ify"> де - коефіцієнт запасу міцності;- Середнє значення межі витривалості матеріалу вала;- Середнє значення діючої на вал навантаження; і - коефіцієнти варіації межі витривалості матеріалу валу і діючої на вал навантаження.
Для стали 18Х2Н4МА
;
(вибираємо з межі 0,04 ... 0,10);
;
.
За таблицями нормального розподілу в залежності від значення квантиля знаходимо, що ймовірність безвідмовної роботи вала
P (t)=0,7794 + 0,0029=0,7823.
Для стали 15Х2ГН2ТРА
;
(вибираємо з межі 0,04 ... 0,10);
;
.
За таблицями нормального розподілу в залежності від значення квантиля знаходимо, що ймовірність безвідмовної роботи вала
P (t)=0,8486 + 0,0023=0,8508.
З розрахунків бачимо, що ймовірність безвідмовної роботи вала зі сталі 15Х2ГН2ТРА вище, ніж вала зі сталі 18Х2Н4МА.
4.3 Міцність деталі
Міцність деталі - властивість матеріалу чинити опір руйнуванню під дією внутрішніх напружень, що виникають під впливом зовнішніх сил. Властивість конструкції виконувати призначення, не руйнуючись протягом заданого часу.
Міцність підрозділяють на статичну, під дією постійних навантажень, динамічну і втомну (витривалість), що має місце при дії циклічних змінних навантажень.
Для конструкцій розрізняють загальну міцність - здатність всієї конструкції витримувати навантаження без руйнування, і місцеву - та ж здатність окремих вузлів, деталей, з'єднань.
Розрахунок на міцність деталі (шестерні) зробимо за формулою [9], с. 162.:
=,
де - коефіцієнт запасу міцності в залежності від середніх значень межі текучості і напруги, вибираємо за довідковими даними;- Коефіцієнт варіації межі текучості;- Коефіцієнт варіації межі тиску по [1].
Для стали 18Х2Н4МА
=0,18; =.
По таблиці значень нормальної функції розподілу знаходимо ймовірність безвідмовної роботи:
.
Для стали 15Х2ГН2ТРА
; =.
По таблиці значень нормальної функції розподілу знаходимо ймовірність безвідмовної роботи:
P (t)=0,7054 + 0,0034=0,7088.
В результаті одержуємо, що ймовірність безвідмовної роботи деталі шестерня, виконаної з двох різних матеріалів практично однакова.
сталь деталь підшипник вал
5. Економічний ефект заміни вихідного матеріалу на сталь 15Х2ГН2ТРА
Розрахуємо економічний ефект від застосування запропонованої стали 15Х2ГН2ТРА.
Величина річної програми дозволяє розрахувати витрати на матеріали за вирахуванням вартості відходів за [4]: ??
,
де Цм, Цо - ціна кг. матеріалу і відходів,
Мз, Мо, Мд - маса заготовки, відходів, деталі (кг).
Ціна відходів зазвичай становить (0,1-0,2) Цм. Якщо врахувати коефіцієнт використання матеріалів (КІМ) і ЦО=0,1 Цм, тоді витрати на матеріал для річної програми:
.
Для стали 18Х2Н4МА
П=500 дет/рік, Цм=640 р./кг, Цо=65 р./кг, Мд=3,3 кг
Для стали 15Х2ГН2ТРА
П=500 дет/рік, Цм=385 р./кг, Цо=38,5 р./кг, Мд=3,3 кг
Річний економічний ефект
Е=3625600-2181025=1444575 рублів.
Висновок
Таким чином, в результаті зробленого аналізу ми виявили, що працездатність досліджуваного вузла вельми висока. Так само провели розрахунок за двома аналоговим матеріалами, що дає нам право стверджувати, що основні параметри змінилися не значно, а десь змінилися в позитивну сторону. Розрахували економічний ефект від застосування запропонованої сталі. За своїми властивостями сталь 15Х2ГН2ТРА є аналогом стали 18Х2Н4МА, тому доцільно виконувати виготовлення деталі «вал-шестерня» зі сталі 15Х2ГН2ТРА. Наочно етапи розрахунку представлений?? на плакаті ДП160700.ДТС11.08.ПЛ4.
Список використаних джерел
1. Взаємозв'язок довговічності з механічними властивостями, хімічним складом і коефіцієнтом інтенсивності напружень. Б. Поляков, 2005
2. Григор'єв В.А., Кузнєцов С.П., Гішваров А.С., Бєлоусов А.Н., Бочкарьов С.К., Випробування авіаційних двигунів. Підручник для вузів. М .: Машинобуду...
