia dotyczące zwiększania trwałości badanych przekładni.
Analiza warunków pracy konstrukcji ynapiz comdainob
Opracowanie projektu stoiska
Przejście przyspieszonych testów
Wyznaczanie współczynnika przejścia dm do obliczenia trwałości eksploatacyjnej
Formobobion trybu przyspieszonego testowania
Porównanie jakościowe i tbennre wykrywania uszkodzeń na stojaku i podczas eksploatacji
Przetwarzanie i analiza wyników badań
Opracowywanie propozycji poprawy trwałości przekładni
Modernizacja projektu stoiska I
Ryc.1.4. Schemat metodologii badań
Doświadczenie w prowadzeniu laboratoryjnych badań przyspieszonych trwałości przekładni zębatych w innych gałęziach budowy maszyn
Podstawowym warunkiem, jaki należy spełnić przy organizowaniu i przeprowadzaniu przyspieszonych testów żywotności, jest odtworzenie na stanowisku rodzajów i charakteru uszkodzeń zbliżonych do eksploatacyjnych. Najprościej można to osiągnąć poprzez odtworzenie spektrum obciążeń eksploatacyjnych na stole warsztatowym. Jak pokazano w podrozdziale 1.2, ze względu na trudności techniczne, w praktyce stosuje się uproszczone metody ładowania. Istnieje pewne powiązanie pomiędzy trybami badań laboratoryjnych i eksploatacyjnymi, ze względu na konieczność porównania ilościowych i jakościowych aspektów procesów niszczenia,
Powstawanie obciążeń w przenoszeniu części tnącej kombajnu następuje na korpusie wykonawczym maszyny i jest zdeterminowane oporami skrawania węgla, cechami konstrukcyjnymi maszyny oraz kinematyką jej ruchu po przodku.
Na podstawie przeprowadzonych badań Instytut Górnictwa A.A. Skochinsky'ego opracował eksperymentalną i statystyczną teorię urabiania węgla i skał. Główne postanowienia tej teorii przedstawiono w pracach A.I. Berona, L.I. Barona, L.B. Glatman, E.Z.Pozin.
Przypadkowy charakter zmian właściwości mechanicznych węgla, obecność wtrąceń stałych i pęknięć, struktura dynamiczna napędu urabiacza oraz nierównomierny ruch urabiacza po przodku powodują nierównomierne obciążenie korpusu wykonawczego.
Rozkład obciążenia wokół średniego (widma obciążenia) występuje ze zmiennymi częstotliwościami i amplitudami, które mogą osiągać wielokrotne wartości średniego obciążenia.
Imitowanie obciążenia eksploatacyjnego kombajnów zbożowych w warunkach laboratoryjnych jest bardzo trudne. Dla uproszczenia przestrzenny układ sił działających na siłownik można zastąpić siłami osiowymi, promieniowymi i momentem obrotowym przyłożonym do wału wyjściowego. Zastępczy układ obciążenia wału wyjściowego badanej przekładni powoduje stan naprężenia, a co za tym idzie odkształcenie części, podobne do tego, jakie występuje podczas pracy.
Głównym zadaniem programowania testów trwałości jest odtworzenie reżimu obciążenia równoważnego pod względem szkodliwych skutków spektrum obciążeń eksploatacyjnych, określonych przez wielkość (amplitudę) działających obciążeń, ich zmienność i czas działania.
Z przeprowadzonych badań wynika, że zastąpienie widma obciążeń eksploatacyjnych jakimś uporządkowanym (blokiem obciążenia) należy przeprowadzić w taki sposób, aby każdy poziom obciążenia podczas badań był odtwarzany co najmniej 10-20 razy. Liczba kroków w bloku musi wynosić co najmniej 6-8.
Parametry bloku obciążeniowego - wielkość obciążeń i czas ich działania - określają parametry silnika napędowego i charakterystykę statystyczną obciążeń na wale korpusu wykonawczego.
Głównymi danymi wyjściowymi do obliczenia parametrów bloku są momenty stabilne na wałach silnika napędowego i siłownika Must i Miust, odpowiadające trybowi pracy i powiązane zależnością:
Obliczanie trybów obciążenia podczas testów trwałości na stanowisku badawczym
Obecnie o żywotności kombajnów decyduje żywotność ich elementów tnących, która z kolei jest ograniczona głównie trwałością przekładni. Ponad 7 dolarów ($) wszystkich środków wydanych na zakup części zamiennych do remontów kombajnów przeznacza się na części przekładni, przede wszystkim na koła zębate i wały zębnikowe.
O trwałości kół zębatych z reguły decyduje przede wszystkim uszkodzenie ich zębów. Klasyfikację rodzajów uszkodzeń zębów kół zębatych w ogólnej i inżynierii węglowej podano w szeregu prac, a także w wynikach specjalnie zorganizowanych obserwacji pracy dziesięciu kombajnów
Testy przyspieszone to takie, których metody i warunki dostarczają wymaganej ilości informacji w krótszym czasie niż w zamierzonych warunkach i trybach pracy. Testy przyspieszone są skracane i wymuszane.
Skrócone testy - przyspieszone testowanie bez intensyfikacji procesów powodujących awarie lub uszkodzenia. W testach skróconych skrócenie czasu potrzebnego na uzyskanie wskaźników niezawodności osiąga się poprzez przewidywanie zachowania obiektu testowego przez okres dłuższy niż czas trwania testów.
Wymuszone testy- testy przyspieszone polegające na intensyfikacji procesów powodujących awarie lub uszkodzenia. Podczas wymuszonych testów przeprowadza się celowe zwiększenie szybkości utraty wydajności produktu.
Testowanie przyspieszone ma na celu skrócenie czasu testu w porównaniu do normalnego testowania, tj. testy, których metody i warunki zapewniają otrzymanie wymaganej ilości informacji w tym samym okresie, co w warunkach i trybach pracy przewidzianych w dokumentacji regulacyjnej tego produktu /23/.
Główną cechą przyspieszonego testowania jest współczynnik przyspieszenia - liczba pokazująca, ile razy czas trwania testów przyspieszonych jest krótszy od czasu trwania testów przeprowadzonych w zamierzonych warunkach i trybach pracy (testy normalne).
Współczynnik przyspieszenia można obliczyć na podstawie godzin pracy i czasu kalendarzowego. Współczynnik przyspieszenia w oparciu o godziny pracy- stosunek czasu pracy wyrobu w testach normalnych do czasu pracy w testach przyspieszonych. Współczynnik przyspieszenia w kAczas kalendarzowy- stosunek czasu kalendarzowego testów normalnych do czasu kalendarzowego testów przyspieszonych.
Opracowując badania przyspieszone dla konkretnego rodzaju produktu, należy przede wszystkim ustalić zasadę prowadzenia badań przyspieszonych, a następnie na podstawie sformułowanej zasady wybrać metodę i tryb badań przyspieszonych /22/. Zasada przyspieszonego testowania - zbiór teoretycznych i potwierdzonych eksperymentalnie praw lub założeń, których wykorzystanie służy do przeprowadzania testów ze skróceniem czasu ich trwania. Przyspieszona metoda badania- zbiór zasad stosowania zasad przyspieszonych testów w celu uzyskania wskaźników niezawodności dla określonych grup lub typów produktów. Przyspieszony tryb testowy - tryb przewidziany przez stosowaną zasadę i metodę przyspieszonego badania i zapewniający skrócenie czasu trwania badania.
Przyspieszony tryb testowania może być normalny (dla testów skróconych), wymuszony (dla testów wymuszonych), łączony przy naprzemiennym trybie normalnym i wymuszonym (dla testów wymuszonych).
Tryb normalny - tryb, w którym wartości jego parametrów mieszczą się w granicach ustalonych w dokumentacji technicznej dla normalnej pracy badanego produktu. Szczególnym przypadkiem trybu normalnego jest nominalny tryb testowy, odpowiadający ustalonym parametrom wpływów zewnętrznych, zwykle traktowanych jako punkt wyjścia dla dopuszczalnych odchyłek.
Tryb wzmocnienia - tryb testowy, zapewniający wzrost intensywności procesów utraty wydajności w porównaniu z trybem normalnym. Tryb wymuszony można osiągnąć poprzez jednoczesną zmianę jednego lub kilku współczynników wymuszających.
Czynnik wymuszający jest składnikiem trybu testowego, którego zmiana parametrów w porównaniu do normalnego trybu testowego prowadzi do nasilenia procesów powodujących awarię lub uszkodzenie. Siła (moment obrotowy), prędkość (częstotliwość), temperatura, wilgotność otoczenia, ścieralność środowiska, agresywność chemiczna środowiska itp. są wykorzystywane jako czynnik wymuszający.
Wskaźniki niezawodności uzyskane z wyników badań przyspieszonych można przeliczyć dla trybu normalnego, pod warunkiem, że fizyczne procesy niszczenia podczas badań wymuszonych i przyspieszonych są takie same. Dlatego przyspieszone tryby testowania i czynnik wymuszający mogą się zmieniać podczas przyspieszania procesu testowania tylko do pewnego limitu, tzw. maksymalne obciążenie. Obciążenie takie stanowi maksymalny dopuszczalny poziom współczynnika wymuszającego, zapewniający maksymalny możliwy stopień przyspieszenia badania przy zachowaniu tego samego kształtu pęknięcia w warunkach przyspieszonego i normalnego badania oraz spełniający warunki leżące u podstaw wybranej zasady przyspieszonego badania.
Wyniki badań normalnych i przyspieszonych będą porównywalne, jeśli przy zachowaniu tożsamości charakteru zniszczenia otrzymane wartości wskaźników niezawodności będą takie same, tj.
gdzie R(t n), R(t y) są wskaźnikami niezawodności odpowiednio w trybie normalnym i przyspieszonym.
Przy wykładniczym rozkładzie prawdopodobieństwa bezawaryjnej pracy warunek (7.26) zapiszemy w postaci
,
(7.27)
gdzie n, y to współczynnik awaryjności odpowiednio w trybie normalnym i przyspieszonym.
Jeśli współczynnik przyspieszenia jest zgodny z godzinami pracy 
, to z (7.27) dowiadujemy się, że współczynnik awaryjności w trybie normalnym powinien wynosić
.
(7.28)
Dla rozkładu Weibulla z gęstością 
warunek równego prawdopodobieństwa bezawaryjnej pracy w trybie normalnym i przyspieszonym (7.26) przyjmuje postać
.
(7.29)
Należy zauważyć, że w tych wyrażeniach parametr skali (lub T 1 =1/ , patrz rozdział 4.5, wzory (4.33)-(4.35)) nie jest współczynnikiem awaryjności; Wskaźnik awaryjności według rozkładu Weibulla jest funkcją czasu (operacji) i jest opisany wzorem (4.35).
Z warunku (7.29) wynika, że parametr skali w trybie normalnym powinien wynosić
.
(7.30)
Jeżeli przeprowadza się przyspieszone testy w celu określenia średniego czasu pracy, który dla rozkładu Weibulla
,
(7.31)
następnie od warunku 
będzie miał
(wykorzystano jedną z własności funkcji gamma: Г(x+1)=xГ(x)).
Stąd parametr skali w trybie normalnym podczas badań mających na celu określenie średniego czasu do awarii (średniego okresu użytkowania) w przypadku rozkładu Weibulla powinien wynosić
.
(7.33)
Do podstawowych zasad testowania przyspieszonego zalicza się /22/:
Zagęszczenie cykli pracy;
Ekstrapolacja w czasie;
Obcięcie widma obciążenia;
Zwiększona częstotliwość cykli pracy;
Zasada porównania;
Ekstrapolacja według obciążenia;
Zasada „rozpadu”;
Zasada „zapytań”.
Kompaktowanie cykli pracy stosowane podczas testowania produktów, które mają długie przerwy w działaniu. Przyspieszenie testowania polega na ograniczeniu tych przerw. Przykładem wykorzystania zasady kompresji cykli pracy jest testowanie maszyn przy obciążeniu sezonowym. W tym przypadku, ograniczając lub całkowicie eliminując znane przerwy w pracy związane z porą nocną, okresami klimatycznymi wolnymi od pracy itp., możliwe jest osiągnięcie znacznego współczynnika przyspieszenia w czasie kalendarzowym.
Ekstrapolacja w czasie opiera się na hipotezie o możliwości w miarę wiarygodnej oceny schematów procesu kumulacji uszkodzeń na początkowych etapach tego procesu. W tym przypadku badania w trybie normalnym przeprowadzane są jedynie w pewnym początkowym odcinku pracy wyrobu, obejmującym wejście w stan uszkodzenia stacjonarnego, mierzony jest parametr określający uszkodzenia skumulowane, a następnie wyniki te są ekstrapolowane aż do przejścia do stanu stan nieoperacyjny (ograniczający). Ekstrapolację przeprowadza się graficznie lub analitycznie.
Dla niemal każdej deterministycznej zmiany skumulowanego uszkodzenia (np. wielkości zużycia) w czasie t, poprzez odpowiednią transformację współrzędnych, stacjonarny proces jego akumulacji można przedstawić w postaci zlinearyzowanej.
Wyrównanie metodą najmniejszych kwadratów w tym przypadku sprowadza się do znalezienia współczynników a i b równania regresji liniowej
.
(7.34)
Wartość tych współczynników ustalana jest na podstawie wyników badań w oparciu o wartości uszkodzeń i (wielkość skumulowanego zużycia) , odpowiadające pewnym momentom czasu t i .
W tym przypadku wymagane współczynniki równania (7.34) można wyznaczyć ze wzorów:
;
,
(7.35)
gdzie m - liczba sparowanych wartości t i oraz i.
Dla każdego momentu czasowego t i obliczane jest statystyczne oszacowanie dyspersji 
według formuły
.
(7.36)
gdzie m i to liczba punktów eksperymentalnych uzyskanych w czasie t i (liczba wdrożeń procesu); j jest kolejną liczbą punktów doświadczalnych uzyskanych w czasie t i (1< j
≤ m i);
- oszacowanie oczekiwań matematycznych (średniej arytmetycznej) procesu(t), wyznaczonego przez wszystkie realizacje procesu zaobserwowane w chwili t i, tj.
.
Dla stacjonarnego procesu uszkodzenia (zużycia) wyniki badania dyspersji wyrównuje się za pomocą zależności kwadratowej postaci
.
Jeżeli wartość a 2 t 2 w badanym przedziale czasu okaże się nieistotna w porównaniu do 1 t , wtedy ostatni wyraz można pominąć. Jeśli 1 t<< a 2 t 2 , uważa się, że proces ten charakteryzuje się dominującym wpływem jakości wyjściowej próbek. Ekstrapolacji dla takiego procesu można dokonać na podstawie badania co najmniej kilku próbek.
W przypadku procesu ergodycznego oszacowanie zasobów można uzyskać badając nawet jedną próbkę, ale przez wystarczająco długi czas.
W praktyce można przyjąć, że ekstrapolacja w czasie daje zadowalającą ocenę trwałości przy czasie trwania badania wynoszącym co najmniej 40...70% żywotności produktu. Zasadę tę można zastosować do produktów, których procesy wyczerpywania zasobów zostały wystarczająco dobrze zbadane. Ogólnie rzecz biorąc, problem ekstrapolacji w czasie wymaga rozwiązania w każdym konkretnym przypadku trzech głównych problemów /22/:
1) wybranie równania stanu wystarczająco rzetelnie opisującego wyniki eksperymentów w zakresie zmian parametrów badania;
2) badanie zachowania wybranego równania poza obszarem doświadczalnym, co sprowadza się do określenia oszacowania dokładności prognozowania;
3) wybór takiej ilości danych eksperymentalnych, która pozwala na wiarygodną prognozę dla danego okresu użytkowania.
Tym samym w wyniku licznych badań przeprowadzonych w kraju i za granicą można przewidzieć długoterminową wytrzymałość metalu konstrukcyjnego na okres użytkowania przekraczający 100 tysięcy godzin. Zalecany jest typ zależności temperatura-czas
,
gdzie a, n, b, c są stałymi parametrami odzwierciedlającymi indywidualne cechy materiału; T - temperatura absolutna; - Napięcie.
Obcięcie widma obciążenia polega na odrzuceniu pewnej części ładunków, które nie wywierają zauważalnego szkodliwego wpływu na badany obiekt. Większość rzeczywistych maszyn i ich elementów poddana jest w warunkach pracy pewnemu zakresowi przypadkowych lub okresowo powtarzających się obciążeń. Dokładne odtworzenie tego widma obciążeń nastręcza znacznych trudności technicznych, dlatego w większości przypadków przeprowadza się analizę statystyczną powtarzalności obciążeń o różnych poziomach w widmie obciążeń eksploatacyjnych obiektu i zestawia blok programu obciążeń symulujący widmo obciążeń eksploatacyjnych z tym samym stopniem przybliżenia.
Podczas testowania produktu blok programowy obciążeń jest wielokrotnie odtwarzany, a żywotność uzyskana w wyniku testów programu jest traktowana jako szacunkowa żywotność produktu w warunkach pracy. Wadą tego podejścia jest długi czas trwania testów produktów o wysokiej niezawodności. Aby skrócić czas trwania testów programu, w niektórych przypadkach można zastosować zasadę obcięcia widma obciążenia.
Szczególnym przypadkiem obcięcia widma obciążenia jest zastosowanie tylko dwóch elementów z całego cyklu pracy, na które składają się rozruch, ruch ustalony oraz zatrzymanie – start i stop. Możliwość zastosowania tej zasady opiera się na właściwościach niektórych mechanizmów pozwalających na utrzymanie dużej odporności na zużycie podczas ruchu ustalonego, który charakteryzuje się tarciem hydrodynamicznym. Podczas uruchamiania lub wyłączania obserwuje się tarcie graniczne, a nawet suche, prowadzące do znacznego zużycia powierzchni roboczych.
Wychodząc z założenia, że ruch ustalony nie powoduje znacznego zużycia, badania odtwarzają tryb startu i zatrzymania. W tym przypadku zasób przelicza się według poniższego wzoru, pomijając czas uruchomień i zatrzymań:
,
gdzie N jest liczbą startów i przystanków; 
- średni czas trwania przerwy między rozruchami, określony na podstawie danych eksploatacyjnych lub metodą obliczeniową, z uwzględnieniem przeznaczenia funkcjonalnego badanego obiektu.
Testy oparte na tej zasadzie dają nieco zawyżone oszacowanie zasobów, ale w większości przypadków jest to całkiem akceptowalne w praktycznym zastosowaniu.
Wymuszenie start-stop służy do przyspieszonego testowania skrzyń biegów, sprzęgieł, silników elektrycznych i innych mechanizmów i zespołów pracujących w cyklicznych trybach pracy.
Zasada zwiększania cykli pracy polega na zwiększeniu częstotliwości cyklicznych obciążeń lub prędkości ruchu pod obciążeniem badanego elementu wyrobu. Przyjmuje się, że trwałość wyrobu wyrażona liczbą cykli do stanu granicznego nie zależy od częstotliwości stosowania obciążenia. W takim przypadku współczynnik przyspieszenia jest określany z góry na podstawie wyrażenia
,
gdzie f y, f n - częstotliwość przykładania obciążenia odpowiednio podczas badań przyspieszonych i normalnych.
W badaniach laboratoryjnych wyrobów i ich elementów stosowana jest zasada zwiększania częstotliwości cykli pracy. Współczynnik przyspieszenia jest ograniczony możliwościami prędkości sprzętu testowego, a czasami występowaniem procesów towarzyszących (na przykład wzrostu temperatury), które zniekształcają bezpośrednie przejście do warunków normalnej częstotliwości.
Modyfikacją zasady zwiększania częstotliwości cykli pracy jest badanie przegubów ruchomych części maszyn pod kątem zużycia przy zwiększonych prędkościach poślizgu v .
Wyrażając trwałość zużycia w postaci skumulowanej drogi tarcia L i przyjmując w pierwszym przybliżeniu, że L y = L n (warunek ten można poprawnie zastosować do procesu zużycia tylko w bardzo ograniczonym zakresie zmian prędkości poślizgu), otrzymamy potrafi wyznaczyć współczynnik przyspieszenia: k y = V y /V n.
Dla praktycznej realizacji tej zasady konieczne jest utrzymanie parametrów określających fizyczne warunki tarcia w takich samych granicach jak podczas normalnych badań. Zatem, aby utrzymać zadany reżim temperaturowy, w badaniach przyspieszonych konieczne jest zastosowanie chłodzenia powierzchni ciernych. Dodatkowo zwiększenie prędkości obrotowej np. łożysk ślizgowych może spowolnić proces zużycia na skutek przejścia od tarcia granicznego do hydrodynamicznego.
Ogólnie rzecz biorąc, stosowanie zasady zwiększania cykli operacyjnych wymaga eksperymentalnego uzasadnienia przyspieszonych trybów testowych, aby uniknąć uzyskania nieporównywalnych wyników.
Zasada porównania opiera się na badaniu produktu w trybie wymuszonym i przeliczeniu uzyskanych wyników na podstawie znanych danych dotyczących działania podobnych produktów.
W zależności od dostępnych informacji niezawodność produktu ocenia się na trzy sposoby:
1) porównanie trwałości dwóch produktów na podstawie wyników jedynie badań przyspieszonych;
2) porównanie trwałości wyrobów badanych w trybie wymuszonym z wynikami badań w tym trybie wyrobu analogowego i danymi dotyczącymi jego eksploatacji;
3) przeliczenie wyników badań wyrobów w trybie wymuszonym w stosunku do trybu normalnego, zgodnie z istniejącą zależnością zasobu od poziomu obciążenia.
Pierwszą metodę stosuje się w testach czysto porównawczych dwóch produktów w celu zidentyfikowania tego, który jest trwalszy. Jednocześnie uważa się, że produkt, który pracował dłużej w trybie wymuszonym, ma dłuższą żywotność w normalnych warunkach. Jest to legalne pod warunkiem, że zależność zasobu od poziomu czynnika wymuszającego dla porównywanych produktów nie przecina się w przedziale od nominalnego do wymuszonego poziomu czynnika wymuszającego.
Druga metoda zakłada dostępność informacji o trwałości produktu analogowego w trybie wymuszonym i normalnym. Wyznaczony na podstawie tej informacji współczynnik przyspieszenia dla analogu mnoży się przez wartość czasu pracy do stanu granicznego uzyskanego podczas testowania nowego produktu w trybie wymuszonym. Oceny tej dokonuje się przy założeniu, że właściwości fizyczne określające zależność zasobu od poziomu czynnika wymuszającego są zbliżone dla produktu nowego i produktu analogicznego. Metoda ta jest najbardziej odpowiednia do testowania nowych produktów produkowanych masowo, dla których istnieją obszerne informacje na temat niezawodności poprzednich modyfikacji.
Trzecia metoda polega na przeliczeniu wyników badań wymuszonych przy wykorzystaniu istniejącej zależności trwałości produktu od obciążenia.
Zasada „rozbijania” to dość uniwersalna zasada badań przyspieszających, która znajduje zastosowanie w badaniach żywotności elementów i konstrukcji maszyn pod kątem zmęczenia, zużycia i wytrzymałości długotrwałej.
Aby wyjaśnić tę zasadę w zastosowaniu do problemów przyspieszonej oceny trwałości produktu w określonych warunkach obciążenia eksploatacyjnego, wyobraźmy sobie, że mamy kilka podobnych produktów o różnym czasie pracy w warunkach obciążenia eksploatacyjnego. Ogólnie rzecz biorąc, produkty te, w wyniku różnych czasów eksploatacji, ulegają różnym stopniom uszkodzeń w zależności od udziału ich czasu pracy w całym zasobie w tych samych warunkach obciążenia eksploatacyjnego. Jednakże nie znając trwałości użytkowej wyrobu pod obciążeniem eksploatacyjnym nie da się oszacować tego udziału przy założeniu liniowego sumowania uszkodzeń, gdy udział uszkodzeń wprowadzanych w jednostce czasu jest stały i niezależny od pochodzenia skala czasu.
Zasada „rozbijania” polega na tym, aby w celu oceny stopnia uszkodzenia obiektu badań w okresie jego eksploatacji poddać obiekt badaniu trybowi wymuszonego obciążenia i w tym trybie doprowadzić obiekt do stanu granicznego („ złamanie” go).
W wyniku „zniszczenia” obiektu ocenia się jego trwałość resztkową w trybie wymuszonym. Porównując uzyskany okres trwałości obiektu z pełnym czasem życia nowego (bez wstępnego czasu eksploatacji) obiektu tego samego typu w trybie wymuszonego obciążenia, stopień uszkodzenia (stopień wyczerpania zasobów) obiektu w czasie jego eksploatacji oceniany jest czas pracy. Jeżeli nie jest znany pełny zasób obiektów testowych w trybie wymuszonego obciążenia, należy w tym trybie przetestować kilka nowych obiektów z tej samej partii do stanu granicznego i w ten sposób oszacować średni zasób obiektów w trybie wymuszonego obciążenia, który będzie nie zajmie dużo czasu, jeśli współczynnik wymuszenia obciążenia zostanie odpowiednio dobrany.
Zasada „zapytań” służy do przyspieszonego testowania wyrobów budowy maszyn, których awaria jest spowodowana stopniową kumulacją uszkodzeń eksploatacyjnych, objawiającą się monotonną zmianą poziomu kontrolowanego parametru wyjściowego (zużycie elementu ograniczającego, produktywność, zużycie energii itp. ).
Przyspieszone badania żywotności oparte na zasadzie żądania mają na celu przybliżoną ocenę żywotności badanej próbki produktu do osiągnięcia określonej granicy zużycia lub ocenę zużycia odpowiadającą danemu czasowi pracy produktu w trybie normalnym. Zużycie oznacza tu zmianę dowolnego parametru charakteryzującego stopień stopniowej utraty żywotności przez badany produkt. Zużycie liczone jest od początku badania.
Zasada „żądań” ma zastosowanie do obiektów podlegających zużyciu stacjonarnemu i niestacjonarnemu w trybie normalnym. Najbardziej efektywne zastosowanie tej metody dotyczy zużycia niestacjonarnego, gdzie intensywność zużycia (lub szybkość zużycia wymiarowego) zależy od wielkości skumulowanego zużycia. Jeżeli istnieją informacje o stacjonarnym zużyciu obiektu w trakcie eksploatacji, celowe jest zastosowanie metod badań zredukowanych (badania przyspieszone niezwiązane z modami wymuszenia).
Testy oparte na zasadzie „zapytania” przeprowadzane są z sekwencyjną, stopniową przemianą trybu normalnego i wymuszonego podczas badania każdej próbki. Podczas badań ustala się zależność szybkości zużycia w trybie normalnym od poziomu zużycia zakumulowanego przez wyrób, pod warunkiem że zależność ta, uzyskana z wyników badań etapowych, obowiązuje dla procesu zużycia w trybie normalnym w przedziale od koniec docierania do nagromadzenia ekstremalnego zużycia. Przyspieszone uzyskanie całego wymaganego zakresu skumulowanego zużycia zapewnia badanie na stopniach w trybie wymuszonym (stopnie wymuszone).
O wiarygodności wyników badań, oprócz innych czynników (błędów pomiarowych itp.), decyduje właściwy dobór rodzaju funkcji zmiany stopnia zużycia na poziomie zużycia zakumulowanego przez wyrób (lub odpowiadającej jej funkcji akumulacja zużycia w czasie). W procesie przetwarzania wyników badań możliwe są korekty w celu wybrania funkcji innej niż wybrana wcześniej i prowadzącej do mniejszego błędu wyników w porównaniu z nią.
Podczas badania tą metodą dowolny tryb, w odniesieniu do którego oceniana jest żywotność produktu, jest stosowany jako tryb normalny na odpowiednich etapach: tryb stały, tryb z cykliczną lub stacjonarną losową zmianą poziomu wpływów obciążenia zewnętrznego itp. parametry trybu normalnego muszą być określone w dokumentacji regulacyjnej i technicznej, odzwierciedlającej wymagania dotyczące niezawodności produktu. W przypadku braku takich wymagań parametry trybu normalnego przypisuje się zgodnie z wymaganiami eksploatowanego produktu, zgodnie z ogólnymi zasadami wyboru trybów testu normalnej żywotności.
Tryb wymuszony należy tak dobrać, aby stopień zużycia na każdym etapie w trybie normalnym (etap normalny) dla danej wartości zużycia (lub w danym zakresie zużycia) nie zależał od tego, czy zużycie to narosło w trybie wymuszonym, czy normalnym.
Możliwe przyczyny niespełnienia tego wymogu są następujące:
a) tryb wymuszony ma właściwość selektywności w stosunku do poszczególnych elementów wyrobu, co prowadzi do zmiany względnego rozkładu zużycia:
Pomiędzy poszczególnymi częściami i zespołami produktu;
Pomiędzy współpracującymi powierzchniami ciernymi;
Dla poszczególnych odcinków tej samej powierzchni ciernej itp.;
b) tryb wymuszony prowadzi do znacznych zmian stanu fizykochemicznego powierzchni ciernych w stosunku do warunków pracy w trybie normalnym lub zmian zupełnie nietypowych dla takich warunków, np. odkształcenia plastycznego warstw wierzchnich, karykatury cząstek ściernych na powierzchni ciernej, tworzenie dodatkowych struktur wtórnych itp.
Brak następstwa reżimu w odniesieniu do szybkości zużycia w późniejszym normalnym etapie można potwierdzić bezpośrednio w procesie badania kilku próbek wyrobów tą metodą. W tym celu badania dwóch próbek konstruuje się w taki sposób, aby zużycie zakumulowane w jednej z próbek w trybie normalnym po pierwszym etapie wymuszonym zostało osiągnięte przez drugą próbkę poprzez badanie tylko w trybie normalnym. W tym przypadku stopień zużycia w trybie normalnym po etapie wymuszonym dla jednej próbki porównuje się z podobnym stopniem zużycia dla drugiej próbki.
Badanie każdej próbki badawczej metodą zapytania rozpoczyna się od etapu docierania, prowadzonego w trybie ustalonym dla docierania tego produktu. Po zakończeniu etapu dokonuje się pomiaru zużycia docierającego.
W ostatnich latach kwestia testów akceptacyjnych stała się bardzo dotkliwa. Wiele osób uważa, że w naszym kraju normy stosowane są dobrowolnie, a Regulamin Techniczny nie podaje bezpośrednich wskazań co do konieczności przeprowadzania badań akceptacyjnych. Zdarzają się też takie osądy: po co inwestować dodatkowe pieniądze, skoro i tak trzeba wystawić certyfikat. Lub: nie można uzyskać pozwolenia na użytkowanie, testy akceptacyjne też są niepotrzebną procedurą itp.
Spróbujmy to rozgryźć.
Przepisy techniczne
Od połowy lutego 2013 roku wszedł w życie długo oczekiwany dokument „W sprawie bezpieczeństwa maszyn i urządzeń” TR TS 010/2011. Zawiera bezpośrednie instrukcje gwarantujące bezpieczeństwo podczas prac projektowych i późniejszej produkcji. Oznacza to, że rozmowa dotyczy konieczności określenia i ustalenia akceptowalnego ryzyka dla maszyny i/lub sprzętu. W takim przypadku należy zapewnić poziom bezpieczeństwa:
- zestaw obliczeń i testów opartych na sprawdzonych osiągnięciach metodologicznych;
- kompletność prac rozwojowych i badawczych;
- wyprodukowaniu maszyny i/lub urządzenia muszą towarzyszyć badania określone w załączonej dokumentacji projektowej (projektowej).
Oznacza to, że jasne jest, że zarówno organizacja projektująca, jak i producent są zobowiązani do przetestowania obiektu. Są one przewidziane w dokumentacji projektowej i muszą zostać wdrożone przed certyfikacją (procedury potwierdzające zgodność). Fakt deklaracji jest oczywisty - obecność dokumentu o własnych testach przeprowadzonych przed procedurą potwierdzającą. Nie jest jednak jasne, o jakie testy chodzi.
Pojęcie „testu”
Oznacza czynność techniczną, która pozwala sprawdzić właściwości techniczne przedmiotu (wyrobu), określić stopień zużycia, jakość i przydatność do długotrwałego użytkowania. Dopuszczalne jest testowanie prototypu zarówno indywidualnie, jak i całościowo.
Etapy testów
Istnieją wydziałowe, międzywydziałowe i stanowe testy akceptacyjne. GOST 34.601-90 ustanawia następujące typy:
- wstępny;
- doświadczony;
- przyjęcie
Każdy z nich wymaga przestrzegania określonej procedury, dla której opracowywany jest specjalny dokument - program testów akceptacyjnych. Musi zostać zaakceptowany przez klienta. Program określa zakres badań, niezbędny i wystarczający, zapewniający zamierzoną kompletność uzyskanych wyników i ich wiarygodność.
Wstępne testy należy przeprowadzić po przetestowaniu i wstępnym debugowaniu sprzętu.
Badania pilotażowe przeprowadzane są w celu określenia gotowości urządzenia (maszyny, systemu) do pracy ciągłej. Bez tych testów testy akceptacyjne są zabronione.
Finałowy etap
Są to testy akceptacyjne. Od nich zależy droga życia opracowywanego sprzętu (maszyny, systemu). Na tym etapie powstają odpowiedzi na pytania stawiane projektantom. Przede wszystkim jest to zgodność z założonym celem, produktywność oraz efektywność techniczno-ekonomiczna, czy spełni współczesne wymagania bezpieczeństwa i przyczyni się do usprawnienia pracy pracowników.
Podczas testów akceptacyjnych sprawdzane jest:
- ocena powodzenia zakończonych testów pilotażowych;
- podjęcie decyzji o możliwości uruchomienia urządzenia (maszyny, systemu) do komercyjnej eksploatacji.
Testy akceptacyjne przeprowadzane są u Klienta (i już istniejącego). W tym celu wydawane jest polecenie lub instrukcja wykonania niezbędnych prac.
Obydwa te dokumenty są napisane według obowiązujących przepisów i norm opracowanych dla określonych typów obiektów. Są one zatwierdzane przez ministerstwa nadzorujące organizacje projektowe.
Szczegóły programu:
- cel nadchodzących prac i ich zakres;
- kryteria akceptacji zarówno obiektu jako całości, jak i jego części;
- wykaz obiektów podlegających badaniu oraz wykaz wymagań, jakie musi spełniać obiekt (koniecznie ze wskazaniem punktów specyfikacji technicznej);
- warunki i terminy testów;
- wsparcie materiałowe i metrologiczne dla nadchodzących prac;
- środki testowania: techniczne i organizacyjne;
- metodologia przeprowadzania testów akceptacyjnych i przetwarzania uzyskanych wyników;
- nazwiska osób wyznaczonych do przeprowadzenia prac badawczych;
- lista wymaganej dokumentacji;
- sprawdzenie jego jakości (głównie operacyjnej i projektowej).
W zależności od technicznych i innych cech przedmiotu badań dokument może zawierać te sekcje, ale w razie potrzeby można je skrócić lub wprowadzić nowe.
Pakiet dokumentów do opracowania Programu i metodologii
Wymagania dotyczące projektu i treści tych dokumentów reguluje GOST 13.301-79.
Lista dokumentów do stworzenia Programu i metodologii nie jest stała. Różni się on w zależności od związku badanego obiektu z konkretnym ministerstwem lub organizacją. Ale ogólnie wymagane będą następujące dokumenty:
- podręcznik;
- dokumentacja regulacyjna i techniczna: warunki techniczne, normy itp.;
- paszport otrzymanego przedmiotu;
- dokumenty dotyczące zakończonej rejestracji od producenta;
- rysunki i opisy;
- raporty z testów fabrycznych (dla producentów zagranicznych).
Program i metodologia prac testowych opracowana i certyfikowana przez klienta i specjalistów Rostechnadzor jest zarejestrowana w Agencji Federalnej.
Zamawiać
W przypadku testów akceptacyjnych jest on tworzony na podstawie odpowiedniego dekretu przedsiębiorstwa. W skład komisji powinni wchodzić przedstawiciele dostawcy komponentów, klienta, organizacji projektującej, dewelopera, organów nadzoru technicznego i organizacji zajmujących się instalacją, a komisja jest zatwierdzana przez właściwe ministerstwo.
Komisja w swojej pracy wykorzystuje następujące dokumenty:
- zakres zadań i obowiązków w zakresie tworzenia sprzętu (maszyny, systemu);
- wstępny raport z testów;
- dokumentacja powykonawcza do montażu;
- program testów akceptacyjnych;
- działa (jeśli to konieczne);
- dzienniki pracy z testów pilotażowych;
- akty ich przyjęcia i uzupełnienia;
- dokumentacja techniczna urządzeń (maszyna, system).
Przed badaniami odbiorczymi finalizowana jest dokumentacja systemu i dokumentacja techniczna, zgodnie z uwagami protokołu badań wstępnych i świadectwa ukończenia badań pilotażowych.
Producent i organizacja projektująca muszą dostarczyć komisji odbiorczej:
- materiały z badań wstępnych;
- obiekty doświadczalne, które pomyślnie przeszły badania wstępne;
- recenzje, ekspertyzy, patenty, świadectwa autorskie wydane w trakcie testów akceptacyjnych dla próbki rozwojowej;
- inne materiały zatwierdzone metodami badań dla określonych typów obiektów i programów standardowych.
Badanie
Jest to jeden z głównych punktów testów akceptacyjnych. Nie powinny powielać poprzednich etapów, a czas ich realizacji jest skompresowany.
Testy akceptacyjne obejmują sprawdzenie:
- jakość i kompletność realizacji funkcji urządzenia (maszyny, systemu) zgodnie ze specyfikacjami technicznymi;
- praca personelu serwisowego w trybie interaktywnym;
- spełnienie wszelkich wymagań związanych ze sprzętem (maszyna, system);
- kompletność dokumentacji operacyjnej i towarzyszącej oraz jej jakość;
- metody i środki niezbędne do przywrócenia funkcjonalności obiektu po ewentualnych awariach.
Jeśli testowane są dwa lub więcej obiektów o podobnych cechach, wówczas do testowania tworzone są te same warunki.
Podczas badań odbiorczych nie przeprowadza się badań trwałości i niezawodności, lecz uzyskane w trakcie badań wskaźniki należy wpisać do odpowiednich raportów.
Koniec testów
Testy odbiorowe zakończone są badaniem technicznym. Oznacza to, że obiekt jest rozbierany i ustalany jest stan techniczny jego elementów (zespołów) oraz złożoność demontażu i montażu całego obiektu badawczego.
Po zakończeniu prac komisja opracowuje i sporządza raport z testów. Na tej podstawie zostanie dokonana dalsza akceptacja. W razie potrzeby komisja określa zakres modyfikacji urządzenia (maszyny, systemu) i/lub dokumentacji technicznej, a także wydaje zalecenia dotyczące wprowadzenia badanego obiektu do produkcji seryjnej.
Jeżeli nie jest to możliwe, wówczas do protokołu testów akceptacyjnych dołącza się propozycje ulepszenia produktu, powtórne badania akceptacyjne lub żądanie zaprzestania prac nad obiektem.
Akty i rezultaty
Akty odbioru przedmiotu zatwierdza kierownictwo przedsiębiorstwa, które powołało komisję do przeprowadzenia badań.
Metodologia badań odbiorczych zaleca, aby w razie potrzeby wyniki badań zostały poddane przeglądowi przez radę naukowo-techniczną odpowiedniego ministerstwa lub przedsiębiorstwa rozwijającego obiekt wspólnie z klientem (tj. jeszcze przed zatwierdzeniem świadectwa odbioru).
Decyzja o wprowadzeniu badanych obiektów do serii podejmowana jest na podstawie materiałów i zaleceń komisji odbiorczej i/lub rady naukowo-technicznej na podstawie zarządzenia ministerstwa. Musi wskazywać wielkość produkcji i zawierać zalecenia dotyczące wdrożenia.
Raport z testu akceptacyjnego
Cztery lata temu zniesiono ujednolicone formy dokumentów pierwotnych. Dało to organizacjom prawo do opracowania własnych szablonów dowolnego dokumentu. Najważniejsze jest przestrzeganie następujących wymagań:
- Dokument podpisują wszystkie osoby, które go sporządziły. Jeżeli jeden z nich działa na podstawie pełnomocnictwa, musi to znaleźć odzwierciedlenie w ustawie.
- Na legalność aktu nie ma wpływu to, czy jest on sporządzony na zwykłej kartce papieru listowego, czy na papierze firmowym. Nawiasem mówiąc, czy dokument jest napisany odręcznie, czy na komputerze (najważniejsze są podpisy „na żywo”).
- Pieczęcie i pieczęcie umieszczane są na dokumencie, jeżeli jest to określone w statucie i/lub zasadach rachunkowości organizacji.
- Logicznie rzecz biorąc, akt składa się z trzech części: początku (tzw. nagłówka – data, tytuł, miejsce kompilacji), części głównej i zakończenia.
Liczba kopii dokumentów jest równa liczbie sygnatariuszy. Każdy z nich ma ten sam status prawny i identyczny tekst. Informacje o ustawie wprowadzane są do specjalistycznego dziennika dokumentacji organizacji.
W dokumencie testu akceptacyjnego nie powinno być żadnych błędów ani pominięć. Ponieważ może być nie tylko podstawą do umieszczenia przedmiotu w bilansie organizacji lub jego spisania, ale także głównym dokumentem potwierdzającym przy składaniu pozwu w sądzie.
Nazwę dokumentu wpisuje się pośrodku strony, poniżej miejsce sporządzenia (miasto itp.) i datę.
Zasadnicza część ustawy zawiera następujące informacje:
- Skład komisji. Wskazane jest przedsiębiorstwo (organizacja, ministerstwo), przedstawiciele, którzy podpiszą dokument, następnie ich stanowiska oraz pełne nazwisko, imię i patronimika.
- Nazwa obiektu i prawdziwy adres jego montaż.
- Szczegółowy wykaz prac testowych(w formie listy lub tabeli) z informacją o warunkach badania.
- W przypadku wykrycia braków, wraz z propozycjami ich usunięcia, zamieszczane są poniżej lub w załączniku do ustawy.
- Protokół z testu odbiorczego (wzór poniżej) kończy się wnioskami komisji dotyczącymi zdolności lub niesprawności badanego obiektu.
Opinia każdego członka komisji, odmienna od pozostałych, powinna być spisana albo w samej ustawie (jako odrębny paragraf), albo w załączniku do niej. Wymienione są w niej także wszystkie dokumenty towarzyszące ustawie.
I dopiero potem wszyscy uczestnicy przygotowania dokumentu złożyli swoje podpisy i odszyfrowali je.
Zakończenie pracy
Do badanego przedmiotu dołączany jest podpisany akt. Akt jest przechowywany zgodnie z obowiązującymi przepisami lub w sposób określony w regulaminie organizacji.