Филинов Дмитрий Валерьевич 2 страница

 

Из таблицы А.4 по известному коэффициенту вариации V получим: в = 2,5; К_в = 0,887; С_в = 0,380.

 

 

4. Зная параметры "а" и "в" и пользуясь табулированными функциями аf(t) и F(t), можно определить дифференциальную и интегральную функции.

При нахождении функции f(t) для каждого интервала статистического ряда определяется отношение , где t_ci – середина i-го интервала. По найденному отношению при определенной величине параметра "в" по таблице А.5 определяем значение функции аf(t_ci-t_см), нормированной по "а".

Значение функции f(t) для i-го интервала статистического ряда определится из выражения:

 

 

Для нахождения функции F(t) для каждого интервала определяется отношение , где t_кi – конец i-го интервала. По найденному отношению и параметру "в" по таблице А.6 определяем значение интегральной функции F(t_кi – t_см).

Для данного задания значение дифференциальной и интегральной функций при ЗРВ будут равны:

- для первого интервала:

 

 

 

- для второго интервала:

 

 

 

 

 

 

Дальнейшие результаты расчетов представлены в таблице 1.4.

 

Таблица 1.4 – Значения f(t) и F(t) при ЗРВ

Интервалы, мм	6,00…6,16	6,16…6,32	6,32…6,48	6,48…6,64	6,64…6,80	6,80…6,96
f(t)	0,083	0,183	0,247	0,234	0,15	0,069
F(t)	0,096	0,243	0,536	0,719	0,902	0,969

 

Графическое изображение дифференциальной функции f(t) и интегральной функции F(t) при выравнивании по ЗРВ представлено на рисунках 1.6 и 1.7.

 

 

ti, мм

f(t)

Рисунок 1.6 – График дифференциальной функции

 

F(t)

 

ti, мм

Рисунок 1.7 – График интегральной функции

 

 

1.2.8 Критерии согласия опытных и теоретических распределений показателей надежности

 

Применительно к показателям надежности тракторов и сельскохозяйственных машин, чаще используется критерий согласия Пирсона χ².

Критерий χ² определяется по формуле:

 

 

где n – число интервалов в статистическом ряду;

m_i – опытная частота в i-ом интервале;

m_тi – теоретическая частота в i-ом интервале.

 

Для определения критерия согласия χ² нужно иметь статистический ряд, который удовлетворяет условиям:

 

 

В случае, если статистический ряд не удовлетворяет этим условиям, проводится укрупнение его путем объединения интервалов с частотой m_i или m_тi меньше 5 с соседними.

Выбирают тот закон распределения, у которого меньше, а вероятность Р больше. Также производят сравнение расчетного значения с табличным . Если , то гипотезу опровергают.

Для данного задания значение теоретической частоты (m_тi) для каждого интервала статистического ряда, определенное по формуле 1.24 для ЗНР и ЗРВ, представлено в таблице 1.5.

 

Таблица 1.5 – Значение теоретической частоты для ЗНР и ЗРВ

Интервалы, мм	6,00…6,16	6,16…6,32	6,32…6,48	6,48…6,64	6,64…6,80	6,80...6,96
Опытная частота mi
Дифференциальная функция F (t)	ЗНР	0,085	0,239	0,484	0,732	0,902	0,975
ЗРВ	0,096	0,243	0,536	0,719	0,902	0,969
Теоретическая частота, mтi	ЗНР	2,55	4,62	7,35	7,44	5,1	2,19
ЗРВ	2,88	4,41	8,79	5,49	5,49	2,01

 

Так как при выравнивании по ЗНР статистический ряд не удовлетворяет условию 1.25, производим укрупнение статистического ряда, т.е. объединяем первый и второй, а также пятый и шестой интервалы. Укрупненный статистический ряд представлен в таблице 1.6.

 

Таблица 1.6 – Укрупненный статистический ряд для определения критерия согласия χ²

Интервалы, мм	6,00…6,32	6,32…6,48	6,48…6,64	6,64…6,96
Опытная частота, mi
Теоретическая частота, mтi	ЗНР	7,17	7,35	7,44	7,29
ЗРВ	7,29	8,79	5,49	7,5

 

 

Критерий χ² будет соответственно равен:

- для закона нормального закона:

 

;

 

- для закона распределения Вейбулла:

 

.

 

Для количественной оценки совпадения опытного и теоретического распределения определяется вероятность совпадения по критерию Пирсона Р(χ²), определяемая по таблице А.7.

Вероятность совпадения при прочих равных условиях зависит также от повторности исследуемой информации. Для пользования таблицей необходимо определить число степеней свободы r по уравнению:

 

 

где n_y – число интервалов укрупненного статистического ряда;

к – число параметров теоретического закона распределения, для ЗНР к = 1, для ЗРВ к = 2;

1 – связь, накладываемая закономерностью ∑Pi = 1.

Для данного примера:

 

 

Тогда для закона нормального распределения Р(χ²) = 40%, для закона распределения Вейбулла Р(χ²) = 20%.

Принято считать, что теоретический закон согласуется с опытным распределением, если Р(χ²) ≥ 10%.

Из проведенной проверки следует, что оба теоретические закона согласуются с опытным распределением, но вероятность совпадения закона нормального распределения несколько выше, чем закона распределения Вейбулла.

 

1.2.9 Определение доверительных границ рассеивания одиночного и среднего значений показателя надежности. Абсолютная и относительная предельные ошибки

 

Доверительные границы рассеивания показателей надежности при использовании закона нормального распределения определяется по формулам:

а) для одиночного значения показателя надежности:

 

 

 

 

где – нижняя доверительная граница одиночного значения показателя надежности;

– верхняя доверительная граница одиночного значения показателя надежности;

σ – среднее квадратическое отклонение;

– коэффициент Стьюдента определяется по таблице А.8 в зависимости от принятой доверительной вероятности α и объема информации N;

е_а – абсолютная ошибка рассеивания.

б) для среднего значения показателя надежности:

 

 

 

 

где – нижняя доверительная граница рассеивания среднего значения показателя надежности;

– верхняя доверительная граница рассеивания среднего значения показателя надежности;

– абсолютная ошибка рассеивания среднего значения показателя надежности.

Относительная ошибка переноса опытных значений показателя надежности на генеральную совокупность:

 

 

Определяем доверительные границы рассеивания одиночного и среднего значений показателя надежности, предварительно задаемся доверительной вероятностью α = 0,95. По таблице А.8 определяем значение коэффициента Стьюдента для α = 0,95 и N = 30. Для заданных условий = 2,04.

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет доверительных границ рассеивания при использовании закона распределения Вейбулла ведется от нуля, т.к. кривая распределения в этом случае асимметрична.

Рассеивание одиночных значений показателя надежности определяется по формулам:

 

 

 

где t^н – нижняя доверительная граница;

t^в – верхняя доверительная граница;

– нормированная квантиль закона распределения Вейбулла, определяется по таблице А.9 для известных значений "в" и ;

а – параметр распределения Вейбулла.

Для определения границ рассеивания среднего значения используются формулы:

 

 

 

где – нижняя доверительная граница;

– верхняя доверительная граница;

r₁; r₃ – коэффициенты Вейбулла, определяются по таблице А.8;

в – параметр распределения Вейбулла.

 

 

 

 

 

Относительная ошибка рассеивания (переноса) опытных значений показателя надежности на генеральную совокупность:

 

 

.

 

2 Правила оформления контрольной работы

 

Контрольная работа выполняется в программе Microsoft Word и должна включать:

- титульный лист;

- индивидуальное задание;

- содержание;

- ответ на теоретический вопрос;

- расчёт задачи, включающий расчётные формулы, результаты и графики;

- список использованных источников.

 

Задания для выполнения контрольной работы выдаются преподавателем индивидуально каждому студенту. Исправления задания студентом не допускаются.

Индивидуальное задание подкрепляется к контрольной работе после титульного листа и содержит теоретический вопрос и задание для решения задачи. Контрольная работа без задания или с исправленным заданием не рецензируется и возвращается студенту.

Общие требования к оформлению контрольной работы представлены в таблице 2.1.

 

 

Таблица 2.1 – Общие требования к оформлению контрольной работы

Шрифт основного текста	Times New Roman, кегль (размер шрифта) 14 пт
Поля	Левое – 30 мм, правое – 10 мм, нижнее – 20 мм, верхнее – 20 мм
Межстрочный интервал	Полуторный
Абзац	Отступ – 1,25 мм
Выравнивание	По ширине страницы
Заголовок раздела. Заголовок подраздела	Прописными буквами; шрифт Times New Roman, кегль (размер шрифта) 14 пт; выравнивание по левому краю с абзаца; отделяется от основного текста одной строкой; переносы слов не допускаются; точка в конце не ставится; кавычки не ставятся; подчеркивание не используется
Нумерация страниц	Номер проставляется в верхнем правом углу, начиная со 2-й страницы (титульный лист не нумеруется. Кегль (размер шрифта) номера страницы – 10 пт
Формулы	Создаются встроенным редактором формул Math Type или Microsoft Equation; центрируются; нумеруются в круглых скобках с правого края

 

3 Порядок изучения дисциплины

 

Дисциплина «Надежность и ремонт машин» изучается студентами заочной формы обучения (профиль «Машины и оборудование в агробизнесе») на четвертом курсе путем:

а) прослушивания лекций и выполнения лабораторно-практических работ;

б) самостоятельного изучения соответствующих литературных источников;

в) выполнения одной контрольной работы;

г) сдачи зачета.

Дисциплина «Надежность технических систем» изучается студентами заочной формы обучения (профиль «Технический сервис в АПК») на пятом курсе обучения путем:

а) прослушивания лекций и выполнения лабораторно-практических работ;

б) самостоятельного изучения соответствующих литературных источников;

в) выполнения одной контрольной работы;

г) сдачи зачета.

При успешном освоении дисциплины студент может использовать свои знания при выполнении выпускной квалификационной работы по оценке и совершенствованию надежности, а также технологии обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники в хозяйстве.

На зачетно-экзаменационной сессии 4 курса учебным планом заочного отделения по дисциплине «Надежность и ремонт машин» предусмотрено 4 ч лекций, 10 ч лабораторно-практических занятий и выполнение одной контрольной работы.

На зачетно-экзаменационной сессии 5 курса учебным планом заочного отделения по дисциплине «Надежность технических систем» предусмотрено 6 ч лекций, 6 ч лабораторно-практических занятий и выполнение одной контрольной работы.

Целями освоения дисциплины «Надежность и ремонт машин» являются:

- приобретение студентами знаний по оценке надёжности машин, разработке и осуществлению мероприятий по её повышению;

- изучение основ теории надёжности машин, оборудования и технических систем;

- изучение способов повышения доремонтного и послеремонтного уровней надёжности;

- изучение правил проведения испытаний машин на надёжность;

- освоение технологии ремонта с.-х. техники;

- проектирование технологических процес­сов ремонта и восстановления изношенных деталей, сборочных единиц ма­шин и оборудования;

- определение оптимальных режимов выполнения произ­водственных процессов;

- изучение управления качеством ремонта машин и оборудова­ния;

- получение теоретических знаний и практических навыков по основам проектиро­вания и реконструкции ремонтно-обслуживающих предприятий АПК.

Целями освоения дисциплины «Надежность технических систем» являются:

- приобретение студентами знаний по оценке надёжности технических систем, разработке и осуществле­нию мероприятий по её повышению;

- изучение основ теории надёжности ма­шин, оборудования и технических систем;

- изучение способов повышения доремонтного и послеремонтного уровней надёжности;

- изучение правил проведения испытаний машин на надёжность.

Между сессиями и в период сессии студент может получать необходимые консультации у ведущего преподавателя данных дисциплин кафедры «Технический сервис».

Изучение учебной дисциплины «Надежность и ремонт машин» направлено на формирование у обучающихся следующих профессиональных компетенций:

- ПК 12.2 – «Способность использовать типовые технологии восстановления изношенных деталей машин и электрооборудования»;

- ПК 16 – «Способность анализировать технологический процесс как объект контроля и управления».

Изучение учебной дисциплины «Надежность технических систем» направлено на формирование у обучающихся следующих профессиональных компетенций:

- ПК 1.2 – «Способность к использованию основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования»;

- ПК 3.1 – «Способность решать инженерные задачи с использованием основных законов механики, электротехники, гидравлики, термодинамики и тепломассообмена; знание устройства и правил эксплуатации гидравлических машин и теплотехнического оборудования»;

- ПК 26.2 – «Готовность использовать современные технологии и оборудование для технического сервиса машин в АПК».

 

4 Самостоятельная работа по изучению дисциплины

 

Приступая к изучению дисциплины, студент должен ознакомиться с ее программой.

Программа дисциплины «Надежность и ремонт машин» составлена на основе ФГОС ВПО по направлению подготовки 110800.62 «Агроинженерия», утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации, и включает разделы: 1) Введение. Надежность и теоретические основы ремонта машин. 2) Производственный процесс ремонта машин и оборудования. 3) Технологические процессы ремонта типовых деталей и сборочных единиц.

Программа дисциплины «Надежность технических систем» составлена на основе ФГОС ВПО по направлению подготовки 110800.62 «Агроинженерия», утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации, и включает разделы: 1) Понятие о качестве и надежности тех­нических систем. Физические основы надежности. 2) Методы расчета по­казателей надежно­сти. 3) Испытания машин на надежность. Ме­тоды повышения надежности технических систем.

 

 

5 Контрольные вопросы по теоретическому курсу

 

5.1 Дисциплины «Надежность и ремонт машин», «Надежность технических систем»

 

5.1.1 Основные характеристики надежности машин

 

1 Что понимают под обеспечением надежности машин?

2 Дайте определение надежности машин. Какие свойства включает понятие надежности объекта? В чем различие свойств безотказности и долговечности объекта?

3 Перечислите состояние объекта с точки зрения надежности. Когда наступает неработоспособное состояние объекта (технической системы)?

4 Возможна ли дальнейшая эксплуатация объекта при достижении им предельного состояния?

5 Поясните разницу между восстанавливаемыми и невосстанавливаемыми объектами.

6 Что такое отказ? Каковы его разновидности в зависимости от причин возникновения, характера проявления, группы сложности, взаимосвязи и способа обнаружения?

7 В чем отличие понятия «отказ» от понятия «повреждение»? В результате каких основных процессов возникают отказы элементов машин?

8 Назовите перечень (характер) отказов элементов машин.

9 Приведите классификацию показателей надежности. Перечислите оценочные показатели надежности машин.

10 Какими показателями оценивается безотказность объекта? Дайте краткую их характеристику и приведите примеры расчета.

11 Что такое долговечность объекта? Перечислите и дайте определение показателей долговечности. Что понимают под ресурсом, гамма-процентным ресурсом и сроком службы?

12 Какие основные и вспомогательные показатели используют для оценки ремонтопригодности объекта?

13 Перечислите показатели сохраняемости объекта. Показателями какого свойства объекта они соответствуют по своей сути?

14 Назовите и дайте определение комплексных показателей надежности машин. Как определяют коэффициенты готовности и технического использования?

15 Почему у невосстанавливаемых объектов совпадают значения наработки до отказа и среднего ресурса? Почему не совпадают значения аналогичных показателей у восстанавливаемых объектов (наработка на отказ и средний ресурс)?

 

5.1.2 Физические основы теории надежности машин

 

1 Какие физические процессы вызывают снижение надежности машин в эксплуатации?

2 Приведите и охарактеризуйте структуру физико-вероятностной модели.

3 Объясните схему формирования отказа изделия для одного из выходных параметров.

4 Модель проявления постепенных и внезапных отказов.

5 Что изучает научная дисциплина – трибоника (триботехника)? Какие существуют виды трения рабочих поверхностей деталей?

6 Какие основные виды взаимодействия рабочих поверхностей деталей различают в теории трения? Назовите факторы, определяющие характер трения.

7 Какие различают виды трения в зависимости от толщины пленки смазочного материала?

8 Приведите примеры, когда один вид трения может переходить в другой. Как этот переход может влиять на работу узла трения?

9 Перечислите основные виды смазки. Что показывает диаграмма Герси-Штрибека?

10 Что называют изнашиванием? Назовите основные количественные характеристики изнашивания деталей машин. Являются ли характеристики изнашивания постоянными величинами?

11 Какие основные характеристики необходимо знать для оценки и обеспечения надежности элементов машин при изнашивании?

12 Что такое износостойкость? Как связаны между собой скорость и интенсивность изнашивания?

13 Перечислите основные факторы, влияющие на характер и интенсивность изнашивания деталей машин.

14 Приведите наиболее распространенные сочетания материалов для различных пар трения.

15 Перечислите основные классы износостойкости, используемые для прогнозирования надежности при износе элементов машины.

16 Какие основные модели изнашивания вы знаете? Какова наиболее общая модель изнашивания элементов машин?

17 Назовите и кратко охарактеризуйте основные методы определения величины износа деталей машин.

18 Какие виды изнашивания различают в соответствии с действующей классификацией?

19 Каков механизм усталостного изнашивания поверхностей деталей? Что такое питтинг?

20 Поясните механизм изнашивания при заедании. Что такое «схватывание»?

21 В чем сходство и различие абразивного и усталостного изнашивания?

22 Как можно повысить абразивную износостойкость поверхности детали?

23 Перечислите основные мероприятия по снижению интенсивности абразивного изнашивания элементов машин.

24 Назовите виды коррозионно-механического изнашивания рабочих поверхностей деталей. Чем обусловлено окислительное изнашивание? Каково его влияние на работу узлов трения?

25 Сущность водородного изнашивания. Что такое «избирательный перенос»?

26 Какой вид изнашивания является наиболее разрушительным?

27 Приведите классификацию соединений по условиям их изнашивания.

28 Дайте общую характеристику методов расчета на износ. Назовите основные критерии нормирования предельно допустимого износа.

 

5.1.3 Методы расчета показателей надежности машин

 

1 Как организуют сбор и обработку статистической информации о надежности? Какие требования предъявляются к совокупности наблюдаемых объектов?

2 Возможность решения каких задач обеспечивают результаты сбора и обработки информации о надежности машин?

3 Когда эксплуатацию заданного числа машин называют подконтрольной?

4 Какие основные источники используются для сбора информации о надежности машин?

5 Перечислите формы учетной документации для сбора и обработки информации о надежности машин.

6 Назовите основные методы сбора информации о надежности машин в эксплуатации.

7 Укажите особенности инструментального метода сбора информации о надежности машин.

8 Для чего используют метод хронометража при сборе информации о надежности машин?

9 В каких случаях применяют метод периодических наблюдений при сборе информации о надежности машин?

10 Назовите особенности метода сбора информации о надежности машин, основанного на анализе данных эксплуатационной и ремонтной документации.

11 Каков порядок обработки полной информации по показателям надежности? Перечислите основные этапы методики определения количества деталей, годных для дальнейшего использования и требующих восстановления.

12 Изложите сущность графических методов обработки информации по показателям надежности.

13 Особенности методики обработки многократно усеченной информации.

14 В чем сущность прогнозирования остаточного ресурса машин? Приведите графическую схему его определения.