VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Микроволновая печь или СВЧ - печь (устаревшее ударение микрово́лновая; народное название - микроволновка) - электроприбор, использующий явление разогрева водосодержащих веществ электромагнитным излучением дециметрового диапазона (обычно с частотой 2450 МГц) и предназначенный для быстрого приготовления, подогрева или размораживания пищи, в быту или на производстве. [1]

СВЧ-печи являются одними из самых распространенных бытовых приборов, которые имеются практически в каждой семье. И хотя их стоимость относительно невысока, печи, как правило, обладают низкой ремонтопригодностью с точки зрения материальных затрат – приобрести новую чаще всего не на много дороже, чем отремонтировать старую. Тем более сегодня, в условиях кризиса, внеплановые ремонт или покупка микроволновки могут заметно сказаться на бюджете владельцев.

Одним из условий снижения лишних трат является правильная эксплуатация прибора, а также возможность прогнозировать поломки в случае отклонений от условий эксплуатации.

Универсальным инструментом оценки вероятности поломки СВЧ-печи является FTA-анализ. Целью проведения данного анализа является определение и анализ условий и факторов, которые приводят или могут привести к возникновению негативных завершающих событий. В нашем случае в качестве завершающего негативного события, рассматривается отказ работы СВЧ - печи. В процессе детального анализа дерева неисправностей смоделируем систему и оценим вероятности возникновения базисных событий, неисправностей или событий выявленных в ходе анализа. В результате проведения FTA анализа мы получим результат, который представляет собой вероятность появления завершающего события, свидетельствующего о вероятности возникновения отказа. [2]

Для проведения анализа и построения дерева неисправностей необходимо знание устройства прибора. СВЧ-печи производятся различных конструкций и типов управления. Рассмотрим общее устройство и основные компоненты магнетронной микроволновой печи конвекторного типа (рисунок 1 [3]).

Рисунок 1 – Конструкция СВЧ-печи

Основными компонентами печи являются:

- металлическая камера (с металлизированной дверцей), в которой концентрируется высокочастотное излучение (например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;

- трансформатор — источник высоковольтного питания магнетрона;

- цепи управления и коммутации;

- непосредственно СВЧ-излучатель — магнетрон;

- волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;

Вспомогательные компоненты:

- вращающийся столик — необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;

- схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;

- вентилятор, охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Для построения дерева неисправностей необходимо выявить причины неисправностей прибора. Наиболее распространенными причинами неисправности СВЧ- печи могут стать:

- выход из строя деталей по мере окончания их эксплуатационного срока или перегорания, случившегося из-за резкого скачка напряжения в электросети;

- пользование посудой, не предназначенной для микроволновых печей;

- небрежная эксплуатация прибора;

- неправильный уход за печью.

Построим дерево неисправностей (рисунок 2), используя все виды допущений, касающиеся конструкции, эксплуатации и видов отказов конструктивных узлов прибора. Обозначения символов, используемых в дереве неисправностей, указаны в таблице 1.

Рисунок 2 – Дерево неисправностей для отказа работы СВЧ - печи

Таблица 1 [2]

Символ	Наименование	Описание	Отношение к безотказности	Число входных событий
Р	Завершающее событие	Событие высшего уровня, отказ системы	Отказ наступает, если любая часть системы отказывает (последовательная система)	≥2
Рn; Рnn	Промежуточное событие	Событие среднего уровня	Отказ наступает, если любая часть системы отказывает (последовательная система)	≥2
	Вентиль И (логическое умножение, конъюнкция - ˄)	Выходное событие наступает, если наступают все входные события	Параллельное резервирование из n одинаковых или различных ветвей	≥2
	Вентиль ИЛИ (логическое сложение, дизъюнкция - ˅)	Выходное событие наступает любое из входных событий	Отказ наступает, если любая часть системы отказывает (последовательная система)	≥2
	Базисное событие	Событие самого низкого уровня, для которого имеются данные, касающиеся вероятности его появления	Вид неисправности компонента или причина вида неисправности	0

Оценим вероятность возникновения отказа СВЧ-печи. Для этого экспертным методом определим значения вероятностей базисных событий исходя из периода в 1 год:

Р2 = 0,3;	Р112 = 0,001;
Р111 = 0,1;	Р121 = 0,01;
Р122 = 0,01;	Р313 = 0,1;
Р311 = 0,1;	Р321 = 0,1;
Р312 = 0,001;	Р322 = 0,001;
Р323 = 0,1.

Вероятность возникновения отказа:

Р= Р1˅Р2 ˅P3;	P12 = P121˄P122;
P1 = P11˅P12;	P3 = P31˅P32;
P11 = P111˅P112;	P31 = P311˅P312˅P313;
P32 = P321˅P322˅P323.

Подставим предполагаемые значения вероятностей возникновения базисных событий и получим:

Р₁ = 0,1+0,001+0,01 · 0,01;

Р₁ = 0,1011.

Р₃ = 0,1+0,001+0,1+0,1+0,001+0,1;

Р₃ = 0,402.

Р= 0,1011+0,3+0,402;

Р= 0,8031.

В результате проведения FTA анализа мы получили: Р = 0,8031 (Р ≈ 80 %). Это результат, который представляет собой вероятность возникновения отказа СВЧ-печи в случае ее несоответствующей эксплуатации.

Список использованных источников

1 Микроволновая печь [Электронный ресурс]: Википедия. Свободная энциклопедия. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/. – 13.02.2016.

2 ГОСТ Р 27.309 – 2009. Надежность в технике. Анализ дерева неисправностей. – Введ. 2010-09-01. – М.: Стандартинформ, 2012. – 27 с.

3 Конструкция микроволновых печей [Электронный ресурс]: Ремонт СВЧ-печей. – Режим доступа: http://microwaveoven.narod.ru/05.html. – 13.02.2016.

4 ГОСТ Р ИСО/МЭК 31010 – 2011. Менеджмент риска. Методы оценки риска. – Введ. 2011-12-01. – М.: Стандартинформ, 2012. – 70 с.

5 ГОСТ Р 51901.5 – 2005. Менеджмент риска. Руководство по применению методов анализа надежности. – Введ. 2006-02-01. – М.: Стандартинформ, 2005. – 49 с.

 

5

 

Код для цитирования: Скопировать