6.1 Расчет надежности
Надежность есть свойство системы сохранять величины выходных параметров в пределах установленных норм при заданных условиях. Под “заданными условиями” подразумеваются различные факторы, которые могут влиять на выходные параметры системы и выводить их за пределы установленных норм.
Поскольку элементы в общем случае могут находиться в рабочем режиме различное время, отличающееся от рабочего времени изделия, это также должно учитываться при расчете надежности. Расчет измерителя выполнен с учетом следующих допущений:
отказы элементов являются случайными и независимыми процессами или событиями;
учет влияния условий эксплуатации производится приблизительно;
параметрические отказы не учитываются;
вероятность безотказной работы элементов от времени изменяется по экспоненциальному закону.
Нам необходимо рассчитать полную надежность прибора при работе в условиях воздействия повышенных температур.
Исходные данные для расчета надежности прибора в условиях повышенных температур окружающей среды приведены в таблице 6.1.
Исходные данные для расчета надежности при воздействии повышенной температуры окружающей среды
Таблица 6.1
N п/п |
Наименование элементов |
0i10-6, 1/час |
Кол-во элементов |
0i10-6, 1/час |
kн |
1,2 |
3,4 |
П(i) |
i, час |
|
1 |
ИМС |
0,08 |
10 |
0,8 |
0,7 |
2,5 |
2 |
5 |
0,6 |
|
2 |
Транзисторы |
0,04 |
3 |
0,12 |
0,7 |
0,9 |
2 |
1,8 |
0,4 |
|
3 |
Диоды |
0,02 |
13 |
0,38 |
0,7 |
1 |
2 |
2 |
0,4 |
|
4 |
Резисторы постоянные |
0,005 |
34 |
0,17 |
0,6 |
0,9 |
2 |
1,8 |
0,6 |
|
5 |
Резисторы переменные |
0,05 |
2 |
0,1 |
0,6 |
0,9 |
2 |
1,8 |
0,6 |
|
6 |
Конденсаторы керамические |
0,005 |
26 |
0,13 |
0,6 |
0,15 |
2 |
0,3 |
0,5 |
|
7 |
Конденсаторы Электролитические |
0,55 |
3 |
1,65 |
0,5 |
0,3 |
2 |
0,6 |
0,5 |
|
8 |
Разъемы |
2,7 |
5 |
13,5 |
0,5 |
0,7 |
2 |
1,4 |
0,7 |
|
9 |
Плата печатная |
0,02 |
2 |
0,04 |
0,7 |
0,35 |
2 |
0,7 |
3 |
|
10 |
Шайба |
0,075 |
2 |
0,15 |
0,5 |
0,35 |
2 |
0,7 |
0,4 |
|
11 |
Винты |
0,001 |
8 |
0,008 |
0,5 |
0,35 |
2 |
0,7 |
0,4 |
|
12 |
Соединения пайкой |
0,04 |
3620 |
14,8 |
0,6 |
1,1 |
2 |
2,2 |
0,2 |
|
13 |
Несущая конструкция |
0,3 |
1 |
0,3 |
0,7 |
0,35 |
2 |
0,7 |
1 |
Интенсивность отказов рассчитывается по (6.15)
, (6.1)
где i 0 - справочное значение интенсивности отказа i-го элемента;
m - общее число учитываемых эксплуатационных факторов;
j - поправочный коэффициент.
n - общее число элементов конструкции.
В наших расчетах используются комбинированные поправочные коэффициенты:
1,2 - учитывающий одновременно температуру и электрический режим;
3,4 - учитывающий одновременно кинематические и механические нагрузки.
Для определения поправочных коэффициентов j, воспользуемся обобщенными таблицами и графиками [4].
Средняя наработка на отказ данного изделия определяется по (6.2)
. (6.2)
Вероятность безотказной работы рассчитывается по (6.3)
. (6.3)
Среднее время восстановления рассчитывается по (6.4)
(6.4)
где qi - вероятность отказа из-за выхода из строя элемента i-ой группы;
k - число групп элементов.
Вероятность восстановления рассчитывается по (6.5)
(6.5)
где - заданное время восстановления.
Коэффициент готовности рассчитывается по (6.6)
. (6.6)
Коэффициент ремонтопригодности рассчитывается по (6.7)
. (6.7)
Вероятность безотказной работы с учетом восстановления рассчитывается по (6.8)
. (6.8)
Доверительные границы для наработки на отказ рассчитываются по (6.9)
, (6.9)
где n = 10...15 - число отказов достаточных для определения надежности;
= 0,9...0,99 - достоверность определения границ;
;
2 - функция, определяемая в зависимости от числа степеней свободы и доверительной вероятности.
Параметры надежности, полученные в результате расчета, сведены в таблицу 6.2.
Результаты расчета надежности. Таблица 6.2
Параметры надежности |
Значения |
|
Средняя наработка на отказ |
102839,7 |
|
Вероятность безотказной работы |
0,93 |
|
Среднее время восстановления |
0,3 |
|
Вероятность восстановления |
0,99712 |
|
Коэффициент готовности |
0,9999 |
|
Коэффициент ремонтопригодности |
0,0001 |
|
Вероятность безотказной работы с учетом восстановления |
0,98789 |
|
Доверительные границы для наработки на отказ |
202315,3...402386,5 |
Как видно из результатов расчета, приведенных в таблице 6.2, полученные значения полностью соответствуют заданным в техническом задании.
- Введение
- 1. Разработка технического задания
- 2. Анализ исходных данных и основные технические требования к разрабатываемой конструкции
- 2.1. Анализ климатических факторов
- 2.2 Анализ дестабилизирующих факторов
- 3. Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции
- 3.1 Выбор и обоснование элементной базы
- 3.2 Выбор унифицированных узлов и установочных изделий
- 3.3 Выбор материалов
- 4. Выбор и обоснование компоновочной схемы, методов и принципа конструирования
- 4.1 Выбор компоновочной схемы
- 5. Выбор способов и методов защиты от дестабилизирующих факторов
- 5.1 Расчет собственных частот колебаний элементов
- 5.2 Расчет собственной частоты печатной платы
- 6. Расчет конструктивных параметров изделия
- 6.1 Расчет надежности
- 6.2 Расчет теплового режима
- 7. Технологическая часть
- 7.1 Расчет комплексного показателя технологичности конструкции
- 3.6.3. Конструкция и технология изготовления магнитодиодов
- 1.2. Этапы проектирования технологии изготовления сварной конструкции
- Реферат измеритель малых перемещений с детальной разработкой преоброзователя типа линейный дифференциальный трансформатор
- 6.3.1. Технология изготовления и конструкция
- Технология – фактор, определяющий конструкцию эс
- 2. Междисциплинарный проект «Разработка акустических преобразователей и технологии их изготовления»
- 4.6 Цифровые измерители емкости и сопротивления
- 2 Порядок разработки технологического процесса изготовления сварных конструкций
- Технология изготовления газобетонных конструкций.