Автоматизация слада строительных материалов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Надежность

 

6.1 Анализ отказов оборудования

 

Расчет надежности выполняется  в соответствии с требованиями ГОСТа 20237-81 и сводится к расчету вероятности безотказной работы изделия и времени наработки на отказ.

Расчет обычно производится при следующих допущениях:

1. Отказы элементов  являются событиями случайными  и независимыми;

2. Вероятность безотказной работы элементов изменяется от времени по экспоненциальному закону, т.е. интенсивность отказов не зависит от времени;

3. Учет влияний условий работы производится приближенно:

4. Параметрические отказы  отдельно не учитываются.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1 Структура механизма подъема для расчета надежности

 

Структура механизма  перемещения крана и перемещения  тележки аналогична.

 

Механизм подъема  груза

Величины интенсивности  отказов компонента:

Задатчик, l₁=2,5×10^-5 1/ч

Промышленный контроллер, l₂=7×10^-51/ч

Преобразователя частоты, l₃=4×10^-51/ч

Асинхронного двигателя, l₄=12×10^-5 1/ч

Редуктор, l₅=10×10^-5 1/ч

Датчик ОС, l₆=5×10^-51/ч

Найдем интенсивность отказов системы в целом при лабораторных условиях работы по формуле (6.1):

l=l₁+l₂+l₃+l₄+l₅+l₆      (6.1)

l=2,5×10^-5+7×10^-5+4×10^-5+12×10^-5+10×10^-5+5×10^-5=40,5×10^-5 (1/ч)

Учет влияний условий  эксплуатации изделия в ориентировочных  расчетах производится с помощью поправочного коэффициента К_l. Найдем данный коэффициент по формуле (6.2):

      (6.2)

К_э=6, эксплуатационный коэффициент для пересчета интенсивностей отказа групп или типов от режимов испытаний к условиям эксплуатации;

К_н=1, коэффициент электрической нагрузки;

К_у=1, Коэффициент расчета надежности, связанный с постоянным усовершенствованием технологии.

Величина интенсивности  отказов системы в целом:

         (6.3)

 (1/ч)

Определим вероятность  безотказной работы системы для  промежутка времени от 0 до 4000 часов. Для этого найдем значение вероятностей (6.4) и построим график P(t).

        (6.4)

Рисунок 6.2 - График зависимости P(t) механизма подъема груза

 

Время наработки на отказ  рассчитывается по формуле:

       (6.5)

(ч)

 

Механизм перемещения  тележки

Величины интенсивности  отказов компонента:

Задатчик, l₁=2,5×10^-5 1/ч

Промышленный контроллер, l₂=9×10^-51/ч

Преобразователя частоты, l₃=3×10^-51/ч

Асинхронного двигателя, l₄=2×10^-5 1/ч

Редуктор, l₅=10×10^-5 1/ч

Датчик ОС, l₆=5×10^-51/ч

Найдем интенсивность отказов системы в целом при лабораторных условиях работы по формуле (6.1):   

l=2,5×10^-5+9×10^-5+3×10^-5+2×10^-5+10×10^-5+5×10^-5=31,5×10^-5 (1/ч)

Учет влияний условий эксплуатации изделия по формуле (6.2):

Величина интенсивности  отказов системы по (6.3):

 (1/ч)

Определим вероятность  безотказной работы системы для промежутка времени от 0 до 4000 часов. Для этого найдем значение вероятностей (6.4) и построим график P(t).

Рисунок 6.3 - График зависимости P(t) механизма перемещения тележки

Время наработки на отказ  рассчитывается по формуле (6.5):

(ч)

 

Механизм перемещения  крана

Величины интенсивности  отказов компонента:

Задатчик, l₁=2×10^-5 1/ч

Промышленный контроллер, l₂=6×10^-51/ч

Преобразователя частоты, l₃=5×10^-51/ч

Асинхронного двигателя, l₄=3×10^-5 1/ч

Редуктор, l₅=10×10^-5 1/ч

Датчик ОС, l₆=5×10^-51/ч

Найдем интенсивность отказов системы в целом при лабораторных условиях работы по формуле (6.1):   

l=2×10^-5+6×10^-5+5×10^-5+3×10^-5+10×10^-5+5×10^-5=31×10^-5 (1/ч)

 

Учет влияний условий  эксплуатации изделия по формуле (6.2):

Величина интенсивности  отказов системы по (6.3):

 (1/ч)

Определим вероятность  безотказной работы системы для  промежутка времени от 0 до 4000 часов. Для этого найдем значение вероятностей (6.4) и построим график P(t).

Рисунок 6.4 - График зависимости P(t) механизма перемещения крана

 

Время наработки на отказ  рассчитывается по формуле (6.5):

(ч)

 

 

 

 

6.2 Мероприятия по повышению надежности установки

Козловой кран представляет собой систему, состоящую из восстанавливаемых и невосстанавливаемых элементов. В случае отказа одни элементы могут быть восстановлены и вновь введены в эксплуатацию (зубчатые полумуфты, тормозные накладки), другие должны  быть заменены новыми (стальной канат, подшипники качения).

Кран может находиться в четырех состояниях: исправном, работоспособном, неисправном и  неработоспособном. В исправном  состоянии кран выполняет свои рабочие  функции, а также вспомогательные, в частности обеспечивает удобство ремонта.

В работоспособном состоянии кран способен осуществлять только рабочие функции, но у него могут быть незначительные   повреждения   обшивки   кабины,   окраски и т. д.

Колебания в сроках службы деталей вызываются различными условиями эксплуатации. Повышение надежности кранов обусловлено не только их конструкцией и качеством изготовления, но и условиями эксплуатации.

Надежность механизма  подъема зависит от конструкции  и исправности канатных блоков. При  сходе канатов с блоков из-за повреждения  краев блоков и предохранительных устройств, канат быстро изнашиваются при трении об оси блоков. В связи с этим рекомендуется применять стальные блоки, которые прочнее чугунных, специальные ограждении, охватывающие блоки с минимальным зазором. Срок службы стальных канатов можно повысить соответствующим подбором диаметров блоков и барабанов, правильной укладкой их на барабан и надежным креплением на барабане, а также при регулярном уходе за ними и своевременной смазке.

Наиболее надежны зубчатые муфты, их следует устанавливать для соединения как валов, так и редукторов с барабанами. Отказы колодочных тормозов чаще всего вызваны быстрым изнашиванием тормозных накладок и тормозных шкивов. Тормозные накладки из вальцованной ленты наиболее долговечны, и их применение увеличивает срок службы тормозов. Для повышения надежности надо заменять тормозные электромагниты более надежными злектрогидротолкателями. Если данный тормоз не позволяет установить электрогидротолкатель, то необходимо заменить весь комплект тормозного устройства. Надежность работы механизмов передвижения определяется надежностью ходовых колес, которую можно повысить, увеличив их износостойкость с помощью термообработки. На долговечность ходовых колес отрицательно влияет пробуксовка, возникающая при завышенной мощности двигателя механизма передвижения и резком торможении. Надежность механизмов передвижения кранов обеспечивается также при правильном устройстве крановых путей.

На надежность работы кранов влияет также степень их защиты от коррозии. В связи с этим все подверженные коррозии части крана окрашивают. Наряду с масляными красками в настоящее время применяют новые защитные полимерные средства, более долговечные по сравнению с известными ранее.

Сократить сроки ремонта  и упростить обслуживание кранов позволяют: стандартизация и нормализация узлов и деталей; применение более прочных и износоустойчивых материалов; упрощение конструкции крана; установка предохранительных и сигнальных устройств; высокая   квалификация   обслуживающего   персонала.