WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Если известно, что во всех партиях среднее квадратическое отклонение одинаково, то качество партии зависит от среднего арифметического, и тогда для одностороннего нижнего допуска большая величина среднего арифметического будет соответствовать хорошему качеству, т.е. чем больше µ, тем меньше доля дефектных изделий в партии. Если требования к плану контроля сформулированы в виде,,,, то имеют место следующие уравнения (3) где – приемочное число;

и - математическое ожидание контролируемого параметра, соответствующее приемочному и браковочному уровням дефектности;

- табулированная функция нормированного нормального распределения.

Уравнения (3) являются основой для выбора параметров плана n и.

Планы контроля качества партий при неизвестном среднеквадратическом отклонении обеспечивают приемку таких партий, уровень дефектности которых оказывается ниже некоторой, заранее установленной величины.

Математическое условие правила приемки партии (4) где - допуск на контролируемый параметр;

, S - выборочные характеристики контролируемого параметра;

При этом (5) Выборочная функция из (5) имеет нормальное распределение с математическим ожиданием и дисперсией (6) где - коэффициент, зависящий от объема выборки; - объем выборки.

Оперативная характеристика будет иметь вид (7) Характерная особенность уравнения (7) заключается в том, что в него не входят значения генеральных характеристик µ и.

Если заданы,,,, то система уравнений для определения объема выборки и приемочного числа будет следующая (8) где и - квантили нормального распределения, соответствующие вероятностям и.

Контроль по альтернативному признаку обладает рядом преимуществ: он проще как по объему вычислений, так и по организации его на производстве, методика контроля не зависит от вида распределения измерительных параметров и поэтому является более универсальным, тогда как в большинстве случаев при контроле по количественному признаку, предполагается, что параметры имеют нормальное распределение. Однако следует отметить, что при контроле по альтернативному признаку используется только часть полученной информации, что приводит к необходимости большего числа измерений.

После того, как определена модель распределения наработки на отказ и установлены ее параметры, возникает задача выбора партии гидравлического путевого инструмента, при помощи которой будет приниматься решение.

Для получения необходимой информации обследовались домкраты, не подвергавшиеся ремонту, после которого однородность партии может быть нарушена. Партия рассматривалась состоящей из нескольких подгрупп, каждая из которых с большой степенью вероятности может считаться однородной. За такие подгруппы у серийных моделей домкратов можно принять изделия, выпущенные в течение суток. Критические значения табулированы и составляют для уровня значимости и объема партии в 17 подгрупп.

Сравнивая результаты с критическим значением (значения подчеркнуты) можно констатировать, что подгруппы, расположенные правее критического значения можно объединить в однородные партии.

Чтобы определить размер партии воспользуемся методом интервального оценивания. Математическое ожидание размера партии будет составлять (9) где - количество партий;

- величина i-ой однородной партии.

Так как дисперсия генеральной совокупности, необходимая для определения параметров выборочного распределения, неизвестна, то для оценки выборочного среднего значения величины однородной партии воспользуемся tстатистикой Стьюдента с числом степеней свободы :

(10) где - математическое ожидание генеральной совокупности;

- cреднее квадратическое отклонение.

Расчеты показывают, что за однородную, с большой степенью вероятности, можно считать партию, выпущенную в течение 10 дней. Внутри такой партии все изделия имеют примерно одинаковую среднюю наработку на отказ, что позволяет значительно упростить всю процедуру проверки состояния надежности.

Согласно одной из центральных предельных теорем математической статистики, теоремы Ляпунова, распределение суммы, а, следовательно, и среднего n независимых случайных величин стремится к нормальному закону при, если значения этих величин малы по сравнению с их суммой. При этом на законы распределения случайных величин не накладывается никаких условий. Кроме того, если численные признаки у единиц совокупности не имеют ярко выраженных «пиков» и «провалов» то нормальность распределения среднего обеспечивается уже при небольших объемах выборки ( ). Указанные обстоятельства в полной мере характерны для путевого инструмента с гидравлическим приводом, что позволяет применять нормальный закон распределения, параметры которого могут быть получены в ходе обработки статистической информации.

Для анализа однородности партий было обследовано 48 домкратов типа ДГ15 и 45 домкратов типа ДПГ10, имеющих различные сроки выпуска (в целях исключения однородных партий), при этом выбирался инструмент, у которого за период обследования произошло не менее 10 отказов. Оценка максимального правдоподобия для средней наработки на отказ при экспоненциальном законе распределения времени между отказами определяется из выражения (11) где - общая наработка домкрата за время исследования;

r - количество отказов, зафиксированное за наработку.

Степень соответствия эмпирических и статистических кривых проверялась по критерию Пирсона. Расчеты показали, что наибольшее значение критерия Пирсона соответствует нормальному закону распределения. На рис. 3 показана эмпирическая и статистическая кривые для домкратов ДГ-15 и ДПГ-10, полученные с помощью программ. Для домкратов ДГ-15 имеем: математическое ожидание - 1788 циклов; среднее квадратическое отклонение – 680 циклов.

Для домкратов ДПГ-10 - математическое ожидание - 1616 циклов; среднее квадратическое отклонение – 779 циклов.

При случайном отборе из нормальной генеральной совокупности с дисперсией 2 имеем (12) а) б) Рис. 3. Кривая средней наработки на отказ для домкратов: а - ДПГ-10; б - ДГ-Для получения доверительных пределов параметра используется распределение с числом степеней свободы (n - объем выборки), которому подчиняется случайная величина. Для дальнейших расчетов воспользуемся односторонним верхним пределом, который находится из выражения (13) где р - величина доверительной вероятности.

Расчеты показывают, что для домкратов ДГ-15 в рассматриваемой выборке имеем = 820 циклов, а для домкратов ДПГ-10 = 946 циклов. Ошибка при этом не превышает 1%.

Основой для определения показателей надежности объемного гидропривода путевого инструмента являются данные из сферы эксплуатации и результаты, полученные в ходе анализа компьютерных моделей.

В ходе исследования анализировали материалы для двух наиболее распространенных типов домкратов ДПГ-10 и ДГ-15. Обработка проводилась стандартными методами в среде EXCEL.

Зависимости, характеризующие плотность вероятности безотказной работы и интегральную функцию распределения, представлены на рис. 4, а, б.

Анализ полученных зависимостей показывает, что согласно критерию Пирсона, нормальный закон распределения наилучшим образом описывает процессы изменения надежности гидравлического объемного привода путевого инструмента в процессе эксплуатации. По-видимому, это объясняется тем, что на надежность инструмента влияет большое количество разнообразных по своему происхождению и неравнозначных по степени влияния эксплуатационных факторов. Как известно, в подобных случаях нормальный закон распределения является наиболее адекватным.

а) б) Рис. 4. Вероятность и плотность вероятности безотказной работы гидравлических домкратов:

а - ДПГ-10; б - ДГ-Анализ графиков показывает также, что в промежутки между наработкой в 1000 циклов и 2000 циклов (в среднем 1500 циклов) вероятность отказа начинает приближаться к единице (превышает значение 0,8). Это говорит о том, что при достижении наработки 1500…2000 циклов, домкраты указанных типов целесообразно подвергать освидетельствованию. С другой стороны, указанные данные по наработке говорят о том, что при не слишком большой интенсивности работ за сезон, домкраты могут отработать его целиком без проведения ремонтных мероприятий.

Согласно ГОСТ 27.410-87 план контроля испытаний должен содержать определенное число испытуемых образцов, При контроле надежности невосстанавливаемых изделий объем выборки (число испытуемых образцов) равен необходимому числу наблюдений. Для восстанавливаемых изделий объем выборки может быть уменьшен (до одного образца), если независимость наблюдений обеспечена к началу очередного наблюдения. При жестких ограничениях по времени целесообразно пользоваться одноступенчатым методом контроля.

Там же определяется, что параметры плана контроля при нормальном распределении должны соответствовать в зависимости от браковочного и приемочного уровней и рисков поставщика и потребителя.

Для контроля организуются независимых наблюдений, продолжительность каждого из которых равна наработке, для которой задана вероятность безотказной работы, и в каждом наблюдении фиксируют результат: наличие или отсутствие отказа. После i-го наблюдения принимают решение о соответствии безотказности заданным требованиям, если число отказов не больше приемочного числа. Решение о несоответствии принимают в случае, если число отказов больше приемочного числа.

При нормальном распределении задаваясь продолжительностью испытаний и при условии, что отказавшие изделия не заменяются и не восстанавливаются в ходе контрольных испытаний, требуемый объем выборки определяется по формуле:

(14) где - объем выборки;

- требуемая суммарная наработка;

- время испытания одного изделия;

- приемочное значение контролируемого показателя.

Из формулы (14) следует, что объем выборки не может быть менее 2-х штук для каждой партии инструмента, так как в предельном случае.

Из практического опыта организации испытаний известно, что значения параметра лежат в диапазоне 100…500 циклов; – 1000…4000 циклов;

– 100..500 циклов При этом, согласно ГОСТ 27.410-87 должно соблюдаться условие Таким образом, приняв параметр за аргумент можно получить зависимости типа при различных сочетаниях значений и. Некоторые из них представлены на рис. 5.

Третья глава. В третьей главе рассматриваются основы создания стендов для испытания путевого инструмента с объемным гидроприводом.

Очевидно, что организация испытаний путевого инструмента с объемным гидроприводом по определенному плану требует соответствующего инструментального обеспечения. Испытания могут быть организованы как непосредственно в эксплуатационных условиях (на железнодорожных путях), так и в лабораторных или заводских. Испытательные стенды, оснащенные всеми необходимыми устройствами, в первую очередь датчиками контроля нагрузки и перемещения, а также устройствами для компьютерной записи параметров процесса, позволяют избежать, в основном, влияния разного рода субъективных факторов и получить «чистую» оценку состояния объектов. Стенды позволяют получить режим нагружения, моделирующий реальные условия эксплуатации.

Рис. 5. Зависимость объема выборки от параметров плана испытаний инструмента (при нормальном законе распределения) Важнейшим условием успешного проведения испытаний и получения адекватной состоянию инструмента оценки является проблема создания нагрузки на рабочий элемент (гидроцилиндр) инструмента. Принципиально возможны следующие варианты:

нагрузка на гидроцилиндр инструмента статическая (т.е. не изменяется в процессе испытаний, независимо от величины хода штока);

нагрузка на гидроцилиндр инструмента изменяется в процессе испытаний, линейно и пропорционально величине хода штока;

нагрузка на гидроцилиндр инструмента изменяется нелинейно в зависимости от величины хода штока.

Использование двух последних решений позволяет воссоздать реальные ситуации, возникающие при подъеме рельсошпальной решетки и соответственно получить наиболее точную и адекватную оценку состояния инструмента.

Характер изменения нагрузки представлен на рис. 6 а, б.

а) б) Рис. 6. Зависимости изменения усилия на лапе домкрата от хода поршня:

а) - на стыковом пути; б) - на бесстыковом пути Уровень нагрузки должен соответствовать как реальным нагрузкам, возникающим при работе инструмента с рельсошпальной решеткой, так и значениям указанным в паспорте инструмента (в частности при проведении сертификационных испытаний).

Нагрузка на исполнительный шток гидроцилиндров домкратов, рихтовщиков, разгонщиков и пр. может задаваться с помощью механических нагружателей. Механические устройства (на основе пружинных механизмов) наиболее просты и их применение целесообразно на стендах с линейным изменением нагрузки. Таким образом, для успешного решения задачи по созданию стендов для испытания путевого инструмента с объмным гидравлическим приводом, необходимо:

-изучить характер изменения нагрузки при работе инструмента с рельсошпальной решеткой;

-разработать соответствующие принятой концепции конструктивные решения;

-разработать методику оценки состояния объекта по результатам испытаний.

При стендовых и эксплуатационных испытаниях гидравлического инструмента обычно определяют соответствие фактических характеристик указанным в паспорте агрегата и этим ограничиваются. Для проведения ресурсных испытаний гидравлического инструмента автором создан комплекс стендов для проверки работоспособности и проведения ресурсных испытаний путевого гидравлического инструмента. Общий вид представлен на рис. 7.

а) в) б) Рис. 7. Комплекс стендов для испытаний путевого инструмента а – Испытания разгонщиков; б – Испытания домкратов; в – Испытания рихтовщиков.

Каждый стенд имеет свой технический паспорт и аттестат, зарегистрированный в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии ФГУ РОСТЕСТ-МОСКВА, а так же программу и методику аттестации утвержднную Департаментом пути и сооружений ОАО «РЖД» Испытания каждого типа инструмента и их разновидностей проводились в нескольких типовых режимах, с таким расчетом, чтобы максимально соответствовать реальным ситуациям, возникающим при работе с путевым инструментом, имеющим объемный гидропривод, на железных дорогах.

1. Режим «нормальной» работы. Время подъма составляет на высоту 50 мм примерно 1 мин., что соответствует реальной эксплуатационной практике и принятым нормативам.

2. Режим ускоренного подъма. Время подъма составляет на высоту 50 мм примерно 30-35 секунд. На практике данный режим встречается относительно редко – только в ситуациях, близких к чрезвычайным, когда требуется ускоренное выполнение работ.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»