潤滑設(shè)備接觸釜的可靠性分析

1、 畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)成果 （ 屆）題 目 浙江企業(yè)潤滑設(shè)備接觸釜的可靠性分析 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 2013年05月25日畢業(yè)教學(xué)成果目 錄摘要1引言21企業(yè)概況22設(shè)備可靠性的概念與評(píng)定要點(diǎn)22.1設(shè)備可靠性的概念22.2 設(shè)備可靠性的評(píng)定要點(diǎn)33接觸釜設(shè)備簡介33.1 接觸釜在運(yùn)行過程中的狀態(tài)34接觸釜可靠性計(jì)算44.1 零件選用44.2統(tǒng)計(jì)結(jié)果65接觸釜可靠性數(shù)據(jù)分析65.1 可靠性數(shù)據(jù)分析65.2 故障模式影響76接觸釜其他異常情況的判斷和處理86.1 異常情況的判斷86.2 緊急停車操作程序86.3 密封泄漏的處理9結(jié)論9謝 辭10參考文獻(xiàn)11附 錄12接觸釜的

2、可靠性分析摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)的提高，可靠性工程在質(zhì)量控制中的地位逐漸被企業(yè)認(rèn)同?？煽啃岳碚摵头椒ㄊ且援a(chǎn)品的壽命特征作為主要的研究對(duì)象。本文通過研究接觸釜較為突出重要的零件的可靠度和失效率，計(jì)算各個(gè)零件失效率所占的比重，從而得出對(duì)接觸釜設(shè)備可靠性影響較為突出的零件，并根據(jù)故障模式分析零件失效的原因，為接觸釜的裝配、使用和維護(hù)提供數(shù)據(jù)的參考。關(guān)鍵詞：系統(tǒng)可靠性 接觸釜 失效率引言隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，可靠性作為產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)措施的一個(gè)最重要的指標(biāo)早已受到世界各國的高度重視。任何產(chǎn)品和技術(shù)都是以可靠性為基礎(chǔ)的，離開可靠性談質(zhì)量管理，安全生產(chǎn)都是不可能的，因?yàn)?/p>

3、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展本身要求高可靠性，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程需要貫穿可靠性，使用、維修階段依賴可靠性。特別是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們?cè)O(shè)計(jì)、制造的產(chǎn)品逐漸由低級(jí)轉(zhuǎn)向高級(jí)，由簡單轉(zhuǎn)向復(fù)雜，由局部轉(zhuǎn)向整體。產(chǎn)品的高性能化、多功能化大型化以及運(yùn)用環(huán)境的殘酷化決定了可靠性研究的發(fā)展趨向。大型系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)的大量涌現(xiàn)迫切需要站在系統(tǒng)的角度研究可靠性，這是可靠性發(fā)展的必然結(jié)果，也是從經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中總結(jié)出的規(guī)律。系統(tǒng)不可靠會(huì)造成經(jīng)濟(jì)和人員的重大損失也可能對(duì)國家的軍事、政治聲譽(yù)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。在航空、鐵路、公路等航運(yùn)交通系統(tǒng)，因系統(tǒng)不可靠造成的重大事故是慘痛的，而化工廠、核電站、動(dòng)力工廠以及各種動(dòng)力裝置的不可靠造成的環(huán)境污染也是

4、極其嚴(yán)重的。從美國發(fā)射的“先鋒號(hào)”衛(wèi)星，由于一個(gè)價(jià)值2美元的元器件失效造成整個(gè)系統(tǒng)管理220萬美元損失，到美蘇合作發(fā)射的載人衛(wèi)星，因返回器失靈造成宇航員喪命，從美國三里島核電站放射性物質(zhì)泄露造成嚴(yán)重污染，到前蘇聯(lián)切爾若貝利核電站爆炸事件轟動(dòng)全世界，無一不證明了可靠性研究必須長期、深入的進(jìn)行下去。1企業(yè)概況 浙江科技有限公司是一家集新產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的 現(xiàn)代化科技型企業(yè)。公司采用國際先進(jìn)自動(dòng)化脈沖調(diào)和、過程實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備， 及自動(dòng)化生產(chǎn)灌裝流水線。潤滑油年生產(chǎn)能力100000噸；潤滑脂年生產(chǎn)能力 10000噸；基礎(chǔ)油儲(chǔ)存能力達(dá)10000噸以上。擁有一支由資深潤滑專家組成的

5、科研素質(zhì)高、研發(fā)能力強(qiáng)的專 業(yè)科研隊(duì)伍，國際一流水準(zhǔn)的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，是綜合性石油化工企業(yè)。產(chǎn)品涵 蓋各種工業(yè)設(shè)備用油、汽車潤滑用油、潤滑脂、特種脂、石油添加劑等石化 產(chǎn)品。品種齊全，質(zhì)量保證。公司與美國路博潤、雪佛龍、杜邦等國際大型 著名企業(yè)直接協(xié)作單位，長期信息共享。同時(shí)與廣大客戶一道共同建設(shè)健康、 安全、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的模式，與時(shí)俱進(jìn)。2設(shè)備可靠性的概念與評(píng)定要點(diǎn)2.1設(shè)備可靠性的概念可靠性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。機(jī)械可靠性分析的一個(gè)重要任務(wù)是保證所設(shè)計(jì)的機(jī)械零件能夠在規(guī)定工作時(shí)間內(nèi)、在給定的載荷條件下安全工作。 按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可靠性的定義為：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成

6、規(guī)定功能的能力。 定義中“產(chǎn)品”的概念具有廣義的含義，是指作為研究對(duì)象和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的元件，零部件，機(jī)械設(shè)備或系統(tǒng)。 對(duì)工程機(jī)械而言，規(guī)定的條件指作業(yè)條件，環(huán)境條件，維護(hù)條件，操作技術(shù)和管理水平等。離開了規(guī)定性的條件，可靠性的評(píng)價(jià)就失去了基礎(chǔ)，也就不能正確判斷產(chǎn)品的質(zhì)量。 規(guī)定的時(shí)間是指度量產(chǎn)品使用過程的尺度，可以是工作小時(shí)數(shù)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，工作轉(zhuǎn)數(shù)，行駛里程等。2.2 設(shè)備可靠性的評(píng)定要點(diǎn)評(píng)定設(shè)備的可靠性一般要注意以下幾點(diǎn)：1) 設(shè)備的可靠性與規(guī)定的條件是分不開的。所謂規(guī)定的條件是指設(shè)備所處的環(huán)境條件、使用條件和維護(hù)保養(yǎng)條件等。2) 設(shè)備的可靠性與規(guī)定時(shí)間密切相關(guān)。所謂規(guī)定時(shí)間，根據(jù)實(shí)際可以是長

7、期的，也可以是短期的或者一次性動(dòng)作。通常工作時(shí)間 質(zhì)量性能指標(biāo)則沒有包含時(shí)間這一重要因素，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)評(píng)價(jià)其優(yōu)劣，是設(shè)備可靠性與其它技術(shù)性能指標(biāo)的根本區(qū)別。3) 設(shè)備可靠性與規(guī)定功能有關(guān)。所謂規(guī)定功能是指設(shè)備應(yīng)具有的主要技術(shù)性能指標(biāo)，設(shè)備可靠性要對(duì)設(shè)備的所有技術(shù)性能指標(biāo)作綜合評(píng)價(jià)?？煽啃苑譃楣逃锌煽啃院褪褂每煽啃?。固有可靠性是通過設(shè)計(jì)、制造形成的產(chǎn)品可靠性，固有可靠性所考慮的中心問題是狹義可靠性。3接觸釜設(shè)備簡介3.1 接觸釜在運(yùn)行過程中的狀態(tài)當(dāng)電動(dòng)機(jī)以980或1470r/min的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，在推進(jìn)式攪拌器葉輪的作用下，在內(nèi)夾套下端導(dǎo)流環(huán)處，于葉輪的上部和下部長生較強(qiáng)的吸力和推力，把釜內(nèi)中間的

8、物料急速的吸入釜底，在推力下通過釜底的回旋轉(zhuǎn)向上作用，迫使物料沿著本體與外夾套之間的環(huán)隙空間向上翻動(dòng)，并越過內(nèi)夾套頂端重新回到接觸釜中間。如此往復(fù)高速循環(huán)，使物料達(dá)到充分接觸與混合。在物料高速循環(huán)過程中，雙夾套允許快速升溫加熱，而不會(huì)導(dǎo)致局部過熱。內(nèi)夾套一般用導(dǎo)熱油供熱，采用強(qiáng)制循環(huán)加熱、內(nèi)外夾套分別控制的方式。接觸釜生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及生產(chǎn)過程接觸釜是一種間歇式的一步法生產(chǎn)工藝，工藝簡單，操作方便。一步法工藝：所有物料一次性加入，生產(chǎn)配方必須準(zhǔn)確，否則影響潤滑脂的針入度和游離堿。因?yàn)橐坏┡浞酱_定，操作員工只能控制針入度和游離堿。生產(chǎn)過程：用接觸釜、調(diào)和釜、冷卻釜3具設(shè)備完成潤滑脂的生產(chǎn)過程。即投料

9、、升溫、皂化、脫水在接觸釜中完成；加激冷油，晶化加添加劑在調(diào)和釜中完成；循環(huán)冷卻在冷卻釜中完成、均質(zhì)由25MPa均質(zhì)機(jī)完成；出料稱重、包裝入庫。如圖1所示：圖1 接觸釜的系統(tǒng)流程圖1-原料混配罐；2,3,4-原料罐；5-過慮器；6-加熱爐；7-接觸器；8-急冷混合器；9-冷卻器；10-調(diào)合釜；11-均化器；12 -過濾機(jī)；13-脫氣機(jī)；14-成品罐；15-包裝 4接觸釜可靠性計(jì)算4.1 零件選用本次分析中所有零件失效率因子等有關(guān)可靠性參數(shù)可以從GJB/Z299B-98電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)查到，選用的零件清單如表1所示：表1 零件清單序號(hào)名稱數(shù)量1焊接點(diǎn)522隔離器33計(jì)時(shí)器14開關(guān)35變壓器

10、2可靠性計(jì)算主要涉及三種系統(tǒng)，即串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)。將本設(shè)備的系統(tǒng)簡單化如圖2所示：圖2 系統(tǒng)簡單化根據(jù)圖2可知本文研究的接觸釜設(shè)備屬于串聯(lián)系統(tǒng)，串聯(lián)系統(tǒng)是組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元失效就會(huì)導(dǎo)致整流器個(gè)系統(tǒng)失效的系統(tǒng)。如果系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的失效率分別用來表示，則系統(tǒng)的失效率。系統(tǒng)越多，失效率越大,可靠性越差。4.1.1 焊接點(diǎn)的工作失效率焊接點(diǎn)的工作失效率模型為：由表5.1.12.2-1查得基本失效率由表5.1.12.2-2查得環(huán)境系數(shù)由表5.1.12.2-3查得質(zhì)量系數(shù)本設(shè)備共有52個(gè)焊接點(diǎn)，故其工作失效率為：4.1.2 隔離器工作失效率隔離器為磁性器件，其工作失效率模型為：由表

11、5.1.13-1查得基本失效率由表5.1.13-2查得環(huán)境系數(shù)本設(shè)備使用3只隔離器，故其工作失效率為：4.1.3計(jì)時(shí)器工作失效率計(jì)時(shí)器工作失效率模型為：由表5.1.11.3-1查得基本失效率由表5.1.11.3-2查得環(huán)境系數(shù)4.1.4開關(guān)工作失效率開關(guān)工作失效率模型為：由表5.1.9-1和表5.1.9-2查得基本失效率 由表5.1.9-3查得環(huán)境系數(shù)由表5.1.9-4查得質(zhì)量系數(shù)由表5.1.9-5查得觸點(diǎn)負(fù)載系數(shù)由表5.1.9-6查得開關(guān)速率系數(shù)本設(shè)備使用3個(gè)開關(guān)，故其工作失效率為：4.1.5 變壓器工作失效率變壓器工作失效率模型為：由表5.1.7.1-1查得基本失效率由表5.1.7.1-3

12、查得環(huán)境系數(shù)由表5.1.7.1-4查得質(zhì)量系數(shù)由表5.1.7.1-5查得種類系數(shù)本設(shè)備使用2個(gè)變壓器，故其工作失效率為：4.2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果由此，可得出本設(shè)備的工作失效率為：，根據(jù)可靠性理論，其平均故障間隔與失效率成反比，即，故本設(shè)備的平均故障間隔時(shí)間為。5接觸釜可靠性數(shù)據(jù)分析本設(shè)備自2012年10投產(chǎn)使用以來無發(fā)生任何故障?，F(xiàn)采用故障模式影響來分析設(shè)備，以便為進(jìn)一步提高設(shè)備可靠性提供基礎(chǔ)資料。5.1 可靠性數(shù)據(jù)分析根據(jù)前面計(jì)算得到的5種零件的工作失效率和GJB299B列出的失效率模式分布，計(jì)算整理結(jié)果如表2所示：表2 計(jì)算整理結(jié)果序號(hào)名稱工作失效率失效率百分比主要故障模式1焊接點(diǎn)0.0287&#

13、215;100.57%虛焊2隔離器0.144×102.88%性能退化3計(jì)時(shí)器0.184×103.68%性能退化4開關(guān)0.27246×105.45%性能退化5變壓器0672×1013.44%性能退化由表2可知，5種零件的工作失效率總和為26.02%，變壓器的工作失效率占了總失效率的51.6%，對(duì)設(shè)備工作可靠性的影響尤為突出。在零件的選擇、裝配和使用上應(yīng)特別加以注意。5.2 故障模式影響故障模式影響是分析零件主要故障對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的后果，并將其進(jìn)行嚴(yán)酷度分類。嚴(yán)酷度類別是零件故障造成的最壞潛在后果的表示。根據(jù)嚴(yán)酷度的一般分類原則，把本設(shè)備的嚴(yán)酷度分為三類：1）

14、類（致命的）-這種故障會(huì)引起很重要的經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)失敗；2） 類（臨界的）-這種故障會(huì)引起一定的經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)降級(jí)；3） 類（輕度的）-這種故障不會(huì)引起明顯的經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е孪到y(tǒng)任務(wù)的 失敗，但會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃性的維護(hù)和修理。本組零件的故障模式影響分析如表3所示：表3故障模式及影響分析序號(hào)名稱故障模式故障原因故障影響補(bǔ)償措施嚴(yán)酷度1焊接點(diǎn)虛焊焊腳氧化，焊錫少零件性能變差補(bǔ)焊類2隔離器磁鋼脫落膠粘不牢插損變大重新粘接類3計(jì)時(shí)器短路零件老化零件性能變差更換零件類4開關(guān)短路接觸不良零件性能變差更換零件類5變壓器開路零件老化零件性能變差更換零件類由上表可知，從故障影響嚴(yán)酷度的角度看，屬于類的是變壓器

15、；屬于類的零件有隔離器，計(jì)時(shí)器，開關(guān)；剩下的焊接點(diǎn)屬于類。6接觸釜其他異常情況的判斷和處理6.1 異常情況的判斷1)設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)或發(fā)生金屬撞擊聲響時(shí)；2)設(shè)備本體、手孔、人孔和法蘭等泄漏時(shí)；3)機(jī)械密封失效下端面嚴(yán)重泄漏時(shí)；4)安全閥或壓力表二只同時(shí)失靈或損壞時(shí)；5)熱油系統(tǒng)和機(jī)械密封循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)管路閥門發(fā)生嚴(yán)重泄漏或損壞時(shí)；6)釜內(nèi)溫度和壓力不正?；虺瑴爻瑝哼^時(shí)；出現(xiàn)上述情況之一時(shí)應(yīng)立即進(jìn)行緊急停車。6.2 緊急停車操作程序1)停止加熱爐油泵的運(yùn)行，關(guān)閉接觸釜進(jìn)熱油閥門，抽出或放凈夾套中的熱油；2)提起安全閥上的扳手進(jìn)行人工卸壓，或開啟緊急放空閥進(jìn)行卸壓；3)停止攪拌，切斷電源；4)把釜內(nèi)物

16、料轉(zhuǎn)到下一工序的調(diào)和釜中。6.3 密封泄漏的處理1)密封上端面外漏（進(jìn)釜內(nèi)）時(shí)，靜壓供油裝置油箱內(nèi)油量減少，油位計(jì)無顯示。封油內(nèi)漏不影響設(shè)備運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)品無影響，可繼續(xù)運(yùn)行至生產(chǎn)結(jié)束，但應(yīng)隨時(shí)補(bǔ)充封油； 2)密封上端面外漏（進(jìn)密封腔）和密封下端面內(nèi)漏（進(jìn)密封腔）時(shí)，在封油系統(tǒng)透明膠管內(nèi)可發(fā)現(xiàn)皂液，此時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉密封腔封油進(jìn)出口閥門，繼續(xù)運(yùn)行至終點(diǎn)； 3)密封下端面外漏時(shí)，密封處有油甩出，如不嚴(yán)重可繼續(xù)運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)緊急停車。結(jié)論本組零件的平均故障間隔時(shí)間為76854小時(shí)。影響接觸釜工作可靠性的首要零件是變壓器。若要大幅度提高接觸釜的可靠性，應(yīng)選用相應(yīng)的型號(hào)。從故障模式的分布來看，零件的開路故障模

17、式概率極大，因而在設(shè)計(jì)方案確定后，應(yīng)十分重視安裝調(diào)試工藝，以消除產(chǎn)品的潛在故障。石油化工企業(yè)復(fù)雜而又苛刻的生產(chǎn)工藝條件對(duì)設(shè)備有很高的要求，設(shè)備是一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的基礎(chǔ)，接觸釜設(shè)備運(yùn)行的可靠性直接影響潤滑脂生產(chǎn)過程的連續(xù)穩(wěn)定性及設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。如果由于設(shè)備的缺陷造成直接或者間接的事故會(huì)給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，另外由于設(shè)備缺陷造成裝置停工，也會(huì)影響企業(yè)正常生產(chǎn)，帶來的經(jīng)濟(jì)損失也是巨大的。所以，從整個(gè)設(shè)備管理過程來看，設(shè)備選型可靠性和維修可靠性在設(shè)備整個(gè)壽命周期中是相當(dāng)重要的?？煽啃缘奶岣呖梢源蟠鬁p少這兩部分帶來的費(fèi)用投入。謝辭時(shí)光飛逝，大學(xué)三年的點(diǎn)點(diǎn)滴滴仍歷歷在目，三年的努力與付出，隨著這次論

18、文的完成，劃下了完美的句點(diǎn)。飲其流時(shí)思其源，成吾學(xué)時(shí)念吾師，本論文設(shè)計(jì)在老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，本論文無不凝聚著老師的心血和汗水，在此向老師表示誠摯的謝意和崇高的敬意。在畢業(yè)臨近之際，謹(jǐn)向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的感謝，感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷Ａ硗?，要感謝與我朝夕相處三年的同學(xué)們，憶往昔，崢嶸歲月；看今朝，豪情滿懷。歲月侵蝕了我們的青春卻換來了今天的沉著與冷靜。讓我們繼續(xù)我們的里程，揮灑我們的熱情。參考文獻(xiàn)1美國先鋒號(hào)運(yùn)載火箭爆炸 OL.2宋保維.系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)與分析M.西北工業(yè)大學(xué)出版社，2000:200-2213吳和成.系統(tǒng)可

19、靠性評(píng)定方法和研究M.科學(xué)出版社，2006:86-884朱廷彬.潤滑脂技術(shù)大全M.中國石化出版社，2009:113-1175中國人民解放軍總裝備部.GJB/Z299B-98電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)Z.1998-07-27附 錄 表5.1.7.1-1基本失效率模型參數(shù)絕緣等級(jí)工作溫度參數(shù)ANtgY900.0212825.0A1050.0243024.5E,B120,1300.0193122.8F1550.0223513.2H1800.0143411.7C1800.0154092.7表5.1.7.1-3環(huán)境系數(shù)環(huán)境GbGmsGf1Gf2Gm1Gm2MpMsbNs10.500.801.03.07.01

20、06.04.51.4環(huán)境Ns2NuAifAufAicAucSfMl5.0118.0126.08.00.5025表5.1.7.1-4質(zhì)量系數(shù)質(zhì)量等級(jí)A20.3B10.7B21C4表5.1.7.1-5種類系數(shù)種類小功率脈沖變壓器音頻變壓器中頻變壓器電源變壓器打功率脈沖變壓器高壓變壓器射頻變壓器1258表5.1.9-1開關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本失效率種類按鈕-扭子式撥動(dòng)式旋轉(zhuǎn)式微動(dòng)式0.140.700.300.070表5.1.9-2開關(guān)有源接點(diǎn)的基本失效率N234689101218N 10/h0.140.210.280.420.560.630.700.841.260.07N表5.1.9-3環(huán)境系數(shù)環(huán)境GbGmsGf1Gf2Gm1Gm2MpMsbNs11.01.32.03.56.48.07.04.03.0環(huán)境Ns2NuAifAufAicAucSfMl5.0116.09.03.35.31.045表5.1.9-4質(zhì)量等級(jí)與質(zhì)量系數(shù)質(zhì)量等價(jià)質(zhì)量要求說明A符合GJB734GJB735GJB974GJB24500.3B1有附加質(zhì)量要求的B2質(zhì)量等級(jí)產(chǎn)品0.6B2符合GB/T9536GB9537SJ737SJ1515SJ1752SJ2407SJ25661.0表5.1.9-5觸點(diǎn)負(fù)載系數(shù)S負(fù)載阻性感性燈0.051.000