7.2 Проведение анализа видов и последствий потенциальных отказов Failure Mode and Effects Analysis (fmea) зажима цангового
6.2.1 Анализ функций зажима цангового
Главная функция: Прижим образца V1.
Объекты окружающей среды:
V1-образец;
V2-вал
Обозначение |
Функциональные элементы (детали) |
Функция (подфункция) |
Обеспечиваемая функция |
01 |
Цанга |
1.1 Зажимает образец V1 под действием осевого усилия втулки конусной 02; 1.2Раскрытие при снятии усилия с конусной втулки 02 1.3 Удержание смазки в пазах |
Х
Х
0 |
02 |
Втулка конусная |
2.1 Удерживает цангу 01
|
0 |
03 |
Корпус |
3.1 Закреплен на валу V2 3.2 Обеспечивает взаимную ориентацию цанги (по средствам втулки 02) и образца V1 |
0 Х |
04 |
Гайка |
4.1 Стопорит корпус 03 с валом V2 |
0 |
7.2.2 Матрица отбора элементов зажима цангового по критериям применения
№ п/п |
Критерии применения |
Детали |
|||
01 |
02 |
03 |
04 |
||
1 |
Потенциальная угроза |
9 |
9 |
3 |
3 |
2 |
Высокие затраты при отказе |
9 |
3 |
1 |
1 |
3 |
Функционально важная деталь |
9 |
9 |
1 |
1 |
4 |
Взаимозависимые детали |
9 |
3 |
1 |
1 |
5 |
Показатель приоритета абсолютный |
36 |
24 |
6 |
6 |
6 |
Показатель приоритета относительный |
0,47 |
0,32 |
0,08 |
0,08 |
7 |
Производительный анализ FMEA |
да |
нет |
нет |
нет |
7.2.3Функциональная структура зажима цангового
V1
V2
04
01
02
03
7.2.4 FMEА зажима цангового
№/n |
|
Последствия отказа |
Kn |
Меры по обнаружению |
Kн |
Причины |
Меры по предупреждению |
Ko |
Kp |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Элемент 01. Функция 1.1 Зажимает образец V1 под действием осевого усилия втулки конусной 02 |
|||||||||
1 |
Осевой сдвиг образца относительно цанги (самоустраняющийся отказ) |
Сбой в работе (неработоспособное состояние) |
6 |
- |
10 |
Нестабильное усилие трения из-за отклонений взаимного расположения поверхностей |
Ужесточить допуски взаимного положения поверхностей |
6 |
360 |
8 Расчет пружины кручения
Наибольший рабочий крутящий момент М2=11000 Н∙мм, наибольший рабочий угол закручивания α2=140°; пружина класса I, разряда 3.
Допускаемое напряжение на изгиб в Н/мм2: [σиз]=1,25[τ3]
Для стали 60С2А [τ3]=560 Н/мм2.
[σиз]=1,25∙560=700 Н/мм2.
Индекс пружины i=8.
Коэффициент формы сечения и кривизны витков:
=(4∙8-1)/(4∙8-4)=1,11.
Диаметр проволоки:
=5,6
мм, принимаем d=6
мм.
Диаметр пружины:
D = id = 8∙6 = 48 мм;
D1 =D+d = 48+6 = 54 мм;
D2 = D-d = 48-6 = 42 мм.
Нормальное напряжение при М2:
= 
Н/мм2.
Число рабочих витков:
Предельный угол закручивания:
.
Наименьшее число витков:
Наименьший рабочий крутящий момент:
М1=0,2 М2=0,2∙11000=2200 Н∙мм.
Наименьший рабочий угол закручивания:
.
Зазор между витками: δ=0,5 мм.
Длина пружины: l0 = (n+1)d+nδ = (16+1)∙6+16∙0,5 = 110 мм.
Предельно допустимый крутящий момент:
М3=1,25 М2=1,25∙11000=13750 Н∙мм.
Шаг пружины: t = 6+0,5 = 6,5 мм.