Диссертация (1095152), страница 20
Текст из файла (страница 20)
4.1. РД, исходную информацию для оценки показателей надежности подразделяют на два вида: экспериментальная (о наработках работоспособных и неработоспособныхобъектов или их составных частей) и информация о структуре объекта, взаимодействии составных частей, принятых способах резервирования (представляют в виде структурной схемынадежности).Согласно п. 4.2.
РД экспериментальную информацию подразделяют на два вида: основная(полученная в результате испытаний или эксплуатации исследуемого объекта или его составных частей) и дополнительная (полученная в результате испытаний или эксплуатации объектов-аналогов, объектов-прототипов и объектов-аналогов, имеющих отличный от исследуемогорежим испытаний или эксплуатации).Показатели надежности оценены непараметрическим методом – методом, свободным отраспределения [58], при неизвестном законе распределения, включающим непосредственнуюоценку показателей надежности.Требуемый объем испытаний (число отказов r) для неизвестного закона распределениянаработки между отказами число отказов r для оценки коэффициента готовности К г определенпо таблицам 29-35 Приложения 4 РД, в зависимости от полученных коэффициентов вариациидля каждого из видов оборудования и значений доверительной вероятности и относительнойошибки.Исходными данными являются выборочные значения наработки между отказами t1,t2…tr, число отказов r и объем выборки N.В качестве примера выполненного расчёта по конвейерам приведены ниже, для аммонизатора-гранулятора (поз.
252) аналогичный расчёт и база данных отказов приведены в Приложении В.9. Для данного цеха в исследуемый период эти объекты (группа объектов) оказалась снаибольшим количеством отказов. Методика сбора данных и расчёта предполагает группировку объектов, поэтому подход к вычислениям идентичный.Для вида оборудования “Конвейеры (транспортеры и элеваторы)” из-за большого объёмаданные не приводятся, формат аналогичен таблице данной в Приложении В.6.Расчёт коэффициента готовности и технического использования на примере аммонизатора-гранулятора (поз. 252) приведены в Приложении В.9.Среднее арифметическое значение наработки на отказ:1ср = ∑ =1где r - число отказов за время испытаний.87(3.3) - i-ая наработка на отказ, ч.Для конвейеров в соответствии с формулой (3.3):ср =47 + 47 + ⋯ + 113 + 158= 74,4 (ч)321Среднеквадратическое отклонение наработки на отказ:12 = √ ∑( − ср )(3.4)=1Для конвейеров в соответствии с формулой (3.4):1=√((47 − 74,4)2 + (47 − 74,4)2 + ⋯ + (158 − 74,4)2 ) = 55,3 (ч)321Коэффициент вариации наработки на отказ:=55,3== 0,7ср 74,4(3.5)Для конвейеров в соответствии с формулой (3.5):=55,3= 0,774,4По такому же принципу рассчитаем коэффициент вариации времени восстановления.Среднее арифметическое значение времени восстановления конвейеров:вср1= ∑ в=1где В - i-ое время восстановления,ч.Для конвейеров в соответствии с формулой (3.6):вср =6,3 + 10,0 + ⋯ + 6,0 + 10,0= 7,2 (ч)321Среднеквадратическое отклонение времени восстановления:88(3.6)12в = √ ∑(в − вср )(3.7)=1Для конвейеров в соответствии с формулой (3.7):1в = √((6,3 − 7,2)2 + (10,0 − 7,2)2 + ⋯ + (10,0 − 7,2)2 ) = 6,9 (ч)321Коэффициент вариации времени восстановления:вв =вср(3.8)Для конвейеров в соответствии с формулой (3.8):в =6,9= 1,07,2Для вида оборудования «Конвейеры (транспортеры и элеваторы)» предельная относительная ошибка ɛ=0,15 и доверительную вероятность q=0,8 – в соответствии с Таблицей 35Приложения 4 РД 50-690-89 [114] - число отказов r для оценки коэффициента готовности – 4050 шт.Аналогичным образом рассчитаны значения для всех видов оборудования.
Результатыприведены в таблице 3.10.Рассчитаем точечные оценки средней наработки на отказ, среднего времени восстановления и коэффициента готовности конвейеров.Точечная оценка средней наработки на отказ:̂0 =(3.9)где S - суммарная наработка изделий за время испытаний;r - число отказов за время испытаний.Для конвейеров в соответствии с формулой (3.9):̂0 =23884= 74,4 (ч)321Точечная оценка среднего времени восстановления:̂ =где Sв – суммарное время восстановления изделий за время испытаний.89(3.10)Таблица 3.10 – Требуемое число отказов по видам оборудования№п.п.123Единица видаоборудованияКол-воотказов, r,шт.Коэф. вариациинаработкина отказ, vКоэф. вариации временивосстановления, vвТребуемое числоотказовпо РД3210,71,040-50830,71,240-50800,70,525-35Конвейеры (транспортёры и элеваторы)ВентиляторыАппараты (колонны и теплообменники)4Трубопроводы1281,00,5505Барабаны (грануляторы, сушилки)720,80,6406Насосы1061,00,750-657Дробилки560,90,332-508Грохоты550,80,4329Аппараты с мешалками570,80,84010Здания и сооружения*290,80,925-3211ГПМ*250,70,720-2512Печи50,71,55051,11,06513Емкости (сборники, бункеры, баки)14Фасовочное40,90,432-501Аммонизатор-гранулятор, 252*291,10,520* - для возможности вычислений значение ошибки принято =0,20Для конвейеров в соответствии с формулой (3.10):̂ =2305,8= 7,2 (ч)321Точечная оценка коэффициента готовности:̂Г =К̂0̂̂0 + Для конвейеров в соответствии с формулой (3.11):90(3.11)̂Г =К74,4= 0,91274,4 + 7,2Аналогичным образом рассчитаны значения по всем видам оборудования.
Результатыприведены в Таблице 3.10.Таблица 3.10 – Результаты расчёта коэффициентов готовности по видам оборудования№п.п.123Наименование вида оборудованияКонвейеры(транспортёры и элеваторы)ВентиляторыАппараты(колонны и теплообменники)Наработка наотказ Т0, чВремя восстановления TB, ч̂ГК74,47,20,912141,510,50,931130,59,20,9344Трубопроводы109,66,30,9465Барабаны (грануляторы, сушилки)156,68,40,9496Насосы108,26,00,9477Дробилки193,17,60,9628Грохоты212,96,20,9729Аппараты с мешалками178,15,70,96910Здания и сооружения357,911,40,96911ГПМ312,16,70,97912Печи1139,812,80,98913Емкости (сборники, бункеры, баки)1118,65,20,99514Фасовочное1662,86,80,9961Аммонизатор-гранулятор, 252389,2410,50,974Для определения интервалов, в котором с заданной степенью вероятности будет заключено значение необходимого показателя, наряду с точечной оценкой, применен интервальный метод оценивания.
Для метода интервального оценивания также использована методика в соответствии Таблицами 46, 47 Приложения 5 РД 50-690-89 [114].Нижняя доверительная граница средней наработки на отказ:=1=2̂2 (2)=1 222 ∙ 321= ̂0 2= 74,4 ∙= 76,0 (ч)2 (2)628,92̂ (2)где 2 (m) – приведены в табл. 68 Приложения 9 РД 50-690-89.91(3.12)Тогда в соответствии с формулой (3.12) нижняя доверительная граница средней наработкина отказ конвейеров при доверительной вероятности q=0,8 составит: = 74,4 ∙2 ∙ 321= 76,0 (ч)628,92Верхняя доверительная граница средней наработки на отказ:=12122= 2== ̂0 22 ̂1− (2) ̂ 1− (2)1− (2)(3.13)2где 1−(m) – приведены в табл.
68 Приложения 9.Тогда в соответствии с формулой (3.13) верхняя доверительная граница средней наработки на отказ при доверительной вероятности q=0,8: = 74,4 ∙2 ∙ 321= 83,7 (ч)570,68Нижняя доверительная граница среднего времени восстановления: =1=21 22̂== 2̂2 (2) ̂ 2 (2) (2)(3.14)Тогда в соответствии с формулой (3.14) нижняя доверительная граница среднего временивосстановления при доверительной вероятности q=0,8: = 7,2 ∙2 ∙ 321= 7,3 (ч)628,92Верхняя доверительная граница среднего времени восстановления при доверительной вероятности q=0,8: =12122̂= 2==22 ̂1− (2) ̂ 1− (2)1− (2)(3.15)Тогда в соответствии с формулой (3.15) верхняя доверительная граница среднего временивосстановления при доверительной вероятности q=0,8: = 7,2 ∙2 ∙ 321= 8,1 (ч)570,68Промежуточные результаты расчётов приведены в таблице 3.11.92Таблица 3.11 – Результаты расчёта наработки на отказ исреднего времени восстановления№п.п.1Наименование видаоборудованияКонвейеры (транспортёры иэлеваторы)2 (2)21−(2)321628,92570,6876,083,77,38,12Вентиляторы83164,35135,21142,9173,710,612,93Аппараты (колонны и теплообменники)80164,35135,21127,0154,48,910,84Трубопроводы128268,485231,105104,5121,46,06,95Барабаны (грануляторы,сушилки)72153,85125,76146,6179,37,99,76Насосы106216,58183105,9125,35,97,07Дробилки56117,2797,358184,4222,17,28,78Грохоты55117,2797,358199,7240,55,87,09Аппараты с мешалками57117,2797,358173,2208,65,56,610Здания и сооружения2966,81548,801310,7425,49,913,611ГПМ2558,1641,449268,3376,55,78,112Печи513,4476,182847,6 1843,79,520,813Емкости (сборники, бункеры, баки)513,4476,182831,9 1809,43,98,414Фасовочное413,4476,182989,2 2151,74,08,71Аммонизатор-гранулятор,2522966,81548,801337,99,112,5462,6Формулы для расчёта интервальных оценок коэффициента готовности ввиду большогообъёма приведены в Приложении В.9.Дисперсия наработки на отказ и времени восстановления для конвейеров составит поформулам (В9.3) и (В9.4) соответственно:̂2 =1((47 − 74,4)2 + (47 − 74,4)2 + ⋯ + (158 − 74,4)2 ) = 3061,5321 − 12̂ =1((6,3 − 7,2)2 + (10,0 − 7,2)2 + ⋯ + (10,0 − 7,2)2 ) = 47,8321 − 1При выбранной вероятности q=0,8, с использованием Таблиц нормального распределения[58], получены значения соответствующих квантилей: = 0,842, 1− = −0,93,93Тогда нижняя и верхняя интервальные оценки коэффициента готовности по формулам(В9.1) и (В9.2) соответственно:КГ =1+74,4 ∙ 7,2 +47,80,842√74,42+3213213061,574,42 − 0,8422 321(̅̅̅КГ =1+74,4 ∙ 7,2 −47,80,93√74,42(3061,57,22−−147,80,8422∙ 3061,53212= 0,907)−13061,52 47,8 ∙ 3061,5+−(−0,93)32132132123061,574,42 − (−0,93)2 321)7,22= 0,917Результаты вычислений по всем видам оборудования представлены в Таблице 3.12.Таблица 3.12 – Результаты расчёта коэффициентов готовностиНаименование видаоборудования№ п.п.̂ГКŝ2ŜB2КГ̅̅̅КГ1Конвейеры (транспортёры и элеваторы) 0,9123061,547,82Вентиляторы0,93110920,6149,2 0,923 0,9403Аппараты (колонны и теплообменники) 0,9348957,017,00,929 0,9404Трубопроводы0,94612515,98,70,941 0,9505Барабаны (грануляторы, сушилки)0,94917512,126,40,944 0,9546Насосы0,94710682,519,00,942 0,9527Дробилки0,96227354,66,50,958 0,9668Грохоты0,97230941,06,50,969 0,9759Аппараты с мешалками0,96918467,319,60,965 0,97310Здания и сооружения0,96973457,0109,2 0,963 0,97511ГПМ0,97952385,923,112Печи0,989680684,7387,0 0,981 0,99613Емкости (сборники, бункеры, баки)0,995 1545173,324,60,991 0,99814Фасовочное0,996 2480000,97,60,993 0,9971Аммонизатор-гранулятор, 2520,97424,40,968 0,978187256,80,907 0,9170,975 0,983Полученные результаты, учитывая специфику учёта ПС, соответствуют так называемому“эксплуатационному коэффициенту готовности”, предусмотренному ГОСТ Р 53480-2009.
Аналогичное понятие “частичный коэффициент готовности” можно встретить в публикациях понадёжности сложных систем Ушакова И.А., профессора МФТИ и МЭИ, Университета Джор94джа Вашингтона, Университета Дж. Мейсона и Калифорнийского университета в Сан-Диего(автор около 300 статей и более 20 монографий по надежности, в том числе «Справочника порасчету надежности», выдержавшего в России три издания и переведенного в США (два издания), Германии и Чехословакии).Коэффициент технического использования рассчитан в соответствии с п.6.28. ГОСТ27.002-89 “Надежность в технике.
Основные понятия. Термины и определения” [27] Кти - отношение математического ожидания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к математическому ожиданию суммарноговремени пребывания объекта в работоспособном состоянии и простоев, обусловленных техническим обслуживанием и ремонтом за тот же период.Коэффициент технического использования:Кти∑=1 = ∑=1 + ∑=1 в + ∑=1 (3.16)где – наработка на отказ объекта, ч.;в – время восстановления работоспособного состояния объекта, ч.; - длительность выполнения профилактики, требующей вывода объекта из работающего состояния, ч.По формуле (3.16) коэффициент технического использования для конвейеров:Кти =23884= 0,97023884 + 2305,8 + 21556Коэффициент технического использования характеризует долю времени нахождения объекта в работоспособном состоянии относительно общей (календарной) продолжительности эксплуатации.
Следовательно, КТИ отличается от КГ тем, что при его определении учитывается всевремя вынужденных простоев, тогда как при определении К Г время простоя, связанное с проведением профилактических работ, не учитывается.Результаты расчёта коэффициента готовности для видов оборудования приведены в Таблице 3.13.95Таблица 3.13 – Результаты расчёта коэффициентов технического использования№п.п.Наименование видаоборудованияS - суммарнаянаработка,чSв, Суммарноевремявосст., ч.Сумм.простой вплановыхТОиР, ч.Кти1Конвейеры (транспортёры и элеваторы)238842305,8215560,9702Вентиляторы11742870,770800,9913Аппараты (колонны и теплообменники)10437732,8172930,9704Трубопроводы14023802,45930,9945Барабаны (грануляторы, сушилки)11275607,245130,9106Насосы11465637,5221330,9747Дробилки10811423,020400,9758Грохоты11708339,952080,9499Аппараты с мешалками10153323,691480,96110Здания и сооружения10380330,92440,99811ГПМ7802167,054470,99212Печи569964,29940,96113Емкости (сборники, бункеры, баки)559326,155190,99114Фасовочное665127,020780,9821Аммонизатор-гранулятор, 25211288304,677200,917Таким образом, результаты расчёта коэффициентов готовности и технического использования, приведены в Таблице 3.14.96Таблица 3.14 – Результаты расчёта коэффициентов готовности и технического использования№п.п.Наименование видаоборудования̂ГККти1Конвейеры (транспортёры и элеваторы)0,9120,9702Вентиляторы0,9310,9913Аппараты (колонны и теплообменники)0,9340,9704Трубопроводы0,9460,9945Барабаны (грануляторы, сушилки)0,9490,9106Насосы0,9470,9747Дробилки0,9620,9758Грохоты0,9720,9499Аппараты с мешалками0,9690,96110Здания и сооружения0,9690,99811ГПМ0,9790,99212Печи0,9890,96113Емкости (сборники, бункеры, баки)0,9950,99114Фасовочное0,9960,9821Аммонизатор-гранулятор, 2520,9740,917Результаты расчёта единичного показателя, характеризующего одно из основных свойствнадёжности (безотказность), чаще других применяемых в работах по надёжности техники приведены в таблице 3.15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
