Расчет надежности технологической системы. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Дерево происшествий

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:

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    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 
 
 

    1. 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 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

  1. Поломка нагревателя
  2. 1.1 Отказ нагревательных элемента [0,0001]
  3. 1.2 Недостаточная температура нагрева  [0,00003]
  4. Неисправность в системе подачи воздуха
  5. 2.1 Засорение  фильтра  [0,00005]
  6. 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 
 
 
 
 

Расчет надежности технологической системы. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Дерево происшествий