Расчет характеристик надежности технических систем. Построение блок-схемы узла вагона для расчета структурной надежности

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Вагоны»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «НАДЕЖНОСТЬ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА»

НА ТЕМУ: «РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ПОСТРОЕНИЕ БЛОК-СХЕМЫ УЗЛА ВАГОНА ДЛЯ РАСЧЕТА СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ»

Вариант № 5

Выполнил:

студент гр. зПС-61

(Шифр1611-ПС-173)

Рубцов П.Н.

Проверил:

доцент каф. Вагоны

Коркина С.В.

Самара 2020

Содержание

Введение

Исходные данные для расчета

1. Расчет характеристик надежности технических систем

2. Технические характеристики вагона. Построение блок-схемы узла вагона для расчета надежности

3. Блок схема надежности буксового узла

Список используемой литературы

Введение

На сети железных дорог России круглосуточно обращаются по единому согласованному графику сотни тысяч локомотивов и вагонов, реализуется все возрастающий объем грузовых и пассажирских перевозок. Успешная работа железнодорожного конвейера обеспечивается непрерывной и интенсивной эксплуатацией огромного количества стационарных и передвижных технических устройств самых разнообразных типов, конструкций, различных назначений и принципов действия. Многие из них выполняют весьма ответственные функции, призваны обеспечивать безопасность движения поездов, функционируют в тяжелых эксплуатационных условиях, длительное время без осмотров и профилактики, к тому же в процессе движения доступ обслуживающего персонала к ним практически невозможен. Очевидна непосредственная взаимосвязь между технико-экономической эффективностью использования подвижного состава и уровнем его эксплуатационной надежности. Проведение правильной, научно-обоснованной технической политики в области надежности состоит в удовлетворении требования наиболее эффективного использования при минимальных затратах материальных, энергетических, трудовых ресурсов и максимальном обеспечении безопасности и бесперебойности движения поездов. Проблема надежности ПС может быть успешно решена лишь на основе системного подхода, обеспечивающего всеохватность, обязательность и постепенность реализации составляющих мероприятий. Пока же ее решение зачастую носит характер временных кампаний, слабо организованных и почти не планируемых. Задача повышения надежности решается разобщенными и эпизодическими мерами.

Системный подход предполагает комплексное решение проблемы с многосторонним учетом реальных факторов, воздействующих на состояние надежности технического объекта (узел, деталь), с планомерным объединением усилий причастных лиц и организаций (проектные и конструкторские бюро, заводы-изготовители, ремонтные заводы), с учетом влияния человеческого фактора. Существенная черта системного подхода целенаправленное сквозное решение проблемы надежности на трех стадиях создания и функционирования объекта от обоснования идеи его технической разработки до списания из эксплуатации.

Исходные данные для расчета

Вариант задания для построения блок-схемы узла вагона

1. Расчет характеристик надежности технических систем

1. Группировка данных. Интервал наработки 0...10000 часов разбиваем на разряды по правилу Старджена:

k = 1 + 3,3·lg29 = 5.

Число разрядов принимаем равным 5 c величиной ti = 2000 ч.

2. Расчет эмпирических характеристик надежности. По формулам вычисляем в каждом разряде значения fi*(t), i*(t) и Pi*(t). Результаты расчетов представляются в табличном виде (табл. 1.1).

==2,33•10-5

==1,67•10-5

==2•10-5

==2,66•10-5

==1•10-5

==2,33•10-5

==1,74•10-5

==2,17•10-5

==3•10-5

==1,2•10-5

Р==1

Р==0,9598

Р==0,9217

Р==0,8867

Р==0,8333

Таблица 1.1 - Расчет эмпирических характеристик

3. Выбор теоретического закона распределения. По данным табл. 1.1 строятся гистограммы эмпирического распределения.

Примем, что наблюдаемое изделие является сложным объектом, состоящим из множества элементов, вероятность отказов которых достаточно мала. Следовательно, можно выдвинуть гипотезу, что его отказы распределены по экспоненциальному закону. Этому предположению не противоречит и внешний вид гистограмм.

Рис. 1 - Гистограммы эмпирического распределения: а) плотность распределения; б) интенсивность отказов; в) вероятность безотказной работы

4. Определение параметров закона распределения. Экспоненциальный закон распределения является однопараметрическим, т.е. для его полного определения необходимо найти один параметр - интенсивность отказов. В настоящем примере параметр можно вычислить с использованием метода максимума правдоподобия по выражению (1.3):

Отсюда среднее время наработки до отказа Тср = 1/l= 1/2,16 ·10-5 = 46296 ч.

5. Проверка правильности принятой гипотезы осуществляется с помощью критерия Пирсона. Число разрядов при расчете критерия на единицу больше числа разрядов разбиения вариационного ряда k, так как добавляется интервал от ta до +. Результаты расчетов представлены в табл. 1.2.

Таблица 1.2 - Расчет критерия Пирсона

Число степеней свободы r в случае шести разрядов таблицы и одного параметра закона распределения, равно 4 (r = 6 - 1 - 1). Задавшись уровнем значимости a= 10%, по табл. 3 Приложения В в зависимости от P = 1 - a--=--9_--%--и числа степеней свободы r = 4 находим критическое значение--c²_кр = 7,78. Подсчитанное значение U2 = 6,923087 не попадает в критическую область (7,78; +), следовательно, принятая гипотеза об экспоненциальном законе распределения не противоречит статистическим данным.

6. Построение графиков теоретического распределения. Построение графиков функций f_i(t), l_i(t) и P_i(t) производим после расчета их значений по формулам

Рис. 2 - Гистограммы теоретического распределения: а) плотность распределения; б) интенсивность отказов; в) вероятность безотказной работы

2. Построение блок-схемы узла вагона для расчета надежности

Полувагон универсальный с разгрузочными люками модели 12-9853 с осевой нагрузкой 25т.с. производства АО «Тихвинский вагоностроительный завод» с увеличенным до 92 мі объемом кузова вагона нового поколения позволяет перевозить грузы широкого спектра плотности с использованием полной грузоподъемности. За один рейс данный вагон перевозит до 10% груза больше по сравнению с типовым.

Рис. 3

Технические характеристики

Значительным конкурентным преимуществом вагона являются увеличенные сроки межремонтных пробегов, которые обеспечивают снижение стоимости жизненного цикла вагона более чем в 3 раза. Полувагон полностью совместим с существующей инфраструктурой и может эксплуатироваться на всех типах погрузочно-разгрузочных терминалов.

Конструктивные особенности полувагона универсального с разгрузочными люками модели 12-9853:

1. Кузов полувагона:

Усиленная конструкция верхней обвязки снижает повреждаемость кузова при производстве погрузочных и разгрузочных работ;

Усовершенствованная конструкция обшивки боковых стен обеспечивает снижение трения груза о стенки, уменьшение износа обшивки, повышает устойчивость и снижает повреждаемость боковой стены;

Усовершенствованная конструкция торцевой стены обеспечивает повышение прочностных характеристик кузова.

2. Тормозная система:

Тормозная система укомплектована современными тормозными приборами с межремонтным сроком не менее четырех лет, арматурой для безрезьбового соединения тормозных трубопроводов, износостойкими втулками из композиционного прессовочного материала (КПМ) на основе формальдегидных смол, обеспечивающими ресурс по пробегу не менее 1 млн. км. Для полувагона модели 12- 9853 применена система раздельного потележечного торможения обеспечивающая более благоприятные условия торможения, обладающая большей эффективностью и надежностью по сравнению с традиционной схемой тормоза.

4. Ходовые части:

Применение тележек моделей 18-9810 и 18-9855 типа Barber S-2-R улучшает динамические характеристики вагона, повышает безопасность его эксплуатации, увеличивает межремонтный пробег и сокращает стоимость жизненного цикла изделия в целом.

3. Блок схема надежности буксового узла

вагон надежность распределение

Для расчета структурной надежности систем необходимо правильно составить структурную схему надежности. Под структурной схемой надежности понимается наглядное (графическое) представление условий, при которых работает или не работает исследуемая система. При составлении структурной схемы надежности важно не забывать о соединениях между элементами и включать их в схему в качестве отдельных элементов.

Простейшей формой структурной схемы надежности является параллельно-последовательная структура. На ней параллельно соединяются элементы, совместный отказ которых приводит к отказу системы. В последовательную цепочку соединяются такие элементы, отказ каждого из которых приводит к отказу объекта.

Список используемой литературы

1. Методические указания к выполнению контрольной работы для студентов специальности 23.05.03 Подвижной состав железных дорог, специализация «Вагоны» очной и заочной форм обучения / составитель: С.В. Коркина, - Самара: СамГУПС, 2017. - 24 с.

2. Пастухов И.Ф. Конструкция вагонов: Учебник для колледжей и техникумов ж.-д. транспорта. - 2-е изд. - М.: Маршрут, 2004.

Размещено на Allbest.ru