3. Задача №3 Надежность систем управления
В
ариант 8
Определить показатели надежности принципиальной электрической схемы управления станком ДС-2А.
Решение:
Принципиальная электрическая схема станка ДС-2А представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема электрическая принципиальная станка ДС-2А
Расчет надежности систем автоматики сводится к определению основных ее показателей:
интенсивности отказов системы λ;
вероятности безотказной работы Р;
среднего времени наработки на отказ Тср;
коэффициента готовности системы k.
Основным показателем надежности является интенсивность отказов λ(t), под которой понимают отношение числа отказавших элементов одного вида в единицу времени к среднему числу элементов того же вида, исправно работающих в течение данного промежутка времени.
Интенсивность отказов λ(t) имеет размерность - 1/ч. Примерные значения λ(t) для различных элементов приведены в Приложении Е.
Интенсивность отказов всей системы определяют по формуле
(10)
где m - число видов элементов,
n1, n2, ... nm - число элементов каждого вида,
λ1, λ2, ... λm — интенсивности отказов элементов каждого вида.
Под вероятностью безотказной работы понимают вероятность того, что в течение заданного промежутка времени не возникнет ни одного отказа. Вероятность безотказной работы системы в течение t часов
(11)
где t - время, принимаемое в расчетах 100 и 1000 часов.
Среднее время наработки на отказ
(12)
Коэффициент готовности
(13)
где tcр.в - среднее время восстановления системы, которое можно принять равным 0,5-1 ч.
При расчете интенсивности отказов системы необходимо определить все виды элементов, входящих в систему управления станком, определить количество элементов каждого вида и соответствующую интенсивность отказов. Расчет интенсивности отказов производится в таблице 4.
Таблица 4 - Расчет интенсивности отказов системы управления станком ДС-2А
Вид элементов
|
Кол-во, n
|
λср = λ · 10-6, 1/ч
|
λΣ = λср · n, 1/ч
|
Примечание
|
Электродвигатели
|
3
|
0,18
|
0,54
|
1Д-3Д
|
Выключатели-кнопки
|
2
|
0,07
|
0,14
|
1КУ-2КУ
|
Выключатели автоматические
|
2
|
0,2
|
0,4
|
1КВ-2КВ
|
Магнитные пускатели, контакторы
|
6
|
0,25
|
1,5
|
1С-3С, 1П-2П, 1ПТ-2ПТ, 1БН-3БН
|
Реле электромеханические
|
1
|
0,3
|
0,3
|
РКС
|
Реле тепловые
|
2
|
0,35
|
0,7
|
1РТ-2РТ
|
Лампы накаливания
|
1
|
8
|
8
|
ЛО
|
Переключатель
|
2
|
0,15
|
0,3
|
ВО, ПС
|
Диоды кремниевые
|
1
|
0,2
|
0,2
|
СВ
|
Пакетный выключатель
|
6
|
0,5
|
3
|
1ВН-3ВН, 1ВС-3ВС
|
Трансформатор
|
1
|
0,3
|
0,3
|
ТР
|
Всего:
|
|
|
1,538 · 10-5
|
|
Интенсивность отказов всей системы равна 1,538 · 10-5 или 0,00001538 1/ч. Рассчитаем остальные показатели надежности системы автоматики лесопильной рамы ДС-2А:
Р(100) = e-0,00001538 · 100 = 0,9985 1/ч;
Р(1000) = e-0,00001538 · 1000 = 0,9847 1/ч;
Тср = 1 / 0,00001538 = 65020 ч;
Кг = 65020 / (65020 + 1) = 0,99998.
Вероятность безотказной работы системы в течение 100 часов равна 0,9985; в течение 1000 часов - 0,9847. Среднее время наработки на отказ равно 65020 ч, что при среднесуточном коэффициенте использования станка 0,9, трехсменной работе в течение 301 рабочего дня в году составляет 10 лет. Коэффициент готовности 0,99998.
Показатели надежности системы автоматики являются высокими.
Поделитесь с Вашими друзьями: |