Syftet med denna avhandling var att uppskatta livslängden och tillförlitligheten för det elektromekaniska linjära ställdonet genom att använda metoder för sannolikhet och statistik, med fokus på att fastställa svagare områden som kan förbättras för att inkludera dessa förbättringar i kommande generation. Bedömningen gjordes kvantitativt och kvalitativt. FMEA valdes för den kvalitativa analysen. För den kvantitativa analysen bedömdes Weibull-distribution vara den mest lämpliga för att skatta komponenternas felfrekvens. För detta valdes form- och skalparametrar enligt B. Bertsche. [1] Övergripande systemtillförlitlighet uppskattades utifrån den Boolean-teorin, där en känslighetsanalys utfördes med utgång från systemet fortsatta funktion. Det inkluderade utvärdering av komponenternas relativa betydelse för den övergripande tillförlitligheten, och att utföra känslighetsanalys med avseende på systemkomponenternas fördelningsparametrar. Baserat på den information som erhållits från kvalitativ och kvantitativ analys, erhölls underhållsaktiviteter för det elektromekaniska ställdonet under servicetiden. För att föreslå lämpliga tillförlitlighetstester var det nödvändigt att först fastställa storlek och testlängd för kommande prov. Flera testmetoder och respektive provstorleksuppskattning och urvalstester för testlängd studerades. Resultatet från FMEA ser totalt sett lovande ut. Det finns en möjlighet att några mindre fel uppstår i smörj-, kyl- och övervakningssystemet, som kan tas om hand genom att följa föreslagna underhållsaktiviteter. Ingen komponent sticker särskilt ut i tillförlitlighetsanalysen, med tanke på att säkerhetsfaktorerna för växlar överskrider minimigränsen och axlar som är konstruerade för oändlig livslängd. Individuellt verkar de utvalda lagren inte påverka det övergripande systemets tillförlitlighet. Men eftersom komponenterna anses vara i serie verkar den kombinerade tillförlitligheten hos lagren dominera hela systemets tillförlitlighet. Eftersom de tre fallstudierna genomförs för att förstå systemets beteende när det gäller tillförlitlighet, gäller ovanstående resultat för de två första fallstudierna där redskapen var säkra. I fallstudie tre påverkades systemets tillförlitlighet av både växlar och lager. Känslighetsanalysen följde samma mönster som det ses i tillförlitlighetsanalys. För fallstudie 1 och 2 - lager är signifikanta och i fallstudie 3 - rack och kugghjul 2 var mer signifikanta än lager. För tillförlitlighetsprovning har censureringsmetoder av Typ 1 och Typ 2 visat sig vara lämpliga. För uppskattning av testprov erhölls att generaliseringen av felmetoden med hjälp av Larsens nomogram var idealisk för tidiga förutsägelser. / The purpose of this thesis was to estimate the life and reliability of an electromechanical linear actuator by using methods of probability and statistics. It was essential to determine weaker areas subject to improvement and include these improvements in the design to next generations. The assessment was carried out quantitatively and qualitatively. Failure mode effects analysis was the method opted for the qualitative analysis. For the quantitative analysis, Weibull distribution was found to be the most suitable to present the failure rate of components. For the same, the shape and scale parameters were selected as suggested by B. Bertsche. [1] Overall system reliability was estimated on the basis of Boolean theory. Sensitivity analysis was carried out by using survival signature method. It included evaluating the relative importance of the components with respect to overall reliability and carrying out sensitivity analysis with respect to the distribution parameters of the system components. Based on the information obtained from qualitative and quantitative analysis, maintenance activities were derived for the electro-mechanical actuator for the period of service time. To suggest the suitable reliability tests, it was necessary to first determine the test sample size and test duration. Several test methods and respective sample size estimation and test duration selection methods were studied. In performed failure mode and effects analysis, overall the system looks promising. There is a possibility of some minor possible failures to occur in lubrication, cooling and monitoring system, which could be taken care of by following suggested maintenance activities. No component in particular stand out in the reliability analysis, given that the safety factors of gears exceed the minimum limit and shafts designed for infinite lifetime. Individually the selected bearings seem to not affect the overall system’s reliability. However, since the components are considered to be in series, the combined reliability of the bearings seem to dominate the whole system’s reliability. As the three case studies are conducted to understand the system’s behaviour in terms of reliability, above result is applicable for the first two case studies where gears are found to be safe. In case of case study three, the system’s reliability is found to be affected by both gears and bearings. The results of sensitivity analysis followed the same pattern as reliability analysis. For case study 1 and 2 - bearings were significant and in case of case study 3 - rack and gear 2 were more significant than bearings. For reliability testing, Type 1 and Type 2 censoring methods both are found to be suitable. For test sample estimation, generalisation of failures method using Larsen’s nomogram was found ideal for early predictions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-301632 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Adsul, Raveena Dnyaneshwar |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2021:510 |
Page generated in 0.004 seconds