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產(chǎn)品可靠性是指在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī) 定的能力。當今煙草包裝機械一般內(nèi)部結(jié)構(gòu)都比較復 雜，自動化程度及包裝速度都較高,可靠性方面就要求較 高，不僅要考慮各個零件的可靠性,同時也要考慮各部件 系統(tǒng)的可靠性以及操作者操作的可靠性。針對煙草包裝 機械在系統(tǒng)可靠性設(shè)計及操作可靠性設(shè)計兩方面作以分 析探討。

1系統(tǒng)可排性設(shè)計

系統(tǒng)可靠度取決于組成零部件本身的可靠度和組成 形式，有串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)、混聯(lián)系統(tǒng)等。

1.1串聯(lián)束統(tǒng)

系統(tǒng)可靠度：

1«.(1)=^(1)^(^-Rn(t)= nRi(t)

1=1

式中:RiE,&U)”?R.《t)為系統(tǒng)中組威1單元的可卻度。

由于串聯(lián)系統(tǒng)可靠度總是小于系統(tǒng)各組成單元中最 低的可靠度,并且當組成單元數(shù)目增大時系統(tǒng)可靠度將 下降(圖1)。

1.2 并聯(lián)慮統(tǒng)

由于并聯(lián)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的失效概率：.

F.(t) = F1(t)-F2(t)-F11(t)=ftF1(t)

、-1

所以系統(tǒng)可靠度：

R/t) = 1 - F.(t) = 1 - fr[l 一 R/t)]

I - L

系統(tǒng)可靠度總是大于各組成單元中最高可靠度，并 且隨單元數(shù)n的增加而提高(圖2)。

1.3混聯(lián)系銃

由串聯(lián)和并聯(lián)混合在一起，通過串聯(lián)和并聯(lián)公式求

£ 1串聯(lián)系統(tǒng)可靠度與nSR,(t)關(guān)系

 

 

 

 

得各系統(tǒng)可靠度，由子系統(tǒng)的可靠度綜含成系統(tǒng)可靠度 R,(t)o煙草包裝機械結(jié)構(gòu)較復雜,多數(shù)部件都屬于串聯(lián) 系統(tǒng)形式，只要有一個零件不可靠,就會直接影響整個系 統(tǒng)可靠性。在可靠性設(shè)計中采用變更可靠度分配和優(yōu)化 的方法，將系統(tǒng)可靠性指標合理地分配結(jié)系統(tǒng)每一個隼 元。在串聯(lián)系統(tǒng)可靠性設(shè)計中，為保證系統(tǒng)的可靠度要 達到的目標定值，組成系統(tǒng)的各零件可靠度分配應(yīng)該準 確。建立一種不存在誤差的系統(tǒng)可靠度分配方法時，可 分以下幾步驟：

• 預計出串聯(lián)系統(tǒng)中元件可靠度R；或失效概率： E=1F
• 計算出各零件預計相對可靠度W|：

w, = [r/R(r福特

恥為串聯(lián)系'統(tǒng)中零件數(shù)。

• 將系統(tǒng)設(shè)計可靠度死分配到各個零件：’

Rj = W,(R片

庁晃=TT W|(R,)? = R.n [ Ri/TT (If,) - = R.

I — t           1                                     i= L           i- <

可靠度指標：

R, = 0.7

最后分配的系統(tǒng)可靠度：

nRi = 0.7

1=1

2操作可靠性設(shè)計

應(yīng)用人機工程學(Ergonomis)原理進行人機系統(tǒng)的 可靠性設(shè)計。人機系統(tǒng)可看作是人員和機械2個單元構(gòu)

* 1串聯(lián)系続可靠度分配(舉例)

	元件號	翊計可聲度(聞)	相対可尊度[W])	分配可靠度(RJ
	1	0.67	0.99^370	G.911371
	2	0.69	1.003124	0.918098
	3	0-70	1.007S41	0 921406
	4	0.66	0.992632	0.907952

 

 

 

 

成的串聯(lián)系統(tǒng)，人機系統(tǒng)可靠度為Rs.人員可靠度為Rh, 機械可靠度為Rn（圖3）,則：

 

& = Rj, X %

由于操作可靠度概率為風：

Rh = A（】-wq

e,——第i伸操作中發(fā)生差錯的概率;W,——因第i種操作差錯而導致 機械故障的概率“

在人機系統(tǒng)可靠性設(shè)計中應(yīng)用HERALD（人為差錯 和可靠性分析邏輯推演法）可以求岀人在執(zhí)行操作任務(wù), 時成敗慨率，從而對人機系統(tǒng)進行評價。如該方法規(guī)定

 

圖3人和機械可靠性與系統(tǒng)的可靠性

 

*2視線區(qū)域與D值

區(qū)域	D恨	區(qū)域	D值
0*-L5*	o.wai-0.0005	45	0.002
15*-30*	0.001	60^-75'	0.0025
50"-45*	0.0015	75*-90,	(L003

了人在執(zhí)行操作任務(wù)時的不可靠度的退化值。根據(jù)人的 視線中心向外每隔15"劃分成各個扇形球狀區(qū)域，并確 定出相應(yīng)的退化值D,如表2、表3,當進行總體設(shè)計配置 儀表及按鈕時，必須考慮如何設(shè)計使D值盡量小。

例如某機器操作控制板上安裝6種儀表，其中5種儀表都在 操作者視線的上下15’范圍內(nèi)，只有1種安裝在50’位置上。試分 析表盤設(shè)計按人為差錯的可毒度。

解:P為操作者能有效進行操作的概率，即可毒度。

P =fr（l-D1）x]T（l-D2）

1 = ]        1=1

=（1 -0.0001 ）s X （1-0.002） =0.9975

由于煙草包裝機械生產(chǎn)連續(xù)性很強，機器在工作時 一般不允許長時間停車，因此對機器的可靠性要求較高。 在研究開發(fā)新產(chǎn)品過程中對機器的可靠性設(shè)計顯得比較 重要.因為只有開發(fā)設(shè)計出高可靠性的產(chǎn)品才能滿足市 場的需求，才能具有市場競爭能力。