Контрольные испытания электрических машин

5.4.2.

Контрольные испытания электрических машин

Конечным результатом контрольных испытаний на надежность является одно из двух решений: принять партию машин, считая их надежность удовлетворяющей требованиям стандартов (ТУ или технических заданий), или забраковать данную партию машин как ненадежную.

Контрольные испытания на надежность представляют собой выборочный контроль, поэтому при принятии решения возможны ошибки двух видов: ошибка первого рода (бракуется хорошая партия) и ошибка второго рода (принимается плохая партия). Вероятность ошибки первого рода а называется риском изготовителя, ошибка второго рода Р — риском заказчика (потребителя).

Из трех основных методов статистического контроля надежности легче всего планируется контроль по методу однократной выборки.

Однако с точки зрения объема выборки изделий, необходимых для проведения испытаний, этот метод наименее экономичен. Контроль по методу двукратной выборки более экономичен, хотя это его преимущество проявляется лишь при контроле больших партий с очень низкой или очень высокой надежностью. При этом увеличивается время испытаний и усложняются расчеты по сравнению с методом однократной выборки. Наиболее экономичен метод последовательного анализа, при котором средний объем выборки составляет 50 — 70% объема при использовании метода однократной выборки. Время испытаний оказывается большим, чем в двух предыдущих методах.

Методика контрольных испытаний на надежность, проводимых периодически, в самом общем случае должна содержать перечень показателей надежности, подлежащих контролю, а также следующие данные по каждому конкретному показателю надежности:

приемочный уровень Р_а и браковочный уровень Рр;

риск заказчика Р и риск изготовителя а;

метод проведения испытаний;

план испытаний;

перечень параметров, характеризующих состояние изделия;

условия испытаний (уровень воздействующих факторов и их значения, последовательность и продолжительность их воздействия и др.);

решающее правило (приемка или отбраковка партии машин).

Контрольные испытания могут проводиться ускоренным методом, если определены коэффициенты ускорения, а также сам режим ускоренных испытаний. Методика контрольных испытаний рассчитана на подтверждение вероятности безотказной работы машины за время г, т. е. Р (г). Периодичность контроля качественных показателей надежности устанавливается в ТУ. Комплектование выборки производится методом случайных чисел с использованием соответствующих таблиц.

Образцы для проведения контрольных испытаний отбираются из числа принятых ОТК завода с обязательным прохождением приработки. Испытания рекомендуется проводить круглосуточно, во время испытаний проводятся профилактические и регламентные работы, предусмотренные инструкциями по эксплуатации. Испытания являются циклическими. Желательно проводить испытания в форсированном (ускоренном) режиме.

Перед проведением испытаний должны быть известны риск заказчика р и вероятность безотказной работы P(t). При испытаниях фиксируются объем выборки п и допустимое число отказавших изделий с (приемочное число). Для уменьшения объема выборки желательно брать число с минимальным (0,1,2). Если по окончании испытаний число отказавших машин d < с, то результат считается положительным (партия принимается), если d > с, то отрицательным (партия бракуется).

Идея метода последовательного анализа заключается в том, что при заданных а и Р количество испытуемых изделий заранее не фиксируется, как в методах однократной и двукратной выборки, а зависит от исхода наблюдений. Устанавливается правило, которым руководствуются на каждой стадии эксперимента при принятии одного из трех возможных решений: принять основную гипотезу, принять конкурирующую гипотезу, продолжить испытания. Установлены эмпирические нормы, которые дают низкое значение риска изготовителя и не требуют чрезмерных затрат на испытания. В техническое задание включаются нормы надежности: Т_а — среднее время наработки на отказ, соответствующее риску изготовителя а, и 7р — среднее время наработки на отказ, соответствующее риску заказчика р. При этом Тр — это минимальное браковочное значение наработки на отказ, Гр < Т_л.

Выбор трех критических областей при принятии решения основан на анализе после-

довательного критерия отношения правдоподобия

у = Р[Т_р]/Р[Г_а].

До тех пор, пока у>Р/(1 — а), решение о приеме партии является необоснованным, и наоборот — пока у < (1 — Р)/<х, решение об отбраковке необоснованно. Здесь (1 — а) — вероятность приема хорошей партии, (1 — — Р) — вероятность отбраковки плохой партии. Таким образом, пока выполняется неравенство

р/(1-<х)<у<(1-р)/(х,

испытания необходимо продолжать. Если неравенство нарушается, то испытания прекращают и принимают одно из двух решений:

при нарушении левой части неравенства партию принимают;

при нарушении правой части неравенства партию бракуют.

При планировании испытаний особое внимание необходимо уделять сокращению времени испытаний, поскольку при последовательном испытании электрических машин (одной за другой) резко возрастает время испытаний fj; « nt_x, здесь и — число испытуемых машин, t_x — календарное время испытаний одной машины.

Для сокращения времени испытаний используют следующие приемы:

1) если за установленное время испытаний Г_пред = кТ_а (к = 10 -т- 12) решение не может быть принято, то принимают решение либо об изменении значений аир, либо об оценке ситуации относительной прямой bt:

Если число отказавших изделий г лежит выше прямой bt, т. е. г =/(0 > bt, то выносится решение об отбраковке. Если г < bt, то выносится решение о приемке;

2) заранее принимают решение об усечении (ограничении) последовательного анализа. При этом методика предполагает одновременное испытание всех образцов с фиксацией отказов в моменты их возникновения. Параметры усечения г_ус и t_yc определяются по таблицам, приведенным в ГОСТ 27.410-83.

5.4.3. Определительные испытания

Эти испытания проводятся для определения реального уровня надежности электрических машин. Испытаниям подвергается выборка из генеральной совокупности. Ис-

черпывающей характеристикой надежности технических изделий является закон распределения вероятности безотказной работы, по которому можно легко определить любую интересующую нас характеристику надежности.

По результатам испытаний могут быть получены точечные оценки параметра и интервальные оценки. При интервальных оценках определяется, какой интервал с заданной доверительной вероятностью Р накрывает математическое ожидание оцениваемого параметра А. Границы такого интервала носят название доверительных границ:

Р = Р(А_п <А< А_в),

где А_н, А_в — нижняя и верхняя доверительные границы параметра А.

Вероятность того, что значение А выйдет из интервала А_и, А_в, называют уровнем значимости а. В технике наиболее часто употребляемые значения доверительных вероятностей равны 0,9; 0,95; 0,99, что соответствует уровням значимости 0,10; 0,05; 0,01 соответственно.

Полученные по отказам изделий данные подвергаются статистической обработке, в результате которой решаются следующие задачи:

1) определение вида функции плотности распределения или интегральной функции распределения;

2) вычисление параметров полученного распределения;

3) установление с помощью критериев согласия степени совпадения экспериментального распределения с теоретическим;

4) определение параметров надежности исследуемых изделий.

Наиболее известными и распространенными теоретическими распределениями являются: экспоненциальное, нормальное, логарифмически нормальное, распределение Вейбулла и гамма-распределение. Поэтому при определении вида распределения аппроксимируют экспериментально полученные характеристики этими законами и выбирают из них наиболее совпадающий с экспериментальным.

Для выбора вида теоретического распределения, совпадающего в наибольшей мере с экспериментальным, чаще всего применяются метод максимума правдоподобия и метод наименьших квадратов (для определения параметров распределения при полных выборках). Для оценки степени совпадения эмпирической и теоретической зависимостей применяются критерии согласия, обычно критерий Пирсона (к²) или критерий Колмо-

горова. Методика применения этих критериев приводится в [1].

При графическом методе оценки закона распределения на бумагу со специальной координатной сеткой наносят значения Hiftji, или (1-Я,/2>₍), где Н₍-накопленное к данному моменту времени число отказов; £п; — общее число отказов.

При проверке экспоненциального закона используется бумага с равномерной шкалой по оси времени t (по оси обсцисс) и логарифмической шкалой по оси ординат. При проверке нормального закона шкала по оси абсцисс остается равномерной, а по оси ординат используется шкала, соответствующая нормальному закону. При проверке логарифмически нормального закона по оси абсцисс используется логарифмическая шкала, по оси ординат — шкала, соответствующая нормальному закону. При проверке закона Вей-булла используются специальные шкалы.

После нанесения экспериментальных точек на бумагу проводится проверка, состоящая в определении возможности линейной интерполяции экспериментальных данных, определении наибольшего отклонения D и проверке по критерию согласия Колмогорова.

Прямую проводят так, чтобы отклонения экспериментальных точек от нее были минимальным, а сами точки располагались по обе стороны от прямой.

Наибольшее отклонение определяется сравнением отклонений по оси ординат экспериментальных точек от прямой при различных значениях времени. Критерий согласия Колмогорова рассчитывается по формуле D ]гп, где п — общее число экспериментальных точек. Если D J/n < 1,0, то гипотеза о предполагаемом законе распределения подтверждается, если D уп > 1,0, то гипотеза отвергается. После подтверждения вида закона распределения определяют параметры этого закона.

содержание .. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ..