OPRACOWANIE SPOSOBU PROWADZENIA ANALIZY AWARYJNOŚCI WTRYSKAREK W OPARCIU O METODĘ FMEA

Transkrypt

1 Krzysztf MICHALSKI, Dawid KUNAT SYSTEMY WSPOMAGANIA W INŻYNIERII PRODUKCJI Jakść, Bezpieczeństw, Śrdwisk 16 OPRACOWANIE SPOSOBU PROWADZENIA ANALIZY AWARYJNOŚCI WTRYSKAREK W OPARCIU O METODĘ FMEA 16.1 WPROWADZENIE Współczesne wtryskarki są wielfunkcyjnymi maszynami służącymi d przetwarzania twrzyw sztucznych. Ogólna budwa wszystkich ich typów jest pdbna, pnieważ składają się z pdzespłów funkcjnalnych które pełnią te same funkcje, natmiast w zależnści d rdzaju przetwarzaneg twrzywa, rdzaju frmy, spsbu pracy są ne dstswywane d wymgów pszczególnych wariantów technlgii w spsób knstrukcyjny, bądź przez zastswanie specjalneg wypsażenia techniczneg [1, 2]. Najczęstszą przyczyną nieczekiwanych przerw w prdukcji jest awaryjnść maszyn. W artykule zaprezentwan spsób prwadzenia analizy awaryjnści wtryskarek na etapie użytkwania maszyny ANALIZA WYSTĘPUJĄCYCH AWARII Badanie awaryjnści wtryskarek przeprwadzne zstał w parciu metdę FMEA. Analizie pddane zstały wtryskarki hydrauliczne szereg typu NETSTAL SYNER- GY (rys. 16.1). Źródł: [3] Rys Pglądwe zdjęcie wtryskarki Netstal Synergy Na pdstawie przeglądu dkumentacji serwiswej z lat bejmującej 15 wtryskarek NETSTAL SYNERGY dknan wydrębnienia z ustandaryzwanej wtryskarki występujących pdsystemów. Wyróżnin następujące pdsystemy [2]: jednstka zamykania, 183

2 Redakcja: A. KUBOSZEK, E. MILEWSKA pulpit bsługi z wskaźnikami, jednstka plastyfikacji, agregat wtryskwy, łże maszyny. W dalszej klejnści przypisane zstały tym elementm charakterystyczne, najczęściej występujące usterki. Pniżej zestawin pdsystemy i związane z nimi awarie: jednstka zamykania w tym elemencie najczęstszą występująca awarią jest: niezamykająca się frma wtryskarki; pulpit bsługi z wskaźnikami - w tym elemencie nie stwierdzn żadnych usterek, które mgłyby pjawić się w dkumentacji serwiswej; jednstka plastyfikacji w tym pdsystemie wykryt następujące wady: pękająca tuleja zawru zwrtneg ślimaka, utrata temperatury plastyfikacji materiału, klejanie ślimaka materiałem; agregat wtryskwy - przy nim wykryt następujące wady: zwiększająca się temperatura pracy układu, przecieki wewnętrzne pmiędzy cylindrem, a tłkiem, przepuszczający elektrzawór sterwania przegrzewanie systemu; łże maszyny - najczęściej pjawiająca się wada t: pękanie ramy RODZAJE I ILOŚCI WAD Ze względu na miejsce występwania, awarie wtryskarek mżna sklasyfikwać wg: jednstki zamykania, pulpitu bsługi z wskaźnikami, jednstki plastyfikacji, agregatu wtryskweg, łża maszyny. Pdsystem pulpitu bsługi ze wskaźnikami, mim, że nie dntwan w nim żadnej awarii, również zstał włączny w pwyższy pdział jak ptencjalne miejsce wystąpienia awarii w przyszłści. Pdczas trwania badaneg kresu, zarejestrwan 184 awarie łącznie. Pszczególną ilść wad na przestrzeni trzech lat prezentuje rys Na rys wyraźnie widać, iż awarie jednstki plastyfikacji stanwią większść awarii jakie zstały zarejestrwane w dkumentacji serwiswej i wynszą 95 uszkdzeń. Agregat wtryskwy miał 60 awarii c stanwi drugi c d wielkści pd względem awaryjnści pdsystem. Jednstka zamykania z ilścią 14 wad klasyfikuje się na pdbnym pzimie awaryjnści c łże maszyny, czyli 15 wykrytych awarii, natmiast pulpit bsługi z wskaźnikami nie zawiódł ani razu. 184

3 SYSTEMY WSPOMAGANIA W INŻYNIERII PRODUKCJI Jakść, Bezpieczeństw, Śrdwisk Rys Ilści awarii wtryskarki w zależnści d miejsca wystąpienia Źródł: pracwanie własne 16.4 DIAGRAM PARETO-LORENZA Pierwszym etapem analizy awaryjnści jest analiza Paret Lrenza dknana w celu zidentyfikwania najważniejszych wad z punktu widzenia ilści ich występwania. Ta technika pzwala na zarejestrwanie danych dtyczących prblemów raz ich analizwanie. Pzwala na wyróżnienie najważniejszych bszarów i czynników ddziaływujących. Za pmcą diagramu Paret-Lrenza mżna kreślić częsttliwść występwania przyczyn zaistniałeg prblemu [4]. Tab. 16.1, zawierająca dane wejściwe d analizy Paret-Lrenza, przedstawia rdzaje wad raz ilść wszystkich wad, które wystąpiły w kresie trzech lat badaneg kresu. Dane uszeregwan w prządku malejącym. Obliczny zstał także prcentwy udział raz skumulwane udziały prcentwe. Tab Dane wejściwe d analizy Paret-Lrenza Numer wady Ilść wad Udział prcentwy Wartść skumulwana Opis awarii ,74% 21,74% Utrata temperatury plastyfikacji materiału ,85% 38,59% Oklejanie ślimaka materiałem ,04% 51,63% Pękająca tuleja zawru zwrtneg ślimaka ,96% 63,59% Przepuszczający elektrzawór sterwania ,87% 74,46% Zwiększająca się temperatura pracy układu ,78% 84,24% Przecieki wewnętrzne p miedzy cylinder - tłk ,15% 92,39% Niezamykanie się frmy ,61% 100,00% Pękanie ramy Suma: 184 Źródł: pracwanie własne Na pdstawie danych przedstawinych w tab. 16.1, zstał wyknany diagram Paret Lrenza (rys. 16.3). Większść zidentyfikwanych awarii znajdwała się w dkumentacji serwiswej badanych maszyn. Za 84,24% awarii występujących w badanym kresie dpwiadają następujące wady: 185

4 Redakcja: A. KUBOSZEK, E. MILEWSKA utrata temperatury plastyfikacji materiału, klejanie ślimaka materiałem, pękająca tuleja zawru zwrtneg ślimaka, przepuszczający elektrzawór sterwania, zwiększająca się temperatura pracy układu, przecieki wewnętrzne pmiedzy cylinder - tłk. Xródł: pracwanie własne Rys Diagram Paret - Lrenza dla występujących awarii 16.5 ANALIZA PRZYCZYN WAD ZA POMOCĄ DIAGRAMU ISHIKAWY Na rys przedstawin czynniki wpływające na usterki wtryskarki. P prawej strnie zstał umieszczny analizwany prblem (awarie wtryskarki), natmiast p lewej, na si (kręgsłupie) strzałki z głównymi przyczynami jeg pwstawania, d których zaliczn takie grupy jak: materiał, maszyna, zarządzanie, metda, człwiek. Pwstały w ten spsób zbiór infrmacji na temat ptencjalnych przyczyn awaryjnści wtryskarki, pmcny będzie przy dalszej analizie prblemu przy pmcy metdy FMEA METODA FMEA Metdę FMEA, czyli analizę przyczyn i skutków wad, mżna zidentyfikwać jak systemwy zestaw działań mających na celu rzpznanie, cenę rdzaju uszkdzenia raz jeg przyczyn związanych z knstrukcją, następnie ustalenie pstępwania dzięki któremu mżliwe jest wyeliminwanie lub zmniejszenie prawdpdbieństwa wystąpienia awarii [5]. Użycie tej metdy pzwlił zidentyfikwać czynniki wpływające na pwstawanie uszkdzeń. Tab przedstawia analizę awaryjnści wtryskarki przy pmcy metdy FMEA. Pdsumwaniem analizy FMEA jest tab. 16.3, która przedstawia wyniki analizy w pstaci współczynnika WPR przed i p działaniach zapbiegawczych/naprawczych. 186

5 Pękająca tuleja zawru zwrtneg Nieprawidłwe parametry wtrysku Prdukt niezgdny Przerwanie prdukcji Oklejanie ślimaka materiałem Brakujący materiał Prdukt niezgdny Zatrzymanie prdukcji Wymiana ślimaka Utrata temperatury plastyfikacji materiału Zatrzymanie prdukcji, maszyny Wytwrzenie niezgdneg prduktu, skutkujące reklamacjami Wymiana uszkdznej części Awaria SYSTEMY WSPOMAGANIA W INŻYNIERII PRODUKCJI Jakść, Bezpieczeństw, Śrdwisk Źródł: pracwanie własne Rys Diagram Ishikawy Tab Analiza przyczyn i skutków awaryjnści wtryskarki Lp. Skutki awarii Przyczyny awarii Działania zapbiegawcze/ naprawcze W P R WPR Wynik działań W P R WPR Niedrżnść kanałów chłdzenia Użycie uzdatnineg chłdziwa Okreswa kntrla chłdziwa Uszkdzny termpar Uszkdzna grzałka Systematyczne sprawdzanie temperatury gardzieli Systematyczne sprawdzanie parametrów grzałki Uszkdzny elektrzawór chłdziwa Systematyczne sprawdzanie pzimu chłdziwa Złe parametry plastyfikacji Systematyczne sprawdzenie parametrów plastyfikacji Stswanie niedpwiednieg materiału Kntrla dbru materiału d parametrów prdukcji Niewłaściwe czyszczanie ślimaka Systematyczne sprawdzenie pprawnści działania prcedury czyszczania Zużycie tulei Okreswa wymiana zespłu Źle ustawine parametry Systematyczne sprawdzenie parametrów prcesu Niedpwiedni materiał Systematyczna kntrla dbru materiału

6 Pękanie ramy Złe pzimwanie maszyny Przerwanie prdukcji Uszkdzenie frmy Niezamykająca się frma Przerywana prdukcja Przecieki tłka Niestabilnść systemu Wyska temperatura pracy układu Zwiększna temperatura leju Przerwy w pracy maszyny pdczas stygnięcia Przepuszczający elektrzawór Wyska temp. pracy układu Przerwy w prdukcji Awaria Redakcja: A. KUBOSZEK, E. MILEWSKA Lp. Skutki awarii Przyczyny awarii Działania zapbiegawcze/ naprawcze W P R WPR Wynik działań W P R WPR 4 Naturalne zużycie uszczelnień Systematyczne przeglądy Wymiana uszczelnień Uszkdzenie elektrzawru Systematyczny przegląd maszyny Użycie niewłaściweg leju Kntrla dbru leju przed wymianą Użytkwanie leju Systematyczne przeglądy p czasie zdatnści Okreswe wymiany Kntrla zdatnści leju leju Wyciek leju, zbyt Systematyczne przeglądy mała ilść w układzie pzimu Systematyczna kntrla leju Naturalne zużycie uszczelnień Systematyczna wymiana Systematyczne przeglądy Uszkdzny elektrzawór naturalne zużycie Systematyczne przeglądy Okreswa wymiana elektrzawru Uszkdzny czujnik ciśnienia Okreswa wymiana czujnika Systematyczne przeglądy maszyny Uszkdzny czujnik pmiaru płżenia Systematyczne sprawdzenie pzimwania maszyny Źle wypzimwana maszyna Zmiana metdy Użycie dpwiednich narzędzi Uszkdzne wibrizlatry Wymiana wibrizlatrów Systematyczny przegląd Źle przyspawane łapy maszyny Kntrla spawów łap Wzmcnienie spawów Źródł: pracwanie własne Na pdstawie danych zawartych w tab wyknany zstał wykres (rys. 16.5). Zidentyfikwane uszkdzenia zstały uszeregwane w prządku malejącym według wartści wskaźnika WPR przed działaniami zapbiegawczymi/naprawczymi. Pzwala t wydrębnić awarie, na które należy zwrócić uwagę w pierwszej klejnści. Z rys wynika, że awarie które mają największe znaczenie t: pękająca tuleja zawru ślimaka zwrtneg, klejanie ślimaka materiałem, utrata temperatury plastyfikacji materiału, pękanie ramy raz niezamykająca się frma. 188

7 SYSTEMY WSPOMAGANIA W INŻYNIERII PRODUKCJI Jakść, Bezpieczeństw, Śrdwisk Tab Analiza przyczyn i skutków awaryjnści wtryskarki Nr Nazwa awarii Suma WPR przed Suma WPR p 1. Utrata temperatury plastyfikacji materiału Oklejanie ślimaka materiałem Pękająca tuleja zawru zwrtneg ślimaka Przepuszczający elektrzawór sterwania Zwiększająca się temperatura pracy układu Przecieki wewnętrzne p miedzy cylinder tłk Niezamykająca się frma Pękanie ramy Źródł: pracwanie własne Źródł; pracwanie własne PODSUMOWANIE Rys Zestawienie wartści wskaźnika WPR Wymienine wyżej awarie uniemżliwiają funkcjnwanie maszyny bądź w znaczący spsób utrudniają jej pracę. Pwstają głównie na skutek zużycia materiału, przez niedbałść lub niestswanie się d instrukcji przez pracwników użytkujących wtryskarki. W przypadku pierwszej awarii, wartść współczynnika WPR wynszącą 401, pprzez działania zapbiegawcze/naprawcze udał się zredukwać d 189. W drugiej z klei usterce (klejanie ślimaka materiałem) wartść WPR = 340 zstała zredukwana d 92. Klejn: awaria utraty temperatury plastyfikacji materiału z współczynnikiem WPR równym 324 (awaria największej wartści współczynnika), p zastswaniu zaleceń wynikających z analiz FMEA zstał zmniejszny d wartści 176. Pękanie ramy mające współczynnik 315, zstał zredukwany d 127. Z klei współczynnik niezamykającej się frmy zstał zmniejszny z 300 d 165. PODZIĘKOWANIA Artykuł jest wynikiem badań realizwanych w Instytucie Inżynierii Prdukcji na Wydziale Organizacji i Zrządzania Plitechniki Śląskiej, i pwstał w ramach pracy statutwej BK-214/ROZ3/ (13/030/BK_17/0027) nt. Spsby i śrdki dsknalenia prduktów i usług na wybranych przykładach. 189

8 Redakcja: A. KUBOSZEK, E. MILEWSKA LITERATURA 1. T. Jachwicz, M. Iwanicki. Charakterystyka wtryskarek elektrycznych. Teka Kmisji Budwy i Eksplatacji Maszyn, Elektrtechniki, Budwnictwa OL PAN, 2008, Pbran z: 2. Labratrium Twrzyw Sztucznych. Budwa wtryskarki. Plitechnika Wrcławska Pbran z: budwa-wtryskarki 3. Muehsam Elektrmech. Pbran z: /3/- 2015_04/synergy5000.jpg [Dstęp: ]. 4. S. Smith. Techniki pknywania prblemów. Gliwice: HELION S.A., R. Wlniak R., B. Sktnicka. Metdy i narzędzia zarządzania jakścią. Teria i praktyka. Gliwice: Wydawnictw Plitechniki Śląskiej, OPRACOWANIE SPOSOBU PROWADZENIA ANALIZY AWARYJNOŚCI WTRYSKAREK W OPARCIU O METODĘ FMEA Streszczenie: Współczesne wtryskarki są skmplikwanymi, wielfunkcyjnymi maszynami d przetwórstwa twrzyw sztucznych. Najczęstszą przyczyną nieczekiwanych przerw w prdukcji jest awaryjnść maszyn. W artykule zaprezentwan spsób prwadzenia analizy awaryjnści wtryskarek na etapie użytkwania maszyny. Zidentyfikwane zstały występujące awarie, następnie zstały ne zhierarchizwane w parciu kryterium częsttliwści występwania raz ustaln przyczyny ich pwstawania. Słwa kluczwe: awaryjnść, pdststemy wtryskarek, wady DEVELOP A METHOD OF ANALYSIS OF FAILURE OF INJECTIONS BASED ON FMEA METHOD Abstract: Cntemprary injectin mlding machines are cmplex multifunctinal plastic prcessing machines. The mst cmmn cause f unexpected break in prductin is the failure f machines. The article presents the methd f analyzing the failure rate f injectin mlding machines during the machine use stage. Identified ccurrence f accidents, then they were hierarchical based n the frequency f ccurrence and the cause f their ccurrence. Key wrds: failure, subsustems f injectins, defects Dr inż. Krzysztf MICHALSKI Plitechnika Śląska Wydział Organizacji i Zarządzania Instytut Inżynierii Prdukcji ul. Rsevelta 26-28, Zabrze Krzysztf.Michalski@plsl.pl Mgr inż. Dawid KUNAT Plitechnika Śląska Wydział Organizacji i Zarządzania ul. Rsevelta 26-28, Zabrze Data przesłania artykułu d Redakcji: Data akceptacji artykułu przez Redakcję: