Расчет надежности системы аспирации
Рис. Схема вентиляционной системы:
1 – дроссельная заслонка; 2 – вытяжной зонт; 3 – фильтр карманный; 4 – датчик засорения фильтра и работы вентилятора; 5 – циклон; 6 – датчик засорения циклона; 7 – вентилятор; 8 – ременная передача; 9 – виброопора; 10 – основание
Перечень отказов системы вентиляции:
снижение давления в воздуховоде после карманного фильтра (засорение фильтра);
уменьшение концентрации пыли при прохождении воздуха через циклон незначительное (засорение циклона);
отказ предохранителя;
выход из строя подшипника электродвигателя;
выход из строя крыльчатки охлаждения электродвигателя;
межвитковое замыкание обмотки электродвигателя;
обрыв обмотки электродвигателя;
отказ концевого выключателя;
выход из строя пульта управления;
выход из строя сигнализатора засорения карманного фильтра;
выход из строя сигнализатора засорения циклона;
выход из строя дроссельной заслонки зонта;
износ сальникового уплотнителя;
износ соединения вала и блоков ременной передачи;
износ ременной передачи;
выход из строя подшипника вала рабочего колеса;
износ постоянной муфты.
Интенсивность отказов и вероятность безотказной работы элементов вентиляционной системы
№ п/п
Наименование отказа Интенсивность отказа
λ, ч –1
1 Снижение давления в воздуховоде λ(1) = 8·10–6
2 Уменьшение концентрации пыли λ(2) = 8·10–6
3 Отказ предохранителя λ(3) = 5·10–6
4 Выход из строя подшипника электродвигателя λ(4) = 2,22·10–6
5 Выход из строя крыльчатки
охлаждения электродвигателя λ(5) = 1,1·10–7,
6 Межвитковое замыкание обмотки электродвигателя λ(6) = 3·10–6
7 Обрыв обмотки
электродвигателя λ(7) = 3·10–8
8 Отказ концевого выключателя λ(8) = 3·10–6
9 Выход из строя пульта управления λ(9) = 3·10–7
10 Выход из строя сигнализатора засорения карманного фильтра λ(10) = 5,3·10–6
11 Выход из строя сигнализатора засорения циклона λ(11) = 3·10–6
12 Выход из строя дроссельной заслонки зонта λ(12) = 3,4·10–6
13 Износ сальникового уплотнителя λ(13) = 3·10–6
14 Износ соединения вала и
блоков ременной передачи λ(14) = 0,25·10–6
15 Износ ременной передачи λ(15) = 3,6·10–6
16 Выход из строя подшипника вала рабочего колеса λ(16) = 2·10–6
17 Износ постоянной муфты λ(17) = 2,5·10–6
Необходимо определить вероятность отказа системы.
Решение
Наработка на отказ вентиляционной системы:
Т = 1/λсл = 1/8·10-6 = 1,25·105 ч .
где λсл – интенсивность отказа самого слабого элемента системы.
Значения вероятностей безотказной работы для звеньев:
Р(t) = е–λТ.
Затем определяется вероятность появления события Б (параметрический отказ) для параллельного соединения элементов:
Из Р(t) + Q(t) = 1 следует, что Q(t) = 1 – Р(t), тогда
Q(Б) = Q(1) + Q(2) – Q(1)·Q(2) = 1 – Р(1)·Р(2) =
= 1 – ехр(- 8·10-6·1,25·105)·ехр(- 8·10-6·1,25·105) = 0,865 .
Вероятность появления события И (отказ механической части электродвигателя):
Q(И) = Q(4) + Q(5) – Q(4)·Q(5) = 1 – Р(4)·Р(5) =
= 1 – ехр(- 2,22·10-6·1,25·105)·ехр(- 1,1·10-7·1,25·105) = 0,253 .
Вероятность появления события К (отказ электрической части электродвигателя):
Q(К) = Q(6) + Q(7) – Q(6)·Q(7) = 1 – Р(6)·Р(7) =
= 1 – ехр(- 3·10-6·1,25·105)·ехр(- 3·10-8·1,25·105) = 0,315 .
Вероятность появления события Е (выход из строя электродвигателя):
Q(Е) = Q(И) + Q(К) – Q(И)·Q(К) = 0,253 + 0,315 – 0,253·0,315 = 0,488 .
Вероятность появления события Ж (выход из строя систем автоматики):
Q(Ж) = 1 – Р(8)·Р(9)·Р(10)·Р(11) =
= 1 – ехр(- 3·10-6·1,25·105)·ехр(- 3·10-7·1,25·105) )·
·ехр(- 5,3·10-6·1,25·105) )·ехр(- 3·10-6·1,25·105) = 0,765 .
Вероятность появления промежуточного вершинного события Г (выход из строя электрооборудования)
. Событие может произойти только тогда, когда произойдет хотя бы одно из трех событий Е, Ж и 3, причем событие 3 является элементарным:
Q(Г) = 1 – Р(Е)·Р(3)·Р(Ж) = 1 – 0,512·ехр(- 5·10-6·1,25·105) )··0,235 = 0,936 .
Вероятность появления события З (выход из строя вентилятора):
Q(З) = 1 – Р(16)·Р(17) = 1 – ехр(- 2·10-6·1,25·105)·ехр(- 2,5·10-6·1,25·105) = 0,245 .
Вероятность появления промежуточного вершинного события Д (выход из строя механической части)
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
