3.4. Анализ и расчет надежности, расчёт риска объекта методами «дерева неисправностей» и «дерева рисков»
Анализ и расчет надежности, расчет риска проводится на основе анализа причинно-следственных связей «дерева неисправностей» с последующим расчётом вероятности отказа, вероятности безотказной работы объекта и риска.
Для определения причин возникновения отказов на производственном оборудовании применяется метод «дерева неисправностей». Он заключается в построении и анализе модели надежности, представляющей собой логико-вероятностную модель причинно-следственных связей отказов объекта с отказами его элементов и другими событиями.
Последовательность построения «дерева неисправностей» описана в гл. 8 первой части данного учебного пособия и состоит в осуществлении анализа сверху вниз. Для наглядного представления причинной взаимосвязи с помощью «дерева неисправностей» используется два типа элементарных блоков: логические символы (табл. 8.1) и символы событий (табл. 8.2). Логические символы связывают события в соответствии с их причинными взаимосвязями.
3.4.1. Расчетные формулы
При расчетах вероятности события, объединенные условием «И», перемножаются. Вероятность событияАв зависимости от исходных событий 1, 2,…,n, вероятности которыхР1,Р2, … ,Рn (рис. 3.5), будет определяться по формуле
РА
= Р1·
Р2
· …· Рn
=
. (3.8)
Вероятность события Ав зависимости от исходных событий, соединенных символом «ИЛИ» (рис. 3.6), определяется по формуле
.
(3.9.)
В частности, при n = 2 выражение (3.9) преобразуется к виду
РА = Р1 + Р2 – Р1 · Р2,
при n = 3 – к виду
РА = Р1 + Р2 + Р3 – Р1 · Р2 – Р3 · Р1 – Р2 · Р3 + Р1 · Р2 · Р3.
Рис.
3.5. Применение
логического символа
«И»
Рис.
3.6. Применение
логического символа
«ИЛИ»
Приведен пример анализа надежности станка сверлильно-расточной группы, выполненного согласно предлагаемой методике (см. п. 3.4.3). Для получения более полного представления о системе «станок» необходимо пользоваться его описанием.
Устройство и принцип работы всех типов металлообрабатыващих станков (токарных, фрезерных, строгальных, шлифовальных и др.) практически не имеют различий. Но станки различаются по назначению, конструкциям, размерам и т. д. В состав технической системы «станок» входят механическая, электрическая, могут входить гидравлическая, пневматическая подсистемы, а также система управления. Для анализа надежности других станков можно пользоваться приведенным примером.
3.4.2. Описание системы «станок сверлильно-расточной группы»
Сверлильные станки предназначены для сверления отверстий, нарезания в них резьбы метчиком, растачивания и притирки отверстий, вырезания дисков из листового материала и т. д. Эти операции выполняют сверлами, зенкерами, развертками и другими подобными инструментами. Существует несколько типов универсальных сверлильных станков.
Одношпиндельные настольно-сверлильные станки используют для обработки отверстий малого диаметра. Станки широко применяют в приборостроении. Шпиндели этих станков вращаются с большой частотой.
Вертикально-сверлильные станки (основной и наиболее распространенный тип) применяют преимущественно для обработки отверстий в деталях сравнительно небольшого размера. Для совмещения осей предусмотрено перемещение заготовки относительно инструмента.
Радиально-сверлильные станки используют для сверления отверстий в деталях больших размеров. На этих станках совмещение осей отверстий и инструмента достигается перемещением шпинделя станка относительно неподвижной детали.
Многошпиндельные сверлильные станки обеспечивают значительное повышение производительности труда по сравнению с одношпиндельными станками.
Горизонтально-сверлильные станки предназначены для глубокого сверления.
К группе сверлильных станков можно также отнести центровальные станки, которые служат для получения в торцах заготовок центровых отверстий.
Основными размерами сверлильных станков являются наибольший условный диаметр сверления, размер конуса шпинделя, вылет шпинделя, наибольший ход шпинделя, наибольшие расстояния от торца шпинделя до стола и до фундаментной плиты и др.
Вертикально-сверлильный станок 2Н135
На станине 1 вертикально-сверлильного станка (рис. 3.7, табл. 3.3) размещены основные части. Станина имеет вертикальные направляющие, по которым перемещаются стол 9 и сверлильная головка 3, несущая шпиндель 7 и двигатель 2. Управление коробками скоростей и подач осуществляется рукоятками 4, ручная подача – штурвалом 5. Глубину обработки контролируют по лимбу 6. В нише размещены электрооборудование и противовес. В некоторых станках электрооборудование выносят в отдельный шкаф 12. Фундаментная плита 11 служит опорой станка. Стол 9 станка перемещают по направляющим с помощью винтового механизма маховичком 10. Охлаждающая жидкость подается электронасосом по трубопроводу 8.
Таблица 3.3