Проектирование автоматизированной системы сушки стружки в барабанной сушилке, страница 2

Определим вероятность безотказной работы  в течение определённого времени t, ч, для каждого элемента схемы, используя экспоненциальный закон распределения случайных величин:

                                        ,                                                (1)

где  – интенсивность отказов элемента i-го типа (таблица 1).

При расчете зададимся определенным временем t = 1000 ч.

Результаты расчета сведем в таблицу 2.

Таблица 2 –   Вероятность безотказной работы элементов схемы

Позиция по схеме	Интенсивность отказов,
1 – 1	6,67	0,00667	0,993352
1 – 2	50	0,05	0,951229
1 – 3	110	0,11	0,895834
1 – 4	8,6	0,0086	0,991437

Составим структурную схему надежности системы (рисунок 2).

 

Рисунок 3 –   Структурная схема надежности системы

Используя закон умножения вероятностей при последовательном соединении элементов, запишем:

                                        ,                                                (2)

где  N – количество элементов (рисунок 2);

         –  вероятность отказа системы.

Рассчитаем вероятность отказа системы.

, следовательно, система не удовлетворяет современным требованиям надежности к системам.

2 Расчет показателей надежности системы управления приводами конвейеров технологического процесса регенерации извести

2.1 Ориентировочный расчет

В соответствии с условием задания составим принципиальную схему управления приводами конвейеров (рисунок 3).

Рисунок 4 –   Принципиальная схема управления приводами конвейеров

Данные об интенсивности отказов для каждого элемента системы, необходимые для ориентировочного расчета, сведем в таблицу 3.

Таблица 3 –   Данные об интенсивности отказов элементов принципиальной схемы

Наименование блоков, изделий, элементов  - го типа	Позиции по схеме	Количество элементов  - го типа	Интенсивность отказов одного элемента	Интенсивность отказов элементов  - го типа
1	2	3	4	5
Выключатель автоматический	QF1, QF2	6	0,4	2,4
Тумблер	SF1	3	0,06	0,18
Выключатель кнопочный	SB1,…,SB9	9	0,7	6,3
Выключатель переключатель поворотный (1 к.г.)	SA1, SA2	4	0,175	0,7
Пускатель магнитный	КМ1, КМ2	2	10	20
Контакт уровнемера фирмы Метран	SL1	1	6,67	6,67
Реле тепловое: катушка контакты	KK1, KK2 KK1, KK2	2 2	0,02 0,161	0,04 0,644
Реле электромагнитное: катушка контакты	KL1, KL2 KL1.1,KL2.1, …, KL2.4	2 5	0,04 0,3	0,08 1,5
Арматура светосигнальная	HL1,…,HL4	4	0,71	2,84
Предохранитель плавкий	FU1	1	0,5	0,5
Двигатель асинхронный	M1, M2	2	8,6	17,2
Провода, 1м	¾	100	0,015	1,5
Соединения разъёмные	¾	126	0,6	75,6

Рассчитаем суммарную интенсивность отказа для системы по формуле:

                                        ,                                                (3)

где   – количество элементов i-го типа;

         – известные интенсивности отказов элементов i-го типа.

Рассчитаем среднюю наработку до первого отказа , ч

                                        ,                                                (4)

ч.

Рассчитаем вероятность безотказной работы  в течение определённого времени t

                                        .                                                (5)

Рассчитаем вероятность отказа

                                        .                                                (6)

Рассчитаем частоту отказов

                                        .                                                (7)

Расчеты по формулам 5–7 проведем в интервале времени от 1000 ч до .

Рассчитанные данные сведем в таблицу 4 и отобразим на графиках (рисунки 4 и 5).

Таблица 4 –   Данные ориентировочного расчета

t, ч
1000	135,832	0,135832	0,872989	0,127011	118,5799
2000		0,271664	0,76211	0,23789	103,519
3000		0,407496	0,665314	0,334686	90,37095
4000		0,543328	0,580812	0,419188	78,89287
5000		0,67916	0,507043	0,492957	68,87263
6000		0,814992	0,442643	0,557357	60,12507
7000		0,950824	0,386422	0,613578	52,48854
7362,035		1	0,367879	0,632121	49,9698

 

Рисунок 5 –   Вероятности безотказной работы  и отказа  системы

Рисунок 6 –   Частота отказов  системы

Из графиков видно, что при увеличении времени наработки системы вероятность безотказной работы уменьшается.

2.2 Расчет вероятности безотказной работы системы управления приводами конвейеров с учетом ее структуры

Составим структурную схему (ССН) надежности системы управления приводами конвейеров (рисунок 6).

Рисунок 7 –   Структурная схема надежности системы управления приводами конвейеров

В блоках схемы для понимания того, какому элементу системы соответствует каждый блок схемы, подписаны обозначения этих элементов. Для каждого элемента установлена интенсивность отказов (таблица 3), в соответствии с которой вычисляется вероятность безотказной работы элемента (аналогично по формуле 5), условно обозначенная над каждым блоком.

Рассчитаем вероятность безотказной работы каждого элемента. Для этого  зададимся временем t = 10000 ч. Результат расчета отобразим в таблице 5.