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:
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
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 | 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 Скр = 125. И также не превосходит значения С0 = 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
Поломка нагревателя
1.1 Отказ нагревательных элемента [0,0001]
1.2 Недостаточная температура нагрева [0,00003]
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