Файл: 1 Общая характеристика предприятия 5 2 Схема технологического процесса открытых горных работ 7.docx

3 Аналитическая часть

3.1 Построение дерева отказов для самосвала БелАЗ 7540А

Дерево отказов или дерево аварий представляет собой сложную графическую структуру, лежащую в основе словесно – графического способа анализа возникновения аварии из последовательностей и комбинаций неисправностей и отказов элементов системы.

С помощью анализа дерева отказов фактически делается попытка количественно выразить риск дедуктивным методом. Деревья отказов идентифицируют событие или ситуацию, создающие риск.

Рассмотрим метод «дерева отказов» для БелАЗа 7540А на рисунке 3.1.


Рисунок 3.1 - Дерево отказов БелАЗа 7540А

Таблица 3.1 - Обозначение отказов

№ п\п	λс	Обозначение отказов
1	0,2·10-6	1.1	отказ коробки передач
2	0,06·10-6	1.2	отказ сцепления

Продолжение таблицы 3.1

3	0,1125·10-6	1.3	отказ пружины
4	0,3·10-6	1.4	отказ муфты
5	0,3·10-6	2.1	отказ механического фильтра
6	5,6·10-6	2.2	отказ клапана двигателя
7	15·10-6	2.3	отказ теплообменника
8	0,02·10-6	3.1	отказ резиновой прокладки
9	3·10-6	3.2	отказ в работе насоса
10	5,6·10-6	4.1	отказ клапана давления
11	0,2·10-6	4.2	отказ поршня
12	3·10-6	5.1	обрыв кабеля
13	3·10-7	5.2	короткое замыкание на землю
14	1·10-4	6.1	отказ реле в обмотке
15	1·10-6	6.2	отказ предохранителя
16	0,65·10-6	6.3	отказ подшипников

---

Интенсивность отказов системы составляет сумму интенсивностей отказов её элементов:

где, λс – интенсивность отказов системы,

???? – число элементов системы,

λ???? – интенсивность отказа каждого элемента, составляющего систему Вероятность безотказной работы, определяется по формуле (3.1):

????(????) = ????−λс???? (3.1)

где, ????(????) – вероятность безотказной работы системы,

???? – время работы системы в течении года,

λс – интенсивность отказов системы.

???? = 6000 ч.

Вероятность отказа системы рассчитывается по формуле (3.2):

???????? = 1 − ????(????) (3.2)

Где, ???????? – вероятность отказа системы.

Используя формулы 3.1 – 3.2 рассчитаем вероятность отказа элементов системы со второго уровня дерева отказов и объединим расчетные данные в таблицу 3.2.

1. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-0,2·10^-6·6000} = 0,99
   
2. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-0,06·10^-6·6000} = 0,99
   
3. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-0,1125·10^-6·6000} = 0,99
   
4. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-0,3·10^-6·6000} = 0,99
   
5. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-0,3·10^-6·6000} = 0,99
   
6. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-5,6·10^-6·6000} = 0,97
   
7. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-15·10^-6·6000} = 0,91
   
8. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-0,02·10^-6·6000} = 0,99
   
9. 
   Р(t) = e-λt = 2,72^{-3·10^-6·6000} = 0,98
   
10. 
    Р(t) = e-λt = 2,72^{-5,6·10^-6·6000} = 0,97
    
11. 
    Р(t) = e-λt = 2,72^{-0,2·10^-6·6000} = 0,99
    
12. 
    Р(t) = e-λt = 2,72^{-3·10^-6·6000} = 0,98
    
13. 
    Р(t) = e-λt = 2,72^{-3·10^-7·6000} = 0,99
    
14. 
    Р(t) = e-λt = 2,72^{-1·10^4·6000} = 0,55
    
15. 
    Р(t) = e-λt = 2,72^{-1·10^-6·6000} = 0,99
    
16. 
    Р(t) = e-λt = 2,72^{-0,65·10^-6·6000} = 0,99
    

Таблица 3.2 – Вероятность отказов системы

Наименование отказа	????(????)	????????
Коробка передач	0,99	0,01
Сцепление	0,99	0,01
Пружина	0,99	0,01
Муфта	0,99	0,01
Механический фильтр	0,99	0,01
Клапан двигателя	0,97	0,03
Теплообменник	0,91	0,09
Резиновая прокладка	0,99	0,01
Насос	0,98	0,02
Клапан давления	0,97	0,03
Поршень	0,99	0,01
Обрыв кабеля	0,98	0,02
Короткое замыкание на землю	0,99	0,01
Реле в обмотке	0,55	0,45
Предохранитель	0,99	0,01

---

Произведем анализ вероятности отказа БелАЗа 7540А. Для упрощения анализа предложены количественные оценки частоты появления отказов в таблице 3.3.
Таблица 3.3 - Количественные оценки частоты появления отказов

Ожидаемое наступление отказа	Ассоциируемая вероятность наступления отказа Q
Частое	Q > 0,2
Вероятное	0,1 < Q <0,2
Редкое	0,01< Q <0,1
Очень редкое	0,001 < Q < 0,01
Невероятное	Q < 0,001

Используя вероятность отказа систем можно провести анализ видов последствий и критичности отказов. В таблице 3.4 приведен анализ вероятности отказа.

Таблица 3.4 – Анализ вероятности отказа

Система	????????	Ожидаемое наступление отказа
Коробка передач	0,01	Очень редкое
Сцепление	0,01	Очень редкое
Пружина	0,01	Очень редкое
Муфта	0,01	Очень редкое
Механический фильтр	0,01	Очень редкое
Клапан двигателя	0,03	Редкое
Теплообменник	0,09	Редкое
Резиновая прокладка	0,01	Очень редкое
Насос	0,02	Редкое
Клапан давления	0,03	Редкое
Поршень	0,01	Очень редкое
Обрыв кабеля	0,02	Редкое
Короткое замыкание на землю	0,01	Очень редкое
Реле в обмотке	0,45	Частое
Предохранитель	0,01	Очень редкое
Подшипник	0,01	Очень редкое

---

Все входящие и выходное события связаны знаком «ИЛИ», вероятность безотказной работы выходного элемента находится по формуле (3.3):
????В(????) = ∏ⁿ_i=0 ????????(????) (3.3)
где, ????????(????) - вероятность безотказной работы входных элементов.

Таким образом, по формуле 3.3 проводится расчет вероятности безотказной работы для всех уровней дерева отказов, затем находится соответствующая вероятность отказа и выполняется поиск наиболее ненадежных звеньев в устройстве рассматриваемого оборудования, а также анализ видов последствий и критичности отказов.
Таблица 3.5 - Частично-значимая матрица отказов «Вероятность отказа - тяжесть последствий» БелАЗа 7540А

Ожидаемая частота отказов	Тяжесть (значимость) отказа, категория
	I	II	III	IV
Частный	А	А	В	B
Вероятный	B	B	C	C
Возможный	C	B	C	C
Редкий	C	C	C	D
Очень редкий	C	D	А	D
Практически невероятный	D	D	D	D

По степени тяжести конечных последствий отказа подразделяются на четыре категории:

1. 
   Отказ, который может повлечь снижение качества функционирования объекта, но не представляет опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей.
   
2. 
   Отказ, который может повлечь задержку выполнения задачи, снижения готовности и эффективности объекта, но не представляет опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей.
   
3. 
   промежуточный (маргинальный) отказ, приводящий к экономическим потерям;
   
4. 
   Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или окружающей среды, гибель или тяжелые травмы людей, срыв выполнения поставленной задачи.
   

---

Причины отказов делятся на четыре группы:

А – обязателен углубленный количественный анализ критичности;

В – желателен количественный анализ критичности;

С – можно ограничатся качественным анализом;

D – анализ не требуется.

---