CC BY
3
8. ГОСТ Р 59853-2021 Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 2022. 16 с.
9. ГОСТ 30372-2017 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 2018. 66 с.
10. Носенков А.А. Техническая совместимость: практика, наука, проблемы: монография; Фе-дер. агентство по образованию Сиб. гос. аэрокосм. ун-т им. акад. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2005. 134 с.
11. ГОСТ Р 58908.1-2020 «Промышленные системы, установки, оборудование и промышленная продукция. Принципы структурирования и коды». М.: ИПК Издательство стандартов, 2021. 78 с.
12. Носенков А.А. Совместимость технических систем: учеб. пособие/ А.А. Носенков, В.И. Медведев, А.М. Муллин; Сиб. гос. аэрокосм. ун-т им. М. Ф. Решетнева. Красноярск: ИПК СФУ, 2005. 111 с.
Ермакова Ольга Владимировна, аспирант, iga.ermakva@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
APPLICABILITY OF TECHNICAL COMPATIBILITY TYPES DEPENDING ON TECHNICAL SYSTEM
STRUCTURE
O.V. Ermakova
The variety of the concept of «technical system», signs of technical systems, types of technical compatibility are considered. A matrix of applicability of types of technical compatibility has been developed depending on the structure of the technical system.
Key words: technical system, technical compatibility.
Ermakova Olga Vladimirovna, postgraduate, iga. ermakva@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State
University
УДК 338.518
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-3-219-223
ПРИМЕНЕНИЕ FMEA-АНАЛИЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ РИСКОВ СИСТЕМЫ «МОНТАЖНЫЙ ПИСТОЛЕТ» С УЧЕТОМ ТЕХНИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
О.В. Ермакова, Д.Б. Белов, Е.В. Плахотникова
Рассмотрено применение FMEA-анализа для оценки рисков системы «Монтажный пистолет» с учетом технической совместимости элементов.
Ключевые слова: монтажный пистолет, техническая система, оценка рисков, FMEA-анализ, техническая совместимость.
Строительно-монтажный поршневой пистолет предназначен для забивки дюбелей и дюбель-винтов в железобетонные и бетонные строительные конструкции, в стальные конструкции и кирпичную кладку [1].
В качестве источника энергии используются строительные патроны, снаряженные пороховым
зарядом.
Сборочная схема пистолета представлена на рис. 1. В табл. 1 приведены наименования деталей пистолета.
Следует отметить, что строительно-монтажный поршневой пистолет - это сложная техническая система, представляющая собой совокупность следующих элементов: сам монтажный пистолет, дюбель, патрон и скрепляемый материал. Каждый из перечисленных элементов будет характеризоваться индивидуальными единичными показателями качества (показателями надежности, назначения, технологичности, экономичности и т.д.), но качество системы в целом будет определяться показателями технической совместимости элементов [2].
шг-а
7—
17 1В 15 14 13 М
ш
Г Г Г г /
А_ I /
-I-,. П'1 I I 1 ! А'-,
Ф <ЩпГ) ф
20 19 1&
44 43 41 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 ЗП 79 23 27 ЯЗ 26 14 23
7 1 ХА\ Х\
5т] и/ ее/ и/бэ/бг| ео] 4а\\48\дт Х^аЧ^ Рис. 1. Сборочная схема пистолета
Наименования деталей пистолета
Таблица 1
№ Наименование № Наименование № Наименование
1 Обойма 20 Пружина защелки 39 Втулка
2 Фиксатор 21 Фиксатор ствола 40 Пружина затвора
3 Пружина обоймы 22 Пружина фиксатора ствола 41 Стержень пружины затвора
4 Кожух 23 Ствол 42 Рукоятка
5 Прижим 24 Остов затвора 43 Шайба
6 Защелка 25 Втулка затвора 44 Винт
7 Ось защелки 26 Кольцо втулки 45 Экстрактор
8 Стопор 27 Винт пружины отбоя 46 Ось экстрактора
9 Направитель 28 Пружина отбоя 47 Упор
10 Амортизатор 29 Курок 48 Пружина упора
11 Поршень 30 Пружина боевая 49 Фиксатор оси
12 Кожух муфты 31 Ролик 50 Ось коробки
13 Кольцо запорное 32 Ось курка 51 Коробка
14 Муфта 33 Ось рока взводителя 52 Вкладыш ствола
15 Винт муфты 34 Взводитель 53 Ось рычага спускового
16 Штифт ствола 35 Ролик взводителя 54 Втулка пружины ствола
17 Серьга муфты 36 Рычаг спусковой 55 Ось взводителя
18 Ось защелки 37 Пружина взводителя 56 Пружина ствола
19 Защелка прижима 38 Пружина рычага 57 Стержень пружины ствола
ГОСТ 30709-2002 «Техническая совместимость. Термины и определения» [3] дает классификацию видов технической совместимости (далее - ТС) по характеристикам совместимых объектов (размерная, функциональная и др.) и по объектам технической совместимости (техническая совместимость составных частей изделия, «изделие-тара (упаковка)», «изделие-материал» и др.).
В процессе транспортирования, хранения и эксплуатации рассматриваемого пистолета могут возникать различные виды отказов (рисков), которые необходимо оценить, чтобы предпринять соответствующие действия по их снижению или предотвращению.
Одним из эффективных методов, который применяется для оценки рисков, является анализ видов и последствий отказов (дефектов) ^МБА-анализ) [4, 5]. Главным преимуществом данного инструмента управления качеством является его действие до факта появления возможного дефекта изделия. Следует также отметить, что FMEA-анализ можно применять и для различных процессов [6].
FMEA-анализ является методом, используемым для идентификации способов отказа компонентов, систем или процессов, которые могут привести к невыполнению их назначенной функции.
Метод FMEA помогает идентифицировать:
- все виды отказов различных частей и компонентов системы (видами отказа могут быть скрытый отказ, конструктивный отказ, производственный отказ и т.д., которые приводят к нарушению работоспособного состояния частей и/или компонентов системы);
- последствия отказов для системы;
- механизмы отказа;
- способы достижения безотказной работы и/или смягчения последствий для системы.
При применении метода FMEA необходимо определить значимость последствий (8), вероятность возникновения отказа (О) и обнаруживаемость отказа (Б). Значения факторов S, О и D определяют с помощью таблиц рангов, в которых для каждого уровня параметра дано описание, которое помогает точно и последовательно выбирать ранг. Таблицы рекомендуемых рангов для факторов S, О, D приведены в [5, 7].
Таблица 2
Описание рангов факторов S, О, I ^_
Фактор 8 Фактор О Фактор Б
1 - очень низкая 1 - очень низкая 1 - почти наверняка обнаружение дефекта
2 - низкая 2 - низкая 2 - очень хорошее обнаружение
3 - не очень серьезная 3 - не очень низкая 3 - хорошее
4 - ниже средней 4 - ниже средней 4 - умеренно хорошее
5 - средняя 5 - средняя 5 - умеренное
6 - выше средней 6 - выше средней 6 - слабое
7 - довольно высокая 7 - близкая к высокой 7 - очень слабое
8 - очень высокая 8 - высокая 8 - плохое
9 - высокая с предупреждением 9 - очень высокая 9 - очень плохое
10 - катастрофическая 10 - 100%-я 10 - почти обнаружить невозможно
Далее вычисляется значение ПЧР (приоритетного числа рисков) (в соответствии с ГОСТ 27.303-2021 ранг приоритетности риска PRN)) как произведение экспертных оценок факторов S, О, D:
ПЧР = S х О х D.
Для приоритетного числа риска должна быть заранее установлена критическая граница (ПЧРгр). Чем ниже значение ПЧРгр, тем выше требования к качеству и надежности рассматриваемой технической системы.
Результаты FMEA-анализа для технической системы «монтажный пистолет» представлены в таблице 3.
Таблица 3
Результаты ГМБЛ-анализа_____
Этап Проявление отказа Причина отказа Последствия 8 О Б ПЧР
Изготовление Размеры деталей не соответствуют требованиям КД Нарушение ТС составных частей изделия (Неправильная настройка оборудования) Детали не пригодны для сборки 8 2 2 32
Хранение Негодность пистолета и патронов Нарушение ТС вида «изделие - среда» (Нарушение условий хранения) Пистолет и патроны не 9 5 8 360
Нарушение ТС вида «изделие - тара (упаковка)» (Нарушение условий хранения) пригодны для эксплуатации 8 3 3 72
Транспортирование Негодность пистолета и патронов Нарушение ТС вида «изделие-тара (упаковка)» (Нарушение условий транспортирования) Пистолет и патроны не пригодны для эксплуатации 8 3 3 72
Эксплуатация Плохое крепление материала Нарушение функциональной ТС (Слишком короткий дюбель) Избыточное заглубление дюбеля 7 3 6 126
Нарушение функциональной ТС (Мягкий материал) Избыточное заглубление дюбеля 7 3 3 63
Нарушение функциональной ТС (Недостаточная мощность патрона) Недостаточное заглубление дюбеля 7 3 6 126
Нарушение функциональной ТС (Слишком длинный дюбель) Недостаточное заглубление дюбеля 7 3 6 126
Нарушение функциональной ТС (Твердый материал) Недостаточное заглубление дюбеля 7 3 3 63
Нарушение функциональной ТС (Твердый материал) Изгиб дюбеля 7 3 3 63
Нарушение ТС по надежности (Деформация поршня) Деформация головки дюбеля 7 3 3 63
Нарушение функциональной ТС (Избыточная мощность патрона) Избыточное заглубление дюбеля 7 3 3 63
Окончание таблицы 3
Эксплуатация Плохое крепление материала Нарушение функциональной ТС (Твердый материал) Изгиб дюбеля 7 3 3 63
Нарушение ТС по надежности (Деформация поршня) Деформация головки дюбеля 7 3 3 63
Нарушение функциональной ТС (Избыточная мощность патрона) Избыточное заглубление дюбеля 7 3 3 63
Изгиб дюбеля 7 3 3 63
Поломка дюбеля 7 3 3 63
Деформация головки дюбеля 7 3 3 63
Дюбель деформирует материал 7 3 3 63
Проблемы при выстреле Нарушение ТС вида «человек - изделие» (Плохое прижатие пистолета к основанию) Пистолет не стреляет 8 3 5 120
Нарушение ТС по надежности (Пороховой нагар) 8 5 2 80
Нарушение ТС по надежности (Неисправный ствол) 8 4 2 64
Нарушение ТС по надежности (Неисправный курок) 8 4 2 64
Нарушение ТС по надежности (Осечка патрона) 8 5 5 200
Нарушение ТС по надежности (Повреждение поршня) Снижение мощности 6 4 5 120
Нарушение ТС по надежности (Повреждение амортизатора) выстрела 6 4 5 120
Проведя анализ данной таблицы нетрудно заметить, что на стадиях жизненного цикла системы «Монтажный пистолет» возможны: нарушения следующих видов ТС составных частей изделия, ТС вида «изделие - среда», ТС вида «изделие - тара (упаковка)», ТС вида «человек - изделие», функциональной ТС, ТС по надежности.
При этом, если установить критическую границу ПЧРгр - 125, то видно, что нарушения почти всех видов ТС превышают ее в отдельных случаях. Наибольшее значение ПЧР равное 360 имеет место на этапе хранения. Следовательно, необходимо дополнить «Руководство по эксплуатации» монтажного пистолета четкими требованиями по температурному режиму и влажности.
В заключение следует отметить, что для повышения качества и надежности работы монтажного пистолета необходимо учитывать техническую совместимость элементов системы на всех этапах жизненного цикла машиностроительной продукции.
Список литературы
1. Пистолет монтажный поршневой GFT5. Руководство по эксплуатации. Москва. 20 с.
2. Ермакова О.В., Плахотникова Е.В. Задачи технической совместимости при проектировании системы «Пистолет монтажный» // В сборнике: Управление качеством на этапах жизненного цикла технических и технологических систем. Сборник научных трудов 2-й Всероссийской научно-технической конференции. Курск, 2020. С. 85-87.
3. ГОСТ 30709-2002 Техническая совместимость. Термины и определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 8 с.
4. ГОСТ 27.303-2021 Надежность в технике. Анализ видов и последствий отказов. ФГБУ «РСТ», 2021. 70 с.
5. ГОСТ 51814.2-2001 Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 12 с.
6. Белов Д.Б., Масенков Е.В. Использование методологии FMEA применительно к оценке качества системы централизованного водоснабжения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 3. С. 217-223.
7. Пономарев С.В. Инструменты и методы менеджмента качества: учеб. пособие / С.В. Пономарев, С.В. Мищенко, В.Я. Белобрагин [и др.]. М.: РИА «Стандарты и качество», 2005. 248 с.
Ермакова Ольга Владимировна, аспирант, iga.ermakva@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Белов Дмитрий Борисович, канд. техн. наук, доцент, imsbelov@mail.ru Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Плахотникова Елена Владимировна, д-р техн. наук, профессор, e_plahotnikova@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
APPLICATION OF FMEA ANALYSIS TO ASSESS THE RISKS OF THE "MOUNTING GUN" SYSTEM, TAKING INTO ACCOUNT THE TECHNICAL COMPATIBILITY OF THE ELEMENTS
O.V. Ermakova, D.B. Belov, E.V. Plakhotnikova
The application of FMEA analysis to assess the risks of the "Mounting gun" system, taking into account the technical compatibility of the elements, is considered.
Key words: mounting gun, technical system, risk assessment, FMEA analysis, technical compatibility.
Ermakova Olga Vladimirovna, postgraduate, iga. ermakva@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Belov Dmitry Borisovich, candidate of technical sciences, docent, imsbelov@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Plakhotnikova Elena Vladimirovna, doctor of technical sciences, professor, e_plahotnikova@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 620.171.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-3-223-228
ДИАГНОСТИКА С ОЦЕНКОЙ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ ПРИ ВИХРЕТОКОВОМ КОНТРОЛЕ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ
В.Н. Гадалов, С.Н. Кутепов, И.А. Коваленко, А.В. Филонович, А.А. Калинин
В статье предложен метод идентификация размеров дефектов при вихретоковом контроле, уменьшающий зоны неопределенности, обусловленные погрешностями расчета и эксперимента. С целью уменьшения неопределенности, в качестве критерии сравнения теоретических и экспериментальных зависимостей сигнала от дефекта можно использовать разницу минимизации квадратов отклонения соответствующих зависимостей. С использованием метода моделировании сигнала вихретокового преобразователя от дефекта проведены эксперименты, с целью проверки метода идентификации характерного размера, дефекта с последующим вычислением риска заказчика.
Ключевые слова: вихретоковый преобразователь, вихревой ток, дефект, идентификация, расчетная ошибка, модель, измерение, погрешность.
Процесс оценки возможных геометрических размеров дефектов металлических изделий в вих-ретоковой дефектоскопии осуществляется в основном, путем сравнения с рядом сигналов от образцовых дефекта, после чего, оператор принимает решение, исходя, в основном, из собственного опыта, Поскольку сигнал вихретокового преобразователя (ВТП) характеризуется целой группой ритмичных по своей физической природе показателей и параметров, в том числе, геометрическими размерами дефектов, то на оператора возлагается трудная задача, связанная с принятием правильного решения по результатам контроля. Для повышения достоверности контроля необходимо предложить определенный математический подход, который позволит сравнивать сигнал от дефекта с рядом, рассчитанных заранее или в реальном масштабе времени сигналов ВТП от модельных дефектов, что позволит учесть погрешности модели и измерения, и принимать решение с определенной долей вероятности. В решении этого вопроса можно пойти двумя путями: заранее осуществить расчет теоретических зависимостей сигнала ВТП от дефекта с различными геометрическими размерами для конкретных параметров ВТП, рабочих частот и напряженности поля, и достаточного разнообразия материалов и хранить полученные теоретические зависимости от модельных дефектов в библиотеке дефектов (память); разработать простой и эффективный способ моделирования сигнала ВТП от дефекта с минимальными затратами машинного времени, что позволит при проведении текущего контроля вводить в систему характерные параметры объекта контроля (ОК) генерировать теоретические зависимости сигнала от дефекта в реальном масштабе времени.
