Ускоренные испытания машин

Можно классифицировать по ряду признаков:

1. по назначению

- функциональные – имеют целью проверки способности изделий выполнять свои функции. Ускоренные функциональные испытания обычно подвергают отдельные узлы и системы машин;

- ресурсные;

- доводочные – проверка эффективности различных изменений, включенных в конструкцию изделий и технологию его производства с целью ликвидации отказов, повышение долговечности или улучшение технических показателей;

- оценочные – проводятся для определения надежности изделия и соответствия его заданным техническим требованиям;

- исследовательские – имеют целью определение некоторых характеристик испытываемых объектов, используемых в дальнейшем для уточнения проводимых расчетов на прочность и долговечность, выбор конструктивных материалов, технологических процессов, рациональных сортов смазочных материалов и др.

2. по способу оценки результатов:

- испытания, целью которых является получение сравнительной оценки показателей сопоставляемых изделий в аналогичных условиях нагружения;

- испытания, целью которых является получение количественной оценки исследуемых показателей изделия при отсутствии эталона для сравнения. Наиболее достоверно значение полученных результатов при ускоренных испытаниях точно воспроизводимых эксплуатацией режимов нагружения. В большинстве случаев воспроизведение таких режимов затруднительно.

3. по характеру нагрузочных режимов:

- испытания при нормальных режимах нагружения, т.е. не отличаются от эксплуатационных по величине и характеру действующих нагрузок.

- Испытания при программируемом воспроизведении эксплуатационных нагрузок. В качестве программы нагружения может быть принято воспроизведение полного спектра нагрузок, записанного при выбранном варианте условий эксплуатации, учащенное воспроизведение выбранного типичного схематизированного цикла нагружения: учащенное воспроизведение выбранной части спектра эксплуатационных нагрузок и других нагрузок;

- Испытания при форсированных режимах нагружения. Такие режимы испытаний наиболее часто используются при ускоренных испытаниях. В этих случаях нагрузки выбираются большие, чем максимальные эксплуатационные, и могут существенно отличаться по величине, но и по характеру изменения. Они позволяют ускоренно достигать предельного состояния объекта испытания, не отличающегося от эксплуатационного, или же проводят объект к такому промежуточному состоянию, которое позволяет дать сравнительные оценки сопоставляемых объектов. Форсирование испытаний может осуществляться за счет увеличения скорости режима, т.е. повышения частоты цикла нагружения.

4. по условиям в которых проводится испытание, различают:

- испытания в обычных условиях эксплуатации имеют большое значение, т.к. сохраняется эксплуатационный характер нагружения испытываемой машины и всех ее элементов. При очень хорошей организации испытаний удается достигнуть годовой наработки машины 4000…4500 ч. под нагрузкой, т.е. ускорение испытания в этих случаях в 2…3 раза. Достоверность информации получаемой при таких испытаниях значительно выше достоверности результатов, полученных при других способах ускоренных испытаний. Однако другие способы позволяют в большей мере ускорить получение результатов испытаний, поэтому целесообразно сочетание эксплуатационных и форсированных испытаний;

- полигонные испытания: к ним относятся испытания несущих систем на специальных полигонах

- эксплуатационные комплексные ресурсные испытания изделий. Отдельный вид лабораторных, дорожных испытаний (тяговые испытания, испытания маневренности и др.)

повышенные нагрузки в сочетании с повышенной частотой из приложения приводят к полной потере ресурса изделия за несколько недель вместо нескольких лет эксплуатации. Нагрузочными режимами, вызвавшими интенсивные потери ресурса, могут быть разгон – установившееся движение – торможение, имитация переездов через неровности с повышением нагрузки и др.

5. по способу ускорения.

- испытания, ускоренные за счет сокращения перерывов в работе машины или отдельных ее элементов. Этот метод ускоряет проведение испытаний изделий для кратковременного пользования. Он позволяет с достаточной достоверностью прогнозировать состояние надежности в реальных условиях эксплуатации, т.к. в большинстве случаев удается сохранять режим нагружения испытываемого объекта, соответствующими эксплуатационными;

- испытания, ускоренные за счет увеличения числа циклов нагрузки в единицу времени;

- испытания, ускоренные за счет усиления воздействия на изделие условий окружающей среды: температуры, влажности; агрессивность. Этот метод позволяет ускорить процент старения изделия за счет испытаний лакокрасочных покрытий агрегатов в камерах с искусственным климатом.

- испытания ускоренные за счет усиления воздействия абразивной среды с целью ускорения изнашивания трущихся поверхностей;

- испытания ускоренные за счет использования методов эквивалентного контроля. Это методы вырезания лунок, взвешивания, применение радиоактивных изотопов и др;

- испытания ускоренные за счет применения статических методов анализа результатов испытания.

6. в зависимости от характера предельного состояния, наступающего при эксплуатации изделия.

- прочностные испытания(усталость, статическое скручивание, изгибы, разрывы и др.);

- износные испытания различных шарниров;

- коррозионные испытания;

- испытания на старение;

- комбинированные испытания представляют собой различные комбинации перечисленных выше испытаний.

Общие рекомендации для разработки методики ускоренных испытаний

При разработке методики ускоренных испытаний изделия или его элементов решают следующие основные вопросы:

1. выбор режима испытаний, обеспечивающего максимально возможные ускорения, исчерпания ресурса изделиями при сохранении характера исчерпания, соответствующего эксплуатационному;

2. выбор критериев предельного состояния испытываемых объектов;

3. определение требуемого количества и качества образцов, подлежащих ускоренным испытаниям для получения результатов испытания с заданной достоверностью;

4. разработка технических средств для осуществления ускоренных испытаний в соответствии с принятым режимом испытаний (стенды, полигоны, программные устройства и др.);

5. определение коэффициента перехода от результатов ускоренных испытаний к ожидаемым в действительности условиях эксплуатации.

При осуществлении комплекса ускоренных испытаний изделия и его элементов необходимо обеспечить наиболее рациональную последовательность выполнения отдельных видов испытаний. При оценке результатов ускоренных испытаний и определении коэффициента перехода от результатов ускоренных испытаний к ожидаемым в условиях эксплуатации наблюдаются два основных варианта:

1. методы ускоренных испытаний направлены на оценку влияния эффективности изменений, направленных на повышение показателей надежности тех изделий, для которых уже накоплен опыт эксплуатации;

2. более сложный метод. Применяется когда надо провести ускоренные испытания вновь создаваемого изделия, для которого не накоплен опыт эксплуатации.

Определение коэффициента перехода К от результатов ускоренных испытаний к результатам, ожидаемым в условиях эксплуатации для первого варианта:

,

где N_эксп – средние или гамма процентные количественные показатели долговечности изделия в эксплуатационных условиях;

N_ускор - средние или гамма процентные количественные показатели долговечности изделия при ускоренных испытаниях.

Для второго метода требуется определить коэффициента перехода К от результатов ускоренных испытаний к ожидаемым в условиях эксплуатации:

,

Т_эксп – время загрузки оборудования, работающего в режиме ускоренных испытаний в течение года;

Т_ускор - время загрузки оборудования, используемого в обычных условиях в течение года.