книги из ГПНТБ / Терехин, Н. И. Расчет параметров объемной гидравлической передачи машин инженерного вооружения учебное пособие

При оценке надежности гидравлических передач, как правило, пользуются следующими параметрами: вероятностью безотказной работы в течение заданного срока службы P(t); средним временем безотказной работы Тс\ интенсивностью отказов 'k(t) и частотой отказов a(t). Обозначим: t—время безотказной работы, N0—число

гидравлических передач или число элементов гидропередач перед началом испытаний, пь — число гидропередач или элементов, вы­ шедших из строя за время ЬЛ.

№ ) Вероятность исправной ра­

боты в течение промежутка времени T > t определяется из

выражения

				t
				д t
	P ( t ) = lim					(t61)
	Д	0	N	0
	N 0->oo
	Очевидно,	p (0) =		1	и p(oo) =
	= 0 , поэтому 0 *CP(t) < 1.					Та­
	ким образом, надежность гид­
Р ис. 33. График вероятности безот­	ропередачи		определяется			как
казной работы гидропередачи	вероятность		того,	что время
	безотказной		работы		Т будет

больше заданного времени t. Это положение математически

записывается		в	виде
			P ( t ) = p { T > t ]					(162)
или представляется графически (рис. 33).							вероятность безотказ­
	При ограниченном числе			гидропередач
ной работы можно приближенно					определить		по формуле
			P ( t ) «	N 0 -	2 ' n ( t )
				------- - 7 --------,				(163)
					N 0
где ti(t) — число отказов к моменту времени t\.								передачи
	Среднее время		исправной	работы		гидравлической
определяется из выражения					t
					Д t
					2 nt A tcPl
			Тср =	lim	1	------		(164)
при	Д tcp. -> О и N 0-> оо,				*М>
где	Д^ср/ = у	(t_

90

По величине Тср можно определить необходимое количество за­

пасных частей на заданный срок службы гидравлйческой пере­ дачи. Частота отказов a(t) характеризует плотность вероятности

того, что время отказа находится в определенном интервале вре­ мени At\

	a(t) =	lim		(165)
		N , b t ,
при A tt -> 0 и N 0	oo.	и N 0 частота отказов определяется
При конечных значениях А/,
по формуле		П;
	a(t):			(166)
Интенсивностью отказов называют выражение
4 0	= lim----------- £		----------- ’	067)
	лД»	(N0 — 2	Д tt

представляющее собой отношение числа отказав в единицу време­ ни к числу гидропередач или элементов их, безотказно работаю­ щих к началу рассматриваемого промежутка времени. Очевидно,

М О -			“ м		,		(168)
			P(t)
00
	$a(t) dt =				1,		(169)
	0
		00					(170)
P{t) =		\	a(t)dt,
		t
			at				(171)
Тогда
W =	- ^ - l n			P	( 0 .		(172)
		at
Характеристика интенсивности				отказов		оостоит из	трех зон
(рис. 34): зоны приработки А,		в которой интенсивность					отказов
больше, зоны нор-мальной	эксплуатации В,					в которой	интенсив­

ность отказов постоянна, и зоны старения С, характеризующейся

выходом из строя из-за потери износной работоспособности.

91

Интенсивность отказов зависит от режима эксплуатации. При разгруженном режиме работы все зоны увеличиваются (пунктир­ ная линия на рис. 34), а винчения k(t) уменьшаются.

Для большинства гидравлических передач машин инженерного вооружения интенсивность отказов подчиняется экспоненциальному закону надежности, который в зоне нормальной эксплуатации при A —const описывается уравнениями: *

P ( t ) - e ~ X\	(173)
a(t) = l e ~ Xt.	(174)

W )

	Р ис. 34.	Характеристика интенсивности отказов
Учитывая,	что Гср=	для зоны нормальной		эксплуатации
(X=const)	закон надежности имеет вид
		P(t) = e	ср	(175)

Для элементов гидравлических передач машин инженерного воору­ жения заводы-изготовители указывают ресурс данного элемента в часах или в числе рабочих циклов, т. е. время, в течение которого элемент обладает долговечностью не менее h часов. Принимая

/ = /г, получим

_ _л_
P (t) = е hp .	(176)
При h = T cp P (t) =0,37.	безотказной работы и
Соотношение между средним временем

ресурсом определяет надежность, значения которой приведены в табл. 1 2 .

92

Т а б л и ц а 12:

Значения надежности в зависимости от

	Т’ср	р у )	ТСР	P(t)	тср	p(t)	J s .	p(t)
	h		h		~Т~
							h
	1000	0,999	19,6	0,95	1,44	0,30	0,331	0,050
	200	0,995	9,52	0,90	0,831	0,30	0,271	0,025
	100	0,990	4,48	0,80	0,662	0,20	0,217	0,010
	40	0,975	2,80	0,70	0,434	0,10	0,185	0,005

Из данных этой таблицы следует, что высокое значение надежно­ сти может быть получено только для малого времени эксплуата­ ции. Интенсивность отказов характеризуется чаще всего статисти­ ческими данными. В табл. 13 приведены данные по материалам VII Национального симпозиума США (1961 г.) по надежности и контролю качества для ряда элементов гидропередач, комплек­ тующих изделий и узлов деталей машин и контрольно-измеритель­ ной аппаратуры.

Расчет количественного значения надежности гидропередач машин инженерного вооружения основан на применении экспо­ ненциального закона распределения надежности

i=k

где \ = 2 К

/=1

k — число элементов гидропередачи.

Разделение гидропередачи на элементы различно и зависит от способа проведения анализа. В качестве примера рассмотрим определение надежности гидропередачи системы управления рабо­ чим органом войсковой котлованной машины МДК-2, состав ко­ торой и данные по интенсивности приведены в табл. 14.

Суммарная интенсивность отказов рассматриваемой гидропере­ дачи

Ю- 6 \ = 54,536.

Вероятность безотказной	работы в течение срока службы
t= 10 0 0 час будет
P{t) = e	54,536-10“6- 103 0,951.

9 3

								Т а б л и ц а	13
				Данные по интенсивности отказов элементов гидропередач
						Интенсивность отказов >.(0-Ю ‘ 6 —
	Наименование элементов							*	час
						наибольшая	средняя	наименьшая
	Гидравлические двигатели					7,15	4,3	1,45
	Клапаны			...........................................		8,00	5 ,1	2,00
	Клапаны запорно-выпускные .					10,2	6,5	1,98
	Клапаны		обратные .............................			14,1	5,7	3,27
	Клапаны		переключающие			1,62	0,5	0,26
	Клапаны		предохранительные			8,94	5,70	2,24
	Клапаны		разгрузочные . . . .			19,00	10,8	1,98
	Клапаны регулируемые . . .					19,80	8,5	1.00
	Краны тр ехходов ы е............................					7,41	4,6	1,87
	Краны	четырехходовые . .				7,70	4,6	1,11
	Краны челночные (пилоты) .					9,76	6,90	2,88
	Насосы	с гидроприводом				45,00	14,00	6,40
	Насосы		с механическим		приводом .	31,30	13,50	3,33
	Насосы	с электрическим			приводом .	27,40	13,50	2,90
	Поршни . . ....................................					0,35	0,20	0,08
	Регуляторы давления и				расхода	5,54	2,14	0,70
	Уплотнения			вращения	. . . .	1,12	0,70	0,25
	Уплотнения скольжения . . . .					0,92	0,30	0,11
	Силовые		гидроцилиндры . . . .			0,12	0,008	0,005
	Цилиндры			пневматические		0,013	0,004	0,002
	Б а к и	.........................................................				2,52	1,52	0,48
	Шланги		нормального давления .			.3,22	2,00	0,05
	Рукава	высокого давления				5,22	3,94	0,157
	Резервуары на нормальное давление.					0,144	0,08	0,044
	Резервуары			на высокое давление		0,324	0,18	0,10

					Продолж ение табл.		13
						б	1
				Интенсивность отказов ХП)«10			-----
Наименование элементов						’	час
				наибольшая	средняя	наименьшая
Теплообменники ....................................				18,6	15,00	2,21
Термостаты		...........................................		0,14	0,06	0,02
Нагревательные элементы				0,04	0,02	0,01
Вентиляторы............................................				3,57	2,40	0,89
Вентиляционные каналы . . . .				1,30	0,513	0,21
Воздуходувки		...................................		4,38	2,24	0,09
Кожухи пылезащитные . . . .				0,01	0,006	0,002
Муфты соединительные . . . .				0,049	0,025	0,001
Муфты фрикционные ............................				0,94	0,30	0,07
Муфты у п р ав л ен и я ............................				3,21	1,64	0,065
Шестерни	прямозубые		. . . .	4, 3	2,175	0,087
Кулачки	..................................................			0,004	0,002	0,002
Передачи	винтовые ............................			0,098	0,05	0,002
Передачи	зубчатые . . . . .			0,20	0,12	0,012
Подшипники		игольчатые и роликовые		1,0	0,50	0,02
Подшипники шариковые легкой серии				1,72	0,875	0,035
Подшипники		шариковые тяжелой		3,53	1,80	0,072
серии	...................................................
Подшипники		скольжения . . . .		0,42	0,21	0,008
Пружины...................................................				0,221	0,1125	0,004
Пружины	калиброванные			0,42	0,22	0,009
Датчики	давления .............................			6,6	3,5	1,7
Датчики	температур ............................			6,4	3,3	1,5
Датчики уровня жидкости				3,73	2,6	1,47
Счетчики	электрические .			5,77	1,375	1,35
Т ен зо м ет р ы ...........................................				15,0	11,6	1,01

95

				П родолж ение табл. 13
			Интенсивность отказов		Х(/)-1<Г6, —
Наименование элементов					час
			наибольшая	средняя	наименьшая
Т а х о м е т р ы ............................................			0,55	0,30	0,25
В и б р а т о р ы .............................		....... .	0,80	0,50	0,40
Выключатели тепловые . . . .			0,50	0,30	0,25
Генераторы	звуковой частоты		0,56	0,35	0,14
Головки магнитные записывающие .			0,26	0,18	0,13
Держатели	плавких предохранителей		0,10	0,02	0,008
Кристаллы	генераторов	колебаний .	1,10	0,60	0,10
Изоляция ...................................................			0,72	0,50	0,011
Двигатели	ш агов ы е.............................		0,71	0,37	0,22
Электродвигатели ............................			0,58	0,30	0,11

		Т а б л и ц а
	1	Среднее значе­
		ние интенсив­	о< 1 О
Наименование элементов	Количество,	ности отказов,
	шт.

1<г6 х(г), —

час

14

w

Редуктор насосов ....................................	1	0,12	0,12
Насос шестеренный НШ32ЭП	2	13,5	27,0
Б а к .........................................................	1	15,0	15
Клапаны о б р а т н ы е .............................	2	5,7	11,4
Распределитель ....................................	1	0,5	0,5
Д р оссел ь ...................................................	5	0,1	0,5
Гидроцилиндр силовой . . . .	2	0,008	0,016
		В с е г о .	. .54,536

Приведенный расчет необходимо уточнять, так как величина X

имеет разброс, различна для изделий, выпускаемых разными заво­ дами, и зависит от характеристики режимов нагружения и условий эксплуатации.

П Р И Л О Ж Е Н И Я

Зак. 878

П Р И Л О Ж Е Н И Е 1

ВЫПИСКА ИЗ «РУКОВОДЯЩЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА РТМ-2-67И (ОГРАНИЧЕНИЕ НОМЕНКЛАТУРЫ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ В МАШИНАХ ИНЖЕНЕРНОГО ВООРУЖЕНИЯ)».

Утверждено начальником инженерных войск СА 15.1.6$ г.

... В гидравлических системах установлен		следующий	ряд расходов:	18, 35,
70, 140, 280 л/мин. Указанный	ряд расходов	не распространяется на		гидро-
юбъемные передачи раздельного	исполнения.	В машинах	инженерного	воору­

жения рекомендованы узлы авиационного и общемашиностроительного приме­ нения. При создании и разработке гидравлических систем рекомендуется соблю­ дать это разграничение.

В гидроцилиндрах рекомендуется применять давление 100, 160, 200 кГ/см2

в соответствии с ГОСТ 6540—64.

Основные размеры гидравлических цилиндров приняты по ГОСТ 6540—64, а конструктивное исполнение силовых цилиндров по нормали НД 110-67 пред­ приятия п/я В-2632.

Гидравлические устройства

	Наименование	Условное
		обозначение
		Н а с о с ы
	Насос шестеренный	НШ-10
		НШ-32
		НШ-46
		НШ-67
		НШ-98
		НШ-39-2
		НШ-40
	Насос аксиально-порш­	Н-50-2
	невой регулируемый	Н 100-2
		НД № 2, 5
		ПД № 5
		ИД №> 10
		ПД № 20
	Насос ручной	НР01

ГОСТ, нормаль, каталог

ГОСТ 8753-58

Техническая карта Госу­ дарственного союзного конструкторского бюро стандартов

Каталог «Гидравличе­ ские приводы». М., изд. Дома техники, 1960.

Техническая карта ОКБ С № 01-569

7*

99

			Продолж ение	приложения 1
	Наименование	Условное	ГОСТ,	нормаль, каталог
		обозначение

Д в и г а т е л и г и д р а в л и ч е с к и е

		М-50
		М-100
		ИМ № 2, 5
		ИМ № 5
		ИМ № 10
		ИМ № 20
		МНА-Ф-0,004/16
		МНА-Ф-0,063/16
		МНА-Ф-0,010/16
Фильтры гидравлические		12 ГФ 10 СИ
сетчатые	отстойного	15 ГФ	12 СН
типа с	перепускными
клапанами		ФГ 11	CH/I
Фильтры	гидроциклон­	ГЦ-32
ные		ГЦ-40
		ГЦ-50
Сетчатые фильтрующие		340.043А
элементы		340.044А
		340.099А

а к с и а л ь н о-п о р ш ле вые -

Каталог «Гидравличе­ ские приводы». М., изд. Дома' техники, I960.

Каталог авиационных фильтров, М., Оборонгиз, 1968.

\

Р а с п р е д е л и т е л и			с	э л е к т р о м а г н и т ным у п р а в л е н и е м
Кран	трехпозиционный		ГА	144	Техническая карта
					ОКБ С №№ 01—233,
Кран	трехпозиционный	с	ГА	142/2	01-507, 01-50,
электромагнитным					01-033
управлением
Кран трехпозиционный		с	ГА 164 М/2
электромагнитный

гидрозамком

100