Тестове за надеждност
5.4. Тестове за надеждност
5.4.1. Задачи и методи за изпитване
Основните видове тестове за надеждност са идентификация и контрол. В допълнение към тях в някои случаи се провеждат тестове за прогнозиране на надеждността и техническото състояние на електрическите машини.
Окончателните тестове се провеждат за определяне на действителните количествени показатели за надеждност след окончателното усвояване на машината от производството или след нейната модернизация върху прототипи, произведени в съответствие със сериен технологичен цикъл. По време на тестовете за определяне се оценяват законите на разпределението на отказите и параметрите на тези закони. Резултатите от идентификационните тестове се използват за оценка на съответствието на действителните показатели за надеждност със спецификациите.
Тестовете за контрол на надеждността се извършват за контрол на съответствието на количествените показатели за надеждност с изискванията на стандартите или спецификациите. Контролните тестове се извършват периодично в рамките на сроковете, определени от стандартите или спецификациите за тази електрическа машина.
Машината е тествана при номинални нива на влияещи фактори: номинално натоварване и околна температура, химичен състав, ниво на вибрации и натоварване на лагерите, брой стартирания, заден ход и спиране. След време, равно на една година работа, намотките се овлажняват във влажна камера, последвано от оросяване, което е еквивалентно на прехода на машината от работещо в неработно състояние при нормална работа.
Ресурсът на съвременните електрически машини е 20-50 хиляди часа, което означава, че тестването може да се отложи за 5-10 години. През това време информацията за резултатите от теста може да остарее. Ускоряването на тестването може да се постигне чрезрежими на форсиране (затягане): повишаване на температурата, ниво на вибрации, брой стартирания, натоварване на лагерите. Между ускорените изпитвания и изпитванията при нормални условия трябва да се намери съответствие, за което се въвеждат коефициенти на ускорение.
Коефициентът на ускорение се разбира като съотношението на времето за изпитване при нормални условия tH към времето за изпитване в принудителни режими ty, при условие че вероятностите за безотказна работа са равни и в двата случая:
Основното изискване за ускорено изпитване е идентичността на процесите на стареене и износване по отношение на изпитванията при нормални условия, което означава идентичност на законите за разпределение на отказите.
Има три основни метода за провеждане на контролни тестове: еднократно вземане на проби, двойно вземане на проби, последователен анализ. В някои случаи ускорените контролни тестове се провеждат при нормални условия, когато тестовете се основават на известен математически модел на процеса.
Методите за провеждане на контролни тестове са отразени в GOST.
Основната задача на прогнозните тестове е да се предскажат количествените характеристики на надеждността на машината в бъдеще, да се предвиди ресурсът, остатъчният ресурс, вероятността за безотказна работа и др. Разграничават групово и индивидуално прогнозиране.
Информацията за надеждността включва и диагностика. Целта на диагностиката е да се определи изправността на машината
в даден момент от време и идентифициране на дефекти в отделните му възли.
5.4.2. Контролни тестове
Крайният резултат от тестовете за контрол на надеждността е едно от двете решения: да се приеме партида машини, като се има предвид, че тяхната надеждност отговаря на изискванията на стандартите (TU или технически спецификации), или да се отхвърли тази партида машини катоненадежден.
Тестовете за контрол на надеждността са селективен контрол, следователно при вземане на решение са възможни два вида грешки: грешка от първи вид (добра партида се отхвърля) и грешка от втори вид (лоша партида се приема). Вероятността за грешка от първи вид a се нарича риск на производителя, грешката от втори вид P е рискът на клиента (потребителя).
От трите основни метода за контрол на статистическата надеждност еднократният контрол е най-лесният за планиране.
Въпреки това, от гледна точка на размера на извадката от продукти, необходими за тестване, този метод е най-малко икономичен. Инспекцията с двойно вземане на проби е по-икономична, въпреки че това предимство влиза в сила само при инспекция на големи партиди с много ниска или много висока надеждност. Това увеличава времето за изпитване и усложнява изчисленията в сравнение с метода на единично вземане на проби. Най-икономичният метод за последователен анализ, при който средният размер на пробата е 50 - 70% от обема при използване на метода на единичната проба. Времето за тестване е по-дълго, отколкото при предишните два метода.
Методиката за периодично провеждани контролни изпитвания за надеждност в най-общия случай трябва да съдържа списък на показателите за надеждност, които трябва да бъдат наблюдавани, както и следните данни за всеки конкретен показател за надеждност:
ниво на приемане Ra и ниво на отхвърляне Рр;
риск на клиента P и риск на производителя a;
метод на тестване;
списък на параметрите, характеризиращи състоянието на продукта;
условия на изпитване (ниво на влияещите фактори и техните стойности, последователност и продължителност на въздействието им и др.);
правило за вземане на решение (приемане или отхвърляне на партида машини).
Контролните тестове могат да се извършват по ускорен метод, ако се определят коефициентите на ускорение, както и самият режим на ускорени тестове. Методът на контролните тестове е предназначен да потвърди вероятността за безотказна работа на машината през времето r, т.е. P (r). Честотата на контрол на качествените показатели за надеждност е установена в TS. Подборът на извадката се извършва по метода на случайните числа с помощта на съответните таблици.
Пробите за контролни изпитвания се избират измежду приетите от отдела за контрол на качеството на завода със задължителна работа. Тестовете се препоръчват да се извършват денонощно, по време на тестовете се извършва превантивна и рутинна поддръжка, предвидена в инструкциите за експлоатация. Тестовете са циклични. Желателно е тестовете да се провеждат в форсиран (ускорен) режим.
Преди тестването трябва да се знае рискът на клиента p и вероятността за работа без отказ P(t). По време на тестването размерът на извадката n и допустимият брой неуспешни продукти c (номер на приемане) са фиксирани. За намаляване на размера на извадката е желателно да се вземе число с минимум (0,1,2). Ако в края на тестовете броят на неуспешните машини е d c, тогава той е отрицателен (партидата се отхвърля).
Идеята на метода на последователния анализ е, че за дадени a и P броят на изследваните продукти не е предварително фиксиран, както при методите на единично и двойно вземане на проби, а зависи от резултата от наблюденията. Установено е правило, което ръководи на всеки етап от експеримента при вземане на едно от три възможни решения: приемане на основната хипотеза, приемане на конкурентната хипотеза, продължаване на тестването. Установени са основни правила, които дават ниска стойност на риска на производителя и не изискват прекомерни разходи за тестване. В техническияЗадачата включва стандарти за надеждност: Ta е средното време между отказите, съответстващо на риска на производителя a, и 7p е средното време между отказите, съответстващо на риска на клиента p. В същото време Tr е минималната стойност на отхвърляне на времето между отказите, Gr P / (1 - a), решението за приемане на партидата е неразумно и обратно - докато bt, тогава се взема решение за отхвърляне. Ако g