Расчетно-экспериментальное определение гамма-процентного ресурса стрелы одноковшового экскаватора для генеральной совокупности конечного объема
Ознакомление с основной задачей машиностроительной отрасли. Рассмотрение погрешностей определения ресурса стрелы одноковшового экскаватора по выборке и совокупности. Исследование и характеристика гамма-процентных значений усталостного ресурса стрелы.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.05.2017 |
| Размер файла | 109,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Ростовский государственный строительный университет
Расчетно-экспериментальное определение гамма-процентного ресурса стрелы одноковшового экскаватора для генеральной совокупности конечного объема
Касьянов В.Е, Зайцева М.М., Котесова А.А., Котесов А.А., Котова С.В.
Ростов-на-Дону
Основной задачей машиностроительной отрасли является обеспечение надежности строительных машин, в частности одноковшового экскаватора (ЭО). Известно [1], что одним из основных показателей надежности (долговечности) является гамма - процентный ресурс. При этом значение ресурса, полученное по выборочным данным часто оказывается завышенным, что на практике может привести к преждевременным, то есть незапланированным отказам. Вместе с тем экспериментальное получение для совокупности деталей ресурса объема Nc=103 и более является очень долгим и дорогостоящим процессом, особенно для базовых деталей экскаватора, например, стрелы. машиностроительный одноковшовый экскаватор
В данной работе предлагается метод расчета гамма-процентного усталостного ресурса стрелы одноковшового экскаватора для совокупности конечного объема, с помощью аналитического метода определения параметров закона Вейбулла [2].
Обозначения, приведенные в алгоритме:
Kуi - коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений от сварки;
у - коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров поперечного сечения на предел выносливости детали; в - коэффициент, учитывающий состояние поверхности; шу - коэффициент, учитывающий остаточные напряжения при сварке; m1 - показатель угла наклона кривой усталости; г - заданная вероятность безотказной работы; Ac, Bc, Cc - параметры трехпараметрического распределения Вейбулла совокупности Трi; N0 - базовое число циклов нагружения; Nс - объем совокупности; ар-сумма относительных усталостных повреждений; у-1 - предел выносливости стали; усв - средневзвешенное напряжение в опасном сечении стрелы ОЭ.
Полученные при использовании предложенного алгоритма моделированные значения ресурса Трi аппроксимируются трехпараметрическим законом Вейбулла и с помощью аналитического метода определяются параметры распределения совокупности ресурса. Рассчитанные значения гамма-процентного ресурса стрелы ОЭ для совокупности и выборки при г%= 99; 99,9; 99,99;99,999 представлены в (табл. 1,2) [3].
Таблица 1 Гамма-процентный ресурс стрелы ОЭ для совокупности
|
Стали |
Параметры закона Вейбулла |
Тр99 |
Тр99,9 |
Тр99,99 |
Тр99,999 |
|||
|
Ас |
Вс |
Сс |
часы |
|||||
|
Ст 3 10 мм |
6560 |
1,44 |
693 |
962,70 |
748,00 |
704,78 |
696,05 |
|
|
Ст 3 12 мм |
2566 |
1,41 |
1080 |
1178,26 |
1099,13 |
10/83,74 |
1080,73 |
|
|
09Г2С 10мм |
68660 |
1,17 |
4694 |
6040,37 |
4881,41 |
4720,18 |
4697,66 |
|
|
09Г2С 12 мм |
19800 |
1,14 |
6444 |
6794,10 |
6490,27 |
6450,14 |
6444,81 |
|
|
15ХСНД 10мм |
292600 |
1,03 |
10189 |
13551,01 |
10546,64 |
10226,92 |
10192,75 |
|
|
15ХСНД 12мм |
127300 |
1,08 |
21722 |
23521,12 |
21934,71 |
21747,45 |
21725,25 |
Таблица 2 Гамма-процентный ресурс стрелы ОЭ для выборки
|
Стали |
Параметры закона Вейбулла |
Тр99 |
Тр99,9 |
Тр99,99 |
Тр99,999 |
|||
|
а |
в |
с |
часы |
|||||
|
Ст 3 10 мм |
6374 |
1,44 |
863 |
1124,09 |
915,49 |
873,49 |
865,01 |
|
|
Ст 3 12 мм |
2500 |
1,41 |
1140 |
1236,03 |
1158,94 |
1143,94 |
1141,01 |
|
|
09Г2С 10мм |
68008 |
1,17 |
5317 |
6650,22 |
5502,27 |
5342,57 |
5320,26 |
|
|
09Г2С 12 мм |
18707 |
1,14 |
7491 |
7821,47 |
7534,41 |
7496,50 |
7491,47 |
|
|
15ХСНД 12мм |
290727 |
1,03 |
11997 |
15337,55 |
12352,40 |
12034,73 |
12000,78 |
|
|
15ХСНД12мм |
125272 |
1,08 |
23655 |
25425,14 |
23864,00 |
23679,72 |
23657,88 |
Построены графики плотностей распределения ресурса выборки и совокупности (рис.1).
Рис.1. Графики плотности распределения ресурса выборки и совокупности: а - Ст 3 - 10мм; б - Ст 3 - 12мм; в - 09Г2С - 10мм; г - 09Г2С - 12мм; д -15ХСНД - 10мм; е - 15ХСНД - 12мм
Далее проведено обоснование необходимости перехода от распределения выборки к распределению совокупности ресурса стрелы ОЭ.
Определены погрешности между гамма-процентными значениями ресурса для совокупности и выборки:
где Tpгвi - гамма-процентные значения выборки ресурса;
Tpгсi - гамма-процентные значения совокупности ресурса; i=1…m.
Полученные погрешности определения ресурса и совокупности приведены в таблице 3.
Таблица 3 Погрешности (д %) определения ресурса по выборке и совокупности
|
г |
д % |
||||
|
99 |
99,9 |
99,99 |
99,999 |
||
|
Ст 3 10 мм |
14,36 |
18,29 |
19,31 |
19,53 |
|
|
Ст 3 12 мм |
4,67 |
5,16 |
5,26 |
5,28 |
|
|
09Г2С 10 мм |
9,17 |
11,28 |
11,65 |
11,70 |
|
|
09Г2С 12 мм |
13,13 |
13,86 |
13,96 |
13,97 |
|
|
15ХСНД 10 мм |
11,65 |
14,62 |
15,02 |
15,06 |
|
|
15ХСНД 12 мм |
7,49 |
8,08 |
8,16 |
8,17 |
Построены графики погрешности ресурса по выборочным данным и по данным совокупности (рис. 2).
Рис. 2.Графики определения погрешностей ресурса по выборочным данным и по данным совокупности: а - Ст 3 - 10мм; б - Ст 3 - 12мм; в - 09Г2С - 10мм; г - 09Г2С - 12мм; д -15ХСНД - 10мм; е - 15ХСНД - 12мм (А - 0,99; В - 0,93; С - 0,94; D- 0,95)
Таким образом, предлагаемый метод позволяет получить гамма-процентные значения усталостного ресурса стрелы одноковшового экскаватора для совокупности конечного объема по выборочным данным. При этом погрешность д между выборочным ресурсом и ресурсом совокупностью варьируется от 2,3 до 28,74 %. Из чего можно сделать вывод, что для вероятности безотказной работы 0,99 - 0,99999 значения рассчитанного по совокупности ресурса стрелы экскаватора не соответствует ресурсу, рассчитанному по выборочным данным [3], т.е. ресурс стрелы ОЭ для выборки будет завышенным, что приведет к незапланированным отказам.
Библиографический список
1. Серенсен С.В., Кагаев В.П., Шнейдерович Р.М. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. - М.: Машиностроение, 1975. - 488с.
2. Касьянов В.Е., Зайцева М.М., Котесова А.А., Котесов А.А. Оценка параметров распределения Вейбулла для совокупности конечного объема. В ВИНИТИ (в печати)
3. Зайцева М.М., Котесова А.А., Котесов А.А. Анализ вариантов изготовления стрелы одноковшового экскаватора. В ВИНИТИ. 07.04.2011 №164-B2011.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение размеров базы одноковшового экскаватора. Расчет элементов рабочего оборудования и гидроцилиндров. Анализ схемы усилий, действующих на оборудование прямой лопаты гидравлического экскаватора. Проверка устойчивости экскаватора к опрокидыванию.
курсовая работа [864,8 K], добавлен 09.06.2016Расчет объемного гидропривода универсального одноковшового экскаватора. Описание принципиальной гидравлической схемы. Выбор насоса. Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости, потерь давления в гидролиниях, гидроцилиндров.
курсовая работа [69,3 K], добавлен 19.02.2014Техническая характеристика, устройство, назначение и работа экскаватора. Расчет активных и реактивных сил и давлений в гидроцилиндрах рабочего оборудования при копании гидроцилиндром ковша. Определение технической производительности экскаватора.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 27.10.2022Подбор сечения металлоконструкции стрелы и расчет его основных характеристик. Определение максимального расстояния между раскосами в металлоконструкции стрелы. Проверка устойчивости башни. Проверка пальцев, соединяющих оголовок стрелы со стрелой.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 08.03.2015Расчет одноковшового экскаватора типа ЭШ-11.70 с учетом его рабочих параметров применительно к конкретным горнотехническим условиям. Определение мощности тяговой и подъемной лебедок драглайна, тяговый расчет гусеничного экскаватора, статические параметры.
курсовая работа [360,1 K], добавлен 10.12.2009Государственные стандарты по проблеме надежности энергетических объектов при эксплуатации. Изменение интенсивности отказов при увеличении наработки объекта. Вероятность безотказной работы. Показатели долговечности и модель гамма-процентного ресурса.
презентация [900,4 K], добавлен 15.04.2014Описание гидравлической схемы механизма подъема стрелы самоходного крана КС-6473. Определение основных параметров гидроцилиндра. Выбор посадок поршня, штока, направляющей и уплотнений. Расчет потерь давления, емкости бака и теплового режима гидросистемы.
курсовая работа [387,9 K], добавлен 14.12.2010Разработка разомкнутой системы электропривода рабочего механизма (подъем стрелы карьерного гусеничного экскаватора). Выбор двигателя и определение каталожных данных. Расчет сопротивлений реостатов и режимов торможения. Проверка двигателя по нагреву.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 13.08.2014Технические характеристики и описание крана КС-55713–1. Гидравлический привод механизмов крана. Работа гидрооборудования механизма телескопирования секций стрелы. Выбор рабочей жидкости и величины рабочего давления. Параметры и выбор гидродвигателя.
курсовая работа [437,7 K], добавлен 19.11.2013Разработка рабочего оборудования с увеличенной емкостью ковша и с увеличенной скоростью исполнения рабочих движений с целью увеличения производительности экскаватора. Общие, конструктивные и прочностные расчеты рабочего оборудования и его привода.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 15.08.2010Проведение расчета оси крепления рабочих площадок, оси траверсы, механизма подъема нижней стрелы и его оси, сварочного шва проушины к поворотной колонне самоходной площадки СПО-15М. Проверка опасного сечения нижней стрелы, расчет на устойчивость машины.
курсовая работа [860,1 K], добавлен 10.10.2012Назначение погрузчика фронтального одноковшового ТО-28А, технические характеристики и параметры погрузчика и его систем, устройство работы рулевого управления. Технологический расчет требований долговечности машины, ее элементов и ресурса машины.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.08.2011Основные преимущества одноковшовых экскаваторов с гидравлическим приводом. Выбор гидравлической схемы и ее описание. Определение мощности первичного двигателя, параметров насосной установки. Подбор силовых гидроцилиндров. Расчёт механизма поворота.
курсовая работа [119,1 K], добавлен 20.04.2017Характеристика сменной и годовой эксплуатационной производительности одноковшового экскаватора. Расчет производительности парка машин для подготовки горных пород к выемке. Исследование продолжительности погрузки, буровзрывной подготовки пород к выемке.
контрольная работа [50,8 K], добавлен 23.03.2012Граничные условия теплообмена на наружной поверхности и в каналах охлаждаемой лопатки авиационного газотурбинного двигателя. Выбор критической точки лопатки и предварительная оценка ресурса. Расчет температур и напряжений в критической точке лопатки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 02.09.2015Обзор существующих конструкций. Тяговый расчет экскаватора. Расчет на прочность, гидроцилиндра тяги, гидромолота, устойчивости экскаватора с рыхлительным оборудованием. Определение капитальных затрат, годовой эксплуатационной производительности машины.
дипломная работа [729,2 K], добавлен 09.02.2009Определение значений измеряемых величин. Выборочные совокупности результатов измерений. Статистические характеристики погрешностей результатов прямых многократных наблюдений. Наличие аномальных значений (выбросов). Среднее квадратичное отклонение.
задача [13,5 K], добавлен 27.07.2010Описание технологического процесса электрического оборудования экскаватора. Расчет и выбор электрооборудования и схемы включения, расчет заземляющего устройства. Определение мощности трансформатора предприятия. Требования охраны труда при эксплуатации.
курсовая работа [200,5 K], добавлен 26.11.2009Характеристика и организационная структура Златопольского завода по производству щебня. Краткая техническая характеристика и описание основных узлов экскаватора типа ЭКГ – 4,6, режимы и циклы их работы. Требование к электроприводу механизмов экскаватора.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 05.11.2010Кинематическая схема ходового механизма экскаватора. Определение геометрических размеров зубчатых колес и их кинематических параметров. Расчет мощности на валах механизма. Определение крутящих моментов на валах передачи. Промежуточный вал редуктора.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 25.02.2011
