Прогнозування показників надійності технічних систем агропромислового виробництва за результатами статистичного моделювання

Abstract

В пропонованій статті розглянуто задачу прогнозування показників надійності водокільцевого вакуумного насоса, який входить до складу агрегату індивідуального доїння. Особливістю цього насосу є використання крильчатки, яка виготовлена з поліпропілену. В процесі роботи лопаті крильчатки, які знаходяться під впливом підвищеної температури, деформуються від дії зовнішніх навантажень. Враховуючи явище повзучості поліпропілену, з часом зазор між лопатями крильчатки і корпусом насосу поступово зменшується аж до заклинювання. Значною мірою цей процес визначає величину ресурсу насосу. В попередніх роботах були детально розглянуті питання визначення параметрів напруженодеформованого стану лопатей водокільцевого вакуумного насоса, а також дана інтервальна оцінка довговічності крильчатки. Але, для прогнозування показників надійності насосу в цілому, необхідна розробка математичної моделі, яка б дозволяла за параметрами конструкції визначати її очікуваний ресурс. Для вирішення поставленої задачі було використано статистичну модель, основану на використанні бутсреп-моделювання. На відміну від моделювання псевдовипадкових вибіркових значень, статистична бутстреп модель використовує реальні значення складових ресурсу окремих елементів конструкції, які були отримані за результатами ресурсних випробувань. З них, випадковим чином, формуються необхідні для статистичного аналізу вибірки. Такий підхід до моделювання вибірок, за якими визначається ресурс деталі, має ряд переваг у порівнянні з класичними методами формування псевдовипадкових вибірок, оскільки не потребує визначення виду і параметрів законів розподілу досліджуваних параметрів, а також дозволяє використовувати взаємопов'язані (векторні) параметри, які визначають ресурс окремого елемента конструкції. Таким чином, використання статистичного бутстреп-моделювання дозволило отримати інтервальну оцінку гарантованого середнього ресурсу поліпропіленової крильчатки, а також рекомендувати мінімальну величину зазору, яка забезпечить ресурс крильчатки по деформації повзучості не менше ніж нормативний ресурс доїльної установки.