Файл: Болошин, Н. Н. Надежность работы технологических узлов и оборудования обогатительных фабрик.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Ах=х—л; и Ду = у —у,

их

квадратов

(Дх)2, (Ду)2,

произведений

Ах-Ау и их суммы.

Параметр

п вычисляется по формуле

 

 

 

п =

2Ах'Ау- =

=

0,91.

 

 

 

 

 

 

 

2(Д л:)2

1,100

 

 

 

 

 

при .Г = 0,35

и у=-—0,23 уравнение

(48)

дает: у—у = п(х—.т), у +

+ 0,23 = 0,91 (х—0,35).

После

преобразования

этого

уравнения

Согласно

 

 

у = 0,91л:—0,548.

величина

(—0,548)

есть

уравнению (51),

найденная

lg6. Отсюда

из уравнения

(51) после

логарифмирования

полу­

чаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lglge—n1\gT1 = lg b = — 0,548,

 

 

 

 

откуда Ti= 1,6 ч.

двойной

логарифмической

сетке

построены

На рис.

7, б на

кумулятивные кривые распределения времени безотказной работы и времени восстановления магнитных сепараторов обогатительных фабрик ГОКов. Анализ показывает, что распределение времени безотказной работы или времени восстановления изображается прямой или ломаной, состоящей из двух отрезков. В последнем случае это означает, что параметры экспоненциально-степенного уравнения изменяют свое численное значение при переходе с ма­ лых интервалов времени на большие.

При характеристике распределения времени безотказной ра­ боты (рис. 7,6) лучшие условия эксплуатации сепараторов харак­ теризует прямая, расположенная выше других (ЮГОК-2), что соответствует большему среднему времени безотказной работы. Малый угол наклона прямой (ЙнГОК, угол 28°) к осп абсцисс указывает на быстрое падение вероятности безотказной работы на заданном интервале времени, т. е. менее надежную работу магнит­ ных сепараторов и большую долю промежутков безотказной ра­ боты малой продолжительности.

По характеристике распределения времени восстановления луч­ шие условия работы сепараторов характеризует прямая, идущая ниже других (ИнГОК), что соответствует малому времени восста­ новления. Малый угол наклона прямой ЮГОК-2 (угол 27°) к оси абсцисс указывает на хорошую организацию работ по восстанов­ лению работоспособности сепараторов, что соответствует малой доле отказов большой протяженности.

Таким образом, использование двойной логарифмической сетки при анализе безотказности позволяет получить наглядное пред­ ставление об изменении надежности работы оборудования и тех­ нологических узлов предприятия и степени организованности работы дежурной и ремонтной служб.

Предложенный графический метод «спрямления» кумулятивных кривых на двойной логарифмической сетке для определения экспо­ ненциально-степенного закона распределения времени безотказ­ ности работы и времени восстановления имеет большую практи­

44

ческую ценность, так как упрощает отыскание уравнения закона распределения и позволяет графическим способом определять пара­ метры уравнения распределения. «Спрямление» кривых позволяет легко проанализировать экспериментальные данные с помощью наглядного выявления резко отклоняющихся значений и дает на­ глядную графическую интерпретацию механизма процесса возник­ новения и ликвидации отказов и его динамику и, в частности, представление об изменении надежности с течением времени.

Исследование надежности работы технологических узлов свя­ зано с определением точности и достоверности полученных оценок характеристик надежности. Это объясняется тем, что в основе

•определения оценок характеристик надежности лежат случайные величины и сами оценки являются также случайными величинами, в связи с чем требуется оценка вероятности уклонения полученной

.оценки от истинного значения.

Точность и достоверность оценок характеристик случайных величин возрастает с увеличением количества отказов, а следова­ тельно, и продолжительности наблюдения. Задача определения точности и достоверности характеристик надежности является так­ же задачей по определению продолжительности хронометражных наблюдений для получения оценок необходимой точности.

Доверительным интервалом для оценки Т с коэффициентом доверия не меньше [3 является интервал (Гоп+а)... (Гоп—а), при котором вероятность попадания истинного значения характери­ стики в этот интервал будет не менее (3, т. е.

р КДж - а ) < т < (Топ + а)] > (3.

(54)

Границы при определении доверительного интервала

могут

■быть заданы и в виде коэффициентов. Эти коэффициенты рассчи­ таны, и для них составлены таблицы с определением доверитель­ ной вероятности для разных законов распределения.

Определим точность оценок надежности работы подбункерного узла Тырныаузской фабрики (см. табл. 4).

Нижняя 7]я и верхняя Тв доверительные границы для нара­

ботки на отказ Гоп равны:

 

^ п = Н^оп; Рв = г°Топ-

(55)

Коэффициенты п и г2 определяются по таблице квантилей экспоненциального закона в зависимости от количества зарегистри­ рованных отказов и доверительной вероятности*, и в нашем случае при п = 49 и (3 = 90%, rj = 0,84, г2= 1,21, тогда

7^ = 0,84-100 = 84 мин,

Т н = 1,21 • 100 = 121 мин,

* Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М., «Сов. радио», 1962, табл. I I — 19 Я. Б. Шора.

45

т. е. точность характеристик надежности составляет ±20% прикоэффициенте доверия 90%.

Так же определяется доверительный интервал для среднего времени восстановления п затем рассчитываются доверительные интервалы для остальных характеристик надежности.

Для того чтобы получить заданную точность характеристик надежности, необходимо иметь определенный объем хронометражных наблюдений, который определяется по формуле [1, 5]

t =

л7Т

—

49-1,67

п_

,кг,

1

1-0,84

= 9 / 4 ,

(56)

 

Nr,

 

 

 

где п — количество зарегистрированных отказов;

 

Т1 — наработка на отказ, ч;

 

 

t — время наблюдений, ч;

 

 

 

/V — количество узлов

или машин, поставленных под наблю­

дение;

 

 

 

 

кван­

г2 — коэффициент гарантии, определяемый по таблице

тилей экспоненциального распределения.

5, 43],

Учитывая эргодичес-кое

свойство

процесса отказов [1,

продолжительность хронометражных наблюдений можно сократить с помощью наблюдения за работой большего количества узлов.

§4. Классификация схем соединения оборудования

втехнологических узлах

Надежность работы технологических узлов, состоящих из групп оборудования, определяется не только надежностью составляю­ щих элементов, но и схемой их соединения.

В условиях обогатительных фабрик можно выделить пять схем взаимосвязи оборудования в технологических узлах, которые

имеют различные зависимости характеристик надежности

узла

от характеристик надежности отдельных его элементов (табл.

12):

последовательная, параллельная, резервированная, последова­ тельная с аккумулятором, комбинированная.

П о с л е д о в а т е л ь н а я с х е м а соединения применяется при проектировании дробильных корпусов. Примером этой системы яв­ ляются схемы сопряжения технологического оборудования в сред­ нем и мелком дроблении при каскадном его размещении. В такой схеме иногда работает до 6—7 звеньев. По последовательной схеме часто работает оборудование конвейерных линий. Такая схема является самой благоприятной: характеристики надежности ра­ боты технологического узла быстро снижаются с увеличением ко­ личества элементов. Последовательная схема в условиях обогати­ тельных фабрик дает удовлетворительные результаты только при ограниченном количестве оборудования или при введении резер­

вирования.

с х е м а взаимодействия и соединения обо­

П а р а л л е л ь н а я

рудования применяется

в корпусах обогащения, например, так

46

соединяются магнитные сепараторы, фильтры, обезвоживающее, оборудование, и т. д. Эта схема имеет преимущества перед после­ довательной схемой в вероятности полного отказа, которая тем меньше, чем больше количество ветвей в системе. Вероятность потери части производительности, равной производительности одной ветви, равна вероятности потери полной производитель­ ности у последовательной схемы.

П а р а л л е л ь н а я с х е м а с р е з е р в и р о в а н и е м ис­ пользуется Для обеспечения высокой надежности работы узла при полной производительности, а также для того, чтобы снизить вероятность потери части производительности. На обогатительных фабриках таким образом компонуются технологические узлы, к которым предъявляются повышенные требования по надежности. Так решаются узлы песковых насосов и в последние годы стали решаться узлы вакуум-фильтров. Резервирование (полное и час­ тичное) резко увеличивает вероятность безотказной работы. Так, при одной резервной ветви, равной основным ветвям по надеж­ ности, вероятность потери части производительности равна квад­ рату вероятности отказа одной ветви.

П о с л е д о в а т е л ь н а я с х е м а с а к к у м у л я т о р о м (бункером) увеличивает надежность работы схем с последователь­ ным соединением оборудования. Сущность увеличения надежности работы такой системы заключается в том, что искусственно умень­ шается количество элементов в цепи, а поочередные кратковремен­ ные отказы частей схемы до аккумулятора и после него при оди­ наковом коэффициенте технического использования выравнива­ ются аккумулятором. Расчет вероятности работоспособного со­ стояния аккумулирующей системы производится по частям, так же как и последовательной схемы, но при уменьшенных значениях вероятности отказа ее элементов путем введения корректирующих 'коэффициентов или на основании скорректированных значений величин вероятности отказа при исключении отказов длитель­ ностью меньших, чем обеспечивает работу системы емкость акку­ мулятора.

Для определения скорректированных величин вероятности не­ исправного состояния оборудования при различных размерах бун­ керных устройств необходимо пользоваться кривой распределения вероятности отказов в зависимости от длительности последних [15].

К о м б и н и р о в а н н а я с х е м а соединения оборудования представляет собой сочетание схем параллельного и последова­ тельного соединения. Определение характеристик безотказности работы таких схем производится последовательно: определяются характеристики для отдельных однородных участков, а затем для системы их взаимодействия.

Классификация схем соединения оборудования в системах, схематическое изображение взаимосвязи элементов системы и фор­ мулы для определения характеристик надежности для групп обога­ тительного оборудования приведены в табл. 12.

47

 

 

К л а с с и ф и к а ц и я

С и с т е м а в з а и м о с в я з и о б о р у д о в а н и я

 

 

(э л е м е н т о в )

 

 

 

П р и м е р

Х а р а к т е р и с т и к а

С х е м а

и з п р а к т и к и

 

 

п р и м е н е н и я

П р о с т а я (п о с л е д о в а ­

 

1. С о е д и н е н и е

т е л ь н а я ) — р а б о т а с и ­

 

о б о р у д о в а н и я

с т е м ы в о з м о ж н а п р и

 

в к о р п у с а х

у ч а с т и и ее в с е х э л е ­

 

I I I и I V с т а ­

м е н то в

 

д и й д р о б л е н и я

с х е м с о е д и н е н и я о б о р у д о в а н и я

В е р о я т н о с т ь

б е з о т к а з н о й

р а б о т ы

О б щ и й

Ч а с т н ы е

с л у ч а й

с л у ч а и

=п Р.

П р и р 1—р , ^ р п

РС= Р П

1=1

д л я о б е с п е ч е н и я

 

 

Р > Р

 

'с-^зад

Р а з в е т в л е н н а я ( п а ­ р а л л е л ь н а я ) — р а б о т а с и с т е м ы в о з м о ж н а п р и н е и с п р а в н о с т и ч а с т и ее э л е м е н т о в с п о т е ­ р е й ч а с т и п р о и з в о д и ­ т е л ь н о с т и

Р е з е р в и р о в а н н а я — р а б о т а с и с т е м ы в о з ­

м о ж н а с п о л н о й п р о ­ и з в о д и т е л ь н о с т ь ю без у ч а с т и я ч а с т и э л е м е н ­ т о в

А к к у м у л и р у ю щ а я — р а б о т а с и с т е м ы в о з ­ м о ж н а з а с ч е т е м к о с т и б у н к е р а о г р а н и ч е н н о е в р е м я б е з и с п о л ь з о в а ­ н и я ч а с т и э л е м е н т о в

С м е ш а н н а я — п р е д ­ с т а в л я е т с о б о й с о в о ­ к у п н о с т ь р а з л и ч н ы х п р о с т ы х с и с т е м

Рл?л

п-элементов

Pf?f

Рл?л pm?m

л- элемента^ т-Ветбей

(1 ) Р4<

.. Л Рп?Л

'kj/ Рш?ш

т- оснобные

Ветви г - резервные

Ветби

1

Pth

Т

Рл?Л

1

х5

элем ент ов

2 . С о е д и н е н и е к о н в е й е р о в

1. С о е д и н е н и е

м а г н и т н ы х

се п а р а т о р о в

вк о р п у с а х

об о га щ е н и я

1. С о е д и н е н и е н а с о с н о го о б о ­ р у д о в а н и я

2 . С о е д и н е н и е ф и л ь т р о в а л ь ­

но г о о б о р у д о ­

ва н и я

= П ( 1 — 0 ),

/=1

Р С= 1 - П ( р )

1=1 1

^1 -П -р .

з а д

п < 1п Р з а д

1пР

П р н P i = P 3= P m

Р = \ - 0 ~ Р ) ' П

Рг= \-Я

П р и р , = р 2=

PC=ZPj

j=m

т - 'г г

Яе“ 2(1-*у)

!=т

=Рт=Рг

)т-\-г

в б и н о м е в ы б р а с ы ­ в а ю т с я ч л е н ы , к о т о р ы е о п р е д е ­

ля ю т о т к а з

си с т е м ы

О п р е д е л я е т с я

к а к

д л я

в е р о я т н о с т и

б е з о т к а з н о й

п р о д о л ж и т е л ь н о с т ь ю н е б о л е е

В с и с т е м е в ы д е л я ю т с я о д н о н о й к л а с с и ф и к а ц и и , з а т е м э т и

в с х е м а х ц е п и а п п а р а т о в

 

 

 

 

 

 

 

В е р о я т н о с т ь н е и с п р а в н о г о

 

Н а р а б о т к а н а о т к а з

 

 

с о с т о я н и я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О б щ и й

Ч а с т н ы е

О б щ и й с л у ч а й

Ч а с т н ы е с л у ч а и

с л у ч а й

с л у ч а и

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и < 7 ,= (7 .= ? л

 

 

 

П р и Т1= Т ^ = Т п

« с = > - . П Л

Qc = 1

- ( ! - < / /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

Q c = i -

д л я о б е с п е ч е н и я

Т —

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

- L + .

+ - L

д л я о б е с п е ч е н и я

 

^ з

а д

 

 

т , +

тп

 

 

 

 

- П < 1 -

 

п

 

 

 

 

^ с ^ з а д

 

9 < 1 _ ] A i _ С з а д

 

 

 

 

 

1 = 1

 

 

 

 

 

 

Тп > " Тс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п < 1п ( 1— ^ з а д )

 

 

 

 

 

 

 

 

In (1 —q)

 

 

 

 

 

 

 

 

П р н q i= q , = qm

 

 

 

П р и

Г х= Г о = Г

m

т

 

 

 

'

1

~

 

 

 

тm , тm — 1 ,

 

 

 

 

<5С = П ? ,

 

 

j

 

 

 

 

с / = 1 1

 

 

с

m 1 ш — 1 1 7'С = Г , ( 1 + _ Г +

т

 

 

 

4- - - .

4 Л

 

 

ш }

Q c = n ( l - P y )

=

< > - * % .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ = 1

m + r

Q = 1 — 2 р . j ~ m 1

Пр и ? 1 = ( 7 2=

=q rn= q r

Q= ( P + ‘l) " > + r

вб и н о м е в ы б р а с ы ­

в а ю т с я ч л е н ы ,

оп р е д е л я ю щ и е

ра б о т о с п о с о б н о с т ь

си с т е м ы

 

П р и

7*! =

Т2 =

Т = - + Г

=

Г m =

тг

г „ 1+Г +

 

 

т -\-г

Т С = Т t ( I +

,1

4 ------------------ X

+ —

2 - ь .

■

. +

rn-\-r— 1

 

 

 

 

 

 

 

,

1

 

_j_

Х Г т +

г —

1 +

 

m

 

 

+ • •

• +

т ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

------- !—

г

)

 

 

 

 

гп +

}

п р е д ы д у щ и х с и с т е м п о с к о р р е к т и р о в а н н о м у з н а ч е н и ю р а б о т ы , о п р е д е л я е м о й п о з н а ч е н и ю в е р о я т н о с т и о т к а з а

и л и п у т е м в в е д е н и я п о п р а в о ч н о г о к о э ф ф и ц и е н т а

р о д н ы е у ч а с т к и

с и с т е м ы ,

с о о т в е т с т в у ю щ и е р а н е е п р и в е д е н -

у ч а с т к н р а с с м а т р и в а ю т с я

к а к э л е м е н т ы в с и с т е м е

Т а б л и ц а 12

В е р о я т н о с т ь о б е с п о ч е - н н п 1 0 0 % - н о й и ч а ­

ст и ч н о й п р о и з в о д и ­

те л ь н о с т и

P i 00 =

Р с

Q io o =

Qc

П р и

п»

100

Р

ni

Р

 

г,

1

ml

Р* о = ----------------------

 

 

X

2 ( т ) '

m m

99

Хр “ (Г

П р и р 1= р , = р т = р /.

_

(m-j-r)l

m

г

Р ю о =

— Е------

Р

Ч

 

r l m l

 

 

48

49

Смотрите также файлы