Совершенствование конструкции изделий на этапе проектирования

Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов предусматривает командную работу группы специалистов — экспертов, исследующих предложенную конструкцию (или технологию) и предсказывающих потенциальные дефекты с установлением возможных причин их возникновения. Разработка мероприятий по доработке конструкции, ведущая к устранению причин возникновения дефектов или снижению тяжести неблагоприятных последствий от них также является одним из основных элементов работы этой команды.

При исследовании автотракторного электрооборудования, конструкции и процессы производства которых довольно сложные с технической точки зрения, целесообразно проводить анализ как самого изделия, так и основных узлов изделий в зависимости от их влияния на работоспособность и выходные характеристики последних.

В предварительном выборе приоритетов по анализу составленного перечня потенциально возможных дефектов удобно пользоваться диаграммой Парето и причинно-следственной диаграммой Исикава, которые дают возможность оценить значимость дефектов. Так, например, при рассмотрении конструкции генератора переменного тока выявлены следующие потенциальные дефекты (на основании данных, полученных по результатам производства и эксплуатации ранее разработанных генераторов):

  • • отсутствие контакта между выводом и контактным кольцом;
  • • обрыв концов фаз;
  • • замыкание на массу одного из контактных колец;
  • • межвитковое замыкание;
  • • некачественная сварка вывода щеткодержателя;
  • • пробой диодов в выпрямительных блоках.

Приоритет по анализу дефектов и причин, их вызывающих, у блока контактных колец, к тому же имеющих два потенциальных дефекта.

В соответствии с рассматриваемым методом расчет комплексной оценки (или комплексного риска) дефекта производится с точки зрения его значимости по трем критериям:

  • S — значимости по последствиям;
  • О — частоте вероятного появления;
  • D — возможности обнаружения при изготовлении продукции. Отметим, насколько высоко шкала значимости по последствиям оценивает дефекты, вызывающие дискомфорт или неудовлетворение потребителя, в сравнении с дефектами, вызывающими несоответствие обязательным требованиям безопасности и экологии.

При определении количественной оценки значимости по последствиям воспользуемся рекомендуемой шкалой баллов значимости S для FMEA-конструкции.

Последствия

Критерий значимости последствия

Балл S

Опасное без предупреждения

Очень высокий ранг значимости, когда вид потенциального дефекта ухудшает безотказность работы транспортного средства и/или вызывает несоответствие обязательным требованиям безопасности и экологии без предупреждения

10

Опасное с предупреждением

Весьма высокий ранг значимости, когда вид потенциального дефекта ухудшает безотказность работы транспортного средства и/или вызывает несоответствие обязательным требованиям безопасности и экологии с предупреждения

9

Слабое

Транспортное средство работоспособно, но система(ы) комфорта/удобства работают малоэффективно. Потребитель испытывает некоторое неудовлетворение

5

Последствия

Критерий значимости последствия

Балл S

Очень слабое

Отделка и шумность изделия не соответствуют ожиданиям потребителя.

Дефект замечает большинство потребителей

4

Для дефекта «отсутствие контакта между выводом и контактным кольцом» имеем:

Балл значимости S

Последствия

Критерий значимости последствия

Балл S

Очень важное

Изделие неработоспособно с потерей основной функции

8

Далее определяем оставшиеся два критерия: Балл возникновения О

Вероятность дефекта

Возможные частоты дефектов

Балл О

Умеренная: случайные дефекты

Более 1 из 400

5

Балл обнаружения D

Обнаружение

Критерий: правдоподобность обнаружения при проектируемом контроле

Балл D

Умеренное

Умеренные шансы обнаружения потенциальных причин и последующего вида дефекта при проектируемом контроле

5

Количественная оценка комплексного риска {приоритетное число риска, ПЧР) определяется произведением баллов значимости, возникновения и обнаружения:

Критическую границу ПЧР устанавливаем равной 100. Тогда приоритетное число риска: ПЧР = S О D= 8-5-5 = 200 в 2 раза больше ранее установленной критической границы. Следовательно, необходимо проводить доработку конструкции контактного кольца с выводом.

Существующая конструкция представляет медное кольцо, к внутренней поверхности которого припаян вывод (рис. 7.6, а). Предусмотренный контроль места пайки «на отрыв» не обеспечивает стабильного качества. Кроме того, при установке в приспособление для изготовления блока контактных колец вывод фиксируется в строго определенном положении, что также может привести к нарушению паяного соединения.

Рассматривая варианты доработки конструкции, которые в основном незначительно снижают негативные последствия, FMEA- команда принимает к разработке предложенную специалистом в области порошковой металлургии оригинальную конструкцию контактного кольца, представленную на рис. 7.6, 6.

В предложенной конструкции вывод расположен внутри утолщения, выполненного в виде сегмента на внутреннем диаметре контактного кольца, что полностью исключает появление рассматриваемого потенциального дефекта. Изготовление контактного кольца данной конструкции предусматривает установку вывода в технологическом процессе прессования.

Специалистами ЕЖЕЛ-команды в мероприятиях по внедрению указано на необходимость разработки технических требований как к химическому составу материала (соответствие меди марки Ml), так и к проверке надежности фиксации вывода в контактном кольце.

Кроме того, рекомендовано проведение испытаний генераторов с контактными кольцами новой конструкции с целью определения интенсивности истирания контактных поверхностей пары «кольцо- щетка». Подобные испытания характерны при замене одного из элементов токосъемного узла электромашин и сводятся в основном к подбору химического состава щетки.

Анализ причин возникновения дефекта «замыкание на массу одного из контактных колец» показывает, что он может быть вызван неправильной укладкой выводов обмотки возбуждения к контактным кольцам, попаданием стружки на токоведущие элементы, а также некачественной изоляцией проводов обмотки возбуждения. Мероприятиями по устранению может быть введение в конструкторскую документацию дополнительных требований по контролю ротора, а следовательно, и выполнению соответствующих операций в технологических процессах сборки и входного контроля проводов, а также рабочих инструкциях.

После реализации мероприятий рассматриваемый дефект обнаруживается с достаточной достоверностью уже в роторе, предотвращая наличие дефекта в генераторе.

Баллы значимости по критериям S, О и D, а также приоритетное число риска ПЧР для дефекта «замыкание на массу одного из контактных колец» в роторе:

Последствия

Критерий значимости последствия

Балл S

Очень важное

Изделие неработоспособно с потерей основной функции

8

Балл возникновения О

Вероятность дефекта

Возможные частоты дефектов

Балл О

Умеренная: случайные дефекты

Более 1 из 2000

4

Балл обнаружения D

Обнаружение

Критерий: правдоподобность обнаружения при проектируемом контроле

Балл D

Максимальное

Действующий контроль имеет максимальную возможность обнаружить вид дефекта. Для подобных процессов известны надежные методы контроля

1

Количественная оценка комплексного риска ПЧР = 8 О D = = 8 • 4 • 1 = 24, что значительно ниже установленной критической границы.

Аналогично рассматриваются и другие потенциальные дефекты генератора. Если действия по доработке конструкции определены, оценивается значимость критериев S, О и D, а также приоритетное число риска ПЧР для доработанной конструкции.

Работа над конструкцией продолжается до тех пор, пока приоритетное число риска не будет ниже критической границы ПЧР.

В случае, когда потенциальные дефекты, относящиеся к доработанной конструкции, изменились, перечень составляется вновь и работа продолжается до тех пор, пока приоритетные числа риска для всех потенциальных дефектов не станут ниже критической границы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >