2.3 Анализ и расчет надежности и рисков окрасочной линии
2.3.1 Расчет надежности
Недостаточная надежность оборудования приводит к огромным затратам на ремонт, простою оборудования, прекращению снабжения населения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономическими потерями, разрушением крупных объектов и с человеческими жертвами.
Для определения причин возникновения отказов на производственном оборудовании применяется анализ методом «дерева неиправностей».
Оценка возможности отказа или безотказной работы отдельных элементов технических систем производится на основе статистических данных по интенсивности их отказа.
Окрасочная линия состоит из большого количества технических элементов, отказ которых может привести к её поломке или преждевременному износу основных узлов, что может существенно повлиять на процессы промывки, окраски и осушки изделий. В состав линии входят цепной подвесной конвейер, пневмооборудование и гидрооборудование, а также такие электроприборы и устройства как инфракрасные панели, электродвигателя, концевые выключатели и т. д. Наработка на отказ линии составляет более 20000 ч.
Рассматривается период нормальной эксплуатации, когда λ = const.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ОБ Интенсивности ОТКАЗОВ ОКРАСОЧНОЙ ЛИНИИ
Таблица 2.6
Поз. |
Наименование события |
Интенсивность отказов ×10- 4, ч- 1 |
1 |
Отказ концевых выключателей |
3 |
2 |
Отказ таймера промывочной камеры |
0,75 |
3 |
Отказ таймера № 1 сушильной камеры |
0,75 |
4 |
Отказ таймера № 2 сушильной камеры |
0,75 |
5 |
Отказ инфракрасной камеры |
0,9 |
6 |
Отказ датчика тока вентиляторов камеры |
0,6 |
7 |
Отказ датчика потребления тока инфракрасных панелей |
0,6 |
8 |
Отказ предохраниетелей |
0,35 |
9 |
Отказ подшипника электродвигателя вентилятора камеры предварительной сушки, окрасочной камеры, сушильной камеры, насоса и конвейера |
0,3 |
10 |
Поломка крыльчатки электродвигателя вентилятора |
0,1 |
11 |
Межвитковое замыкание обмотки электродвигателя |
1,17 |
12 |
Обрыв обмотки электродвигателя вентилятора |
0,9 |
13 |
Отказ электропневмоклапанов открытия дверей камер |
11 |
Продолжение таблицы 2.6 |
||
14 |
Замыкание кабеля электропневмоклапана на корпус |
0,7 |
15 |
Износ манжет пневмоцилиндров ворот камер |
4,3 |
16 |
Износ воздушных шлангов пневмосистемы |
3,66 |
17 |
Отказ подшипников электродвигателя насоса |
0,3 |
18 |
Поломка крыльчатки электродвигателя насоса |
0,1 |
19 |
Межвитковое замыкание обмотки электродвигателя насоса |
1,17 |
20 |
Обрыв обмотки электродвигателя насоса |
0,9 |
21 |
Отказ подшипников насоса |
0,43 |
22 |
Износ сальников насоса |
4 |
23 |
Отказ обратного клапана |
1,7 |
24 |
Потеря герметичности трубопровода |
1,1 |
25 |
Отказ подшипников подвесной каретки линии |
0,65 |
26 |
Износ роликовой цепи линии |
5 |
27 |
Поломка пружин натяжных звездочек линии |
0,1125 |
28 |
Износ зубьев натяжных звездочек |
1,5 |
29 |
Отказ подшипников электродвигателя конвейера |
0,3 |
30 |
Поломка крыльчатки электродвигателя конвейера |
0,1 |
31 |
Межвитковое замыкание обмотки электродвигателя конвейера |
1,17 |
32 |
Обрыв обмотки электродвигателя конвейера |
0,9 |
33 |
Отказ редуктора привода конвейера |
20 |
34 |
Износ зубьев приводной звездочки конвейера |
15 |
35 |
Отказ редуктора привода конвейера |
20 |
36 |
Поломка крыльчатки вытяжного вентилятора окрасочной камеры |
0,15 |
37 |
Нарушение техпроцесса промывкм изделия |
15 |
38 |
Нарушение техпроцесса сушки изделия |
17 |
39 |
Нарушение техпроцесса фильтрации воздуха |
18 |
40 |
Нарушение движения изделия через камеры |
16 |
По формуле Р(t) = е-лt определяется вероятность безотказной работы каждого элемента:
Расчет вероятности безотказной работы элементов
в период нормальной эксплуатации
Таблица 2.7
P(1) = е -0,000003∙20000 = 0,942; |
P(21) = е -0,00000043∙20000 = 0,991; |
P(2) = е -0,00000075∙20000 = 0,985; |
P(22) = е -0,000004∙20000 = 0,924; |
P(3) = е -0,00000075∙20000 = 0,985; |
P(23) = е -0,0000017∙20000 = 0,967; |
P(4) = е -0,0000007∙20000 = 0,986; |
P(24) = е -0,0000011∙20000 = 0,978; |
P(5) = е -0,0000009∙20000 = 0,982; |
P(25) = е -0,00000065∙20000 = 0,987; |
P(6) = е -0,0000005∙20000 = 0,99; |
P(26) = е -0,000005∙20000 = 0,982; |
P(7) = е -0,0000006∙20000 = 0,988; |
P(27) = е -0,0000001125∙20000 = 0,998; |
P(8) = е -0,00000035∙20000 = 0,993; |
P(28) = е - 0,0000015∙20000 = 0,97; |
P(9) = е -0,0000003∙20000 = 0,994; |
P(29) = е - 0,00000039∙20000 = 0,992; |
P(10) = е -0,0000001∙20000 = 0,998; |
P(30) = е - 0,0000001∙20000 = 0,998; |
P(11) = е -0,00000117∙20000 = 0,977; |
P(31) = е - 0,00000117∙20000 = 0,977; |
P(12) = е -0,0000009∙20000 = 0,982; |
P(32) = е - 0,0000009∙20000 = 0,982; |
P(13) = е -0,0000011∙20000 = 0,978; |
P(33) = е - 0,00002∙20000 = 0,672; |
P(14) = е -0,0000007∙20000 = 0,986; |
P(34) = е - 0,0000015∙20000 = 0,967; |
P(15) = е -0,0000043∙20000 = 0,918; |
P(35) = е - 0,0000002∙20000 = 0,996; |
P(16) = е -0,00000366∙20000 = 0,929; |
P(36) = е - 0,00000015∙20000 = 0,997; |
P(17) = е -0,00000038∙20000 = 0,993; |
P(37) = е - 0,0000015∙20000 = 0,967; |
P(18) = е -0,0000001∙20000 = 0,998; |
P(38) = е - 0,0000017∙20000 = 0,967; |
P(19) = е -0,00000117∙20000 = 0,977; |
P(39) = е - 0,0000018∙20000 = 0,965; |
P(20) = е -0,0000009∙20000 = 0,982; |
P(40) = е - 0,0000016∙20000 = 0,969; |
Вероятность отказа элемента определяется по формуле:
P(t) + Q(t) = 1
Определяется вероятность отказа электрической части электродвигателя привода конвейера (подсистемы Щ Ж)
Q(Щ)= 1- P(31) × P(32);
Q(Щ) =0,021; Р(Ш)= 0,979.
Определяется вероятность отказа механической части электродвигателя привода конвейера (подсистемы Ш) и вероятность ее безотказной работы
Q(Ш) = 1- P(29) × P(30);
Q(Ш) = 0,01; Р(Ш)= 0,99.
3. Определяется вероятность отказа электродвигателя привода конвейера (подсистемы Ч) и вероятность его безотказной работы.
Q (Ч) = 1- P(Ш) × P(Щ);
Q(Ч) = 0,03; Р(Ч) = 0,97.
4. Определяется вероятность отказа электрической части привода конвейера (подсистемы Т) и вероятность ее безотказной работы . По «дереву неисправностей» (рис. 2.7) Т = Ч .
Q(Т) = Q(Ч) = 0,03; P(Т )= P(Ч)= 0,97.
5. Определяется вероятность отказа механической части привода конвейера (подсистемы У) и вероятность ее безотказной работы.
Q (У) = 1- P(33) × P(34);
Q(У) = 0,07; Р(У) = 0,93.
6.Определяется вероятность отказа привода конвейера (подсистемы Н) и вероятность его безотказной работы
Q (Н) = 1- P(Т) × P(У) ;
Q(Н) = 0,1; Р(Н) = 0,9.
7.Определяется вероятность отказа механической части окрасочной линии (подсистемы Ж) и вероятность ее безотказной работы
Q(Ж) = 1 - P(25)× P(26)× P(Н)× P(27)× P(28)× P(35)× P(36) ;
Q(Ж) = 0,16; Р(Ж) = 0,84.
8.Определяется вероятность отказа механической части электродвигателей насосов (подсистемы Ф) и вероятность ее безотказной работы
Q (Ф) = 1- P(17) × P(18);
Q(Ф) = 0,009; Р(Ф) = 0,001.
9.Определяется вероятность отказа электрической части электродвигателей насосов (подсистемы Х) и вероятность ее безотказной работы
Q (Х) = 1- P(19) × P(20);
Q(Х) = 0,04; Р(Х) = 0,96.
10. Определяется вероятность отказа электродвигателей насосов (подсистемы Р) и вероятность ее безотказной работы
Q(Р) = 1- P(Ф) × P(Х);
Q(Р) = 0,05; Р(Р) = 0,95.
11. Определяется вероятность отказа электрической части гидрооборудования (подсистемы Л) и вероятность ее безотказной работы. По «дереву неиправностей» Р = Л.
Q(Л) = 0,004; Р(Л) = 0,96.
12. Определяем вероятность отказа трубопровода (подсистемы С) и вероятность ее безотказной работы
Q(С) = 1- P(23) × P(24);
Q(С) = 0,05; Р(С) = 0,95.
13. Определяется вероятность отказа механической части гидрооборудования (подсистемы М) и вероятность ее безотказной работы
Q(М) = 1- P(21) × P(22)× P(С);
Q(М) = 0,13; Р(М) = 0,87.
14. Определяется вероятность отказа гидрооборудования (подсистемы Е) и вероятность ее безотказной работы
Q(Е) = 1- P(Л) × P(М);
Q(Е) =0,1; Р(Е) = 0,9.
15.Определяется вероятность отказа электрической части пневмооборудования (подсистемы И) и вероятность ее безотказной работы
Q(И) = 1- P(13) × P(14);
Q(И) = 0,035; Р(Е) = 0,965.
16.Определяется вероятность отказа механической части пневмооборудования (подсистемы К) и вероятность ее безотказной работы
Q(К) = 1- P(15) × P(16);
Q(К) = 0,15; Р(К) = 0,85.
17.Определяется вероятность отказа пневмооборудования (подсистемы Д) и вероятность его безотказной работы
Q(Д) = 1- P(И) × P(К);
Q(Д) = 1- 0,998 = 0,18; Р(Д) = 0,82.
18.Определяется вероятность отказа механической части электродвигателей вентиляторов (подсистемы О) и вероятность ее безотказной работы
Q(О) = 1- P(9) × P(10);
Q(О) = 0,008; Р(О) = 0,992.
19. Определяется вероятность отказа электрической части электродвигателей вентиляторов (подсистемы П) и вероятность ее безотказной работы
Q(П) = 1- Р(11) × P(12);
Q(П) = 0,004; Р(П) = 0,996.
20. Определяется вероятность отказа электродвигателей вентиляторов (подсистемы З) и вероятность их безотказной работы
Q(З) = 1- P(О) × P(П);
Q(З) = 0,005; Р(П) = 0,995.
21.Определяется вероятность отказа электрооборудования окрасочной линии (подсистемы Г) и вероятность его безотказной работы
Q(Г) = 1- P(1×P(2) × P(3) × P(4) × P(«З») ×
× P(5) ×P(6) × P(7) × P(8);
Q(Г) = 0,17; Р(Г) = 0,83.
22. Определяется вероятность отказа подсистемы В и вероятность ее безотказной работы
Q(В) = 1- P(Г) × P(Д)) × P(Е)) × P(Ж));
Q(В) = 1- 0,992 = 0,48; Р(В) = 0,52.
23. Определяется вероятность отказа подсистемы Б и вероятность ее безотказной работы
Q(Б) = 1- P(37) × P(38) × P(39) × P(40);
Q(Б) = 0,12; Р(Б) = 0,88.
24. Определяется вероятность отказа окрасочной линии (системы А) и ее вероятность безотказной работы
Q(А) = 1- P(Б) × P(В);
Q(А) =0,54; Р(Б) = 0,46.
Определяется вероятность безотказной работы окрасочной линии в период нормальной эксплуатации:
.
Полученное значение вероятности отказа системы свидетельствует о том, что система недостаточно надежна. Показатели безотказности системы могут быть улучшены путем увеличения надежности звеньев 1, 5, 11-13, 15, 16, 19, 20, 22-24, 26, 28, 31- 34, имеющих значения вероятностей безотказной работы менее 0,982.
По технической документации время нормальной работы Т = 20 000 ч; пользуясь формулой
,
после несложных преобразований и вычислений находят интенсивность отказов системы,
ч-1.
На рисунке 2.7 представлено «дерево неисправностей» окрасочной линии.
