CC BY
78
УДК 629.076:623.426
ОДИН 13 П1ДХОД1В ДО КОМПЛЕКСНОГО ОЦ1НЮВАННЯ НАД1ЙНОСТ1 АВТОМОБ1ЛЬНО1 ТЕХН1КИ В1ЙСЬКОВО1 ЧАСТИНИ
А.В. Ковтун, доц., к.т.н., В.О. Табуненко, доц., к.т.н., 1.О. Радченко, доц., к. вшськ. н., Нацюнальна академия НацюнальноТ гвардн УкраУни, м. Харкчв
Анотаця. Розглянуто поняття Hadirnocmi в1йськовог автомобыьног техники. Запропоновано як показник надiйностi втськовог автомобыьног техшки використовувати узагальнений ком-плексний показник надiйностi.
Ключов1 слова: надттсть, автомобыьна техтка, безвiдмовнiсть, ремонтопридаттсть, збе-режетсть, показники.
ОДИН ИЗ ПОДХОДОВ К КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКЕ НАДЁЖНОСТИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ВОЕННОЙ ЧАСТИ
А.В. Ковтун, доц., к.т.н., В.А. Табуненко, доц., к.т.н., И.А. Радченко, доц., к. воен. н., Национальная академия Национальной гвардии Украины, г. Харьков
Аннотация. Рассмотрено понятие надежности военной автомобильной техники. Предложено в качестве показателя надежности военной автомобильной техники использовать обобщенный комплексный показатель надежности.
Ключевые слова: надежность, автомобильная техника, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость, показатели.
ONE OF APPROACHES TO COMPLEX ESTIMATION OF RELIABILITY OF AUTOMOTIVE EQUIPMENT OF A MILITARY UNIT
A. Kovtun, Assoc. Prof., Cand. Tech. Sc. (Eng.), V. Tabunenko, Assoc. Prof., Cand. Tech. Sc. (Eng.), I. Radchenko, Assoc. Prof., Cand. Military Sci., National academy of National Guards of Ukraine, Kharkiv
Abstract. The concept of reliability of military motor-car technique is considered. It is offered to use a generalized complex reliability index as an index of reliability of military automotive equipment.
Key words: reliability, motor-car technique, faultlessness, subject to repair, conservation, index.
Вступ
Одшею 3i складових боеготовносп вшсько-во1 автомобшьно! техшки е 11 надшнють. ni-двищення надшносп автомобшв е одшею з найважливших задач, як стоять перед роз-робниками, виробниками та фахiвцями, що використовують автомобшьну техшку. В умовах ведення бойових дш шдвищення на-
дшносп автомобшв забезпечуе усшх вико-нання поставлених завдань.
Анашз публжацш
Науковою основою дослщжень ощнки рiвня надшносп автомобшв та 1х готовносп до виконання завдань е: теорiя ефективносп застосування вшськово! техшки, техшчна
експлуатащя машин, теорiя надiйностi виро-бiв технiки, теорiя ймовiрностей та матема-тична статистика. Основнi залежносп, якi використовуються при визначеннi рiвня на-дiйностi машин, наведенi в роботах [1, 2]. Пропозици з ощнки показникiв надiйностi та боеготовносп сучасних виробiв технiки наведено в роботах [3-5]. У робой [6] розроб-лено аналггичш залежносп коефiцiентiв справностi й боеготовностi озброення та вш-ськово! технiки вшськових формувань вiд вихiдних параметрiв техшчного забезпечен-ня. Але у вщомих роботах не наведено зале-жностей та даних з узагальнено! ощнки ю-нуючого рiвня надiйностi автомобшв i ви-значення потрiбного рiвня надiйностi перс-пективних машин.
Мета i постановка завдання
У процес експлуатацп автомобiлiв !х влас-тивосп не залишаються постiйними, а тд впливом внутрiшнiх i зовнiшнiх факторiв з часом видозмiнюються i часпше - в гiрший бiк, що призводить до погiршення технiчних параметрiв та зниження боеготовностi.
Тактика застосування частин i пiдроздiлiв Нащонально! гвардп Укра!ни вимагае манев-рування вшськ, !х швидкого зосередження чи розосередження, перегрупування для устш-ного проведення с^мких операцiй. Це вимагае оснащеносп вiйськ сучасними машинами, що забезпечать високий рiвень оперативно! й тактично! мобшьносп вшськ.
У зв'язку з рiзким тдвищенням скла-дностi автомобiльно! технiки, необхщне ре-тельне наукове обгрунтування вшськово-технiчних рiшень пiд час розробки, випробу-вань, виробництва й експлуатацп автомобь лiв. При цьому потрiбно оцiнити сучасний рiвень надiйностi автомобшьно! технiки та спрогнозувати необхiдний рiвень !! надшно-стi при проведенш замiни технiки.
Вирiшити завдання ощнювання iснуючого i забезпечення заданого рiвня надiйностi ав-томобiлiв можна шляхом порiвняння !х пока-зникiв надшносп. Крiм того, необхiдно, щоб показники надшносп автомобiля задавалися в техшчному завданнi на проектування та контролювалися пiд час розробки конструкций !! виготовлення та експлуатацi!. У цьому випадку можна порiвнювати надшнють рiз-них марок та моделей автомобшв i вести
роботу з тдвищення !х надiйностi. Однак у наш час юнуе велика кшьюсть як комплекс-них, так i одиничних показникiв надiйностi, якi не дають можливостi узагальнено оцiнити рiвень надiйностi iснуючих автомобiлiв i ви-значити потрiбний рiвень надiйностi перспе-ктивних машин.
Метою роботи е отримання залежносп для ощнювання рiвня надiйностi автомобшьно! техшки пiд час виконання завдань та визна-чення впливу на не! окремих властивостей.
Комплексне ощнювання надшносп автомобшьнот технiки
Вiдмiннiсть «щеально!» машини вiд реально! полягае в тому, що остання допускае появу вiдмов. Поняття вщмови е одним iз фунда-ментальних у теори надiйностi й являе собою подда, пов'язану з порушенням працездатно-стi автомобiля. Можна вважати, що для фахь вцiв, як займаються експлуатацiею автомо-бiлiв, «надшнють машини» починаеться з появою вщмов: з того, коли вони з'явля-ються, якими вони е, до яких призводять на-слщюв i т. iн.
Автомобш е складними, багатовузловими технiчними системами, тому тд час !х роботи можуть виникати вщмови рiзних видiв. Наявнiсть даних про вщмови автомобшв розкривае можливостi !х систематизации встановлення !х причин i розробки заходiв щодо !х усунення, методiв прогнозування надiйностi, термiнiв проведення профшакти-чних робiт й математичних методiв моделю-вання надiйностi.
У науковш лiтературi вiдмови розрiзняють за такими вщмшностями [2]:
- за характером змши параметра до виник-нення вiдмови: раптова, поступова (причому раптовi вiдмови вважають експлуатацiйними, а поступовi - ресурсними);
- за зв'язком з шшими вiдмовами: залежна, незалежна;
- за можливютю використання машини тсля вiдмови: повна, часткова вщмови;
- за характером виявлення вщмови: стшка, вщмова iз самоусуненням;
- за етапом, на якому закладено причину вь дмови: конструкцшна, виробнича, експлуа-тацiйна;
- за часом виникнення вщмови: вщмова пе-рюду прироблення, нормально! експлуатацi!, старiння;
- за величиною збитку, зумовленого вщмо-вою: критична, значна, незначна;
- за наявнютю зовнiшнiх виявлень вщмови: очевидна, прихована;
- за природою виникнення вщмови: обумов-леш чи необумовленi руйнуванням.
Розглянута класифшащя вiдмов мае вщнос-ний характер, оскшьки досить важко провести чггку межу мiж тим чи шшим типом вщ-мов.
Для отримання залежносп за узагальненим ощнюванням iснуючого рiвня надiйностi автомобшв необхiдно бiльш ретельно розгля-нути подш вiдмов автомобiлiв на експлуата-цiйнi та ресурснi.
1з науково! лiтератури [1, 2] вiдомо, що екс-плуатацiйнi вiдмови виникають з випадкових причин, як зумовленi комбшащею несприя-тливих факторiв, що виникають тд час екс-плуатацп виробiв з низькими властивостями, закладеними при конструюванш, а частiше -при виготовленш машин. Причинами екс-плуатацшних вiдмов е рiзнi дрiбнi порушен-ня встановлених правил, норм конструюван-ня, виробництва i ремонту машин, !х експлу-атацп. Це вщмови зазвичай е неочшуваними.
Вважаеться, що, на вщмшу вiд експлуатацш-них, ресурсш вiдмови виникають як очшува-нi поди, пов'язанi з природними змшами (звичайно впродовж довгого часу), яю вiдбу-ваються в основних (базових) вузлах машини та призводять до !х граничного стану, граничного зносу, поломок деталей i вузлiв через зменшення !х мiцностi. При вщновленш пра-цездатностi елемента, який вщмовив, вщнов-люеться початковий (або мiжремонтний) ресурс основних вузлiв i з'еднань.
Але й «експлуатацшш», i «ресурсш» вiдмови виникають на етат експлуатацп автомобiлiв, тому потреби подшяти !х немае - можна вщ-нести й тi, й iншi до «експлуатацiйних». При цьому, оскшьки вщмова е раптовою тшьки тому, що И розвиток йде за часом занадто швидко i для спостереження схований, бу-демо вважати вщмови поступовими.
Необхщно вщмггити, що умови експлуатацп автомобiлiв носять випадковий характер i мають iмовiрнiснi характеристики дорожнiх умов, швидкостей руху, маси перевезеного вантажу, режиму руху тощо. При цьому вщ-
мови агрегата i вузлiв машини можуть ви-никати як за нормальних (вщмови, поява яких е ймовiрною в рiзних агрегатах машини), так i за екстремальних умов експлуатацп (дорожньо-транспортна подiя). Тому вщмови автомобшв краще подiлити на прогнозоваш i непрогнозованi.
Надiйнiсть автомобiля визначимо такими властивостями:
- безвщмовнютю;
- ремонтопридатнютю;
- збереженiстю.
З урахуванням розглянутих властивостей та титв вiдмов, пропонуеться оцiнювати надш-нiсть автомобiлiв комплексним показником -узагальненим коефщентом надшносп, який визначаеться таким чином:
Кн = РБ(0 • Рp(t) • Рз(t), (1)
де РБ(0 - ймовiрнiсть безвщмовно1 роботи автомобiля; РР(t) - ймовiрнiсть вiдновлення працездатного стану автомобiля тсля виникнення вiдмови; Рз(t) - ймовiрнiсть збере-ження працездатного стану автомобшя при зберiганнi.
1. Ймовiрнiсть безвщмовно1 роботи РБ(О -ймовiрнiсть того, що в межах заданого на-працювання t не станеться вщмови автомобшя
Рб(1 ) = 1 - Рв(t), (2)
де Рв(0 - ймовiрнiсть вiдмови автомобiля.
З урахуванням того, що настання вщмов автомобшя прогнозованих та непрогнозованих, пiд час використання автомобшв за призна-ченням, - сумюш поди, ймовiрнiсть виникнення вщмови автомобшя визначимо таким чином:
Рв(0 = Р1(t) + Р2(t) - Р1(t) • Р2(t), (3)
де Р^О - ймовiрнiсть настання прогнозова-но! вiдмови автомобiля; Р2(t) - ймовiрнiсть настання непрогнозовано1 вiдмови автомобшя.
Для перюду нормально1 експлуатацп автомобшв е справедливим експоненцшний законом надшносп [1, 2]
-Ja.(i )dt
P(t) = 1 - е
де X - параметр потоку вщмов.
(4)
Наближене значення ймовiрностi P2 може бути одержане за формулою
P2\t) =
n(t)
N
(5)
де n(t) - кiлькiсть автомобшв, якi вiдмовили за момент часу t з непрогнозованих причин; N - загальна кшьюсть автомобiлiв.
2. Ймовiрнiсть вiдновлення працездатного стану - це ймовiрнiсть того, що автомобшь буде вiдновлений пiсля вiдмови за певний час i за певних умов ремонту, тобто
Р(Т) = Pp[tB <Т},
(6)
де tB - випадковий час вщновлення автомо-бiля; т - заданий час вщновлення.
Ймовiрнiсть Р(т) становить за сво!м матема-тичним змютом функцiю розподiлу або ште-гральний закон розподшу часу вiдновлення
Рр( Т) = } f (tB)dtB,
параметром потоку вщмов при роботi X(t) та параметром потоку вщмов при збертанш Xa(t).
X(t)
G = -
X a(t)'
(9)
Ця величина залежить вiд умов роботи та зберiгання. Для перюду нормально! експлуа-тацii Х3 (t) = Х3 = const.
X
G = — = const. X з
X
Звщки X3 = ^ ■ Звичайно, G = (10-100).
Приклад розрахунку
Визначимо узагальнений коефщент надшно-ст автомобiлiв вiйськовоi частини протягом часу t = 160 год, якщо за цей перiод сталося 10 ресурсних вiдмов, параметр потоку вщмов
склав X1(t) = 6 40-21/год, нересурсних вщ-мов зафксовано не було X2(t) = 0; параметр потоку вщновлення вщмов машини ^ = =0,2 1/год, параметр потоку вiдмов при збе-рiганнi X3(t) = 6 • 10-4 1/год.
За допомогою формул (1)-(9) визначимо КН = PE(t) • Pp(t) • P3(t) = 0,99 • 0,87 • 0,94 = 0,81.
де ft) - щшьшсть розподiлу часу вiдновлення.
Якщо то
f (tB) = ^ *B,
Рр(т) = 1 - е-^,
(7)
де = ^ + ц2 - iнтенсивнiсть вiдновлення вiдмов автомобiлiв, що становить кiлькiсть вщновлень, виконаних за одиницю часу; -iнтенсивнiсть вiдновлення прогнозованих вщмов; ц,2 - iнтенсивнiсть вiдновлення непрогнозованих вщмов.
3. Ймовiрнiсть збереження працездатного стану автомобшя при збертанш визначаеться виразом
P3(t) = е~X3t.
(8)
На практищ використовують вiдносну величину G, яка вказуе на сшввщношення мiж
Якщо за цей перiод, за тих самих вихщних даних, у вшськовш частинi зафiксовано одну ДТП, то X2(t) = 6 • 10-31/год, параметр потоку вщмов машини ц,2 = 0,07 1/год i тому
КН = РБ (t) • Pp(t) • P3(t) = 0,99 • 0,49 • 0,94 = 0,48.
Таким чином, за допомогою залежностей (1)-(9) можна визначити узагальнений кое-фщент надiйностi автомобiлiв КН вiйськовоi частини (пщроздшу) за заданий перiод часу та прогнозувати надшнють автомобiлiв вш-ськово! частини на перiод проведення спещ-ально! операцii.
Висновки
Отримано залежнють, яка дозволяе оцiнити рiвень надiйностi автомобiлiв вiйськовоi частини як складовоi готовностi автомобiльноi техшки до виконання завдань.
Залежнють для оцiнки рiвня надшносп ав-томобшьно! технiки дозволяе визначити вплив на не! окремих властивостей та намь тити шляхи забезпечення високого рiвня надшносп автомобшьно! техшки на етапi роз-робки вимог до сучасних зразкiв техшки На-щонально! гвардп Укра!ни.
Лггература
1. Надежность и эффективность в технике: справочник: в 10 т. Т.1. Методология. Организация. Терминология. - М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.
2. Анилович В.Я. Надежность машин в задачах и примерах / В.Я. Анилович, А.С. Гринченко, В.Л. Литвиненко. - Х.: Око, 2001. - 320 с.
3. Горяинов А.Н. Информационное обеспечение реализации диагностических процедур на транспорте / А.Н. Горяинов // Вюник Нащонального техшчного уш-верситету «ХП1». - 2011. - № 24. -С.48-53.
4. Захарченко Н.В. Оценка параметров надежности многоканальных сегментов сложных систем / Н.В. Захарченко,
Д.Ю. Ильин, С В. Хомич, Ж.А. Торк / Вюник Нащонального техшчного ушвер-ситету «ХП1». - 2012. - № 9. - С. 58-62.
5. Головня С.Б. Розробка рекомендацш щодо покращення процесу ощнювання piBM техшчно1 готовност транспортних засобiв прикордонного загону / С.Б. Головня / Збiрник наукових праць Нащонально1 академп Державно1 при-кордонно1 служби Украши. - 2014. -Вип. 1 (61). - С. 292-303.
6. Морозов О.О. Математична модель впливу техшчного забезпечення на стан парку озброення i вшськово1 техшки / О.О. Морозов, Л.В. Морозова / Збiрник наукових праць Нащонально1 академи Нащонально1 Гвардiï Украши. - 2014. -Вип. 2 (24). - С. 67-71.
Рецензент: М.А. Подригало, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакци 25 вересня 2016 р.
