книги из ГПНТБ / Абрамов, В. А. Оптимизация периодичности профилактики автомобилей

Рассмотрены методы определения сроков проведения про­ филактики автомобилей по критериям оптимальности: вероятности исправного состояния, безотказной работы и средней наработки на отказ. Приведены основные рекомендации по сбору и обработке статистической информации об отказах и неисправностях автомобилей при оптимизации сроков проведения профилактических работ.

Рассчитана на инженерно-технических работников авто­ мобильного транспорта.

Редакция заказной литературы Заведующий редакцией Т. Т. Ревяко

л 31803— 172 0 М202(04)-75

Министерство сельского строительства УССР 1975 г.

Предисловие

В настоящее время почти нет такой отрасли народного хозяйства, которая не была бы свя­ зана с автомобильным транспортом. Он проник во все сферы человеческой деятельности и при­ обрел качества, незаменимые как в области гру­ зовых, так и пассажирских перевозок. Примене­ ние автомобильного транспорта предопределило успех развития многих отраслей производства. Однако эффективность использования автомо­ бильного транспорта может быть низкой, если автомобили мало надежны.

Эффективными мероприятиями повышения надежности автомобилей в процессе эксплуата­ ции являются профилактические работы. Своевре­ менные и целесообразные по объему, они не только улучшают показатели надежности автомобилей, но и сокращают эксплуатационные расходы. Про­ филактические работы определяют также раз­ меры производственной базы, технологию и орга­ низацию ремонтно-обслуживающего производства автотранспортных предприятий.

Влияние профилактического обслуживания на надежность и готовность к применению авто­ мобилей целесообразно знать и конструкторам, и эксплуатационникам. Особенно это важно инжене­ рам, в обязанности которых входит назначение сроков и объемов профилактических работ.Кро­ ме того, знание физической сущности явлений, происходящих при проведении профилактических

3

НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

При эксплуатации и хранении автомобили изнашиваются и стареют, в результате чего уве­ личивается опасность появления отказов. Отка­ зом называется событие, заключающееся в час­ тичной или полной утере работоспособности авто­ мобиля. Назначение профилактических работ заключается в том, чтобы предотвратить появле­ ние отказов во время эксплуатации автомобиля.

Основной проблемой профилактических ра­ бот, тесно связанной с их содержанием и орга­ низацией выполнения, является определение сро­ ков проведения технического обслуживания.

Различают три принципа назначения сроков выполнения профилактических работ: регламент­ ный, календарный и комбинированный. При рег­ ламентном принципе профилактику проводят по достижении автомобилем определенной нара­ ботки, измеряемой в километрах пробега или в часах работы. В тех случаях, когда автомобиль находится на хранении (не работает), или когда интенсивность износа зависит в основном от про­ должительности хранения (зависимость от нара­ ботки пренебрежимо мала), профилактические работы проводят по календарным срокам. Иначе говоря, при календарном принципе сроки прове­ дения профилактических работ зависят от «воз­ раста» автомобилей, а не от наработки.

S

Таким образом, различие между регламент­ ным и календарным принципами состоит лишь в том, от какого времени (от наработки или от календарного) зависят характеристики надеж­ ности. Для некоторых элементов автомобиля износ происходит как при работе, так и при хра­ нении. В таких случаях применяют комбиниро­ ванный принцип.

Профилактику проводят по плановому или смешанному режиму. Плановый режим заклю­ чается в проведении профилактики через постоян­ ный пробег или время независимо от числа наблю­ давшихся отказов. Смешанный режим включает плановую и неплановую (аварийную) профилак­ тики. Последняя проводится после отказов, при этом, помимо ремонта, выполняется перечень профилактических работ. Плановый же режим позволяет заранее прогнозировать пробег или время поступления автомобиля на профилак­ тику, планировать выполнение технического об­ служивания, обеспечивая тем самым равномер­ ную загрузку обслуживающего персонала. При смешанном режиме моменты времени поступле­ ния автомобилей на техническое обслуживание заранее неизвестны, что затрудняет планиро­ вание работ ремонтно-обслуживающего персо­ нала.

Профилактические работы, проводимые по плановому и смешанному режимам, могут быть организованы цикловым методом. В этом случае автомобили после наработки, равной межпро­ филактическому сроку, исключаются из исполь­ зования и поступают на техническое обслужи­ вание.

Определение сроков и содержания профилак­ тических работ автомобилей без детального изу­ чения физической сущности появления отказов невозможно и лишено смысла. Поэтому, прежде

6

чем рассматривать содержание профилактиче­ ских работ, рассмотрим физическую природу отказов автомобиля.

Разграничение отказов по их происхождению нередко затруднительно и не всегда бесспорно. Например, поломка шестерен коробки передач может быть вызвана дефектами сборки агре­ гата или термообработки шестерен. Однако не исключено, что причиной ее является недоста­ точный запас прочности или нарушение условий эксплуатации. Быстрый износ какого-либо сопря­ жения может оказаться следствием конструк­ тивных или технологических недостатков, но мо­ жет быть вызван и нарушением правил смазки обслуживающим персоналом и т. п. Таким обра­ зом, для определения причин отказа необходимо тщательное изучение всех возможных его источ­ ников.

По времени появления отказы можно клас­ сифицировать на постепенные и внезапные. К первым относятся отказы, появлению которых предшествуют наблюдаемые изменения опреде­ ляющего параметра, характеризующего работо­ способность автомобиля. Отказ наступает в тот момент, когда из-за износа деталей, старения ма­ териалов и разрегулирования устройств опреде­ ляющий параметр достигнет критического зна­ чения. К внезапным отказам относятся такие, для которых определяющий параметр неизве­ стен или нет возможности его контролировать. В процессе эксплуатации автомобиля изменение нагрузки (напряжения) отдельных его деталей носит «пиковый» характер. Отказ деталей насту­ пает в случае, когда нагрузка превышает допу­ стимый уровень. В силу случайности изменения нагрузки момент отказа также будет случайный. Характерно, что отказ элемента наступает неза­ висимо от того, сколько времени он до этого

7

находится в эксплуатации и каково его техниче­ ское состояние.

Примером возникновения отказа рассматри­ ваемого типа может служить излом зубьев шесте­ рен главной передачи при движении автомобиля в условиях бездорожья или прокол шины авто­ мобиля. В первом случае отказ может произойти из-за приложения «пиковой» нагрузки на глав­ ную передачу, превышающую допустимые пре­ делы, а во втором — из-за попадания острого предмета. В обоих примерах отказ не зависит ни от степени изношенности главной передачи и шины, ни в целом от технического состояния автомобиля.

Для схемы мгновенных повреждений нара­ ботка до отказа подчиняется экспоненциальному распределению, при котором нет смысла прибе­ гать к профилактическим работам. Действи­ тельно, поскольку отказ возникает лишь как следствие внешнего воздействия, то выполнен­ ные профилактические работы не могут повлиять на причину отказа. Единственный путь повы­ шения надежности в данном случае заключается либо в конструктивном улучшении автомобиля или его элементов, либо в снижении действующих нагрузок.

Профилактика постепенных отказов состоит

визмерении величины определяющего параметра

иего регулировании. Анализ причин возникно­ вения отдельных внезапных отказов позволяет установить, что появлению отказа предшествует иногда появление неисправности. Неисправнос­ тью будем называть такое состояние автомобиля, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований технической документации. Возни­ кновение неисправности не вызывает немедленно­ го выхода из строя устройства, но в ряде случаев сигнализирует о приближении к отказу. Иногда

8

неисправности называют промежуточными отка­ зами, структурными нарушениями, дефектами, второстепенными отказами. Однако все эти по­ нятия имеют один и тот же физический смысл. При выполнении технического обслуживания обнаруженные неисправности и их причины устраняют, предупреждая тем самым появление возможных отказов.

Учитывая то обстоятельство, что при внезап­ ных отказах нет смысла прибегать к профилакти­ ческим работам, их следует выделить из общего числа и не учитывать при обосновании сроков и объемов профилактических работ. Для этого необходимо провести анализ основных моделей отказов элементов автомобиля (законов рас­ пределения наработки до возникновения отка­ зов).

Рассмотрим схему отвечающей ситуации, когда отказ возникает за счет постепенного на­ копления повреждений (постепенного старения или изнашивания). Эту модель принято назы­ вать моделью накапливающихся изменений. Для ряда рабочих параметров автомобиля и его эле­ ментов заранее устанавливаются допустимые пределы, выход за которые квалифицируется как отказ. Изменение параметров диктуется старе­ нием деталей, и время (пробег) до выхода пара­ метра за допустимый предел является временем (пробегом) безотказной работы. Например, по­ ломка коренного листа рессоры может произойти в результате постепенного накопления устало­ стных повреждений без появления каких-либо внешних признаков. В случае постепенного ста­ рения и изнашивания наработка до отказа эле­ ментов автомобиля в большинстве случаев под­ чиняется нормальному, логарифмическо-нор­ мальному распределению. В отдельных случаях подчиняется гамма-распределению.

9