БЕЗОТКАЗНОСТИДВИГАТЕЛЯ ЯМЗ-236

Часть 1.Определяем вероятность безотказной работы двигателя для каждого интервала наработки (2 ч.)

Расчет показателей безотказности проводим при следующих условиях:

а) начало отчета наработки ведется после окончания эксплуатационной обкатки;

б) в период эксплуатации машин выполняются технические обслуживания в строгом соответствии с инструкцией по эксплуатации, а отказавшие узлы и детали заменяются новыми.

в)расчет количественных показателей безотказности машин проводится по схеме восстанавливаемого объекта.

Данные для расчета представлены в таблице 1.2.

 

Таблица 1.2-Данные к расчету показателей надежности дизельного

двигателя ЯМЗ-236 в условиях рядовой эксплуатации

Наименование отказавших деталей и сборочных единиц

Интервал наработки в тыс. мото-ч.

Время простоя на один отказ в часах

Трудоемкость устранения 1 отказа в чел.-ч.

Стоимость устранения 1 отказа в рубл.

0 – 0,5

0,5 – 1,0

1,0 – 1,5

1,5 – 2,0

2,0 – 2,5

2,5 – 3,0

3,0 – 3,5

3,5 – 4,0

4,0 – 4,5

4,5 – 5,0

1.Трещина выпускного коллектора

4,0

2.Износ клапанных гнезд

21,0

3.Трещина гильзы

35,0

4.Разрыв шатунного болта

21,0

5.Поломка лопасти турбокомпрессора

15,0

6.Нарушение регулировки форсунки

2,5

7.Трещина радиатора

3,0

8. Нарушение регулировки муфты сцепления

1,4

9.Срыв фрикционных накладок

18,0

10.Трещина корпуса муфты сцепления

13,0

 

Для проведения расчетов все отказы двигателей систематизируем по наработке. С этой целью составляем таблицу отказов двигателя ЯМЗ-236 (таблица1.3).

В столбце 1 таблицы 1.3 записываем наименование отказавших деталей и сборочных единиц согласно заданию.

В столбце 2 представлена наработка двигателя, разбитая на равные интервалы и количество отказов, зарегистрированных в данном интервале (дается в задании).

В строке 11 подсчитываем количество отказов двигателя для каждого интервала наработки.

 

Таблица 1.3- Расчет показателей безотказности двигателя ЯМЗ-236

 

Наименование отказавших деталей и сборочных единиц	Интервал наработки в тыс. мото-ч.			Группы отказов
0 – 0,5	0,5 – 1,0	1,0 – 1,5	1,5 – 2,0	2,0 – 2,5	2,5 – 3,0	3,0 – 3,5	3,5 – 4,0	4,0 – 4,5	4,5 – 5,0
1.Трещина выпускного коллектора												0,089 (8/90)	I
2.Износ клапанных гнезд												0,1 (9/90)	II
3.Трещина гильзы												0,067	III
4.Разрыв шатунного болта												0,078	III
5.Поломка лопасти турбокомпрессора												0,067	II
6.Нарушение регулировки форсунки												0,23	I
7.Трещина радиатора												0,11	I
8. Нарушение регулировки муфты сцепления												0,13	I
9.Срыв фрикционных накладок												0,078	III
10.Трещина корпуса муфты сцепления												0,044	III
11.											∑=90
12. N0
13.	0,094	0,25	0,219	0,281	0,219	0,406	0,375	0,344	0,375	0,25	∑= 2,812
14.	0,188	0,5	0,438	0,562	0,438	0,812	0,75	0,688	0,75	0,5	∑= 5,624
15.	0,562	0,562	0,562	0,562	0,562	0,562	0,562	0,562	0,562	0,562	0,562
16.	- 0,374	-0,062	-0,124		-0,124	0,25	0,188	0,126	0,188	-0,062
17.	0,14	0,004	0,015		0,015	0,063	0,035	0,016	0,035	0,004	∑= 0,327
18.	0,140	0,422	0,703	0,984	1,26	1,55	1,83	2,11	2,39	2,67
19.Среднее значение интервала наработки, тыс.мото.ч.	0,25	0,75	1,25	1,75	2,25	2,75	3,25	3,75	4,25	4,75
20.	0,87	0,66	0,50	0,37	0,28	0,21	0,16	0,12	0,09	0,07

 

В столбце 3 подсчитываем количество отказов для каждой детали (сборочной единицы) двигателя . В конце строки 11 и столбца 3 подсчитываем сумму отказов выборочной совокупности двигателей.

В строке 12 проставляем полученную в каждом интервале выборочную совокупность двигателей. В рассматриваемом примере выборочная совокупность остается постоянной и равной N₀ = 32. В случае переменной убывающей выборки каждый интервал должен содержать N₀ ≥ 5 двигателей. Рекомендуется увеличить шаг интервала, а таблицу1.3 соответственно перестроить с увеличенным шагом интервала.

В строке 13 подсчитываем среднее число отказов , приходящийся на один двигатель в каждом интервале наработки.

В строке 14 подсчитываем параметр потока отказов ω_i для каждого интервала наработки. В конце строки подсчитываем сумму =5,624 тыс.мото-ч^-1.

В строке 15 определяем средний параметр потока отказов двигателя (табл. 1.1)

тыс. мото-ч^-1,

где - количество интервалов наработки.

В строках 16, 17 для каждого интервала наработки проводим подготовительные вычисления для определения среднего квадратичного отклонения параметра потока отказов.

Среднее квадратичное отклонение параметра потока отказов (табл. 1.1)

тыс.мото-ч^-1.

Определяем стандарт среднего квадратичного отклонения выборочного среднего параметра потока отказов (табл. 1.1)

тыс.мото-ч^-1.

Определяем коэффициент гарантии t_г по таблице 1 приложения к работе

t_0,8;31 =1,31.

Следовательно, с гарантированной вероятностью α ≥ 0,8 можно утверждать, что вычисленный средний параметр потока отказов (на основании выборочной) находится в интервале

.

Среднюю наработку дизельного двигателя на отказ определяем по уравнению(табл. 1.1)

тыс. мото-ч.

С учетом выборочного среднего квадратичного отклонения средняя наработка на отказ составит:

тыс. мото-ч,

тыс. мото-ч.

В строке18 определяем произведение , где за t принимаем среднее значение интервала наработки.

В строке 20 определяем вероятность безотказной работы двигателя для каждого интервала наработки (табл. 1.1).

 

Часть 2.Определяем частные параметры потоков отказов и соответствующие им наработки (2 часа)

В столбце 4 для каждой строки определяем коэффициент отказа детали (сборочной единицы).

В столбце 5 по приложению (табл. 2) проставляем группу отказов.

На основании столбцов 4 и 5 подсчитаем суммарно коэффициенты:

для отказов группы I – K_I = 0,559

для отказов группы II – K_II = 0,167

для отказов группы III – K_III = 0,267

Определяем частные параметры потоков отказов и соответствующие им наработки:

тыс.мото-ч^-1,

тыс. мото-ч.,

тыс.мото-ч^-1,

тыс. мото-ч.,

тыс.мото-ч^-1,

тыс. мото-ч.

Полученные результаты расчетов сводим в таблицу 1.4.

 

Таблица 1.4- Показатели безотказности дизельного двигателя ЯМЗ-236

Наименование показателей безотказности	Показатели
Обозначение	Размерность	Величина
Выборочная совокупность	N0	един.
Наработка, после которой прекращены наблюдения	tmax	тыс. мото-ч.	5,0
Средняя наработка на отказ	t0	тыс. мото-ч.	1,779
Параметр потока отказов		тыс.мото-ч-1.	0,562
Среднее квадратичное отклонение параметра потока отказов		тыс.мото-ч-1	0,181
Коэффициент гарантированной вероятности параметра потока отказов	tг	безразмерный	1,31
Коэффициент отказа группы I	KI	-//-	0,559
Коэффициент отказа группы II	KII	-//-	0,167
Коэффициент отказа группы III	KIII	-//-	0,267

Задание

1. Изучить методику и пример расчета показателей безотказности дизельного двигателя ЯМЗ-236.

2. Определить показатели надежности дизельного двигателя ЯМЗ-236 в условиях рядовой эксплуатации. Данные для расчета представлены в таблице 1.5. Преподаватель в различных вариантах может изменять количество отказов в интервалах наработки.

 

Таблица 1.5-Данные к расчету показателей надежности дизельного

двигателя ЯМЗ-236 в условиях рядовой эксплуатации

Наименование отказавших деталей и сборочных единиц

Интервал наработки в тыс. мото-ч.

Время простоя на один отказ в часах

Трудоемкость устранения 1 отказа в чел.-ч.

Стоимость устранения 1 отказа в рубл.

0 – 0,5

0,5 – 1,0

1,0 – 1,5

1,5 – 2,0

2,0 – 2,5

2,5 – 3,0

3,0 – 3,5

3,5 – 4,0

4,0 – 4,5

4,5 – 5,0

1.Трещина выпускного коллектора

4,0

2.Износ клапанных гнезд

21,0

3.Трещина гильзы

35,0

4.Разрыв шатунного болта

21,0

5.Поломка лопасти турбокомпрессора

15,0

6.Нарушение регулировки форсунки

2,5

7.Трещина радиатора

3,0

8. Нарушение регулировки муфты сцепления

1,4

9.Срыв фрикционных накладок

18,0

10.Трещина корпуса муфты сцепления

13,0

 

3.Изобразить графически m_i= f(t); ω_i= f(t); p_i= f(t), примеры показаны на рисунках 1.2, 1.3, 1.4.

Рисунок 1.2 - Полигон распределения отказов двигателя ЯМЗ-236.

Эмпирический полигон распределения отказов, теоретическая прямая

распределения отказов

 

Рисунок 1.3 - Гистограмма распределения параметра потока отказов и среднийпараметр потока отказов двигателя ЯМЗ-236

Рисунок 1.4 - Кривая вероятности безотказной работы дизельного

двигателяЯМЗ-236

4. Сделать выводы и оформить работу.

Контрольные вопросы

1.Что такое «безотказность объекта»?

2. Какие вы знаете показатели безотказности?

3. в каких состояниях может пребывать деталь?

4. Какие Вы знаете категории тяжести последствий отказов?

5. Как изменяется вероятность безотказной работы двигателя с течением времени?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузьмин, Н. А. Техническая эксплуатация автомобилей: закономерности изменения работоспособности: учеб. пособие / Н.А. Кузьмин. -М.: Форум, 2011. - 208 с. - (Высшее образование). ISBN 978-5-91134-1.

2. Зубрилина, Е.М. Основы надёжности машин: учеб. пособие / Е.М. Зубрилина, Ю.И. Жевора, А.Т. Лебедев и др.: Ставропольский государственный аграрный университет. – Ставрополь: АГРУС, 2010. – 120 с. ISBN 978-5-9596-0706-7.

ПРИЛОЖЕНИя

Таблица1- Значение коэффициента t_α

α n	0,80	0,90	0,95	0,98	0,99	0,995	0,999
	1,89	2,92	4,30	6,96	9,92	14,00	31,60
	1,64	2,35	3,18	4,54	5,84	7,45	12,92
	1,53	2,13	2,78	3,75	4,60	5,60	8,61
	1,48	2,01	2,57	3,36	4,03	4,77	6,87
	1,44	1,94	2,45	3,14	3,70	4,32	5,96
	1,41	1,89	2,36	3,00	3,50	4,03	5,40
	1,40	1,86	2,30	2,89	3,35	3,83	5,04
	1,38	1,83	2,26	2,82	3,25	3,69	4,78
	1,37	1,81	2,23	2,76	3,17	3,58	4,59
	1,36	1,78	2,18	2,08	3,05	3,43	4,32
	1,35	1,76	2,14	2,62	2,98	3,33	4,14
	1,34	1,75	2,12	2,58	2,92	3,25	4,01
	1,33	1,73	2,10	2,25	2,88	3,20	3,92
	1,32	1,72	2,09	2,53	2,84	3,15	3,85
	1,32	1,72	2,07	2,51	2,82	3,12	3,79
	1,32	1,71	2,06	2,49	2,80	3,09	3,74
	1,31	1,70	2,06	2,48	2,78	3,07	3,71
	1,31	1,70	2,05	2,47	2,76	3,05	3,67
	1,31	1,70	2,04	2,46	2,75	3,03	3,65
	1,30	1,68	2,02	2,42	2,70	2,97	3,55
	1,30	1,68	2,01	2,40	2,68	2,94	3,50

Таблица2-Категории и характеристики тяжести последствий отказов

Категориятяжестипоследствийотказов	Характеристикатяжестипоследствийотказов
IV	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или окружающей среды, гибель или тяжелые травмы людей, срыв выполнения поставленной задачи
III	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или для окружающей среды, срыв выполняемой задачи, но создает пренебрежимо малую угрозу жизни и здоровью людей
II	Отказ, который может повлечь задержку выполнения задачи, снижение готовности и эффективности объекта, но не представляет опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей
I	Отказ, который может повлечь снижение качества функционирования объекта, но не представляет опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей