II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

Рассматриваемая зубчатая муфта является элементом последовательной системы привода рабочих валков автоматстана, в которой отказ одного элемента приводит к отказу системы в совокупности.

Зубчатая муфта, соединяющая ведомый вал редуктора с ведущим валом шестерной клети, имеет предохранительные устройства в виде срезных пальцев. В связи с большим числом её отказов была переработана конструкция предохранительных элементов, что потребовало оценки напряжений модернизированной муфты.

Для совершенствования конструкции предохранительного устройства важно оценить надёжность самой муфты. Особенностью объектов с предохранительными элементами является необходимость оценки двух противоречивых событий: безотказности передачи нагрузки, необходимой для совершения работы, и безотказности срабатывания (разрушения) предохранительного устройства.

В результате, решение этой задачи имеет две стадии. На первой определяется надёжность работы муфты, заданной её конструкцией и размерами на основании учёта реальных, измеренных нагрузок. Второй стадией является расчёт конструктивных размеров и технических требований для предохранительного устройства на базе максимальной вероятности его срабатывания при недопустимых перегрузках. В основу оценки надежности зубчатой муфты положены данные результатов статистической обработки натурных производственных замеров крутящих моментов на шпинделях рабочих валков автоматстана ТПА - 140. Осциллограмма активной мощности электродвигателя показала, что маховый эффект массивных зубчатых колёс редуктора защищает элементы конструкции, предшествующие зубчатой муфте, от случайных воздействий пиковых нагрузок.

Значение вероятности безотказной работы зубчатой муфты при нормальном законе распределения внешних нагрузок определяется с помощью квантили нормального распределения.

На основании измеренных нагрузок наибольший крутящий момент равен 375 кНм, что даёт основания для выбора в качестве предельно длительно действующего момента зубчатой муфты автомат стана ТПА 140 значение кНм. Обычно крутящий момент срабатывания муфты  во избежание случайных включений, берут  . В нашем случае кНм. Коэффициент вариации разрушающего момента, равный коэффициенту вариации предела прочности срезного пальца, обычно принимают . В соответствии с выше приведённым выражением получено значение квантили нормального распределения , что соответствует вероятности безотказной работы модернизированной зубчатой муфты  P(T) = 0,9987.