Надёжность тракторов: мифы и реальность

Машины, поступающие на рынок, должны иметь сертификат соответствия, который подтверждает возможность их использования с точки зрения безопасности для человека и окружающей среды.

Однако эффективность использования машины в сельскохозяйственном производстве, кроме очевидных требований по безопасности, определяется ещё и такими важными характеристиками, как производительность, качество выполняемых операций, расход топлива и смазочных материалов, возможность агрегатирования с другими машинами и орудиями, удобство в управлении, обслуживании и ремонте и, конечно же, надёжность. Оценка машин по этим показателям системой их обязательной сертификации не предусмотрена. Поэтому для правильного выбора машины потребителю необходимы объективные данные именно о важнейших потребительских характеристиках, о которых рассказывает к.т.н. Владимир АРХИПОВ (НАТИ).

Существует мнение, что надёжность тракторов зарубежного производства заметно выше, чем отечественных (выпускаемых заводами России и стран СНГ). Прежде чем рассмотреть, насколько это мнение обоснованно, договоримся об основных понятиях. Не искушенный в тонкостях научно-технической терминологии потребитель зачастую понимает под надёжностью некоторую обобщенную качественную характеристику — б/у спецтехника редко ломается. Терминологический стандарт (ГОСТ 27.002—89) предлагает более полное и точное определение: надёжность — это способность машины выполнять требуемые функции в заданных условиях и режимах использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Такое определение предполагает, что надёжность характеризуется совокупностью единичных свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Естественно, для тракторов последнее свойство имеет существенно меньшее значение, чем три остальных, но для комбайнов и других сельскохозяйственных машин, имеющих сезонный характер использования, сохраняемость зачастую определяет реальный срок службы. Таким образом, для оценки надёжности машины необходимо использовать комплекс показателей, характеризующих количественно все (или, по крайней мере, большинство) перечисленные выше единичные свойства.

Например, для характеристики одного из важнейших свойств — безотказности — обычно используют такой показатель, как средняя наработка на отказ (или на «сложный» отказ — именно такой показатель предусмотрен «Системой добровольной сертификации сельскохозяйственной техники и тракторов по показателям назначения»). Для тракторов, как и для комбайнов и большинства других сложных машин, характерен относительно короткий начальный период эксплуатации, в течение которого возникает значительное количество «ранних» отказов, вызванных теми или иными производственными дефектами. После «выжигания» этих дефектов интенсивность отказов снижается и сохраняется на примерно постоянном уровне в течение достаточно длительного периода эксплуатации, определяющегося долговечностью машины. К концу этого периода начинают проявляться отказы, вызванные износом деталей, накоплением усталостных повреждений, возрастанием динамических нагрузок (вследствие увеличения зазоров в сопряжениях) и другими факторами «старения» машины. Поэтому интенсивность отказов начинает расти, что свидетельствует о приближении предельного состояния агрегатов и узлов машины, при достижении которого потребуется капитальный ремонт или замена составных частей, исчерпавших свой ресурс. Типичный характер зависимости интенсивности отказов тракторов от наработки показан на диаграмме.

Отметим, что для зарубежной практики характерно и другое решение: при наметившейся тенденции к возрастанию интенсивности отказов трактора владелец продает его «во вторые руки» (second hand), приобретая новую машину. Очевидно, что перед продажей «во вторые руки» такой трактор проходит предпродажную подготовку, а зачастую и восстановительный ремонт (как правило, силами дилера), объём и содержание которого определяются фактическим техническим состоянием трактора.

Вернемся к характеристике безотказности тракторов. Как следует из сказанного, интенсивность отказов тракторов существенно изменяется с ростом их наработки. Поэтому упомянутый показатель — средняя наработка на отказ — существенно зависит от величины контрольной наработки, в ходе которой оценивают безотказность. Из этого следует весьма важный для практики вывод: если мы хотим сравнить безотказность тракторов разных марок (или сопоставить среднюю наработку на отказ с каким-либо нормативом), то такая оценка будет правильной только в случае сопоставимости контрольной наработки тракторов сравниваемых марок.

Здесь необходимо сделать еще одно, исключительно важное замечание. Многочисленными исследованиями подтверждено, что даже в условиях хорошо отлаженного серийного производства не удается обеспечить полную технологическую однородность отдельных экземпляров (образцов) тракторов и других сложных машин. Также неизбежны и некоторые различия условий их эксплуатации, даже при специальных эксплуатационных испытаниях. Вследствие этого количество (и номенклатура!) отказов, произошедших за одну и ту же наработку, будет существенно отличаться у разных образцов.

Поэтому, когда мы хотим определить среднюю наработку на отказ за какую-либо контрольную наработку, мы должны понимать, что речь идёт именно о средней величине этого показателя, которую можно определить только при наличии данных по нескольким образцам (партии) машин одного и того же конструктивного и технологического исполнения. При этом каждый из таких образцов (например, экземпляров серийной машины) должен отработать в примерно одинаковых условиях в течение наработки, близкой к контрольной. Изучение статистических закономерностей показало, что для оценки безотказности тракторов с приемлемой точностью их минимальное количество должно быть не менее 5 при специально организованных испытаниях и не менее 10—15 машин — при наблюдении за ними в реальной эксплуатации.

Таким образом, для правильной оценки безотказности и долговечности машин необходим достаточно большой объём достоверной и сопоставимой информации об их отказах (достижении предельных состояний агрегатов и узлов), собранной в ходе длительных эксплуатационных испытаний (подконтрольной эксплуатации). Поэтому результаты оценки надёжности всегда относятся к машинам, выпущенным задолго до момента проведения оценки. Оценка машин, сходящих с конвейера завода, в настоящее время носит достаточно условный характер и основывается на предположении о стабильности хода серийного производства.

В этом заключается одно из принципиальных отличий показателей надёжности от всех других технических характеристик машины.