fsm indrumar

Download FSM Indrumar

Post on 16-Feb-2016

19 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Fiabilitate

TRANSCRIPT

  • TEFAN LUCIAN CONSTANTIN GRIGORA HANGANU

    FLORIN CIPRIAN TUDOSE-SANDU VILLE STAMATE

    FIABILITATEA SISTEMELOR MECANICE ndrumar de laborator

    IAI 2013

  • PREFA

    n calculul fiabilitii produselor, principala problem o constituie obinerea informaiilor necesare. Acestea pot fi obinute n urma ncercrilor de laborator sau a ncercrilor n condiiile de exploatare normale, de la firmele de service i reparaii sau de la instituii de control specializate.

    Opinia general este c numai ncercrile n condiii normale de exploatare pot furniza date reale asupra comportrii produselor, subansamblurilor i prilor componente ale acestora, motiv pentru care, n general, calculele de fiabilitate se bazeaz pe datele obinute din aa numitele "Rapoarte de exploatare".

    Tendinele de automatizare fac ca nivelul tehnic al produselor rezultate s depind att de calitatea mijloacelor de producie ct i de nivelul calitativ de pregtire a forei de munc ce asigur desfurarea procesului de fabricaie la parametri prescrii.

    Meninerea nivelului calitativ de funcionare al unui produs se face prin operaii de mentenan (preventive i/sau corective) cu cheltuieli ce uneori depesc costul produsului.

    Apare astfel necesitatea de a reduce, ct mai mult posibil, aceste cheltuieli prin colectarea i prelucrarea datelor rezultate din exploatare i elaborarea unor soluii noi, mbuntite calitativ, pentru produs.

    De rentabilizarea la maximum a utilizrii produselor pe aceast cale se ocup tiina denumit Terotehnic (tero = a avea grij), tiin care se bazeaz pe un feed-back eficient al datelor obinute n exploatare spre concepie.

  • O problem ce poate s apar este cea a ncrederii, n valabilitatea

    datelor stocate n aceste "Rapoarte de exploatare", a realismului lor (chiar dac sunt corecte) n perioada n care sunt interpretate. Aceasta datorit modificrilor n timp a proprietilor materialelor, a costurilor, a calitii factorilor ce intervin n procesul tehnologic etc.

    Cu toate aceste riscuri, au fost elaborate metode de calcul, cu un grad suficient de siguran, care s in seama atunci cnd se ia o decizie de achiziionare a unui produs i de cheltuielile de ntreinere aferente acestuia.

    Lucrarea de fa se adreseaz n primul rnd studenilor ce desfoar activiti de aplicaii n cadrul laboratorului de "Fiabilitatea sistemelor mecanice" al Departamentului de Inginerie Mecanic, Mecatronic i Robotic din cadrul Facultii de Mecanic - Universitatea Tehnic "Gheorghe Asachi" din Iai dar i inginerilor i tehnicienilor care frecventeaz cursurile post-universitare sau de masterat.

    Autorii

  • CUPRINS

    Lucrarea nr. 1 Indicatori principali ai fiabilitii produselor nereparabile i reparabile Lucrarea nr. 2 Utilizarea legilor de distribuie teoretice n studiul fiabilitii sistemelor. Repartiia Weibull biparametric Lucrarea nr. 3 Utilizarea legilor de distribuie teoretice n studiul fiabilitii sistemelor. Repartiia Weibull triparametric Lucrarea nr. 4 Utilizarea legilor de distribuie teoretice n studiul fiabilitii sistemelor. Repartiia normal Lucrarea nr. 5 Fiabilitatea, mentenabilitatea i disponibilitatea sistemelor

    7

    13

    21

    29

    33

  • Lucrarea nr. 6 Fiabilitatea sistemeler serie, paralel i mixt Lucrarea nr. 7 Implicaiile economice ale fiabilitii Lucrarea nr. 8 Eficiena economic de utilizare a unui produs Lucrarea nr. 9 Metode de evaluare a calitii sau performanelor globale a produselor Lucrarea nr. 10 Evidenierea segmentului de pia neocupat de un produs. direcionarea proiectrii potrivit rspunsului pieii Bibliografie

    39

    47

    57

    65

    73

    85

  • LUCRAREA NR. 1

    INDICATORI PRINCIPALI AI FIABILITII PRODUSELOR NEREPARABILE I REPARABILE

    I. Scopul lucrrii Determinarea pe baza calculelor statistice, a principalilor indicatori de

    fiabilitate (frecvena relativ a defectrilor - )( 1tf ; frecvena relativ cumulat a defectrilor - )( 1tF ; frecvena relativ a exemplarelor n funciune - )( 1tR ; media timpilor de bun funcionare t ; frecvena medie a defectrilor pe un interval - k ; rata de defectare - )( tz ; media timpului de reparare - RTM i rata reparaiilor - , att pentru cazul elementelor nereparabile, ct i pentru cel al elementelor reparabile, precum i trasarea curbei de supraveuire. II. Elemente teoretice

    Frecvena relativ a defectrilor )( 1tf se determin fiind raportul ntre numarul defectrilor aparute n intervalul i ik i totalul acestora, total care poate fi egal cu efectivul iniial al eantionului cercetat (N), n cazul ncercrilor complete fr nlocuirea elementelor defecte.

  • FIABILITATEA SISTEMELOR MECANICE

    8

    ni

    i

    i

    k

    ktf

    1

    1)( (1)

    Frecvena relativ cumulat a defectrilor )1)(0( 1 tF exprim media exemplarelor defectate pe fiecare interval (i) n parte:

    i ikNtF 111)( ; (2)

    n care N este efectivul initial al eantionului cercetat; Frecvena relativ a exemplarelor n funciune )( 1tR ne indic

    ponderea produselor care nu s-au defectat pn la sfaritul intervalului i i care se vor defecta n intervalele viitoare:

    )(1)( 11 tFtR (3)

    Media timpilor de bun funcionare t indic timpul mediu de bun funcionare pn la defectare sau dintre dou defectri successive oarecare:

    MTBFN

    kt

    k

    ktt

    n

    iii

    n

    ii

    n

    iii

    (4)

    it - timpi de bun funcionare;

    Frecvena medie a defectrilor pe un interval de observaie k , este inversul mediei timpului de bun funcionare:

  • ndrumar de laborator

    9

    MTBFk

    ktk n

    ii

    n

    iii

    (5)

    Rata de defectare )( tz indic ponderea exemplarelor defectate n decursul intervalului de observaie fa de efectivul existent la nceputul intervalului respectiv:

    1

    )(

    i

    i

    Nktz (6)

    1iN numrul de exemplare n funcie la nceputul intervalului i.

    Media timpilor de reparare RTM ne d indicaii referitoare la numrul de ore aferent unei reparaii;

    ordefectril al totalNr.reparare de totalTimpul RTM [ore/reparare] (7)

    Rata reparaiilor )( este inversul mediei timpului de reparare:

    RTM 1 [nr. Reparaii/ora de reparare] (8)

    III. Date experimentale ntruct observarea nentrerupt a comportrii n funcionare a exemplarelor din eantionul supus analizei se realizeaz practic foarte greu, fiind ncercri de durat, se vor pune la dispoziie date de activitate i pe cea de ntreinere i reparare a mainilor, aparatelor i instalaiilor. Pentru primul caz, cel al elementelor nereparabile, sunt prezentate n tabelul 1 datele referitoare la casarea unui lot de 210 rulmeni ce echipeaz motoarele electrice.

  • FIABILITATEA SISTEMELOR MECANICE

    10

    Pentru cazul elementelor reparabile, sunt prezentate n tabelul 2 date experimentale referitoare la o instalaie hidraulic din componena unui robot industrial.

    Tabelul 1 Intervalul Ore de

    funcionare Rulmeni casai n

    intervalul i ik

    Rulmeni rmai n exploatare la nceputul

    intervalului

    1( iN )

    1 4000-6000 55 210 2 6000-8000 42 155 3 8000-10000 33 113 4 10000-12000 25 80 5 12000-14000 30 55 6 14000-16000 10 25 7 16000-18000 12 15 8 18000-20000 3 3

    TOTAL 210 0

    Tabelul 2 Perioada de observaie

    Nr. defectri

    Timp total de funcionare [ore]

    Timp total de reparare [ore]

    1.I.09-1.X.09 2 10550 54 1.XII.09-1.I.10 1 5200 32 1.II.11-1.V.11 2 6350 75

    1.VII.11-1.XII.11 3 12450 80 1.I.12-1.IV.12 4 15000 95

    1.V.12-1.VII.12 2 8500 40 TOTAL 14 57050 376

  • ndrumar de laborator

    11

    IV. Prelucrarea datelor experimentale Pentru cele dou cazuri menionate, se calculeaz indicatorii principali de fiabilitate cu relaiile:

    (1)...(6) pentru cazul elementelor nereparabile (rulmeni); (1)...(8) pentru cazul elementelor reparabile(instalaia

    hidraulic). Cu rezultatele obinute la primul caz se completeaz tabelul 3

    Tabelul nr. 3 Intervale Centrul

    intervalul

    ui )( 1t

    Rulmeni casai

    )( 1k

    Rulmeni aflai n

    exploatare

    )( 1iN

    iikt

    )( itf

    )( itF

    )( itR

    )( tz

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 - - -

    - - -

    - - -

    - - -

    - - -

    - - -

    - - -

    - - -

    - - -

    Pe baza rezultatelor obinute se traseaz urmtoarele grafice: variaia indicatorilor )( itR , )( itF , )( itf n funcie de

    intervalele de defectare; variaia ratei defectrilor )( tz n funcie de intervalele

    luate n studiu; curba de supraveuire (pentru cazul elementelor reparabile

    n coordonatele: efectivul n funciune i ore de funcionare).

    V. Concluzii Din analiza datelor prelucrate se vor trage concluzii privind:

    cte defectri de rulm