CC BY
17
Вестник Курганской ГСХА № 4, 2015 Теаш^ские чауьм 55
УДК 338.43
В. Г. Логачев, А. Н. Макарова
КОРРЕКТИРОВАНИЕ НОРМАТИВОВ ПЕРИОДИЧНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
V. G. Logachev, A. N. Makarova THE CORRECTION OF TECHNICAL MAINTENANCE PERIODICITY STANDARDS OF TRANSPORT-TECHNOLOGICAL MACHINES DURING THE OPERATION FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «TYUMEN STATE OIL AND GAS UNIVERSITY»
Аннотация: В статье рассматривается вопрос корректирования нормативов периодичности технического обслуживания на основе данных о фактической надёжности транспортно-технологи-ческих машин в эксплуатации. Предложен метод непараметрического оценивания распределения наработок на отказ. Обоснован вид математической модели влияния периодичности технического обслуживания на вероятность безотказной работы машин.
Ключевые слова: транспортно-технологические машины; периодичность технического обслуживания; вероятность безотказной работы.
Введение. Важную роль в технологических процессах аграрного производства играют транспортно-технологические машины. От их надежности и эффективности зависят своевременность доставки грузов и персонала, простои бригад, а также себестоимость ко -нечного продукта [1].
При использовании технологических машин в условиях Севера и Сибири процессы изменения их технического состояния интенсифицируются. Вследствие этого вероятность безотказной работы и, соответственно, техническая готовность может не соответствовать установленным требованиям.
Заданный уровень работоспособности машин должна обеспечивать система технического обслуживания (ТО) и ремонта, но в нормативах периодичности и трудоёмкости технических воздействий невозможно учесть всего многообразия условий эксплуатации. Один из путей решения проблемы - корректирование нормативов с учетом специфики условий эксплуатации на основе фактических данных об отказах.
Abstract: The article discusses the question about the correction of technical maintenance periodicity standards on the basis of the actual reliability of transport and technological machines during the operation. The method of non-parametric estimation of the distribution of operating time between failures was suggested. A kind of the mathematical model of the effect of technical maintenance periodicity on the probability of failure of the machines was proved.
Key words: transport and technological machines technical maintenance periodicity; probability of failure-free operation.
Анна Николаевна Макарова
Anna Nickolaevna Makarova [email protected]
Методика. На первом этапе решения проблемы кор -ректирования нормативов для конкретных условий работы машин проведен анализ методов определения периодичности ТО. Ранее разработаны и используются для решения практических задач ряд методов [2, с. 76]. Наибольшее внимание уделяется методу определения периодичности ТО по допустимому уровню безотказности.
Для того чтобы определить периодичность технического обслуживания, обеспечивающую заданную вероятность безотказной работы, с использованием метода по допустимому уровню безотказности необходимо знать вид и параметры закона распределения наработок на отказ. Получение указанной информации возможно только при наличии репрезентативной выборки наработок. Но в условиях, когда проводятся планово-предупредительные операции ТО, то есть большая часть отказов предупреждается, возможно получение только усеченной выборки. Точность определения параметров распределения наработок на отказ с использованием известных методов обработки незавершенных
Виктор Григорьевич Логачев
Victor Grigoryevich Logachev доктор технических наук, профессор [email protected]
Научный журнал
Вестник Курганской ГСХА
испытаний при малой доле отказавших элементов недостаточна для определения и корректирования нормативов. Например, при ускоренных испытаниях рессор подвески грузового автомобиля доля отказавших листов составила 10,1 %, а ошибка определения среднего ресурса - 44,9 % [3, с. 33].
Таким образом, корректирование нормативов периодичности ТО на основе известных методов оценки параметров распределения наработок на отказ не дает достаточно точного результата. Учитывая, что в этом случае нет необходимости определять параметры распределения, а достаточно установить связь между периодичностью ТО и вероятностью отказа, можно использовать непараметрические методы оценивания интегральной функции распределения.
Для решения поставленной задачи определим вероятности отказа в моменты каждого отказа как отношение количества отказавших элементов к общему числу испытуемых элементов. Далее рассмотрим пары значений наработок до отказа и соответствующих им эмпирических вероятностей отказов. Они отражают влияние наработки на вероятность отказа. Аппроксимируем эти значения уравнением регрессии. По полученному уравнению определим значение периодичности ТО, при котором вероятность отказа соответствует заданному значению.
Ключевой момент в решении этой задачи - выбор вида уравнения регрессии, адекватно аппроксимирующего исходные данные.
Предварительный анализ графического вида рассматриваемой зависимости в интервале наработок от нуля до момента ТО, ее асимптотики, а также вероятной структуры модели позволил предположить, что в качестве модели можно использовать экспоненту, полином или степенную модель.
Результаты. Для проверки изложенной гипотезы проведены экспериментальные исследования на имитационной модели. Генерировались выборки наработок на отказ элементов машин, распределенные по нормальному, логарифмически нормальному, экспоненциальному законам и закону Вейбулла. Выборки обрабатывались. Затем рассчитывались эмпирические значения вероятности отказа в интервале 0-250 машино-часов (м.-ч). Пары значений наработок на отказ и соответствующих вероятностей отказа аппроксимировались интегральной функцией распределения, степенной функцией, экспонентой и полиномом второго порядка. Фрагмент результатов приведены на рисунке.
Для указанных моделей рассчитывались дисперсионное отношение Фишера и средняя ошибка аппроксимации. Анализ полученных результатов показал следующее.
Проверкой по критерию Фишера установлено, что для всех выборок каждая из используемых моделей адекватна с вероятностью от 0,95 до 0,99. Наименьшую ошибку аппроксимации для разных выборок обеспечивают экспонента или полином.
Учитывая, что полином второй степени имеет перегиб в области малых наработок, что противоречит физическому смыслу, предпочтение следует отдать экспоненциальной модели.
Таким образом, для определения периодичности технического обслуживания машин в случае, когда нет полной репрезентативной выборки наработок на отказ, можно аппроксимировать зависимость эмпирической вероятности отказа от наработки экспоненциальной моделью, и по ней рассчитывать периодичность ТО, обеспечивающую заданную вероятность безотказной работы.
Для приведенного на рисунке примера модель имеет вид:
F(L)=7,010-5-e°033L,
где L - число машино-часов наработки на отказ.
Первая производная от этой функции представляет собой плотность распределения:
f(L)=2,3- i0-6-e°'°33L Интегрированием последнего выражения восстановлена зависимость вероятности отказа от наработки (рисунок, квадратные точки). Из графика видно, что восстановленные значения близки к экспериментальным, что позволяет использовать предлагаемую методику для решения практических задач.
0,31} .р 0,25 | -
0,20 I -
3 0,15 I -п.
0,10 | -0,05 | -0,00 %
150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 L. м.-ч
О - экспериментальные значения вероятности отказа; - аппроксимация экспериментальных значений экспоненциальной моделью; ♦ - восстановленные значения интегральной функции распределения
Рисунок - Аппроксимация эмпирических значений вероятности отказа экспоненциальной моделью
Выводы. Таким образом, на основе выполненных исследований разработан метод корректирования периодичности технического обслуживания транспортно-тех-нологических машин в процессе эксплуатации, использование которого позволит снизить количество отказов.
Список литературы
1 Факторы, влияющие на продолжительность простоя транспортно-технологических машин в текущем ремонте / Н. С. Захаров [и др.] // Нефтяное хозяйство. - 2014. - № 4. - С. 82-84.
2 Техническая эксплуатация автомобилей : Учебник для вузов / Под ред. Е. С. Кузнецова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Наука, 2001. - 535 с.
3 РТМ 37.001.006-74. Обработка результатов незавершенных испытаний на долговечность изделий автомобилестроения. - М. : Минавтопром, 1974. - 39 с.
