21 Определение вероятности безотказной работы валов и осей.

1. Валы могут при работе иметь несколько опасных  зон, разнесенных по их длине. Основные нагрузки валов – моменты вращения от установлен ных  на  них  зубчатых  колес,  цепных  звездочек,  шкивов,  муфт.  

Для  валов барабанов  лебедок  еще  учитывается  в  качестве  нагрузки  натяжение  каната (от  допускаемой  нагрузки  на  крюке  веса  подвижных  частей  талевого механизма).

2.  Рассматривается  безотказность  работы  валов  под  совокупным  воз действием напряжений изгиба и кручения, изменяющихся по разным циклам. Так, при расчете нормальных напряжений от изгиба сечений подъемного ва ла буровой лебедки, валов и осей, расположенных между подъемным валом и двигателями, валов привода ротора и его быстроходного вала принимают ко эффициенты асимметрии Rσ = –1 (симметричный цикл). По касательным на пряжениям от крутящего момента расчет ведется с коэффициентом асиммет рии Rτ = 0 (отнулевой цикл). Для  трансмиссионного и  кривошипного  валов насосов,  а  также 

 валов  их  привода  принимаются  при  расчетах   Rσ  = –1, Rτ = 0,25 (асимметричный цикл)

3. Коэффициенты запасов выносливости по нормальным и касательным напряжениям  рассчитываются  по  

приведенным  выше  формулам.  Запас  выносливости  вала  при  совокупном  действии  нормальных  и  касательных  напряжений определяется по формуле

Вероятность безотказной работы  вала P(t) с данным запасом выносли вости  определяется  по  квантили

  нормированного  нормального  распределения

где  1Д a , V-1     V а  коэффициенты вариации предела выносливости и нагрузки соответственно; V а коэффициентвариации нагрузки для буровых и нефтепромысловых машин может быть принят в пределах 0,1–0,3.

22 Определение вероятности безотказной работы валов и осей.

Прогнозирование надежности оборудования осуществляется на стадиях разработки технического предложения, эскизного и технического проектов.

Исходная информация:

1) конструкторская документация для соответствующих стадий разработки;

2) статистические данные о надежности изделий-аналогов в эксплуатации;

3) результаты испытаний, включающие сведения о нагруженности деталей и сборочных единиц;

4) сведения об условиях эксплуатации геолого-технических, природноклиматических, организационных и т. д.

Буровые и нефтепромысловые машины и оборудование при прогнозировании их надежности рассматриваются как сложные системы, состоящие из функционально связанных элементов – деталей и сборочных единиц.

Сложные системы могут быть соединены между собой последовательно (А),параллельно (с резервированием) (Б) или иметь смешанное соединение (В)

Алгоритм прогнозирования надежности нефтепромысловых машин:

1. Классификация деталей и сборочных единиц по степени ответственности и установление требований безотказности.

2. Выбор элементов системы, приводящих к ее отказам.

3. Выбор метода прогнозирования (зависит от этапа проектирования,точности исходных данных и принятых допущений).

4. Составление структурной иерархической схемы с расположением

сборочных единиц и деталей по уровням в порядке подчиненности и отражением связей между ними (функциональных, силовых, кинематических).

5. Определение надежности элементов с разбиением по уровням на группы: элементы, показатели которых определяют расчетным методом; элементы с заданными показателями надежности; элементы, показатели которых надо определять опытно-статистическим методом или методами испытаний.

6. Определение надежности элементов которых определяется расчетными методами: выявляют спектры нагрузок и другие особенности эксплуатации, для чего составляют функциональные модели изделия и его элементов;

устанавливают критерии отказов и предельных состояний и группируют элементы системы по этим критериям; выбирают методы расчета элементов системы для каждой из групп,составленных по критериям отказа и предельных состояний; проводят расчеты на прочность, долговечность, т. е. в соответствии с ГОСТ 27.301–83 «Надежность в технике. Прогнозирование надежности изделий при проектировании. Общие требования».

7. Проводятся сравнение показателей надежности отдельных деталей,сборочных единиц и комплексов по выбранным конструктивным схемам.

8. Делают вывод о пригодности системы. Если расчетные показатели ее надежности ниже заданных, то разрабатывают мероприятия по их повышению.