Обоснование номенклатуры запчастей на стадии проектирования Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Обоснование номенклатуры запчастей на стадии проектирования

рм=Р5- (1)

= 0,82 [- <-0,85^ <-0,85 J <-0,85^ I <-0,85^ <-0,8 " = 0,820 0.982-0,997 = 0,803

В. Н. Шиловский1 Петрозаводский государственный университет

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается методический подход и пример обоснования номенклатуры запчастей на стадии проектирования.

Ключевые слова: надежность, номенклатура запасных частей, проектирование лесных машин.

SUMMARU

This paper contains the methodical way and example of spare parts list ground at the design level.

Keywords: reliability, spare parts list, forest machine design.

Рассмотрим кинематическую и структурные схемы гидроманипулятора лесозаготовительной машины (рис. 1).

Рис. 1. Кинематическая и структурная схемы гидроманипулятора опытного трелевочного трактора типа ТБ-1М-(15,16)

Согласно методике, изложенной в работе [1], производим расчет показателей надежности и показателей долговечности манипулятора, которые сведены в табл. 1.

Вероятность безотказной работы манипулятора до предельного состояния, согласно структурной схеме надежности, представленной на рис. 1, равна:

1 Автор - профессор кафедры технологии металлов и

Далее производим построение структурной схемы и расчет показателей надежности стрелы (рис. 2).

3.1

- 3.2 г 3.5-3.11 "

- з.з ■■

- 3.4 3.12-3.19-

Рис. 2. Структурная схема расчета гамма-процентного ресурса до капитального ремонта стрелы

Выражение вероятности безотказной работы до предельного состояния стрелы имеет вид:

Рс = Рз. 1 I- < - Рз.2 Z<-P}.3Z<- Р}_4 3

' С- ^"^лг-злэЗ-

(2)

Вероятность отработки стрелой своего ресурса согласно формуле (2) равна:

Рс = 0,86 ■■ I - < - 0,90J < - 0,90 J < - 0,90^ {- < - 0,90^ • < - 0,90^ ] =

0,851

Величина вероятности удовлетворяет требованию, представленному в табл. 1.

Составим структурную схему и проведем расчет показателей надежности гидроцилиндра стрелы гидроманипулятора (рис. 3, 4).

Рис. 3. Детали, составляющие конструкцию гидроцилиндра

ремонта

© В. Н. Шиловский, 2003

Рис. 4. Структурная схема расчета показателей надежности гидроцилиндра стрелы

Выражение вероятности отработки гидроцилиндром своего ресурса имеет вид:

Р* = Р2.6 ' I" <" Р2.13 <" h. 111 I~ < Р22 3 <" h. 12 1

' I- < ?2А 1 С - ?2Х 3 I I- <- hs С - Pl.6 3 <- PlS 1 ■\-<-P2.1~2<-P2_W1\-<-P2.^<-P2.U1

(3)

Pk=l-K-Pl

кЗЗП

Вероятность отработки гидроцилиндром своего ресурса согласно выражению (3) равна:

Рг-0,90- |- <-0,90" <-0,90^ 4 - 0,93^ 4 - 0,90^ < - 0,90^ • |- <-0,96^ <-0,93^ |- <-0,9СЬ <-0,9сР <-0,96^ ■ |-<-0,90^ <-0,90^ |- <-0,96^ <-0,90^ • |-<-0,93]<-0,9(Р~ <-0,93^<-0,90]<-0,93"~=0,90.

Результата: расчетов приведены в табл. 1-4.

ОБОСНОВАНИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В НОМЕНКЛАТУРУ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ КОЛЬЦА 115-125-58-2-2

Установлено, что фактическая надежность кольца характеризуется следующими данными: гамма-восьмидесятипроцентный ресурс т =5000 моточасам; закон распределения ресурса - Вейбулла; коэффициент вариации ресурса V = 0,6; отношение среднего к гамма-восьмидесятипроцентному ресурсу К у = 2,0; вероятность безотказной работы до предельного состояния Рк = 0,80 ■

Рассмотрим варианты холодного резервирования кольца, с целью повышения вероятности безотказной его работы, до требуемой величины, равной 0,93.

Вариант I

Включение кольца в групповой комплект запчастей на пять тракторов

>

Рк\ О з-

= 1 - <- 0,80^ (- 0,8010 ^ 0,816 Вариант II

Включение кольца в комплект на два трактора

Рк=\-^-Р1 = 1 - <- 0,80^ (- 0,804 ^ 0,882

Вариант III

Включение кольца в индивидуальный комплект запасных частей

Рк

' С— Рк\ ' Рк2

= 1 - <- 0,80^ 0,8О2 ^ 0,928

Вывод: Необходимо включение одного кольца в индивидуальный комплект ЗПЧ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Надежность машин: Методические указания по расчету надежности на стадии проектирования машин и оборудования / А. В. Питухин, В. Н. Шиловский. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1994. 40 с.

Таблица 1

Итоговые расчеты показателей надежности узлов манипулятора

Наименование узла T мото-ч. Ki T' ■ 1 pl , мото-ч. Шифр* Закон распределения ** Vi T ■ -1 pyi , мото-ч. T ■ ± pyi , мото-ч. Kyi Pi Время замены, отн.ед.

1. Захватное устройство 10000 1 10000 2222 В 0,50 5000 5000 2,0 0,85 0,25***

2. Рукоять 10000 1 10000 2222 В 0,50 5000 5000 2,0 0,85 0,35

3. Стрела 10000 1 10000 2222 В 0,50 5000 5000 2,0 0,85 0,50

4. Колонна 10000 1 10000 2212 В 0,46 5000 5000 2,0 0,88 0,60

5. Основание 10000 1 10000 2212 В 0,50 5000 5000 2,0 0,82 1,00

Примечание: * шифр факторов, определяющих закон распределения ресурса, установлен согласно работе [1]; ** В - Вейбулла; *** время в долях времени разборки-сборки всего узла.

Тр - средний ресурс, К г- - коэффициент загрузки узла, Т^, Тр^ - соответственно средний и гамма-восьмидесятипроцентный ресурс узла в единицах собственной наработки, V - коэффициент вариации ресурса,

К* - соотношение среднего и гамма-восьмидесятипроцентного ресурса, Р\ - вероятность отработать гамма-процентный ресурс.

Таблица 2

Итоговые расчеты показателей надежности узлов стрелы

Наименование узла Тр , мото-ч. Кг Т ■ * рг' мото-ч. Шифр Закон распределения VI Т ■ Тру1, мото-ч. Г ■ РУ1 мото-ч. К]4 Р Время замены, отн. ед.

3.1. Корпус стрелы 10000 1,0 10000 2222 В 0,45 5000 5000 2,0 0,86 1,0

3.2. Гидроцилиндр 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,45

3.3. Рычаг 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,50

3.4. Тяга 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,35

3.5. Палец 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,10

3.6. Палец (2 шт.) 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,10

3.7. Палец 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,10

3.8. Палец 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,10

3.9. Палец 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,10

3.10. Палец 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,10

3.11. Палец 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,10

3.12. Рукав высокого давления (РВД) 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,10

3.13. РВД 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,05

3.14. РВД 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,05

3.15. РВД 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,05

3.16. РВД 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,05

3.17. РВД 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,05

3.18. РВД 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,05

3.19. РВД 10000 1,0 10000 2222 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90 0,05

Примечание: Тр - средний ресурс, Кг- - коэффициент загрузки узла, Т^ , Трр ~ соответственно средний и гамма-восьмидесятипроцентный ресурс узла в единицах собственной наработки, Vг - коэффициент вариации ресурса, к* - соотношение среднего и гамма-восьмидесятипроцентного ресурса, Р\ - вероятность отработать гамма-процентный ресурс.

Таблица 3

Относительное время замен и режим работы деталей гидроцилиндра

Наименование детали Номер по каталогу Шифр Время замены, отн.ед. Коэффициент использования

1 2 3 4 5

2.1. Кольцо уплотнительное МБ-110.05.612 1221 0,70 1,0

2.2. Кольцо уплотнительное 115-125-58-2-2 1121 0,70 1,0

2.3. Втулка МУ-80.36.00 1121 0,65 1,0

2.4. Втулка МУ-80.36.008 1121 0,70 1,0

2.5. Кольцо защитное МУ-80.36.009 2121 0,10 1,0

2.6. Гильза цилиндра МУ-80.36.110. 1221 1,00 1,0

2.7. Гайка (крышка) МУ-80.36.003 1221 0,75 1,0

2.8. Грязесъемник 3-63 1121 0,80 1,0

2.9. Винт В.М8-6д* 12.14Н 1221 0,10 1,0

Продолжение табл. 3

1 2 3 4 5

2.10. Поршень МУ-80.36.001 1221 0,50 1.0

2.11. Шток МУ-80.36.330 2221 0,55 1.0

2.12. Гайка МУ-80.36.006 1221 0,45 1.0

2.13. Шайба МУ-80.36.007 2121 0,50 1.0

2.14. Втулка МУ-80.36.004 1221 0,60 1.0

2.15. Кольцо уплотнительное МУ-80.36.005 1121 0,60 1.0

2.16. Кольцо уплотнительное 050-058-46-2-2 1221 0,60 1.0

2.17. Кольцо уплотнительное 115-125-58-22 1121 0,60 1.0

2.18. Подшипник ШС-50 100 Б-2621106 1221 0,20 1.0

Таблица 4

Итоговые расчеты показателей долговечности деталей гидроцилиндра привода стрелы

Наименование и номер по каталогу Т мото-ч. Т ■ Р), мото-ч. Закон распределения V Т мото-ч. Т ■ Рд, мото-ч. К]4 Р

2.1. Кольцо уплотнительное МБ-110.05.612 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.2. Кольцо уплотнительное 115-125-58-2-2 10000 10000 н* 0,35 7500 7500 1,5 0,93

2.3. Втулка МУ-80.36.00 10000 10000 н 0,30 7500 7500 1,5 0,96

2.4. Втулка МУ-80.36.008 10000 10000 н 0,30 7500 7500 1,5 0,96

2.5. Кольцо защитное МУ-80.36.009 10000 10000 н 0,35 7500 7500 1,5 0,93

2.6. Гильза цилиндра МУ-80.36.110 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.7. Гайка (крышка) МУ-80.36.003 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.8. Грязесъемник 3-63 10000 10000 н 0,30 7500 7500 1,5 0,96

2.9. Винт В.М8-6д* 12.14Н 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.10. Поршень МУ-80.36.001 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.11. Шток МУ-80.36.330 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.12. Гайка МУ-80.36.006 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.13. Шайба МУ-80.36.007 10000 10000 н 0,35 7500 7500 1,5 0,93

2.14. Втулка МУ-80.36.004 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.15. Кольцо уплотнительное МУ-80.36.005 10000 10000 н 0,35 7500 7500 1,5 0,93

2.16. Кольцо уплотнительное 050-058-46-2-2 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

2.17. Кольцо уплотнительное 115-125-58-2-2 10000 10000 н 0,35 7500 7500 1,5 0,93

2.18. Подшипник ШС-50 10000 10000 В 0,40 5000 5000 2,0 0,90

Примечание: *н - нормальный.

Тр - средний ресурс, К г- - коэффициент загрузки узла, 7^, Тр^ - соответственно средний и гамма-восьмидесятипроцентный ресурс узла в единицах собственной наработки, VI - коэффициент вариации ресурса,

- соотношение среднего и гамма-восьмидесятипроцентного ресурса, Рг - вероятность отработать гамма-процентный ресурс.

Тр - средний ресурс, К г- - коэффициент загрузки узла, 7^, - соответственно средний и гамма-

восьмидесятипроцентный ресурс узла в единицах собственной наработки, VI - коэффициент вариации ресурса,

- соотношение среднего и гамма-восьмидесятипроцентного ресурса, Рг - вероятность отработать гамма-процентный ресурс.