ПЗ Яновский. Целью курсового проекта является расчет и анализ количественных показателей надежности автоматической системы точечного оплавления припоя. Задачи исследования

• Название: Целью курсового проекта является расчет и анализ количественных показателей надежности автоматической системы точечного оплавления припоя. Задачи исследования
• Дата: 26.05.2022
• Размер: 0.52 Mb.
• Имя файла: ПЗ Яновский.docx
• Тип: Документы; #550162
• страница: 2 из 4

1.5 Основные методы повышения надежности автоматической системы точечного оплавления припоя

Все методы повышения надежности оборудования принципиально могут быть сведены к следующим основным:

- резервированию;

- уменьшению интенсивности отказов элементов системы;

- сокращению времени непрерывной работы;

- уменьшению времени восстановления;

- выбору рациональной периодичности и объема контроля систем.

Реализация указанных методов может осуществляться при проектировании, изготовлении и в процессе эксплуатации оборудования.

В процессе проектирования и конструирования используются схемные и конструктивные методы повышения надежности систем.

Схемные методы включают в себя:

- создание схем с минимально необходимым числом элементов;

- применение резервирования;

- разработку схем, не допускающих опасных последствий отказом их элементов;

- оптимизацию последовательности работы элементов схемы;

- предварительный расчет надежности проектируемой схемы.

Уменьшение числа элементов при прочих равных условиях приводит к увеличению вероятности безотказной работы системы, а также благоприятно сказывается на ее массе, габаритах и стоимости. Однако при этом необходимо помнить, что сокращение числа элементов не должно увеличивать коэффициент нагрузки у оставшихся элементов, в противном случае эффект может быть прямо противоположным.

Резервирование – это один из наиболее эффективных методов повышения надежности объектов. При резервировании в конструкции заранее предусматривается замена неисправного элемента исправным.

При создании схем с ограниченным последствием отказов применяется включение в схемы специальных защитных и предохранительных устройств, которые предотвращают аварийные последствия отказов.

Под оптимизацией последовательности работы элементов схемы понимается согласование тактов автоматической работы схем не только по времени, но и по достижении тем или иным параметром заданного значения.

В число конструктивных методов повышения надежности входит:

- использование элементов с малой величиной интенсивности отказов при заданных условиях эксплуатации;

- обеспечение благоприятного режима работы элементов;

- рациональный выбор совокупности контрольных параметров;

- рациональный выбор допусков на изменение основных параметров элементов и систем;

- защита элементов от вибраций и ударов;

- унификация элементов и систем;

- разработка эксплуатационной документации с учетом опыта применения системы, подобной конструируемой;

- обеспечение эксплуатационной технологичности конструкции (применение встроенных контрольных устройств, автоматизация контроля и индикация неисправностей, удобство подходов для обслуживания и ремонта).

Среди способов повышения надежности при производстве основными являются следующие:

- совершенствование технологии и организации производства, его автоматизация;

- применение инструментальных методов контроля качества продукции при статистически обоснованных выборках;

- тренировка элементов и систем.

Методы повышения надежности систем, применяемые в эксплуатации, могут быть разбиты на две группы. В первую группу входят все изложенные методы. На основе изучения опыта эксплуатации инженер-эксплуатационник имеет возможность разработать ряд рекомендаций для проектировщиков и конструкторов, направленных на улучшение качества систем (изменение схемы, замена элементов, изменение конструкции, материалов и т.п.). Эти рекомендации согласовываются с конструкторами и вводятся специальными указаниями (доработками).

Вторая группа мероприятий, повышающих качество систем при эксплуатации, относится к воздействию обслуживающего персонала. К этим мероприятиям относятся:

- повышение квалификации обслуживающего персонала;

- применение инструментальных методов контроля технического состояния систем;

- обоснование объема и сроков проведения профилактически мероприятий, основанных на применении методов теории надежности;

- обоснование сроков службы элементов;

- разработка и внедрение способов прогнозирования неисправностей.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАДЕЖНОСТИ

В данном разделе рассчитываются количественные показатели надежности автоматической системы точечного оплавления припоя, в состав которой входит многоканальный блок управления и защиты электродвигателей, содержащий n элементов.
2.1 Техническое задание для курсового проектирования.

Исходные данные (табл.2.1)

Таблица 2.1 - Элементы блока управления и защиты

Наименование элементов	Количество элементов
Трансформатор силовой	3
Штепсельный разъем	3
Контактор трехполюсный	3
Реле электромагнитное, три контактных группы	16
Реле электромагнитное времени, две контактных группы	17
Конденсатор электролитический	18
Конденсатор слюдяной	6
Резистор металлопленочный	8
Резистор проволочный	2
Транзистор германиевый	4
Транзистор кремниевый	8
Диод кремниевый	19
Интегральная микросхема	6
Дроссель	3
Число часов работы	6000
Коэффициент Кэ, учитывающий условия эксплуатации	2

2.2 Ориентировочный расчет надежности (без учета условий эксплуатации) заданного технологического устройства.

Содержит расчет вероятности безотказной работы устройства Р(t) и интенсивности отказов λ(t). Ориентировочный расчет надежности проводят в простейших предположениях и не учитывают эксплуатационных режимов использования элементов изделия.

При проведении ориентировочных расчетов надежности без учета условий эксплуатации необходимо считать, что анализируемый блок управления и защиты структурно является последовательным, отказы элементов независимы и отказ одного элемента приводит к отказу всего блока.

В этом случае математическая модель отказов будет иметь экспоненциальный вид.

Определяем интенсивность отказа λ_ікаждого элемента по табл.2.2.

Таблица 2.2 – Интенсивности отказов элементов при температуре окружающей среды 20 ˚С и относительной влажности 50-70 %.

Наименование элемента	λі *10-6, ч-1	Наименование элемента	λі *10-6, ч-1
Диоды кремниевые	0,2	Трансформаторы силовые	1,0
Контакторы (на один контакт)	2,5	Дроссели	0,35
Разъемы штепсельные: на один штырек	0,3	Интегральные микросхемы	0,25
Реле (на одну контактную группу): Электромагнитные времени	0,3 1,2	Конденсаторы: слюдяные электролитические	0,25 0,35
Транзисторы: германиевые кремниевые	0,3 0,5	Резисторы: проволочные металлопленочные	0,1 0,04

Для каждой группы, определяем групповое значение интенсивности отказов:

λ_j=n_j ∙ λi (2.1)

где n_j– количество элементов в группе;

λj – интенсивность отказа элемента.

для силового трансформатора:

_j1 = n_{j1 j1} = 3 ∙ 1,0 10^-6 = 3,0 10^-6 ч^-1

для штепсельного разъема:

_j2 = n_{j2 j2} =3 ∙ 0,3 10^-6 = 0,9 10^-6 ч^-1

для контактора трехполюсного:

_j3 = n_{j3 j3} =3 ∙ 1,0 10^-6 = 3,0 10^-6 ч^-1

для реле электромагнитного (три контактные группы):

_j4= n_{j4 j4} =16 ∙ 3∙ 0,3 10^-6 = 14,4 10^-6 ч^-

для реле пневматического (две контактные группы):

_j5 = n_{j5 j5} =17∙ 1,2 10^-6 = 20,4 10^-6 ч^-1
для конденсатора электролитического:

_j6= n_{j6 j6} =18 ∙ 0,35 10^-6 =6,3 10^-6 ч^-1

для конденсатора слюдяного:

_j7 = n_{j7 j7} =6 ∙ 0,25 10^-6 = 1,5 10^-6 ч^-1

для резистора металлопленочного:

_j8= n_{j8 j8}=8 ∙ 0,0 10^-6= 3,2 10^-6 ч^-1

для резистора проволочного:

_j9 = n_{j9 j9} =2 ∙ 0,1 10^-6 = 0,2 10^-6 ч^-1

для транзистора германиевого:

_j10 = n_{j10 j10} =4 ∙ 0, 10^-6 = 1,2 10^-6 ч^-1

для транзистора кремниевого:

_j11 = n_{j11 j11} =8 ∙ 0,5 10^-6 = 4,0 10^-6 ч^-1

для диода кремниевого:

_j12 = n_{j12 j12} =19 ∙ 0,2 10^-6 =3,8 10^-6 ч^-1

для интегральной микросхемы:

_j13 = n_{j13 j13} =6 ∙ 0,25 10^-6 = 1,5 10^-6 ч^-1

для дросселя:

_j14 = n_{j14 j14} =3 ∙ 0,35 10^-6 = 1,05 10^-6 ч^-1

Интенсивность отказов блока управления и защиты в целом определяется суммой интенсивностей отказов всех групп составляющих элементов:

λ_s =  ) (2.2)

где λ_s- – интенсивность отказов блока управления и защиты,

λ_j(1-14) – интенсивность отказа элемента.

λ_s =  ) = 64,45 ∙ 10^-6 ч^-1

Результирующая вероятность безотказной работы без учета условий эксплуатации определяется по формуле:

(2.3)

где – результирующая вероятность безотказной работы,

– интенсивность отказов блока управления и защиты.

= exp ^{(-64,45∙ 10-6 ∙ 6000)} = 0, 679

Среднее время безотказной работы блока управления и защиты (Т_ср) без учета условий эксплуатации определяется по формуле:

T_ср = (2.4)

где T_ср – среднее время безотказной работы блока управления и защиты,

λ_s- – интенсивность отказов блока управления и защиты.

T_ср = = 1/ (64,45 ∙ 10^-6 ч^-1) = 15 ∙ 10^-3ч