Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Надежность машин и механизмов

9.2. Определение показателей надежности технологических линий по производству строительных материалов и изделий

Качество производимых строительных материалов и изделий во многом зависит от надежности работы технологических линий и их элементов. В состав технологических линий (ТЛ) входят различные цепочки машин, позволяющие выполнять рабочие операции последовательно и параллельно.

Определение показателей надежности ТЛ является актуальной задачей. Рассмотрим эту задачу для показателей надежности транспортной системы (ТС) конвейерной линии по производству железобетонных изделий 121). Случайный характер различных факторов, влияющих на работу ТЛ, выдвигает на первый план применение методов теории вероятностей и математической статистики |2; 7; 45].

Вероятностные методы расчета надежности строительных машин основываются на применении теоретических законов распределения: экспоненциального, нормального, Вейбулла [45|.

При определении показателей надежности ТЛ часто используется показательное распределение, потому что является типичным для сложных объектов, состоящих из определенного количества элементов с различными значениями наработки на отказ. Модуль экспоненциального распределения — см. формулу (3.9) — используется для априорного анализа, так как позволяет получить простые соотношения для различных вариантов системы.

Рассмотрим принципиальную схему транспортной системы конвейерной линии (рис. 9.7).

Принципиальная схема транспортной системы конвейерной линии

Рис. 9.7. Принципиальная схема транспортной системы конвейерной линии: 1—4, 1'—4' — опорные ролики; 5 — платформа с формой;

6—7, 6'—7' — приводные ролики с приводом

Структурная схема соединения элементов транспортной системы по определению надежности привода приведена на рис. 9.8.

Структурная схема соединения элементов транспортной системы по надежности

Рис. 9.8. Структурная схема соединения элементов транспортной системы по надежности: х — ненагруженный резерв; о — нагруженный резерв

На рис. 9.9 представлена структурная схема соединения приводных роликов с основным приводом.

Структурная схема соединения приводных роликов с приводом

Рис. 9.9. Структурная схема соединения приводных роликов с приводом: / — приводной ролик; 2 — червячный редуктор; 3 — электродвигатель

Первой на примере рассмотрим подсистему ТС конвейерной линии «опорные ролики». Эту подсистему характеризуют как систему структурного раздельного резервирования (рис. 9.10).

Схема раздельного резервирования подсистемы «опорные ролики»

Рис. 9.10. Схема раздельного резервирования подсистемы «опорные ролики»

Пример 9.1. Поданным завода, эксплуатирующего ТС, известно, что из общего количества опорных роликов п = 122 за три года эксплуатации отказало N = 36.

Требуется определить вероятность безотказной работы системы за время Г = 12 мес.

Решение

Пусть />|(/) — вероятность безотказной работы подсистемы «опорные ролики».

Воспользуемся известной теоремой умножения вероятностей, согласно которой вероятность произведения, т.е. совместного проявления независимых событий, равна произведению вероятностей этих событий [45]:

При этом

Определим интенсивность отказов (Л., = А.,. = Х2 = Х2. = Х3 = = А.3, = Х4 = А,4,) по формуле

Далее найдем вероятность безотказной работы Р[(г) системы, резервированной замещением, за 1 год, используя формулу из

14]:

Для системы резервирования замещением, состоящей из одного основного элемента, например, опорных роликов 1—1' и (п — 1) резервных, вероятность безотказной работы подсистемы 1—Г = 2—2 — 3—3' — 4—4' (см. рис. 9.10) определяем по формуле

где <2,(Г) — вероятность отказа /-го элемента в промежуток времени /;

п — глубина резервирования, т.е. общее число основных и резервных элементов (п = 2, что соответствует дублированию).

следовательно,

Вероятность отказа подсистемы «опорные ролики» при этом составляет

Далее определяем время наработки до отказа подсистемы «опорные ролики» в случае экспоненциального закона распределения наработки:

где Х — интенсивность отказа системы «опорные ролики», равная

Для поддержания высокой надежности систем резервирования «опорные ролики» необходимо отказавшие элементы восстанавливать или заменять.

Второй на примере рассмотрим подсистему ТС конвейерной линии «приводные станции», которую характеризуют как систему совокупности элементов, соединенных последовательно (рис. 9.11).

Схема подсистемы «приводные станции» с последовательным соединением элементов (6—6'; 7—7')

Рис. 9.11. Схема подсистемы «приводные станции» с последовательным соединением элементов (6—6'; 7—7')

Пример 9.2. По данным завода, эксплуатирующего ТС, известно, что из п - 38 приводных станций за три месяца эксплуатации отказало N = 4 приводных станций.

Требуется определить интенсивность отказа приводных станций.

Решение

Пусть РпЦ) — вероятность безотказной работы подсистемы «приводные станции».

При последовательном соединении система не откажет, если и первый, и второй, и УУ-й элементы не откажут, следовательно,

При этом Д6_6.(0 = Р7_Т(1).

Определяем интенсивность отказа 6 = Х6'-Х7 = ХГ) по формуле

Вероятность безотказной работы 6-го элемента приводной станции за 1 год определяем по формуле

Вероятность отказа для 6-го элемента равна

Вероятность безотказной работы элементов 6—6' = 7—7' равна

где ?),(/) — вероятность отказа на промежутке времени Г. Следовательно,

Вероятность отказа подсистемы «приводные станции» при этом составляет (?ц(/) = 0,241.

Определяем время наработки до отказа подсистемы «приводные станции» в случае экспоненциального закона распределения наработки:

где — интенсивность отказа системы «приводные станции», равная

Для увеличения надежности последовательных систем «приводные станции» рекомендуется усовершенствовать систему, например, изменяя конструкцию элементов или применяя автоматическое управление приводами.

Третьей на примере рассмотрим подсистему ТС конвейерной линии «направляющие поддоны».

Пример 9.3. По данным завода, эксплуатирующего ТС, известно, что из п = 40 направляющих поддона за три месяца эксплуатации отказал N = 1 поддон.

Требуется определить показатели надежности подсистемы.

Решение

Определим интенсивность отказа А.5 по формуле

Вероятность безотказной работы направляющих за 1 год определим по формуле

Вероятность отказа направляющих на промежутке времени Г ?)5(/) определяется по формуле

Далее определяем время наработки до отказа подсистемы «направляющие поддоны» в случае экспоненциального закона распределения наработки:

где ХШс — интенсивность отказа системы «направляющие поддоны», равная

Общая надежность транспортной системы равна произведению вероятностей безотказной работы каждой подсистемы:

Тогда вероятность отказа ТС будет:

Найдем время наработки до отказа транспортной системы в случае экспоненциального закона распределения наработки:

где лтс с — интенсивность отказа транспортной системы до модернизации, равная

Показатели надежности транспортной системы сведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2

Показатели надежности транспортной системы

Наименование

показателя

Подсистема

Транспорт- ная система конвейерной линии

«опорные

ролики»

«направляющие

поддоны»

«приводные

станции»

Вероятность отказа в промежутке времени / = 12 мес 0(1)

0,024

0,097

0.241

0,331

Вероятность безотказной работы в промежутке времени /= 12 мес Р(1)

0,976

0,903

0,759

0,669

Наработки на отказ Т, мес

500

117

43,5

30

Показатель надежности ТС (см. табл. 9.2) позволяет прогнозировать ресурс элементов системы, а также всей системы в период эксплуатации.

Анализ результатов исследования ТС показывает, что сокращение простоев конвейерной линии в условиях завода возможно за счет оптимального проведения ТД и своевременной ТО транспортной системы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы