Расчет надежности комплексов горных машин на стадии проектирования при различных видах их соединения.

Перед расчетами надежности проводится работы по составлению логической схемы расчета. Она проводится в 3 этапа:

1. Описывается работа исправного изделия, как функциональное изделие, какой элемент, как и какую часть времени, работает, в общем, времени работы машины, в результате составляется перечень свойств исправлений изделия.

2. Описывается возможность отказа всех элементов и изделия в целом, при этом формируется понятие отказов, определяется влияние каждого отказа на работоспособное изделие.

3. Составляется структурная модель без отказной работы, при этом различают два метода структурного анализа сборочных единиц а) логический б) формализованный. Логический метод используется в тех случаях, когда требуется определить все возможные

сочетания появления придельного состояния сборочных единиц по критерию замены базовой детали. Формализованный метод используется как по критерию придельного состояния, так и по критерию отказа сборочных единиц. Определение доступности каждой детали для ее разборки и замены. Надежность изделия характеризуется не только надежностью ее элементов, но и способом соединения узлов между собой. Соединение элементов бывают послед, параллельные, смешенные.

При последовательном отказ элементов влечет отказу всего изделия. Если отказ каждого элемента является случайным не зависимым событием и известна вероятность без отказной работы элементов, то вероятность без отказной работы всего изделия будет = произведения вероятности.

При последовательном надежность изделия всегда меньше каждого из составляющих его элементов. Если изделие состоит из параллельных соединённых элементов одинакового назначения его работоспособность будет обеспечена при сохранении работоспособности хотя – бы одного элемента. При смешанном соединении при взаимодействии элементов надёжность определяется с использованием зависимости параллельного и последовательного соединений. Резервирование – одно из средств повышения надежности. Если для нормальной работы изделия необходимо работоспособное состояние n элементов из m параллельно взаимодействующих, то m-n является резервным. При активном резервировании имеется включающееся устройство для включения резервных элементов при пассивном – постоянно включен. Общее резервировании изделие резервируется целиком, раздельное – узлы.

63.

Природа и причины возникновения отказов горных машин.

Отказ – событие, заключается в нарушение работоспособного состояния.

Отказ механич устройств происходит из-за

1. превышение прочности изделия

2. усталостный отказ возникает при превышение нагрузки придела выносливости материала, когда нагрузка переменная.

3. из-за износа (абразивный, абразивно-коррозийный)

4. отказ из-за коррозии

5. из-за старения материала

6. из-за несоответствия материала климатическим условиям

Гидро и пневмо системы отказывают из-за нарушение герметичности, перегрева рабочей жидкости, загрязнение рабочей жидкости, кавитации, возникновения концентрата.

Электрические устройства отказов из-за превышение напряжения, частота и сила тока в обмотках электроаппаратах, старение полимерных материалов и изоляции, переохлаждение и перенагрев.

Причины отказов делятся: конструкционные, заводские, эксплуатационные.

64.

Какие существуют режимы движения жидкостей и газов?

По каким формулам рассчитываются потери напора и давления в элементах гидросистемы: трубопроводах,

фильтрах, золотниках, задвижках и т.д.?

Каковы размерности всех величин в этих Формулах?

Ламинарный режим характеризуется параллельно струйным упорядоченным движением частиц жидкости. Для этого режима движения все основные 2, закономерности могут быть установлены не только экспериментально, но и выведены аналитически.

Рис. 5.2. Схема к установлению закономерностей ламинарного режима движения

– закон распределения скоростей по сечению круглой трубы при ламинарном режиме движения формула Стокса.

– закон изменения касательных напряжений вдоль радиуса

Значение числа Рейнольдса, соответствующее переходу ламинарного режима движения в турбулентный и наоборот называется критическим. Экспериментальными исследованиями установлено, ;

По Прандтлю турбулентной поток состоит из двух областей: ламинарного подслоя и турбулентного ядра потока, между которыми существует еще одна область – переходный слой. Совокупность ламинарного подслоя и переходного слоя в гидродинамике называют обычно пограничным слоем.

К местным сопротивлением относятся различные фасонные участки трубопровода или русла (колена, тройники, задвижки и др.), в которых наблюдается неравномерное движение жидкости. В местах резкого изменения живого сечения или направления потока происходит отрыв потока от стенок и образуются так называемые «застойные» или водоворотные зоны, что является основным источником потерь напора.

Определение потерь напора в местных сопротивлениях Нм производится по формуле Вейсбаха

где – коэффициент местного сопротивления, который для различных местных сопротивлений находится опытным путем, а при расчетах принимается из справочников.

Значение коэффициента в общем случае зависит от конфигурации проточной части местного сопротивления и числа Рейнольдса.

где – коэффициент местного сопротивления при квадратичном законе сопротивления, значения которого берутся из таблиц;

– поправочный коэффициент, зависящий, так же как и , от рода местного сопротивления.

Иногда при расчетах местные сопротивления заменяют эквивалентной им длиной прямолинейного трубопровода.

Эквивалентной длиной называется такая длина прямолинейного участка трубопровода, потери напора в котором равны потерям напора в данном местном сопротивлении при одинаковых расходах жидкости.

,

где – расчетная длина трубопровода.

– единичное сопротивление по длине (сопротивление 1 м прямой трубы) и – единичное местное сопротивление (сопротивление фасонной детали, у которой ).

Величины и носят название также обобщенных параметров. При расчетах трубопроводов значения и берут из таблиц.

Потери напора в длинных трубопроводах могут быть вычислены значительно проще.

где

– потери на участке, где n – номер участка;

– потери в трубопроводе;

– сопротивление трубопровода при последовательном соединении.

65.