Надёжность башенного крана

Надёжность подъёмно-транспортной машины закладывается ещё на этапе проектирования. Она представляет собой совокупность нескольких факторов: общей конструкции техники, состав материалов которые используются при ее изготовлении, защитные приспособления и приборы контроля, система смазки, пригодность к ремонту и взаимозаменяемость деталей. Эффективная работа оборудования, экономическая привлекательность для покупателя также во многом зависят от надёжности, то есть способности работать непрерывно долгое время без принудительных остановок на непредвиденный ремонт и обслуживание. Теоретически надёжность определяется самими разными показателями, из ряда которых выделяются основные критерии – это ремонтопригодность, долговечность, сохраняемость и безотказность. Специалистами МИИТ было проведено исследование надёжности подъёмно-транспортной техники на примере подъемного крана башенного типа. В качестве основного критерия надёжности для подъёмно-транспортного оборудования был принят самый распространённый показатель – вероятность безотказной работы. Для расчёта вероятностных значений этого параметра был принят экспоненциальный закон распределения, как наиболее точно описывающий имеющиеся статистические данные. В виде формулы он записывается следующим образом:

где P(t) – вероятность безотказной работы, ω – поток отказов, а t – время безотказной работы механизмов. Для определения суммарного параметра потока отказов используется эмпирическая формула: 

 

при этом подсчёт отказов идёт следующим образом. Подъёмно-транспортный механизм башенного крана, делится на основные части: металлоконструкция, механизмы подъёма груза, передвижения и т.д. Полученные шесть основных элементов разбиваются на более мелкие составляющие, общее число которых достигает 77 элементов. Таким образом, суммарный поток отказов оказался равен 0,00858601. Дальнейший расчёт параметра вероятности безотказной работы подъёмно-транспортной машины был определён для ряда периодов работы механизма – 8, 16, 24 и 100 часов соответственно. Расчёт показал следующие интересные результаты:

 

После получения данных параметра вероятности работы механизма вычисляется средняя наработка системы на отказ. Принимая во внимание взятый за основу расчёта экспоненциальный закон распределения вероятности, параметр средней наработки системы на отказ вычисляется по следующей формуле:

 

 

по принятым расчётным нормам средняя наработка на отказ для подъёмно-транспортных механизмов должна быть не ниже, чем 100 часов. Для исследуемого образца башенного крана расчётный параметр средней наработки системы на отказ оказался равен примерно 116 часов, что указывает на достаточную надёжность крана. Применяя весь накопленный за долгие годы опыт проектирования при расчёте надежности сложных управляемых систем, учёные пришли к выводу (который подтверждается статистикой, а также произведенными контрольными вычислениями), что использование в проектируемых конструкциях подъёмно-транспортных механизмов универсальных деталей, выполненных в промышленных масштабах с соблюдением ГОСТ, ведёт к увеличению обобщенного параметра надёжности. Таким образом, надёжность подъёмно-транспортного механизма, собранного из промышленно выпускаемых стандартных элементов, будет выше, чем надёжность механизма, сделанного по уникальным чертежам из нестандартных деталей. При этом в процессе конструирования при выборе из ряда стандартных изделий следует руководствоваться данными параметра потока или интенсивности отказов или, другими словами, выбирать более надёжные детали для проектируемой машины.