Курсовая работа: "Расчёт надёжности мотор-колеса"


Список сокращений

ВБР – вероятность безотказной работы

МТ – мотор-колесо


Общие положения

Исходные данные для оценки надёжности МК:

  • исходя из условий применения, МК является восстанавливаемым изделием постоянного применения. Надёжность МК будет оцениваться через ВБР МТ;
  • ВБР МК будет оцениваться для двух вариантов построения МК, отличающихся составом и временем непрерывной работы;
  • ВБР МК должна составлять не менее 0,9.


1 вариант построения:

Состав МК:

- асинхронный электродвигатель;

- подшипник;

- редуктор;

- корпус.

ВБР будет оценена для следующего времени работы МК: 1000 ч, 5000 ч, 10000 ч.


2 вариант построения:

Состав МК:

- асинхронный электродвигатель;

- подшипник;

- корпус.

ВБР будет оценена для следующего времени работы МК: 1000 ч, 5000 ч, 10000 ч.


Под отказом МК понимается событие, обусловленное отказами элементов МК, приводящее к невыполнению операций штатного цикла, для которых предъявляются требования по надёжности.

Под элементом МК понимается единица оборудования, обеспечивающая выполнение какой-либо операции цикла.

Основные допущения, принятые в расчёте:

  • отказы элементов МК образуют простейший поток, то есть обладают свойствами ординарности, стационарности и отсутствия последствия;
  • закон распределения наработки на отказ элементов МК подчиняется экспоненциальному закону (в этом случае интенсивность отказа есть величина постоянная);
  • для оценки надёжности допускается использовать результаты испытаний и эксплуатации аналогичных элементов (агрегатов);
  • все элементы МК одного наименования являются отдельно равнонадёжными, имеющими одинаковую величину интенсивности отказов;
  • при выполнении расчётов считается, что выполнен полный объём технического обслуживания в соответствии с требованиями эксплуатационной документацией и МК к началу рабочего цикла полностью работоспособно;
  • расчёт надёжности выполнен в соответствии с ГОСТ 27.30195 и ГОСТ Р 51901.14-2007.


1.Расчёт надёжности МК, вариант 1

В качестве исходных данных для выполнения оценки надёжности МК были взяты интенсивности отказов элементов МК из источника [1] и на основании экспертной оценки.

Показатели надёжности МК, вариант 1 приведены в таблице 1.1.

1.1. Показатели надёжности МК варианта 1

Наименование элемента МК

Количество, шт.

Интенсивность отказов, λ∙10-6, 1/ч

Асинхронный электродвигатель

1

8,6

Редуктор

1

0,2

Подшипник

1

0,21

Корпус

1

0,01


Расчёт ВБР элементов МК проводится по формуле (1.1).

  1. (1)


где λ – интенсивность отказов элемента типа при работе, 1/ч;

τ – время работы элемента типа в операции, ч.


Результаты расчёта ВБР элементов МК для разного времени работы приведены в таблице 1.2. Далее составляется структурная схема надёжности.

1.2. Результаты расчёта МК варианта 1

Наименование элемента МК

Время работы

ВБР, P

Асинхронный электродвигатель

1000

0,991436874

5000

0,95791139

10000

0,917594231

Редуктор

1000

0,99980002

5000

0,9990005

10000

0,998001999

Подшипник

1000

0,999790022

5000

0,998950551

10000

0,997902203

Корпус

1000

0,99999

5000

0,999950001

10000

0,999900005


Структурная схема надёжности МК приведена на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Структурная схема надёжности КТС вариант 1


Поскольку здесь используется последовательное соединение элементов, общая ВБР МК вычисляется путём произведения ВБР P каждого элемента структурной схемы надёжности по формуле (1.2).

  1. (2)



Результаты расчёта ВБР МК для разного времени работы приведены в таблице 1.3

1.3. Результаты расчёта ВБР МК варианта 1

Общая ВБР МК

Время работы, ч

ВБР

1000

0,991020558

5000

0,955901887

10000

0,913748417


2.Расчёт надёжности МК, вариант 2

В качестве исходных данных для выполнения оценки надёжности МК были взяты интенсивности отказов элементов МК из источника [1] и на основании экспертной оценки.

Показатели надёжности МК, вариант 2 приведены в таблице 1.4.

1.4. Показатели надёжности МК варианта 2

Наименование элемента МК

Количество, шт.

Интенсивность отказов, λ∙10-6, 1/ч

Асинхронный электродвигатель

1

8,6

Подшипник

1

0,21

Корпус

1

0,01


Расчёт ВБР элементов МК проводится по формуле (1.3).

  1. (3)


где λ – интенсивность отказов элемента типа при работе, 1/ч;

τ – время работы элемента типа в операции, ч.


Результаты расчёта ВБР элементов МК для разного времени работы приведены в таблице 1.5. Далее составляется структурная схема надёжности.

1.5. Результаты расчёта МК варианта 2

Наименование элемента МК

Время работы

ВБР, P

Асинхронный электродвигатель

1000

0,991436874

5000

0,95791139

10000

0,917594231

Подшипник

1000

0,999790022

5000

0,998950551

10000

0,997902203

Корпус

1000

0,99999

5000

0,999950001

10000

0,999900005


Структурная схема надёжности МК приведена на рисунке 1.2

Рис. 1.2. Структурная схема надёжности КТС вариант 2


Поскольку здесь используется последовательное соединение элементов, общая ВБР МК вычисляется путём произведения ВБР P каждого элемента структурной схемы по формуле (1.4).

  1. (4)



Результаты расчёта ВБР МК для разного времени работы приведены в таблице 1.6

  1. 6. Результаты расчёта ВБР МК варианта 2

Общая ВБР МК

Время работы, ч

ВБР

1000

0,99121878

5000

0,95685827

10000

0,91557774


Выводы

Сравнительный анализ двух вариантов построения МК показал, что оба варианта удовлетворяют заданным требованиям по надёжности МК, а именно ВБР не менее 0,9.

Результаты анализа ВБР МК для разных вариантов построения МК приведены в таблице 1.7.

  1. 7. Результаты анализа вариантов построения МК

Время работы, ч

ВБР

Общая ВБР МК 1 вариант

1000

0,991020558

5000

0,955901887

10000

0,913748417

Общая ВБР МК 2 вариант

1000

0,99121878

5000

0,95685827

10000

0,91557774


Источники информации:

1.Интенсивность отказов элементов [Электронный ресурс] / Areliability, – Электрон. журн., 2019. – Режим доступа к журн.: https://areliability.com/intensivnost-otkazov-elementov-spravochnik/ , свободный. – Загл. с экрана. – Язык рус.


Нормативные документы

  1. ГОСТ Р 51901.14-2007 Менеджмент риска. Структурная схема надежности и булевы методы
  2. ГОСТ 27.30195 Надёжность в технике. Расчёт надёжности. Основные положения

.. / Демидов

Название Обновлен Размер
12 января 2020 277 КБ
12 января 2020 12 КБ