Файл: Волчкевич, Л. И. Автооператоры.pdf

Так, в процессе исследований работоспособности токарных многошпинделыіых автоматов КА-76 в автоматической линии Б цеха карданных подшипников 1 ГПЗ было зафиксировано 96 отказов автооператора позиции № 8 (станок имеет двойную индексацию). Промежутки безотказной работы (в количестве отработанных цик­ лов между двумя отказами) сгруппированы по интервалам (табл. 5).

Максимальное количество циклов, отработанных между двумя от­ казами, составило fmax = 3030, однако в 47 случаях из 96 авто­ оператор выходил из строя, не проработав и 180 циклов. Распре­ деление длительности бесперебойной работы наглядно выражают в виде диаграммы, которая путем «смены шкалы» может быть пере­ считана в диаграмму плотности вероятности безотказной работы [61.

2 этап« Расчет коэффициента безотказности — среднего коли­ чества рабочих циклов между двумя отказами kH и параметра по­ тока отказов соц:

1

tt ■— середина і-го интервала;

N — общее количество зафиксированных отказов.

Все данные берутся из таблицы периодов безотказной работы. Для автооператора КА-76: N = 96; п — 20; ANt = 47,6, 11 и т. д.; tt = 90, 270, 450 и т. д. Производя необходимые вычисления, получим kH= 486. Поток отказов в рабочих циклах

соц = ~ = 0,00206 = 2,06 • ІО-3. *Н

5 4

Относя показатели безотказности к календарному времени, получим

mcp= k ttT = 486--^jr- = 32,4 мин;

СО= ^ 7 = -32Х = 0’031 1/МИН-

3 этап.. Построение функции надежности. Статистическая функция надежности также строится по данным табл. 5 распреде­ ления длительности безотказной работы:

Р* (360) = 1 — - І Ш - = 0,45.

Вероятностная функция надежности

Р(/) = е -ш‘

сиспользованием таблицы показателей функции е- *. Для авто­

Значения статистической и вероятностной функции надежности автооператора КА-76 приведены на рис. 20.

Аналогично определяются показатели безотказности kH, со и тср для любых элементов, подсистем и систем. При этом пока­ затели безотказности системы могут быть получены суммирова­ нием параметров потока отказов основных их элементов. Так, в результате исследования работоспособности линии картера сцеп­ ления для отдельных типов механизмов и устройств линии (в ра­

ной станции; ж) со = 5,2-10“ 3 для кантователя удаления стружки из отверстий и сталкивателя. Тогда общая интенсивность отказов и возобновления работы линии картера сцепления будет П =

55

= 73,8 -10“ 3, коэффициент безотказности kn = 14, функция на­ дежности P(t) = е ~73’10~3.

Вероятность того, что линия картера сцепления проработает безотказно t = 50 рабочих циклов после включения, будет

Р (50) = е- 73'8’10“3'50 = е -3'57 = 0,028 = 2,8% •

4 этап« Проверка достоверности полученных значений необхо­ дима потому, что объем наблюдений, который достаточен для оценки производительности и надежности системы в целом, может

Рис. 20. Статистическая и вероятностная функции надежности автооператора автомата КА-76

оказаться недостаточным для достоверного определения численных значений показателей надежности отдельных конструктивных эле­ ментов, в том числе автооператоров.

Степень несовпадения статистической и вероятностной функций надежности характеризует достоверность полученных значений, в первую очередь достаточность накопленного объема информации. Проверим соответствие статистической функции надежности авто­ оператора автомата КА-76 принятому экспоненциальному закону

спомощью критерия %2 Пирсона (табл. 6).

Втабл. 6 заносим номера интервалов, их границы (для которых

иопределены значения функции надежности), а также значения теоретической статистической функции надежности, согласно приведенным выше расчетам. Для удобства расчетов значения обе­ их функций удобно выражать не в долях единицы, а в процентах.

Вграфу 2 заносим значения статистической функции надежности

P' (t), в графу 3 — теоретические вероятностные значения Р (і) с округлением до целых процентов.

56

Поинтервальная проверка по критерям согласия дает хорошие результаты только тогда, когда число случаев, попавших в данный интервал, не менее четырех-пяти. Поэтому число интервалов со­ кращают, объединяя численные значения крайних, интервалов

водин или опуская их. Так, для автооператора автомата КА-76

винтервалах, начиная с десятого, содержится либо один случай попадания в интервал, либо ни одного; поэтому табл. 6 ограничим девятью интервалами, которые содержат 96% всех отмеченных случаев бесперебойной работы. В графу 4 заносим значения аб­ солютной разности статистической и вероятностной функций на­ дежности для каждого из интервалов, в графу 5 — квадрат этой разности. Так, для шестого интервала Р' = 14%, Р = 16%, аб­ солютная разность между ними 2%, ее квадрат — 4. В графу 6 заносим для каждого интервала значение квадрата разности, де­ ленное на теоретическое значение. Так, для шестого интервала

Суммируя данные графы 6 по всем интервалам, получаем сум­ марную меру расхождения %2 = 4,98.

Число степеней свободы равно числу интервалов минус число дополнительных связей — условий, которые необходимо выпол­ нить. Так как таких условий не задано, то число степеней свободы 2г = 9. Отсюда для %2 = 4,9 и 2г = 9 получаем Р = 0,85, т. е. с вероятностью 85% можно утверждать, что принятый экспонен­ циальный закон не противоречит действительности.

5 этап» Расчет средней длительности единичных простоев для обнаружения и устранения отказов. Расчет производится по той же

57

методике, как и для средней длительности безотказной работы: группирование результатов по интервалам, расчет среднестатис­ тических значений и их отклонений, аппроксимация с помощью теоретических распределений и т. д. (см. этапы 1—4). Средняя длительность единичного простоя

АN t — количество случаев, попавших в дан­ ный интервал; оно может быть выра­ жено не только в абсолютных вели­ чинах, но и в относительных, напри­ мер, в процентах; середина г-го интервала; количество интервалов.

Диаграмма распределения длительности единичных простоев

равноправны. Поэтому необходимо пользоваться комплексными показателями — внецикловыми потерями t „ . или В { . Для автома­

тической линии в целом и отдельных станков, встроенных в ли­ нию, внецикловые потери могут определяться непосредственно из баланса затрат фонда времени. Для отдельных элементов линии (механизмов, устройств, инструментов, аппаратуры управления и т. д.), работоспособность которых в общем балансе затрат фонда времени отразить затруднительно, внецикловые потери

5 8

7 этап« Построение диаграммы надежности. Графически сравне­ ние надежности однотипных механизмов может быть проведено с помощью диаграмм надежности, которые отражают обе характе­ ристики надежности — безотказность и ремонтопригодность.

Рассмотрим методику построения диаграммы сравнительной надежности на примере шаговых транспортеров. Диаграмма рас­ пределения длительности единичных простоев шагового транспор­ тера показана на рис. 22, а; было зафикисровано шесть случаев с продолжительностью простоев до 1 мин, 20 случаев с продолжи­ тельностью от 1 до 2 мин и т. д. Среднее время единичного простоя согласно формуле (10) будет ѲсР = 2,5 мин. Диаграмма на рис. 22, а отражает только ремонтопригодность, так как неизвестно, за ка­ кой период произошло данное количество отказов (N = 39 слу­ чаев). Согласно тем же протоколам линия за период наблюдения отработала 12 270 рабочих циклов. Следовательно, вероятность того, что при каждом срабатывании возникает отказ длительностью 0— 1 мин, составит

59