МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬНОГО, ДОРОЖНОГО И КОММУНАЛЬНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ СССР

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО И ТРАКТОРНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ СССР

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ, ДОРОЖНЫЕ, КОММУНАЛЬНЫЕ

МАШИНЫ

И ОБОРУДОВАНИЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТРАКТОРЫ

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Этап разработки технического задания и технического проекта

РД 22/23-27.61-87

МОСКВА 1 988

Группа Г02

РУКОВОДЯИМЙ ДОКУМЕНТ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ, ДОРОЖНЫЕ И КОММУНАЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТРАКТОРЫ

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Этап разработки технического задания и технического проекта

Дата введения 1.07.1988г.

Настоящий руководящий документ (РД) устанавливает порядок и методы расчета требований к показателям надежности машин и оборудования, их сборочных единиц и деталей на первых этапах проектирования и распространяется на изделия основной номенклатуры отрасли строительного, дорожного и коммунального машиностроения, а также на промышленные тракторы, выпускаемые предприятиями сельскохозяйственного и тракторного машиностроения.

^Г) Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения (ВНИИстройдормаш)

3.4.4. Аля_изделий_неремонт^уемого_класса критерий предельного состояния совпадает с критерием отказа. Для этих изделий показатель долговечности (ресурс) равен наработке до первого отказа.

3.5. Для_изделий_ремонтируемого_класса, при оценке надежности которых используется_критерий_предельнрго_срстряния_пр_миниму-TPY32§ух.затрат на восстановление работоспособности (п.3.4.1), требования к показателям долговечности определяются в следующей последовательности.

3.5.1. Средний ресурс до предельного состояния определяется по величине амортизационного срока службы

Тр.ср = -Та_:_8760_:„^Ки ,    _ш

SC"-¹

где К_и = К_иг . К_вд • К_с

К = число_дней_работы_в_году , ^иг    ___    ,

К = ^часовая_продолжительность_рабочего дня ид    24

-    при односменной работе = 0,34;

-    при двухсменной работе К_и^ = 0,67;

-    при непрерывной работе К_вд = I;

К = фактическое_время_работы_машины_в_смене ^с 8

Значения К^, K^, K_Q для ряда машин даны в приложении I, значение С принимать, в интервале от 0,8 до 0,9, а значения Tot даны в приложении 2.

Если проектируемое изделие должно работать до списания без

РД 22/23-27.61-87 С. II

У    М

где коэффициент К^ определяется но номограшам (черт.I-з) в зависимости от заданного значения у , закона распределения ресурса и его коэффициента вариации    . Ключ к номограшам

показан на черт. 4.

Значение V* и вид закона распределения ресурса принимаются исходя из таол. 2 в тех случаях, когда отсутствует информация о распределении ресурса изделия-аналога.

3.5.2. Минимальные предельные ремонтные оперативные затраты (i?Kp) определяются по затратам агрегатно-узловой технологии капитального ремонта машин или же составляют их долго ( /\)пр ).

Справочные нормативы ремонтных затрат на слесарные операции даны в приложении 3.(допускается использовать заводские нормативы).

^ кр ⁼ (^подг ⁺ ^разб ⁺ ^сб ⁺ ^закл^пр * ^ где Е_подг - оперативные затраты на подготовительные операции

(очистка машины, мойка, слив ГСм);

Хразо " ^0А1иРа™вные затраты на поузловую разборку машины;

2_с(5    -    оперативные    затраты на сборку машины из новых или

заранее отремонтированных узлов;

2 зэпЛ " оперативные затраты на заключительные операции после сборки (регулировка, испытание, окраска);

Д_Пр - коэффициент сокращения минимума предельных ремонтных затрат Д_пр^ I.

Оперативная продолжительность подготовительных работ при

СЛ2 РД 22/23-27.61-87

капитальном ремонте проектируемой машины принимается по опыту ремонта машин-аналогов и включает в себя следующие операции:

-    чистку, мойку машины;

-    слив горюче-смазочных материалов;

-    постановку машины на пост для разборки.

Оперативная продолжительность полной разборки машины оценивается по демонтажным работам при агрегатно-узловой технологии ремонта.

Оперативная продолжительность сборки машины оценивается по монтажным операциям вбех узлов машины из новых или заранее отремонтированных с необходимым набором наладочных и регулировочных технологических переходов при монтаже узлов.

Оперативная продолжительность заключительных работ оценивается по затратам на следующих операциях:

-    заправке машины горюче-смазочными материалами;

-    проверке функционирования всех узлов;

-    испытании машины в целом;

-    окраске машины.

Затраты на разборку и последующую сборку машины определяются по принятой технологической последовательности операций.

___1____ 2разб.	I j 2 j 3 У 4 J 5 ! J УУ> I	-----Тгтгодг-Т--—= ______!|?_закл_|_2_кр_ ! j !
2сб.	Т Jfc-£ t ! -н \	i i i

Номограмма для оценни ресурсных показателей при логарифыи-чвони-норыальном завоне распределения

	hd 3=1 ГО ГО ч го \А I ГО чз 00 -о
—Т-,-^-—--- 40    $    6    it    г    30    4.0    50    во    70    SO    ВО    95    97    9S    Э9% Яерт.З

C. 76 РЛ 22/25-27. 67-87

/ии-оч работы с номограммами Элр опреде/в/чи9> отношения среднего и Зо/ниа- процентного ресурсоё
-р- -Ц ** РУ 1 \ / ^	1/
Черт, 4

Зар ионты обрoj сё они я струнтцрнь/х схе/н

/но дернем сс rn w

Р (^тр%)~~ Р< Р*

Р(Тр%)= р<

Zp=qsj>

Р(Трх) = /- (/-$}(/- Рг) (1' Р>) ZR= 7,0s

Rh ~ ^9 Pi + Rs—/

Таблица 2

Ориентировочные значения коэффициентов вариации распределений ресурсов машин и сборочных единиц

Факторы, определяющие вид распределения    (Вид зако- ^Пределы изме-

--------_т---------_г--------1---------(на рас- (нения коэффи-

Процесс разруше-(Условия работы (Степень нагру- Технология из- _тпределения[циента вариа-ния__^_____j_________^_женности₁____,£°£°^л^ния___j ресурса (ции

из наши- ,уста- | стабиль- _f изменяю-! максим * , средние | высокая ('средняя (    _}

вание [Лость (ные |Щиеся | нагрузки |Нагрузки(    ( |    j

СЛ8 РД 22/23-27.61-87

3.5,3. Определяются оперативные затраты, необходимые для проведения текшего ремонта машины:

^тр кр    (4)

Значения об для различных машин зависят от сложности их конструктивного решения и должны быть в интервале от 0,2 до 0_?5_в

3.5₀4. За критерий предельного состояния каждой сборочной единицы (узла) принимаются оперативные затраты» необходимые для выполнения разборки на детали и сборки ремонтируемого изделия (справочные нормативы времени на слесарные операции даны в приложении 3)„

Количественно критерий предельного состояния i-того узла оценивается по выражению

I    Л    I    ■.    (5)

Z'_L=Z подг ⁺ Z разб ⁺ Zc6 ⁺ Z закл ⁷

где 2'_ПОд_Г - оперативные затраты на демонтаж сборочной единицы*,

2*разб ~ оперативные затраты на полную разборку, промывку и дефектовку деталей;

Z*c6 “ ^опеР^ативные затраты на сборку узла;

^'эакл " ^0ПеР^ативные затраты на заключительные операции.

Каждая из составляющих выражения (5) вычисляется по сумме продолжительности технологических переходов в составе соответствующих операций с заданной последовательностью с учетом рабо-i чей позы оператора на каждом переходе (приложение 4).

РД 22/23-27.61-87 С.19

В состав подготовительных операций входят:

-    слив горюче-смазочных материалов (если это необходимо);

-    чистка и мойка машины (если это необходимо);

-    демонтаж узлов и элементов, мешающих подходу к отказавшему узлу*

-    демонтаж отказавшего узла и перенос его на место разборки.

В состав слесарно-разборочных операций входят:

-    разборка узла на детали;

-    мойка и дефэктовка деталей.

В состав слесарно-сборочных операций входят:

-    сборка узла из годных и восстановленных деталей, а также из запасных частей;-

-    регулировка и наладка нормального функционирования всех деталей в собираемом узле.

В состав заключительных операций входят:

-    регулировка и испытание узла на стенде;

-    монтаж узла на машину;

-    монтаж ранее демонтированных узлов и элементов, закрывающих доступ к данному узлу;

-    проверка работы машины с отремонтированным узлом.

3.5.3 Перечисленные в п.п. 3.5.2, 3.5.3 и 3.5.4 величины

определяются разработчиками по данным эксплуатации машин аналогичного класса и назначения с учетом действующих нормативов и компоновочного решения проектируемой машины и ее узлов.

При наличии достоверных данных затраты на ремонт машины в целом и сборочных единиц могут оцениваться не только временем, но и трудоемкостью или стоимостью выполнения ремонтных работ.

С.2 РД 22/23-27.61-87

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

I.I. Используемые в настоящем РД термины и основные понятия о надежности соответствуют государственным терминологическим стандартам.

1.2.    Расчеты надежности на стадии проектирования выполняются с целью обеспечения соответствия предъявляемых требований к показателям надежности сборочных единиц и деталей требованиям к показателям надежности изделия в целом.

1.3.    Номенклатура показателей надежности, подлежащих расчету на различных этапах проектирования, определяется государственными и отраслевыми стандартами на данную продукцию, документально оформленными техническими требованиями заказчика, стандартами типа ОТТ, техническими условиями и другой нормативнотехнической документацией, включая стандарты и РД на показате

ли качества и показатели надежности

С.20 РД 22/23-27„61-87

3.5.6. Ранги ремонтных затрат сборочных единиц определяют-ся по выражению

(6)

3.5*7. Составляется упорядоченный ряд рангов ремонтных затрат в порядке убывания их значений

>oc>Rj>Rj₊i>Rrv,

где П - число узлов в машине.

Расчет рангов сводится в таблицу по следующей форме.

Номер Т ,    ]    ,    1    ,    Т    , I Т

^сЙшщы !^2подг! ^2раэб ! ^2сб! ^2закл| ^    |    ^Rl

1

2

3

4

5

6

3,5.8. Формируются наиболее "вероятные" ремонтные комплекты, т.е. группы сборочных единиц, одновременный ремонт которых эквивалентен величине принятого критерия предельного состояния машины.

3.5.8Л. Если ранг ремонтных затрат сборочной единицы (агрегата, узла, системы) равен или больше единицы, то такая сборочная единица является базовой ( Rj, ^ I).

Эти сборочные единицы располагаются в структурной схеме

РД 22/23-27.61-87 С.З

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ

Т сл.ср. - средний срок службы в годах;

То    -    наработка на отказ в часах (км ,    т);

Р(£)    -    вероятность безотказной работы в период

использования;

£ео - средняя оперативная трудоемкость ежесменного технического обслуживания, в чел-ч;

С_кзч - удельная суммарная стоимость комплекта запасных частей основной номенклатуры - отношение средней суммарной стоимости комплекта запасных частей, потребляемых за полный срок службы промышленного трактора, к стоимости трактора (в оптовых ценах),

%\

Sotk - удельная суммарная оперативная трудоемкость

устранения последствий отказов промышленных тракторов, чел.ч/ед. наработки;

С.4 РД 22/23-27.61-87

Sto - удельная суммарная оперативная трудоемкость периодического технического обслужи* вания в чел.ч/ед. наработки;

Кг    -    коэффициент    готовности;

Кти    -    коэффициент    технического использования;

Ког    -    коэффициент    оперативной готовности;

И, У,    Д    - изделие,    сборочная единица (узел),

составная часть (деталь);

ТЗ,ТП,И1 - этапы проектирования:

разработка технического задания, разработка технического проекта, разработка рабочего проекта.

1.4. Поэтапные оценки показателей надежности для машин, сборочных единиц и деталей указаны в табл. I.

РД 22/23-27.61-87 С. 5

Таблица I

Оценка нормируемых и расчетных показателей надежности по этапам проектирования

Нормируемые j		Этапы проектирования
показатели j
надежности j		тз	1	тп		i	РП
	И	'! у Г ! У !	Д j и	7 г	1 д	7 н ‘	7У‘	1 д
т	X	(-)		X	(-)	(х)	(х)	(х)
РУ
т pop	(-)	(-)	(-)	(-)	(-)	(-)	(-)	(х)
тсл.ср	(-)		(-)			(-)
то	+	X	X	X		X	(х)	(+)
P(t )	+	X	к	X		X	(х)	(+)
Seo	(+)		X	X		X	X
Скзч	(+)		(+)			X	X	ы
Sotk	(+)		(+)			X	X	(+)
S то	(+)		X			X
Кг	(+)		X			X
Кти	(+)		X			X
ког	+		X			X

Условные обозначения, принятые в табл.1:

- гамма-процентный ресурс до предельного состояния, оговоренного в МД, в часах (км, м³, т);

Трср - средний ресурс до предельного состояния, оговоренного в МД, в часах (км, м³, т);

(-) - требования не нормируются, показатель расчетный;

+    -    требования нормируются без расчета;

(+) - требования нормируются на основе предварительной информации;

G. 6 РД 22/23-27.61-87

эе - нормируемые требования обосновываются расчетом;

(*) - нормируемые требования обеспечиваются расчетом.

2. ПОРОДОЙ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ НАДЕЖНОСТИ

2.1.    Расчет надежности машин при проектировании производится в следующем порядке:

при разработке технического задания на проектирование машины выполняются расчеты по обоснованию требований к показателям надежности сборочных единиц (узлов) и машины в целом;

при техническом проектировании выполняются расчеты по обоснованию требований к ресурсным показателям деталей и корректируются требования к показателям надежности машины и сборочных единиц;

при рабочем проектировании выполняются расчеты по обеспечению требований к ресурсам деталей по критериям их прочности и корректируются требования к показателям надежности машины и её сборочных единиц.

2.2.    Расчетное обеспечение требований к показателям надежности деталей, сборочных единиц и машины в целом производится с целью корректировки значений нормируемых показателей надежности и разработки мер по техническому и технологическому обеспечению надежности машины, а также с целью подготовки исходной информации для расчета объемов производства запасных частей*

2.3.    Результаты расчета надежности на стадии изготовления изделия должны быть подтверждены экспериментально (на стендах или в эксплуатации).

2.4.    Расчет показателей надежности является обязательным, поскольку на его его основании при изготовлении и в эксплуатации осуществляется контроль выполнения требований к этим показателям и определяются пути дальнейшего повышения надежности, машин.

РД 22/23-27*61-87 С.7

2.5. При выборе показателя надежности для включения в НТД должна учитываться возможность его количественной оценки при изготовлении и эксплуатации создаваемого изделия.

3. ЭТАП ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ -РАСЧЕТ ТРЕБОВАНИЙ К ПОКАЗАТЕЛЯМ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

3.1. Основные обозначения, принятые в данном разделе РД:

Т_а - средний срок службы изделия до списания, амортизационный срок, долный средний срок службы;

К_и - общий коэффициент использования машины во времени;

К_иг -    коэффициент    использования    машины    в    течение    года;

К_Ид -    коэффициент    использования    машины    в    течение    суток;

К_с -    коэффициент    использования    машины    в    течение    смены;

-    коэффициент    использования    сборочной единицы в рабочих

и вспомогательных операциях машины;

К_см - коэффициент сменности работы машины;

V* - коэффициент вариации величины ресурса; у - вероятность обеспечения ресурса в процентах;

Ку - отношение среднего и гамма-процентного ресурсов;

Ti, - средняя наработка машины до предельного состояния I -той сборочной единицы;

T^L - гамма-процентная наработка машины до предельного состояния i-той сборочной единицы;

^кр ~ минимальные оперативные затраты на восстановление работоспособности машины после предельного состояния; cL - отношение оперативных затрат текущего ремонта машины я оперативным ремонтным затратам после её предельного состояния; к - число ремонтных циклов;

C.8 РД 22/23-27.61-87

С - коэффициент сокращения ремонтного цикла;

R'_t- ранг ремонтных затрат i-той сборочной единицы.

3.2.    Исходными данными для проведения распета являются:

-    значение заданного гамма-процентного ресурса Т до

г Д

предельного состояния машины в целом;

-    компоновочное решение проектируемой машины (состав и способы сочленения сборочных единиц);

-    предполагаемые виды законов и коэффициенты вариации распределений ресурсов машины и сборочных единиц.

3.3.    Расчет требований к показателям долговечности на стадии технического задания выполняется в следующем порядке:

-    устанавливаются критерии предельного состояния машины и сборочных единиц;

-    определяется средний ресурс машины;

-    определяются ремонтные затраты по критериям предельного состояния машины и проектируемых сборочных единиц;

-    составляется структурная схема надежности машины;

-    определяются средние и гамма-процентные ресурсы сборочных единиц;

-    составляется таблица требований к ресурсным показателям сборочных единиц.

3.4.    Критерий предельного состояния формулируется разработчиком проектируемого изделия и зависит от назначения этого изделия, возможности его использования в составе более сложных изделий или комплексов, а также от степени существенности последствий предельного состояния.

РД 22/23-27.61-87 С.9

3.4.1.    Ддя_изделий_ремонтируемого_класса_л_и5пользуемых_авз тономно, критерием предельного состояния служат трудовые затраты (или продолжительность восстановления), минимально необходимые для устранения причин предельного состояния:

Если такие затраты целесообразны - выполняется капитальный ремонт;

если затраты нецелесообразны - изделие подлежит списанию (замене, выбраковке).

Целесообразность капитального ремонта определяется наличием высокой потребности в изделиях данной модели и невозможностью обеспечения ресурса, достаточного для работы изделия в течение всего срока службы.

3.4.2.    Дла.иэделий_-ремднтируемаго_клас2а_А_исп2льауемых_2 сдставе_бдлее_сложных_изделий, кроме критериев предельного состояния по п. 3.4.1,может быть применен критерий снижения эффективности функционирования изделия ниже допустимого уровня, которая не может быть повышена текущим ремонтом (например, снижение ниже допустимого предела КПД механизма, производительности, скорости, мощности, увеличение выше нормы вибрации, шума и т.д.).

3.4.3.    Для_комплекса^изделий^выполнотщего_рабрты_по_едино-

критериями предельного состояния

являются:

а)    снижение эффективности функционирования в результате прогрессивного увеличения стоимости восстановления работоспособности оборудования, входящего в комплекс;

б)    снижение эффективности функционирования в результате не-устраняемой потери качества конечной продукции технологического процесса.