Методичка. Планирование и оценка результатов испытаний колёсных и гусеничных машин

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

С.Б. ВЕРЕЩАГИН

ПЛАНИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ КОЛЁСНЫХ И ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН

Учебное пособие

Утверждено в качестве учебного пособия редсоветом МАДИ (ГТУ)

МОСКВА 2008

УДК 629. 114.075 ББК 34.47

Верещагин С.Б. Планирование и оценка результатов испытаний колёсных и гусеничных машин: Учебное пособие. - М.: МАДИ

(ГТУ),. 2008 – 60 с.

В учебном пособии изложены вопросы классификации испытаний, их планирование и оценка полученных результатов.

Пособие призвано помочь студентам, обучающимся на кафедре тягачей и амфибийных машин, в самостоятельном выполнении работ по курсу «испытания МГ и КМ», для чего в материалах изложены подробные примеры выполнения некоторых лабораторных заданий.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 190202 «Многоцелевые гусеничные и колёсные машины», а также может быть полезным для студентов родственных специальностей и инженерно-технических работников.

© Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет), 2008

3

Введение

Испытания являются единственным источником почти всех достоверных сведений о свойствах и качестве колёсных и гусеничных машин на всём протяжении их жизненного цикла – от разработки проектов и до истечения срока службы – и служат основанием совершенствования конструкции, технологии изготовления, планирования снабжения запасными частями, технического обслуживания в эксплуатации.

При создании новых и модернизации выпускаемых машин, при организации технической эксплуатации действующего парка, по результатам испытаний оценивают технико-экономические показатели их функционирования в различных условиях.

Необходимая информация состоит, прежде всего, из сведений о фактическом состоянии, поведении, свойствах конструкции в определённых условиях её функционирования. Такую информацию можно получить только при испытаниях.

Каждый объект техники, поступающий на испытания, в сущности, представляется как информационная «заготовка» для обработки путём испытаний, продуктом которых является оценка фактических параметров, характеристик, свойств или состояний объекта. Изучение, научно-техническое обоснование и применение операций и методов получения такой информации и составляет сущность испытаний.

С самого начала становления мирового и отечественного автомобилестроения определяющую роль в оценке конструкции автомобилей имели пробеговые, ходовые испытания на дорогах общего пользования. Ярким примером таких испытаний является знаменитый пробег 20-х годов Москва – Каракумы - Москва, сыгравший решающую роль в выборе прототипов автомобилей для выпуска на первых отечественных автомобильных заводах. Однако результаты таких испытаний не всегда являлись достоверными по причине неопределённости, случайной изменчивости факторов внешних воздействий, технологической неопределённости условий и оценки результатов.

Первым шагом в преодолении этих недостатков можно считать введение лабораторно-дорожных испытаний, в которых усло-

4

вия воздействия внешних факторов на автомобиль в движении, прежде всего, дороги, регламентировались документами на разных уровнях вплоть до государственных стандартов. Но это не решало проблемы получения всесторонней, достоверной и воспроизводимой информации об эксплуатационных и потребительских свойствах, проявляющихся при реальном пробеге автомобиля. Так, информация о надёжности автомобильной техники, ставшая стержневым свойством оценки качества, получалась ценой всё более увеличивающихся испытательного пробега, затрат труда и, что самое главное, непомерно длительного времени.

Возникшие проблемы и противоречия разрешались созданием испытательных полигонов, где, прежде всего, пробеговые, как наиболее информативные, а также и лабораторно-дорожные испытания осуществляются в стабильных условиях. Их результаты удовлетворяют главным требованиям: воспроизводимости и сопоставимости.

В это же время создавались специальные дорожные сооружения для ускоренных испытаний новой колёсной и гусеничной техники военного назначения в целях укрепления обороноспособности страны, получившие впоследствии условное название Комплексной испытательной трассы (КИТ).

Создание испытательных полигонов и разработка технологии полигонных испытаний неразрывно объединяются, по крайней мере, двумя главными требованиями: достоверности оценки эксплуатационных свойств машины по результатам испытаний и повышения темпов их получения. Достоверность оценки достигается стабильным воспроизведением различных внешних воздействий, характерных для эксплуатации.

Множество задач и целей испытаний, сложность и высокая стоимость их проведения для всё более усложняющихся конструкций требуют тщательной классификации видов испытаний с тем, чтобы каждый раз при их организации сделать оптимальный выбор назначения, объёма и уровня сложности выполняемых исследовательских работ.

5

1. Виды испытаний

Виды испытаний колёсных и гусеничных машин классифицируются по таким признакам, как: цель испытаний, уровень проведения, периодичность, номенклатура оцениваемых свойств, продолжительность и степень интенсификации, применяемое оборудование, место проведения и виды внешнего воздействия.

Совокупность испытаний на разных этапах жизненного цикла конструкции – разработки, производства, эксплуатации – составляет систему испытаний.

Все виды испытаний (табл. 1) могут быть нормальными, ускоренными, форсированными, сокращёнными в зависимости от складывающихся требований к срокам и стоимости их проведения. Они включают стендовые исследования агрегатов и полнокомплектных машин, лабораторные и полигонные (полевые) испытания на специальном оборудовании и сооружениях. В соответствии с установленными при их организации целями допускается совмещение испытаний различных видов (категорий), например, доводочных с предварительными, квалификационных с приёмочными и т. п.

Организация испытаний разных видов отличается порядком их проведения и уровнем регламентации.

Исследовательские испытания (если они частично не со-

вмещаются с предварительными) являются самыми первыми на стадии разработки машины и отличаются тем, что проводятся на макетном образце, включают сравнение различных конструкторских решений и вариантов. Обычно испытываются те составные части машины, для которых не ясны оптимальные решения или незнакомы условия применения. Исследовательские испытания не регламентированы официальными документами, проводятся непосредственно разработчиками или под их наблюдением, а результаты фиксируются в рабочих документах (протоколах).

Испытания опытных образцов (образцов установочных серий)

иобразцов серийного и поточно-массового производства по уровню проведения разделяются на государственные, межведомственные, ведомственные, сертификационные.

Предварительные испытания опытных образцов организует

ипроводит предприятие-разработчик с привлечением, при необхо-

6

димости, изготовителей и соисполнителей, участвующих в создании машины.

Приёмочные испытания, как правило, проводятся головными организациями по государственным испытаниям закреплённых за ними типов машин при участии разработчиков и изготовителей. Результаты испытаний передаются приёмочной комиссии. Испытания отдельных типов машин могут проводиться с участием приёмочной комиссии. Приёмочные комиссии включают представителей заказчика (основного потребителя), представителей головной организации по испытаниям, организации-разработчика, предприятияизготовителя и, в зависимости от типа и назначения машины, представителей государственного надзора и (или) технической инспекции. Приёмочную комиссию утверждают в порядке, установленном разработчиком (иногда заказчиком или основным потребителем совместно с разработчиком). Председателем комиссии назначается представитель заказчика (основного потребителя).

Испытания образцов серийного и массового производства

проводят: квалификационные – изготовитель при участии разработчика с привлечением, при необходимости, заказчика; приёмосдаточные – служба технического контроля предприятияизготовителя с участием представителя заказчика; периодические – предприятие-изготовитель.

Сертификационные испытания проводят аккредитованные для этого испытательные центры, лаборатории, технические службы Системы сертификации механических транспортных средств. В эту категорию испытаний включаются все испытания на предмет соответствия заданным (установленным) требованиям.

Эксплуатационные испытания осуществляются на образцах как опытных (установочных серий), так и серийно выпускаемых. В первом случае эксплуатационные испытания, как привило, включаются отдельным этапом общей программы, во втором случае организуются в виде эксплуатационных наблюдений или подконтрольной эксплуатации значительного количества образцов на базе экс- периментально-производственных организаций специально подготовленным персоналом. Реже практикуются эксплуатационные испытания как рядовая эксплуатация. Эксплуатационные испытания проводятся организациями и разработчика, и изготовителя, и заказ-

8

Продолжение табл.1

чика (основного потребителя). Эксплуатационные испытания предназначены для определения и оценки действительных эксплуатационных качеств колёсных и гусеничных машин при их работе в реальных условиях в различных регионах страны

Виды испытаний, перечисленные в таблице 1, отражают сложившуюся комплексную систему получения информации о создаваемых вновь и эксплуатируемых машинах. Фактическую основу этой информации составляют стендовые испытания (исследования) агрегатов и полнокомплектных машин; лабораторно-дорожные; полигонные (полевые); ускоренные и форсированные испытания в задаваемых условиях, на специальном оборудовании и сооружениях с привлечением всех средств для получения возможно более полных и достоверных данных о свойствах и характеристиках объекта при сокращённых сроках и затратах на обработку получаемых данных.

10

В организации испытаний выделяются следующие этапы: планирование, проведение, обработка результатов и выработка заключений и рекомендаций.

2. Стендовые испытания

Испытания на стендах отличаются от других видов испытаний (полигонных, полевых, эксплуатационных) высокой стабильностью задаваемых и поддерживаемых воздействующих факторов (условий нагружения, температуры, влажности, запылённости и других факторов, влияющих на функционирование конструкции) точностью их регулирования, возможностями углублённых наблюдений за рабочими процессами, в том числе и в труднодоступных зонах, повышенной точностью измерения и регистрации параметров. На стендах может быть получена информация, которую не могут дать никакие иные испытания, например, показатели прочности деталей, индикаторная мощность и др.

Стендовые испытания классифицируются по различным признакам и в основном разделяются на следующие группы:

-испытания отдельных деталей, узлов и агрегатов;

-испытания полнокомплектных машин;

-испытания отдельных деталей, узлов и агрегатов на полнокомплектной машине (или её части), установленной на стенде;

-испытания статические и динамические;

-испытания с разрушением и без разрушения;

-на универсальных или уникальных стендовых установках;

-прочностные, усталостные, износные, вибрационные и др. Испытания двигателей проводятся на стендах с гидравли-

ческими, электрическими или индукторными тормозными установками (рис. 1, 2).

При стендовых испытаниях определяются:

1. Рабочие показатели при регулировках и комплектации, указанные заводом-изготовителем. По результатам испытаний определяются: характеристики индикаторной мощности, скоростные характеристики эффективной мощности – внешняя характеристика с регуляторной ветвью, характеристики принудительного холостого хода, механических потерь, нагрузочные характеристики мощности