Введение к работе
Актуальность работы. В числе основных задач, поставленных перед железнодорожным транспортом "Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I986-1990 годы и на период до 2000 года" важное место занимает даль-нейвее увеличение пропускной и провозной способности дорог. Одним из путей решения этой задачи, наряду с повышением интенсивности использования вагонного парка, увеличением веса и длины грузовых поездов является "... существенное сокращение сроков создания и освоения новой техники, ... расширение автоматизации проектно-конструкторских и научно-исследовательских работ с применением электронно-вычислительной техники, ... повышение надежности и ресурса работы техники". В этих условиях важнейшей научно-технической проблемой, стоящей перед работниками и учеными железнодорожного транспорта и вагоностроительной промышленности, является совершенствование и ускоренное обновление подвижного состава более надежными и экономичными вагонами новых серий.
Успешное решение указанной проблемы возможно на основе широкого внедрения достижений науки в производство, в частности, достижений в области теории надежности.
Одним из ответственных этапов комплексной программы обеспечения надежности является этап эксплуатационных испытаний (наблюдений), проводимых дія оценки уровня надежности элемента вагока, анализа динамики его изменения в процессе серийного производства и зксплуатации, а также для сравнения уровня
надежности элемента с нормируемыми показателями надежности.
Б машиностроении система сбора и обработки информации о надежности регламентируется комплексом Государственных стандартов и руководящих нормативных документов. Однако специфика эксплуатации, технического обслуживания и ремонта вагонов обусловливает особенности исходной эксплуатационной информации о надежности. Эти данные имеет сложную структуру и содержат два типа случайных величин (наработок), составлявших выборку: наработки отказавших и наработки работоспособных на момент обследования злементов.
Отличие данных об отказах элементов вагонов в эксплуатации от классических выборок, рассматриваемых в теории надежности, затрудняет использование разработанных ранее методов оценки показателей надежности и предполагает проведение дополнительных исследования. Требует дополнительного исследования также методы оценки показателей надежности высоконадежных элементов вагонов по малому числу отказов в рядовой эксплуатации и в опытном поезде. Поэтому исследования и разработки, выполненные в рамках реферируемой работы, является важными и актуальными.
*
Цель и задачи исследования. Цельо работы является обоснование использования и уточнение методов, разработанных в смежных отраслях машиностроения для оценки показателей надежности по данным об отказах в.эксплуатации, и позволяющих по- лучать более точные оценки; реализация методов в виде алгоритмов и программ (на примере полувагона, как наиболее используемого) ,
Для достижения указанной цели решались следующие задачи:
- анализ различных схем накопления исходных данных о на-
деаности элементов полувагонов и представление их в виде раз-
личных случаев цензурированних зыборок;
вывод формул для расчета числа цензурированних и отказавших элементов цензурированной выборки по исходным данный для различных способов накопления исходных данных:
уточнение методов оценки показателей надежности по аензурироваиным выборкам с учетом сгруппированное исходных данных;
- разработка алгоритмов и программ оценки показателей
fcнадежности, пригодных для наиболее распространенных способов
накопления исходных данных о надежности элементов полувагонов:
сравнение точности оценок, полученных различными методами;
числовая апробация разработанных методов, алгоритмов и программ оценки показателей надежности на реальных данных об отказах в эксплуатации.
Методика исследования. При теоретическом исследовании сформулированных задач использовались методы теории вероятностей, математической теории надежности, теории порядковых статистик, численных методов нелинейной оптимизации. При экспериментальных исследованиях проводился сбор и обобщение данных об отказах следупвдми методами: разовых обследований технического состояния узлов полувагонов по специально разработанным картам и заданиям; комиссионных осмотров технического состояния узлов полувагонов, эксплуатирупшихся в опытных поездах; супествушдих форм регистрации информации о техническом состоянии находядііїхся в обезличенной эксплуатации вагонов.
Оценка эксплуатационной надежности, параметров законов распределений и расчет результирупдих показателей надежности проводился с применением ЭВ.Ч.
Научная новизна состоит в следупиЕи:
проведена классификация данных об отказах элементов полувагонов d эксплуатации на основе представления их в виде различных случаев цекзурнрованкых выборок;
получены формулы для расчета числа цекзурированных и отказавших элементов в цвнзурированных выборках через исходные данные;
теоретически подтверндена возможность использования традиционного метода оценки вероятности безотказной работы элементов полувагонов по данным об отказах в эксплуатации через интенсивность отказов при больших объемах выборок;
получена формула для расчета потребного числа запасных деталей вагонов, ремонтируемых заменой.
В диссертации проведен численный эксперимент по анализу геометрических свойств целевых функций для методов максимального правдоподобия и наименьиих квадратов. Результаты отого эксперимента кясвт самостоятельное прикладное и теоретическое значение я позволили, в частности, уточнить алгоритм минимизации функции правдоподобия для цензурирование» выборки.
Практическая ценность» Разработаны алгоритмы и программы оценки показателей надежности элементов плувагонов как по
»
данник об отказах в рядовой эксплуатации, так и в опытном поезде.
Выполнено исследование технического состояния к эксплуатационной надежности колесной пары по прокату колеса, над-рессораой балки телекки ЦНИИ-ХЗ, екворневого узла полувагона модели 12-532, Определены законы распределений времени безотказной работы втих элементов.
Методы, алгоритмы и программы оценки показателей надежности, и расчета результирувщих показателен внедрены в ПО "Уральагонзавод" мм. Ф.З«Дзержинского.
Результаты исследования используптся в ВШИ вагоностроения пра подготовке РТМ "Показатели надежности грузовых магистральных вагонов" (взамен действувщего РТМ 24.050.44-81) при обосновании и разработке приложения по методикам оценки и контроля нормированных показателей надежности.
Апробация работ*;. Диссертационная работа и ее отдельные разделы дэкладывалипь на Бсесоозной конференции "Проблемы механики яелезнодорояного транспорта" (Днепропетровск, ДИИТ, КС984 г.); на научно-технических конференциях ХабИИДТа (Хабаровск, IS82 г.), УОШТа (Свердловск, 1985, 1986 гг.); на научном семинаре кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" МИйТа (Москва, 1984 г.), УЭМИКТа (Свердловск, 1982. 1983, 1985, 1988 гг.); на совете механического факультета УЭМИЙТа (Свердловск, 1986, 1989 гг.); на расширенном заседании семинара кафедр ОмИИТа (Омск, 1925 г.); на Всесоюзной конференции "Эксплуатационная надежность чаиик, роботов и модулей ГПС (Свердловск, У5МАШ АН СССР, 1987 г.); на НТС ВНИИ вагоностроения (Москва, 1988 г.).
Публикации. Основина материалы исследований опубликованы в'8 статьях и содержатся в 3 отчетах по научно-исследовательский работам.
Структура и объм работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов. Объем работы составляет 152 страницы мапиноспнсного текста, вклвчая 106 страниц основного текства, ?2 рисунка. Библиография содержит 140 наименований.
