Luận văn: XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MÒN CỦA CHÀY DƯỚI KHUÔN ÉP GẠCH CERAMICS

Chia sẻ: Orchid_1 Orchid_1 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

153
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong các dây chuyền sản xuất hiện đai, độ tin cậy có ý nghĩa vô cùng quan trọng, nếu một chi tiết hoặc thiết bị nào đó trong dây chuyền có độ tin cậy thấp, hay xảy ra hòng hóc thì sẽ làm đình trệ cả dây chuyền sản xuất. Hiện nay ở Việt nam đã có vài chục nhà máy sản xuất gạch Ceramic, các dây chuyền sản xuất chủ yếu nhập từ Italia, Trung Quốc. Trong các dây chuyền đó, khuôn ép là một trong những cụm chi tiết rất quan trong, làm việc trong môi trường ăn mòn, áp lực cao, ma sát...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MÒN CỦA CHÀY DƯỚI KHUÔN ÉP GẠCH CERAMICS

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MÒN CỦA CHÀY DƯỚI KHUÔN ÉP GẠCH CERAMICS Học viên: Lƣơng Anh Dân Lớp: CHK10 Chuyên nghành: Công nghệ chế tạo máy HD khoa học: TS. Nguyễn Đình Mãn Khoa sau đại học Hƣớng dẫn khoa học ĐÃ K Ý ĐÃ KÝ TS. Nguyễn Văn Hùng TS. Nguyễn Đình Mãn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2 LỜI CAM ĐOAN Với danh dự là một gảng viên, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả và số liệu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình khác. Trừ những phần tham khảo đã được ghi rõ trong luận văn. Tác giả LƢƠNG ANH DÂN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn và kính trọng nhất tới Tiến sĩ Nguyễn Đình Mãn – Hiệu trưởng trường cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật – Đại học Thái Nguyên, Thầy hướng dẫn khoa học của tôi về những định hướng chủ đạo và những đóng góp quý báu của Thầy trong suốt quá trình tôi làm luận văn thạc sĩ và viết luận văn. Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám hiệu, Lãnh đạo và cán bộ Khoa Sau đại học trường Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp – Đại học Thái Nguyên về những giúp đỡ quy báu, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn đúng hạn. Đặc biệt tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến ban giám đốc, Xưởng Cơ điện Nhà máy gạch ốp lát Mikado – Thái Bình, Công ty sản xuất khuôn ép gạch Foodshan, nhà máy gạch ốp lát Việt Ý – Thái Nguyên, Công ty cổ phần Prime...đã hết lòng giúp đỡ tôi trong việc đo độ mòn, khảo sát các số liệu, cung cấp những tài liệu liên quan đến mòn khuôn ép và những tài liệu về máy ép. Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, anh em bạn bè, các bạn đồng nghiệp đã thường xuyên động viên và luôn dành cho tôi môi trường làm việc tốt nhất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHÍNH Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị D(X), σ2 Phương sai của đại lượng ngẫu nhiên X Kỳ vọng toán của đại lượng ngẫu nhiên X E(X) Thời gian phục hồi trung bình E(t) h Hàm mật độ phân phối của đại lượng ngẫu nhiên X f(x) Hàm mật độ phân phối tuổi thọ của sản phẩm f(t) Hàm mật độ phân phối lượng mòn f(U) Hàm phân phối xác suất của đại lượng ngẫu nhiên X F(x) Kích thước của mẫu tại thời điểm t = 0 h0 mm Kích thước của mẫu sau thời gian thử mòn t ht mm Tần số của khoảng chia thứ i hi Cường độ mòn đường IU Cường độ mòn khối IV Số khoảng chia k Hệ số sẵn sàng ks Hệ số sử dụng kỹ thuật ksd Số bậc tự do L Tổng số liệu thống kê n Áp suất P MPa Mật độ phân bố của khoảng chia thứ i Pi Áp suất lớn nhất Pmax MPa Xác suất làm việc không hỏng của chi tiết trong khoảng P(T≥t) thời gian 0 ÷ t Xác suất để lượng mòn tại thời điểm t không lớn hơn P[U(t)≤Ugh] lượng mòn giới hạn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5 Xác suất hỏng Q(t) Tần suất của khoảng chia thứ i ri Hàm tin cậy (Xác suât làm việc không hỏng) R(t) Số lượng các tham số của luật phân phối s Thời gian làm việc của chi tiết nghiên cứu t h Tuổi thọ gamma phần trăm tγ Thời gian làm việc ngẫu nhiên không hỏng T h Thời gian làm việc trung bình đến khi hỏng Ttb h Lượng mòn kích thước U mm U’ Tốc độ mòn mm/h Lượng mòn giới hạn Ugh mm Lượng mòn sau thời gian chạy rà Ur mm Vận tốc trượt v m/s Vận tốc trượt nhỏ nhất vmin m/s Vận tốc trượt lớn nhất vmax m/s mm3 Thể tích mòn V mm3 Thể tích mòn sau thời gian chạy rà Vr V’ mm3/h Tốc độ thay đổi thể tích mòn mm3 Thể tích mòn giới hạn Vgh Tiêu chuẩn kiểm tra luật phân phối chính xác của các χ2 đại lượng ngẫu nhiên Φ(...) Hàm Laplace λ(t) Cường độ hỏng μ Kỳ vọng của đại lượng ngẫu nhiên ν Hệ số biến động σ Độ lệnh tiêu chuẩn (độ lệch trung bình bình phương) τ Chu kỳ thay thế h Ω(t) Kỳ vọng số lần hỏng trước thời điểm t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6 Δ Độ lớn của khoảng chia Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng số Nội dung TT Trang Xác suất không hỏng của các dạng thể hiện mòn 1 1.1 13 khác nhau Kết quả mòn của mẫu Chày dưới khuôn ép gạch 2 2.1 41 ceramics. Các hệ số ai và bi của các đường thẳng U = ait+ bi, 3 2.2 53 Giá trị tuổi thọ ti cho mẫu khảo sát (i = 1 ÷ 35). Kết quả xử lý số liệu tuổi tho ti của Chày dưới khuôn 4 2.3 54 ép gạch ceramics Bảng tra độ tin cậy theo thời gian của chày dưới 5 2.4 55 khuôn ép gạch ceramics. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình số Nội dung TT Trang Hình ảnh dây chuyền sản xuất gạch ceramics 1 1.1 4 Quá trình mòn ngẫu nhiên và các hàm mật độ phân 2 1.2 8 phối f(U), f(t) Các thể hiện mòn tuyến tính và các mật độ f(U), f(t) 3 1.3 10 Những bộ phận chính của máy ép SACMI 4 1.4 16 Mô phỏng quá trình ép gạch của máy ép SACMI 5 1.5 ÷ 1.11 18, 19 Sơ đồ lắp đặt khuôn 6 1.12 21 Sơ đồ bố trí khuôn 7 1.13 22 Vị trí Chày trên, Chày dưới và Vanh ở trạng thái ép 8 1.14 23 Bản vẽ Chày dưới 9 1.15 24 Hình ảnh Chày dưới khuôn ép gạch ceramics 10 1.16 25 Vị trí đo của Chày dưới 11 2.1 31 Hình ảnh vùng mòn nhiều nhất trên bề mặt Chày 12 2.2 31 dưới và vị trí đo “M”. Sơ đồ đo mòn Chày dưới 13 2.3 32 Đồng hồ so Mitutoyo 14 2.4 32 Sơ đồ gá đặt đồ gá dụng cụ đo 15 2.5 34 Hình chiếu trục đo của đế đồ gá dụng cụ đo 16 2.6 34 Hình ảnh hệ thống đồ gá và dụng cụ đo 17 2.7 35 Hình ảnh đo mòn bề mặt Chày dưới thực tế 18 2.8 36 Một thể hiện mòn được thay bằng 1 đường thẳng 19 2.9 42 Tuyến tính hoá 35 thể hiện mòn 20 2.10 43 Đồ thị hàm mật độ phân phối tuổi thọ mòn 21 2.11 44 Quan hệ giữa các hàm f(t) và hàm R(t) của phân 22 2.12 46 phối chuẩn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
9 Quan hệ giữa các hàm f(t) và hàm R(t) của phân 23 2.13 47 phối Lôgarit chuẩn Quan hệ giữa các hàm f(t) và hàm R(t) đối với phân 24 2.14 48 phối mũ Quan hệ giữa các hàm f(t) và R(t) đối với phân phối 25 2.15 50 Gamma và Weibull Quan hệ giữa các hàm f(t) và R(t) đối với phân phối 26 2.16 51 Gamma và Weibull Quan hệ giữa các hàm f(t) và R(t) đối với phân phối 27 2.17 52 Rơlei Tuyến tính hóa các thể hiện mòn 28 2.18 53 Đồ thị hàm mật độ phân phối tuổi thọ mòn và đồ thị 29 2.19 54 hàm tin cậy của Chày dưới khuôn ép gạch ceramics Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
10 MỤC LỤC MỞ ĐẦU.......................................................................................................... 12 1. Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................... 12 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài..............................................................13 3. Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................ 13 4. Ý nghĩa của đề tài..................................................................................... 14 5. Nội dung luận văn....................................................................................14 Chƣơng 1.TỔNG QUAN VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MÒN CỦA CHI TIẾT MÁY VÀ KHUÔN ÉP GẠCH CERAMICS..................................................................................................... 1 5 1.1- Ý nghĩa của vấn đề độ tin cậy.............................................................. 15 1.2- Độ tin cậy của chi tiết máy trên cơ sở mòn ...................................... 16 1.2.1- Quan điểm xác suất về hiện tượng mài mòn ................................ 16 1.2.2- Xác định các chỉ tiêu độ tin cậy theo thời gian hỏng do mòn ....... 18 1.2.3- Xác định chỉ tiêu độ tin cậy theo các thể hiện mòn ...................... 19 1.2.4- Quan hệ giữa độ tin cậy và tốc độ mòn ........................................ 20 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
11 1.2.5- Quan hệ giữa độ tin cậy và cường độ mòn ................................... 23 1.3. Máy ép và vấn đề về độ tin cậy trên cơ sở mòn khuôn ép gạch Ceramics..................................................................................................... 24 1.3.1. Cấu tạo chung của máy ép gạch thủy lực ..................................... 25 1.3.2. Nguyên lý làm việc của máy ép gạch thủy lực ............................. 27 1.3.3. Cấu tạo chung của khuôn ép ........................................................ 29 1.3.4. Hiện tượng mòn khuôn ép gạch ceramics. ............ ........................ 34 1.3.5. Vấn đề về độ tin cậy của chà y dưới khuôn ép gạch ceramics ....... 36 1.4. Kết luận chƣơng 1............................................................................... 37 Chƣơng 2.XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MÒN CỦA CHÀY DƢỚI KHUÔN ÉP GẠCH CERAMICS TẠI CƠ SỞ SẢN XUẤT ..........38 2.1. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu.............................................. 38 2.2. Đo mòn chày dƣới khuôn ép tại cơ sở sản xuất................................39 2.2.1. Xác định vị trí đo ......................................................................... 39 2.2.2. Sơ đồ đo....................................................................................... 41 2.2.3. Dụng cụ đo .................................................................................. 41 2.2.4. Đồ gá dụng cụ đo ......................................................................... 42 2.2.5. Xác định lượng mòn giới hạn ....................................................... 46 2.2.6. Các bước đo ................................................................................. 46 2.2.7. Thời điểm khảo sát....................................................................... 47 2.2.8. Giới hạn khảo sát ......................................................................... 47 2.2.9. Số lượng mẫu khảo sát ................................................................. 47 2.2.10. Khử số liệu có chứa sai số thô. ................................................... 48 2.2.11. Kết qủa đo mòn Chày dưới tại cơ sở sản xuất ............................ 49 2.3. Phƣơng pháp xác định độ tin cậy của chày dƣới khuôn ép gạch ceramis trên cơ sở mòn............................................................................. 51 2.4. Độ tin cậy của Chày dƣới khuôn ép gạch ceramics .........................62 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
12 2.5. Chu kỳ thay thế của Chày dƣới khuôn ép gạch ceramis .................65 2.6. Kết luận chƣơng 2............................................................................... 65 KẾT LUẬN CHUNG........................................ ............................................ 66 ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO..................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 67 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
13 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong các dây chuyền sản xuất hiện đai, độ tin cậy có ý nghĩa vô cùng quan trọng, nếu một chi tiế t hoặc thiết bị nào đó trong dây chuyền có độ tin cậy thấp, hay xảy ra hòng hóc thì sẽ làm đình trệ cả dây chuyền sản xuất. Hiện nay ở Việt nam đã có vài chục nhà máy sản xuất gạch Ceramic, các dây chuyền sản xuất chủ yếu nhập từ Italia, Trung Quốc. Trong các dây chuyền đó, khuôn ép là một trong những cụm chi tiết rất quan trong, làm việc trong môi trường ăn mòn, áp lực cao, ma sát và mòn mạnh. Bộ khuôn ép bao gồm Chày trên, Chày dưới và 4 Vanh khuôn, trong đó Chày dưới là chi tiết rất hay xảy ra hư hỏng, thường xuyên phải thay thế, gây ảnh hưởng xấu đến quá trình sản xuất. Một trong những nguyên nhân gây ra sự hỏng là do bề mặt cạnh ngoài bị mòn nhanh, làm giảm tuổi thọ của Chày. So với những khuôn ép nhập ngoại, những khuôn sản xuất trong nước hiện nay có tuổi thọ và độ tin cậy tương đối thấp, nguyên nhân hỏng chủ yếu là do mòn. Mòn khuôn ép nói chung chủ yếu là mòn do cào xước kết hợp với mòn hoá học [10], [13] Hiện nay Nhà máy gạch Mikado (Thái Bình) đang sản xuất loại gạch này trên dây chuyền tự động của Italia (hình 1.1) và đang áp dụng tiêu chuẩn ISO 9001 – 2000 trong quản lý và kiểm định chất lượng sản phẩm. Vì vậy, độ tin cậy của các chi tiết và các thiết bị trong dây chuyền càng trở nên quan trọng. Để nâng cao sức cạnh tranh, hiện tại Nhà máy đang sử dụng khuôn ép sản xuất trong nước (Như huôn của công ty Kim Thịnh, Công ty liên doanh sản xuất khuôn ép FOSHAN,…). Cho đến nay ở Việt Nam vẫn chưa có nghiên cứu nào về độ tin cậy của khuôn ép gạch ceramic dựa trên cơ sở mòn được công bố. Xuất phát từ tình hình thực tế của Nhà máy và từ những phân tích ở trên, tác giả chọn đề tài nghiên cứu là “Xác định độ tin cậy trên cơ sở mòn của Chày dưới khuôn ép gạch cerramics” Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
14 Hình 1.1 – Hình ảnh dây chuyền sản xuất gạch ceramics 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài - Xác định độ tin cậy trên cơ sở mòn của Chày dưới khuôn ép gạch ceramics của nhà máy gạch Mikado. - Xác định chu kỳ thay thế của Chày dưới theo yêu cầu độ tin cậy đặt trước của người sử dụng. 3. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu lý thuyết về độ tin cậy của chi tiết máy, lý thuyết xác suất thống kê và quy hoạch thực nghiệm. - Phương pháp thống kê: Tiến hành đo lượng mòn khuôn theo thời gian tại nhà máy. - Phương pháp xử lý số liệu thống kê: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
15 Dùng phần mềm Matlab và các phần mềm máy tính để xử lý số liệu thống kê. 4. Ý nghĩa của đề tài: a) Ý nghĩa khoa học - Đề tài đã đưa ra được trình tự các bước xác định độ tin cậy trên cơ sở mòn của Chày dưới khuôn ép gạch ceramics. - Đề tài đã xác định được hàm số độ tin cậy theo thời gian của Chày dưới khuôn ép gạch ceramics. Đây là kết quả khoa học hết sức to lớn. b) Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được chu kỳ thay thế của Chày dưới khuôn ép gạch ceramics theo yêu cầu về độ tin cậy của người sử dụng. Chọn đúng thời điểm thay thế có tác dụng rất lớn trong việc đảm yêu cầu kỹ thuật của lô gạch được sản xuất, đồng thời người sử dụng hoàn toàn chủ động về thời gian thay thế Chày dưới và đồng thời có kế hoạch chuẩn bị đầy đủ số lượng chày dự trữ. - Trên cơ sở độ tin cậy đã xác định được của Chày dưới, nhà chế tạo khuôn hoàn toàn có thể biết được chất lượng khuôn của mình, qua đó có biện pháp để nâng cao độ tin cậy của khuôn. 5. Nội dung luận văn Chƣơng 1. Tổng quan về những nghiên cứu độ tin cậy trên cơ sở mòn củachi tiết máy và Chày dƣới khuôn ép gạch ceramics Chƣơng 2. Xác định độ tin cậy trên cơ sở mòn của chày dƣới của khuôn ép gạch ceramics Kết luận chung Tài liệu tham khảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
16 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MÒN CỦA CHI TIẾT MÁY VÀ KHUÔN ÉP GẠCH CERAMICS 1.1- Ý nghĩa của vấn đề độ tin cậy Độ tin cậy là tính chất của đối tượng (chi tiết, bộ phận thiết bị, hệ thống…) được thể hiện bằng xác suất đối tượng này hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu dưới một điều kiện nhất định trong một khoảng thời gian cho trước. Từ quan điểm chất lượng có thể định nghĩa độ tin cậy như là khả năng duy trì chức năng của một đối tượng. Sự tin cậy có thể được nhìn nhận như thước đo của sự thực hiện thành công của một sản phẩm. Độ tin cậy có thể được xem như một công cụ để đánh giá chi tiết máy, máy và thiết bị Những sản phẩm kém chất lượng và không tin cậy dẫn tới những lãng phí cho nền kinh tế quốc dân về vốn đầu tư, năng lượng, nguyên vật liệu cũng như sứ c lao động xã hội sản xuất ra chúng. Trong những trường hợp nhất định những sản phẩm thiếu tin cậy sẽ ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp gây tai họa cho tính mạng nhiều người, thậm trí đe dọa uy tín và sự an toàn của nhiều quốc gia. Giải quyết vấn đề độ tin cậy trở thành một vấn đề có ý nghĩa hàng đầu, nhằm khai thác một nguồn dự trữ lớn lao, nâng cao hiệu quả lao động, năng lực la o động và sức sản xuất xã hội Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
17 Việc nghiên cứu độ tin cậy đã làm xuất hiện một lĩnh vực mới của khoa học và kỹ thuật bên cạnh các khoa học khác: khoa học về độ tin cậy. Nhiệm vụ chủ yếu của ngành khoa học này là nghiên cứu qúa trình thay đổi các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm theo thời gian, thiết lập các quy luật xuất hiện hỏng của đối tượng và những phương pháp dự báo chúng. Đưa ra những phương pháp để nâng cao độ tin cậy của sản phẩm khi thiết kế và chế tạo cũng như các biện pháp để giữ nguyên độ tin cậy trong thời gian bảo quản và sử dụng. 1.2- Độ tin cậy của chi tiết máy trên cơ sở mòn [6], [9], [11], [14], [16] 1.2.1- Quan điểm xác suất về hiện tượng mài mòn Mài mòn của cặp ma sát là nguyên nhân chủ yếu dẫn tới sự hỏng dần dần của đa số các cơ cấu máy. Diễn biến của quá trình mòn trong thời gian làm việc phụ thuộc vào một loạt các nhân tố ảnh hưởng, chủ yếu là : - Sự tương tác giữa các bề mặt tiếp xúc, tải trọng, tốc độ chuyển động tưong đối, độ nhám bề mặt, những tính chất đàn hồi và dẻo của lớp bề mặt. - Các tính chất của kết cấu, công nghệ và điều kiện khai thác. Chúng không những tác động đồng thời mà còn ảnh hưởng lẫn nhau. Do đó kết quả quan sát được, chẳng hạn sự biến đổi lượng mòn theo thời gian, có thể nhận dạng này hay dạng khác không biết trước. Kết quả quan sát đó chỉ là một thể hiện của quá trình mòn ngẫu nhiên. Tất cả các thể hiện nhận được nhờ những quan sát khác nhau quá trình mài mòn trên các cặp ma sát đồng loại, dưới cùng một điều kiện làm việc tạo thành tập mẫu thể hiện của quá trình ngẫu nhiên. Như vậy, lượng mòn của các cặp ma sát đồng loại đó được đặc trưng bằng một họ đường cong U(t), trong đó mỗi đường cong (hay mỗi thể hiện) có một xác suất nhất định, ứng với điều kiện đã cho. Có 2 vấn đề cần quan tâm là: • Thời điểm các đường cong mòn vượt quá đường thẳng U = Ugh (Ugh là lượng mòn giới hạn). • Xác suất để lượng mòn ở một thời điểm xác định không rơi vào một miền cho trước. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
18 Hình 1.2 biểu diễn một quá trình mòn ngẫu nhiên của các cặp ma sát đồng loại, dưới cùng một điều kiện làm việc. Ở thời điểm cố định t = const, tung độ các thể hiện hay lượng mòn ở thời điểm ấy là đại lượng ngẫu nhiên. Đại lượng này có mật độ phân phối f(U). Còn ở lượng mòn cố định chẳng hạn U= Ugh = const, hoành độ các thể hiện ấy chính là tuổi thọ của cặp chi tiết - đó là một đại lượng ngẫu nhiên. Đại lượng này có phân phối là f(t). f(t) MËt ®é p.p tuæi thä P(Tt1) víi U=Ugh f(t) t 0 U f(U) víi t = t1 U Ugh Lù¬ng mßn P(UUgh) f(U) 0 MËt ®é ph©n phèi mßn t 0 t1 Thêi gian lµm viÖc Hình 1.2- Quá trình mòn ngẫu nhiên và các hàm mật độ phân phối f(U), f(t) Nếu Ugh là lượng mòn cho phép, thì sự kiện hỏng xảy ra khi lượng mòn trong khai thác vượt quá giá trị giới hạn ấy. Như vậy diện tích phần gạch chéo dưới đường cong f(U) chính là xác suất không xảy ra hư hỏng ở thời điểm t1; còn diện tích phần hình gạch chéo dưới đường cong f(t) chính là xác suất để trước thời điểm t1 không xảy ra hư hỏng hay là xác suất để tuổi thọ ngẫu nhiên T lấy giá trị không nhỏ hơn một số t1 cho trước. Từ hai phân phối đó có thể rút ra những kết luận tương Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
19 đương. Độ tin cậy của cặp ma sát tại thời điểm t1 được xác định bằng xác suất làm việc không hỏng tính theo lượng mòn hay theo thời gian làm việc như sau: R(t1) = P[U(t1)  Ugh] hay R(t1) = P(T  t1) (1.1) 1.2.2- Xác định các chỉ tiêu độ tin cậy theo thời gian hỏng do mòn Để xác định các chỉ tiêu độ tin cậy của nhóm chi tiết bị mài mòn có thể tiến hành theo hai cách: - Đánh giá những quy luật thay đổi tính chất vật lý trong quá trình hư hỏng. - Đánh giá các thông tin về thời gian hỏng hoặc về quá trình mài mòn nhờ phương pháp thống kê toán học. Theo cách thứ nhất, ảnh hưởng của các yếu tố chủ yếu đến độ tin cậy cần biết được bằng con đường giải tích, dựa trên kết quả nghiên cứu các quá trình cơ lý, hoá lý, nhiệt điện và sự cân bằng năng lượng. Nhưng do tính phức tạp của quá trình biến đổi tính chất của cặp chi tiết và tính đa dạng của các nhân tố ảnh hưởng thường không cho phép tìm ra một nghiệm kín. Theo cách thứ hai, có thể đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy theo thời gian hỏng và theo các thể hiện mòn qua kết quả thử nghiệm, đo đạc,...Vì vậy trong thực tế phân tích độ tin cậy, người ta thường áp dụng cách này. Khi xác định độ tin cậy theo thời gian hỏng, điều cần thiết là có số liệu thống kê về thời gian hỏng. Việc thu thập các số liệu ấy là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu. Nó liên quan tới mức độ chính xác của những kết luận được rút ra từ đó. Có số liệu về thời gian hỏng sẽ xác định được luật phân phối của chúng. Sau khi biết luật phân phối thời gian hỏng, các chỉ tiêu độ tin cậy của cặp chi tiết hoàn toàn được xác định. Nhược điểm của cách đánh giá độ tin cậy theo thời gian hỏng là ở chỗ, nó không cho biết mỗi quan hệ giữa các tham số của phân phối với các thông số kết cấu cũng như các thông số làm việc của cặp ma sát. Vì vậy không cho phép rút ra những kết luận về tính chất vật lý của quá trình hư hỏng, tức là khó có thể đưa ra những biện pháp hữu hiệu để nâng cao độ tin cậy của cặp chi tiết đang xét. Đánh giá độ tin cậy theo các thể hiện mòn do đó tỏ ra thích hợp hơn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
20 1.2.3- Xác định chỉ tiêu độ tin cậy theo các thể hiện mòn Các đại lượng đo được đặc trưng cho quá trình mòn thường là lượng mòn kích thước, tốc độ mòn, thể tích mòn, cường độ mòn và mật độ năng lượng ma sát. Xác định độ tin cậy theo các thể hiện mòn là tìm mối quan hệ hàm số giữa các đặc trưng trên với thời gian khai thác. Trong đa số trường hợp, sau thời kỳ chạy rà tốc độ của quá trình mòn có kỳ vọng và phương sai là các hằng số. Nói cách khác, các thể hiện mòn được coi là đường thẳng có hệ số góc (tốc độ mòn) bằng U’ (hình 1.3). Như vậy mô hình của một thể hiện mòn được biểu diễn bởi quan hệ tuyến U(t) = Ur + U’t tính: (1.2) Trong đó Ur là độ cao mòn sau thời gian chạy rà, U’ là tốc độ mòn. Hoặc nếu không kể thời kỳ chạy rà, vì thời kỳ đó quá ngắn so với toàn bộ thời gian phục vụ ta có: U(t) = U’t (1.3) Quá trình mòn ngẫu nhiên với thời gian liên tục và phổ thực hiện liên tục như vậy được quan niệm là quá trình Gauss. f(t) P(T  t2) f(t)khi U=Ugh t 0 U f(U) U Ugh P(U  Ugh) f(Ur) E(U)= E(Ur)+ E(U’)t E(Ur) 0 f(U f(U) t1 t2 0 t Hình 1.3- Các thể hiện mòn tuyến tính và các mật độ f(U), f(t) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn