Оцінка виробничого ризику у процесі експлуатації плунжерних пар

Abstract

UK: Постановка проблеми. Оскільки виробничий ризик показує потенційні збитки, у т. ч. і для здоров’я працівників, у результаті виникнення небажаної події, пов’язаної з виробничою діяльністю підприємства (цеху, дільниці, машини тощо), який визначається з урахуванням імовірності настання цієї події, виникає необхідність в оцінюванні ризику під час експлуатації плунжерних пар дизелів шляхом отримання кількісних результатів його показників і здійснення процедури їх перевірки порівняно з допустимим рівнем ризику. Методика. Оцінка ризиків, з методичної точки зору, повинна бути не лише результатом осмисленої та цілеспрямованої діяльності, а й кількісною, оскільки вона безпосередньо пов’язана із заробітною платою, яка включає надбавку за ризик, і витратами на його зниження, а також об’єктивною. Вона повинна базуватись на підходах, методах і принципах, які б визнавалися і усвідомлювалися усіма учасниками виробничої діяльності. Тому із існуючих методик кількісного оцінювання ризику необхідно обґрунтовано вибрати найбільш прийнятну і коректну та шляхом її удосконалення і врахування специфічних ознак, характерних для умов експлуатації плунжерних пар, визначити його показники, а також розробити методи та засоби їх відновлення для подовження строку напрацювання на відмову. Результати. Встановлено, що довговічність плунжерних пар визначається ресурсом на досягнення межі допустимого зазору у спряженні. Для визначення імовірності відмови або безвідмовної роботи Рі елементів дизельного ДВЗ з ПНВТ, оснащеним плунжерною парою, з використанням аналізу причин виходу з ладу елементів і вузлів та на основі розрахункових і експериментальних даних щодо інтенсивності відмов складено перелік подій, розраховано їх інтенсивності при напрацюванні на відмову y t = 20 000 год. і на основі розглянутих причинно-наслідкових ланцюгів подій побудовано структурну схему «дерева відмов». Оскільки ця технічна система досліджується у період виникнення у процесі її експлуатації небезпечної критичної або аварійної ситуації, прийнято до уваги, що відмова ДВЗ може відбутися внаслідок параметричної і функціональної відмови. Наукова новизна. Обґрунтовано математичним моделюванням і розрахунком, з використанням установлених причин відмов або збоїв у роботі дизельного ДВЗ з ПНВТ, оснащеном плунжерною парою, і складеного на їх основі переліку подій з визначеною інтенсивністю, при напрацюванні на відмову y t = 20 000 год., та побудованого «дерева відмов», що величина імовірності безвідмовної роботи такого ДВЗ дорівнює QА = 9,9978∙10-1, а імовірність його відмови P(t) = 1 − Q(t) = 0,00022 = 2,2 10-4. Практична значимість. Доведено, що впровадження заходів, наприклад, пов’язаних зі збільшенням напрацювання на відмову ДВЗ, а саме шляхом своєчасного відновлення лише плунжерної пари, дасть можливість збільшити імовірність безвідмовної роботи ПНВТ, гідравлічної і пневматичної системи ДВЗ та зменшити імовірність його функціональної відмови. Це, відповідно, знижує імовірність виникнення аварійної ситуації та спричинення шкоди здоров’ю водія автомобіля з дизельним ДВЗ, ПНВТ якого має плунжерну пару.

RU: Постановка проблемы. Поскольку производственный риск показывает потенциальные убытки, в т. ч. и для здоровья работников, в результате возникновения нежелательного события, связанного с производственной деятельностью предприятия (цеха, участка, машины и т. п.), который определяется с учётом вероятности наступления этого события, возникает необходимость в оценке риска при эксплуатации плунжерных пар дизелей путём получения количественных результатов его показателей и осуществления процедуры их проверки по сравнению с допустимым уровнем риска. Методика. Оценка рисков, с методической точки зрения, должна быть не только результатом осмысленной и целенаправленной деятельности, а и количественной, поскольку она непосредственно связана с заработной платой, которая включает надбавку за риск, и затратами на его снижение, а также объективной. Она должна базироваться на подходах, методах и принципах, которые признавались бы и осознавались всеми участниками производственной деятельности. Поэтому из существующих методик количественной оценки риска необходимо обоснованно выбрать наиболее приемлемую и корректную и путём её совершенствования и учёта специфических признаков, характерных для условий эксплуатации плунжерных пар, определить его показатели, а также разработать методы и средства их восстановления для продления срока наработки на отказ. Результаты. Установлено, что долговечность плунжерных пар определяется ресурсом достижения предела допустимого зазора в сопряжении. Для определения вероятности отказа или безотказной работы Рі элементов дизельного ДВС с ТНВД, оснащённым плунжерной парой, с использованием анализа причин выхода из строя элементов и узлов и на основе расчётных и экспериментальных данных по интенсивности отказов составлен перечень событий, рассчитаны их интенсивности при наработке на отказ при t = 20 000 ч и на основе рассмотренных причинно-следственных цепей событий построена структурная схема «дерева отказов». Поскольку эта техническая система исследуется в период возникновения в процессе её эксплуатации опасной, критической, или аварийной ситуации, принято во внимание, что отказ ДВС может произойти вследствие параметрического и функционального отказа. Научная новизна. Обосновано математическим моделированием и расчётом с использованием установленных причин отказов или сбоев в работе дизельного ДВС с ТНВД, оснащённым плунжерной парой, и составленного на их основе перечня событий с определённой интенсивностью, при наработке на отказ при t = 20 000 ч, и построенного «дерева отказов», что величина вероятности безотказной работы такого ДВС составляет QА = 9,9978 10-1, а вероятность его отказа P(t) = 1 − Q(t) = 0,00022 = 2,2 10-4. Практическая значимость. Доказано, что внедрение мероприятий, например, связанных с увеличением наработки на отказ ДВС, а именно путем своевременного восстановления только плунжерной пары, позволит увеличить вероятность безотказной работы ТНВД, гидравлической и пневматической системы ДВС и уменьшить вероятность его функционального отказа. Это, соответственно, снижает вероятность возникновения аварийной ситуации и причинения вреда здоровью водителя автомобиля с дизельным ДВС, ТНВД которого имеет плунжерную пару.

EN: Statement of the problem. Since the production risk shows the potential losses аnd health workers, as a result of undesirable events associated with the production activities of the enterprise (management, machines, etc.), which is determined by taking into account the probability of occurrence of this event, there is a need for a risk assessment of the operation of plunger diesel engines by obtaining quantitative results of its performance and implementation of the procedure of verification as compared with the acceptable level of risk. Methods.Risk assessment, from the methodological point of view, should not only be the result of meaningful and purposeful activity, but also quantitative, since it is directly related to wages, which includes a risk premium, and the cost of its decline, as well as objective. It should be based on the approaches, methods and principles that are recognized and be aware of all the participants of production activities. Therefore, the existing quantitative risk assessment techniques necessary to reasonably choose the most appropriate and correct, and by improving its accounting and the specific character of operating conditions plunger, determine its performance, and to develop methods and tools for recovery prolong MTBF. Results. It was found that the durability of plunger is determined to achieve a resource limit allowable clearance in conjunction. To determine the probability of failure or non-failure operation Рі components of the diesel internal combustion engine with injection pump, equipped with a plunger pair, using the analysis of the causes of failure of elements and components, and on the basis of the calculated and experimental data on the failure rate data compiled list of events and calculate their intensity when MTBF at t = 20 000 h. and a block diagram of «fault tree» is based on the considered causal chain of events. As this technical system is studied in the period of occurrence in the course of its operation dangerous, critical or emergency situations, it is taken into account that the internal combustion engine failure may occur as a result of parametric and functional failure. The scientific novelty. Mathematical modeling and calculation using established causes of failure or malfunction of the diesel internal combustion engine with injection pump, equipped with a plunger pair, and compiled based on these events list with a certain intensity, when MTBF at t = 20 000 h., And built «fault tree» obtained value of the probability of failure-free operation of the internal combustion engine, which is equal to QА= 9,9978 10-1, and the probability of its failure P(t) = 1 − Q(t) = 0,00022 = 2,2 10-4. Рractical significance. It is proved that the introduction of measures, such as those associated with an increase in time between the internal combustion engine failure, namely through the timely recovery plunger pairs only, will increase the probability of failure of the high pressure pump, hydraulic and pneumatic systems and internal combustion engines to reduce the likelihood of functional failure. It thus reduces the likelihood of an accident and causing damage to the vehicle driver's health with a diesel internal combustion engine, which pump plunger pair.