Оптимизация вероятности безотказной работы стрелы одноковшового экскаватора
Для разных вариантов изготовления стрелы одноковшового экскаватора рассчитана величина удельных затрат как отношение суммарных затрат на изготовление (цена) стрелы и эксплуатационных затрат к объему разработанного одноковшовым экскаватором грунта. Учитывая, что объем разработанного грунта как произведение технической производительности на ресурс экскаватора (в том числе и стрелы) принимается… Читать ещё >
Оптимизация вероятности безотказной работы стрелы одноковшового экскаватора (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Оптимизация вероятности безотказной работы (ВБР) для заданного усталостного ресурса стрелы как базовой детали одноковшового экскаватора, является важной экономической задачей [1].
Оптимальное значение ВБР может быть получено в результате рассмотрения различных вариантов изготовления стрелы экскаватора.
В качестве возможных вариантов, связанных с изменением прочностных характеристик и действующего напряжения в опасном сечении стрелы, предлагается:
- 1. Увеличение толщины стенки стрелы (с 10 на12 мм).
- 2. Изменение марки стали (со Ст3 на 09Г2Сили 15ХСНД).
В связи с этим рассмотрено 6 вариантов изготовления детали (табл. 1).
Таблица 1. Возможные варианты изготовления стрелы одноковшового экскаватора.
№ варианта. | Марка стали. | Толщина стенки, мм. | |
Ст3. | |||
Ст3. | |||
09Г2С. | |||
09Г2С. | |||
15ХСНД. | |||
15ХСНД. | |||
Для разных вариантов изготовления стрелы одноковшового экскаватора рассчитана величина удельных затрат как отношение суммарных затрат на изготовление (цена) стрелы и эксплуатационных затрат к объему разработанного одноковшовым экскаватором грунта. Учитывая, что объем разработанного грунта как произведение технической производительности на ресурс экскаватора (в том числе и стрелы) принимается детерминированной величиной, то рассматривается изменение только суммарных затрат (не удельных), в зависимости от вариантов изготовления стрелы одноковшового экскаватора [1].
Суммарные затраты, связанные только с устранением отказов.
где — затраты на приобретение (цена) детали;
— затраты, связанные с отказами i-й детали.
где — затраты, связанные с одним отказом i-й детали;
— среднее количество отказов i-й детали за ресурс Тр.
где — затраты на устранение одного отказа (поиск отказа, разборка, сборка детали);
— затраты на приобретение одной запасной части;
— ущерб от простоя машины, а также машин, работающих с ней в общем комплексе, из-за одного отказа детали.
Где — суммарный ущерб от простоя всех машин учавствующих в работе, суммарные затраты.
где Цсi — i-я цена стрелы.
Моделирование ресурса Тр проводилось в соответствии с [2]. Полученные значения минимального ресурса Трmin, вероятности безотказной работы (ВБР) Pi, цена детали Цсi, суммарные затраты Зрi приведены в табл.2.
Таблица 2. Значения вероятности безотказной работы стрелы за 20тыс.ч. Pi, цена стрелы Цci, суммарные затраты Зрi i
№ варианта. | Pi | Цсi, руб. | Зрi, руб. | Зсумi, руб. | |
0,048. | 148 477,4704. | 244 477,5. | |||
0,196. | 146 381,8713. | 266 381,9. | |||
88 847,08117. | 224 847,1. | ||||
0,745. | 57 994,78036. | 223 994,8. | |||
0,855. | 36 469,69869. | 224 469,7. | |||
0,99 999. | 13 982,28045. | 243 982,3. | |||
По данным табл.2 построен график оптимизации ВБР за ресурс стрелы 20 тыс. часов (зависимости цены стрелы Цс, затрат, связанных с устранением отказов Зр, и суммарных затрат Зсум): а) — интервал вероятности 0 — 1,0; б) — интервал вероятности 0,99−0,95 (рис.1).
безотказный усталостный стрела экскаватор
Рис. 2. Оптимизация ВБР за ресурс стрелы 20 тыс. часов (зависимости цены стрелы Цс, затрат, связанных с устранением отказов Зр, и суммарных затрат Зсум): а) — интервал вероятности 0 — 10; б) — интервал вероятности 0,99−0,95
Таким образом при вероятности безотказной работы Р=0,999 за 20 тыс. часов, оптимальным вариантом является конструкция из стали 15ХСНД с толщиной стенки 12 мм.
- 1. Касьянов В. Е. Методика и результаты оптимизации при повышении безотказности серийных одноковшовых экскаваторов / Рост. инж. строит. ин-т. — Ростов — на — Дону. 1980. — 16с. — Деп. в ЦНИИТЭ. строймаше. 5.08.80 № 216
- 2. Зайцева М. М., Котесова А. А., Котесов А. А. Анализ вариантов изготовления стрелы одноковшового экскаватора; Рост. гос. строит. ун-т. — Ростов-на-Дону, 2011. -7 с.: ил. — Библиогр. 5 назв. — Рус. — Деп. в ВИНИТИ, № 07.04.2011 № 164 — В2011