| Московский Институт Электронной Техники
(Технический Университет)
«Расчет надежности технологической системы.
Анализ видов, последствий и критичности отказов.
Дерево происшествий »
вариант № 20
Выполнил:
студент группы ЭТМО-47а
Скляренко А.А.
Проверил: Вяльцев А.А.
Зеленоград. 2009
Расчет надежности технологической системы
1.
Цель работы
: определение показателей надежности установки для промывки деталей механосборочных производств
Исходные данные:
установка, справочные материалы.
2. Назначение, конструкция и принцип работы установки:
7.2. Установка для промывки деталей механосборочных производств
После механической обработки детали обычно загрязнены маслами, эмульсиями и отходами производства. Перед сборочными операциями их промывают. На рис. показана схема проходной мойки для деталей. Детали 1 устанавливаются на сетчатый конвейер 2 мойки, изготовленный из стальной проволоки. Мелкие детали подаются на мойку в сетчатых контейнерах. Установка имеет три зоны, разделенных гибкими перегородками из резиновых листов 3. В зоне I производят промывку моющим раствором с ПАВ, в зоне II – промывку горячей водой, в зоне III - сушку нагретым сжатым воздухом. Моющий раствор из бака 4 подается насосом 5 через проточный нагреватель 6 к форсункам 7, расположенным с четырех сторон конвейера. Сжатый воздух проходит через блок подготовки 8, в котором установлены влагоотделитель, фильтр и регулятор давления. Движение конвейера обеспечивает регулируемый привод 9.
Рис. 7.2. Схема установки для промывки деталей механосборочных производств.
3. Структура установки:
1. Система промывки моющим раствором с ПАВ (3, 4, 6, 5, 7, трубы)
2. Система промывки горячей водой (3, 4, 6, 5, 7, трубы)
3. Система сушки нагретым сжатым воздухом (трубы, 3, 6, 7, 8: влагоотделитель, фильтр и регулятор давления)
4. Система конвейера (2,9)
Так как наша установка работает в конвейерном режиме – то все системы работают постоянно, все коэффициенты Кв равны единице, по этому циклограмма выглядит так
:
4.1
Расчет надежности системы
промывки моющим раствором с ПАВ (3, 4, 6, 5, 7, трубы)
| Наименование
|
N, шт.
|
ω,1/ч, ∙
|
Кв
|
ω э, 1/ч, ∙
|
Вид отк.
|
ωэ∙N∙ 1/ч
|
| Перегородка (3)
|
1
|
10**
|
1
|
10
|
ПГ
|
10
|
| Бак (4)
|
1
|
20**
|
1
|
20
|
ПГ
|
20
|
| Проточный нагреватель (5)
|
1
|
100**
|
1
|
100
|
ОФ
|
100
|
| Форсунки (7)
|
4
|
50**
|
1
|
50
|
ОФ
|
200
|
| Насос (5)
|
1
|
280*
|
1
|
280
|
ОФ
|
280
|
| Трубы
|
6
|
10*
|
1
|
10
|
ПГ
|
60
|
Для системы промывки с ПАВ:
Итого: ПГ ω = 90∙ 1/ч; ТПГ = 11111 ч
ОФ ω = 580∙ 1/ч; ТОФ = 1724 ч
∑ω = 670∙ 1/ч; Тобщ = 1492 ч
Вероятность безотказной работы за 1 час:
P(1) = 1-t∙∑ω = 1- 670∙ = 0,9993
4.2
Расчет надежности системы
промывки горячей водой (3, 4, 6, 5, 7, трубы)
| Наименование
|
N, шт.
|
ω,1/ч, ∙
|
Кв
|
ω э, 1/ч, ∙
|
Вид отк.
|
ωэ∙N∙ 1/ч
|
| Перегородка (3)
|
1
|
10**
|
1
|
10
|
ПГ
|
10
|
| Бак (4)
|
1
|
20**
|
1
|
20
|
ПГ
|
20
|
| Проточный нагреватель (5)
|
1
|
100**
|
1
|
100
|
ОФ
|
100
|
| Форсунки (7)
|
4
|
50**
|
1
|
50
|
ОФ
|
200
|
| Насос (5)
|
1
|
280*
|
1
|
280
|
ОФ
|
280
|
| Трубы
|
6
|
10*
|
1
|
10
|
ПГ
|
60
|
Для системы промывки горячей водой:
Итого: ПГ ω = 90∙ 1/ч; ТПГ = 11111 ч
ОФ ω = 580∙ 1/ч; ТОФ = 1724 ч
∑ω = 670∙ 1/ч; Тобщ = 1492 ч
Вероятность безотказной работы за 1 час:
P(1) = 1-t∙∑ω = 1- 670∙ = 0,9993
4.3 Расчет надежности системы
сушки нагретым сжатым воздухом (трубы, 3, 6, 7, 8: влагоотделитель, фильтр и регулятор давления)
| Наименование
|
N, шт.
|
ω,1/ч, ∙
|
Кв
|
ω э, 1/ч, ∙
|
Вид отк.
|
ωэ∙N∙ 1/ч
|
| Перегородка (3)
|
1
|
10**
|
1
|
10
|
ПГ
|
10
|
| Проточный нагреватель (5)
|
1
|
100**
|
1
|
100
|
ОФ
|
100
|
| Форсунки (7)
|
4
|
50**
|
1
|
50
|
ОФ
|
200
|
| Влагоотделитель
|
1
|
120**
|
1
|
120
|
ОФ
|
120
|
| Фильтр
|
1
|
50**
|
1
|
50
|
ОФ
|
50
|
| Регулятор давления
|
1
|
100*
|
1
|
100
|
ПГ
|
100
|
| Трубы
|
5
|
10*
|
1
|
10
|
ПГ
|
50
|
Для системы сушки:
Итого: ПГ ω = 160∙ 1/ч; ТПГ = 6250 ч
ОФ ω = 470∙ 1/ч; ТОФ = 2128 ч
∑ω = 630∙ 1/ч; Тобщ = 1587 ч
Вероятность безотказной работы за 1 час:
P(1) = 1-t∙∑ω = 1- 630∙ = 0,9994
4.4 Расчет надежности системы
конвейера (2,9)
| Наименование
|
N, шт.
|
ω,1/ч, ∙
|
Кв
|
ω э, 1/ч, ∙
|
Вид отк.
|
ωэ∙N∙ 1/ч
|
| Сетчатый конвейер (2)
|
1
|
40**
|
1
|
40
|
ОФ
|
40
|
| Привод (9)
|
1
|
100**
|
1
|
100
|
ОФ
|
100
|
Для системы сушки:
Итого:
ОФ ω = 140∙ 1/ч; ТОФ = 7143 ч
Вероятность безотказной работы за 1 час:
P(1) = 1-t∙∑ω = 1- 140∙ = 0,99986
5. Проведем анализ АВПО на первом уровне разукрупнения – основные системы установки
| № и наименование системы
|
Вид отказа
|
w×106
,
1/ч
|
Качественная оценка частоты отказа
|
Категория тяжести отказа
|
Ранг отказа
|
| 1. Система промывки с ПАВ
|
ПГ
ОФ
|
90
580
|
Возможный
Возможный
|
II
II
|
B
B
|
| 2. Система промывки водой
|
ПГ
ОФ
|
90
580
|
Возможный
Возможный
|
I
I
|
D
D
|
| 3. Система сушки
|
ПГ
ОФ
|
160
470
|
Возможный
Возможный
|
I
I
|
D
D
|
| 4. Система конвейера
|
ПГ
ОФ
|
--
140
|
--
Возможный
|
I
I
|
D
D
|
Для наглядности построим диаграмму Парето для потока отказов отдельных систем установки. Номера систем соответствуют таблице. Наименьшую надежность имеют системы 1 и 2.
Диаграмма Парето
Отказы системы промывки с ПАВ в диаграмме:
| 1. Насос
|
| 2. Форсунки
|
| 3. Проточный нагреватель
|
| 4. Трубы
|
| 5. Бак
|
| 6. Перегородка
|
АВПКО системы промывки с ПАВ
| № и наименование элемента
|
Поток отказов, 1/ч
|
Баллы
|
Критичность отказа, С
|
| В1
,
|
В2
,
|
В3
.
|
| Перегородка (3)
|
1*10-5
|
3(1)
|
2(2)
|
2(3)
|
12(6)
|
| Бак (4)
|
2*10-5
|
4(1)
|
2(2)
|
2(3)
|
16(6)
|
| Проточный нагреватель (5)
|
1*10-4
|
5(2)
|
3(2)
|
2(3)
|
30(12)
|
| Форсунки (7)
|
2*10-4
|
5(2)
|
3(2)
|
3(4)
|
45(16)
|
| Насос (5)
|
2,8*10-4
|
6(2)
|
2(2)
|
2(3)
|
24(12)
|
| Трубы
|
6*10-5
|
4(2)
|
2(2)
|
2(4)
|
16(16)
|
Критичность отказов всех элементов ниже величины С
кр
= 125. И также не превосходит значения С
0
= 60 – 80, поэтому разрабатывать мероприятия для снижения критичности отказов не обязательно.
Дерево происшествий
Определение риска путем построения и анализа «дерева происшествия»
«А» - Неисправность в системе сушки
«Б» - Нарушение режима промывки
1. Поломка нагревателя
1.1 Отказ нагревательных элемента [0,0001]
1.2 Недостаточная температура нагрева [0,00003]
2. Неисправность в системе подачи воздуха
2.1 Засорение фильтра [0,00005]
2.2 Невнимательность оператора [0.0001]
3. Некачественные ПАВ [0,00003]
4. Недостаточная подача очистителя [0,00002]
4.1 Засорение форсунок [0,0002]
4.2 Невнимательность оператора [0.0001]
5. Недостаточная температура воды [0,00004]
6. Поломка насоса
6.1 Отказ элемента [0,00028]
6.2 Невнимательность оператора [0.0001]
6.3 Потеря герметичности [0,00012]
7. Неправильные настройки скорости конвейера [0,00004]
Количественный анализ дерева происшествий
P1 = 0.0001 +0.00003 – (0.0001*0.00003) = 0,00013
P2 = 0.00005*0.0001 = 0,000000005
PA = 0,00013+ 0,000000005– (0,00013* 0,000000005) = 0,000130005
P4 = 0.0002*0.0001 = 0.00000002
P6 = 0,00028*0,0001*0,00012 = 0,00000000000336
P(3+4) = 0.00003 + 0.00000002 – (0.00003 * 0.00000002) = 0.00003002
P(5+6) = 0.00004 + 0,00000000000336– (0.00004 *0,00000000000336) = 0,00004000000336
P(3,4,5,6) = 0.00003002 + 0,00004000000336 – (0.00003002 *0,00004000000336) =0,00007002000336
PБ = 0,00007002000336+ 0.00004 – (0,00007002000336* 0.00004) = 0,00011002000336
P(Брак) = 0,000130005+ 0,00011002000336– (0,000130005* 0,00011002000336) = 0,00024002500336
P
(Брак) = 0,00024
|