Проектирование стенда для тестирования блоков питания АТХ
3. РАСЧЁТ НАДЁЖНОСТИ
Надежность - свойство объекта выполнять требуемые функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в течение заданного периода времени. Надежность представляет собой комплексное свойство, сочетающее в себе понятие работоспособности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохранности.
Работоспособность - представляет собой состояние объекта, при котором он способен выполнять свои функции.
Безотказность - свойство объекта сохранять свою работоспособность в течение определенного времени. Событие, нарушающее работоспособность объектов, называется отказом. Самоустраняющийся отказ называется сбоем.
Долговечность - свойство объекта сохранять свою работоспособность до предельного состояния, когда его эксплуатация становится невозможной по техническим, экономическим причинам, условиям техники безопасности или необходимости капитального ремонта.
Ремонтопригодность - определяет приспособляемость объекта к предупреждению и обнаружению неисправностей и отказов и устранению их путем проведения ремонтов и технического обслуживания.
Сохраняемость - свойство объекта непрерывно поддерживать свою работоспособность в течение и после хранения и технического обслуживания.
Основными качественными показателями надежности является вероятность безотказной работы, интенсивность отказов и средняя наработка до отказа.
Вероятность безотказной работы P(t) представляет собой вероятность того, что в пределах указанного периода времени t, отказ объекта не возникнет. Этот показатель определяется отношением числа элементов объекта, безотказно проработавших до момента времени t к общему числу элементов объекта, работоспособных в начальный момент.
Р(t) = е -tр,(3.1)
где - интенсивность отказов;
е - основание натуральных логарифмов;
tр - время безотказной работы изделия (определяется заданием на проектирование).
Другой характеристикой надежности изделий является наработка до отказа Тср. При этом регистрируется суммарное количество часов t, которое проработали изделия и количество возникших отказов n. В этом случае средняя наработка до отказа составит
Тср t / n.(3.2)
Количественной мерой надежности является средняя наработка до отказа, полученная при проверке достаточно большого количества изделий. Чем больше Тср, тем выше надежность изделия.
Величину, обратную Тср, называют интенсивностью отказов :
= 1 / Тср.(3.3)
Размерность интенсивности отказов - 1/ч.
Интенсивность отказов изделия, состоящего из N различных элементов, определяется по формуле
= 1 + 2 +…+ N, (3.4)
где 1, 2, … N - интенсивности отказов первого, второго и N-ного элементов с учетом всех воздействующих факторов. [11]
В таблице 3.1 приведена интенсивность отказов (t) некоторых элементов.
"right">Таблица 3.1Интенсивность отказов радиокомпонентов
Наименование |
л0 10-6, ч -1 |
|
Диоды кремниевые: - выпрямительные - универсальные - импульсные - стабилитроны |
0,2 0,1 0,05 0,1 |
|
Транзисторы кремниевые малой мощности (биполярные): - низкочастотные - среднечастотные - высокочастотные |
0,5 0,25 0,2 |
|
Транзисторы кремниевые средней мощности (биполярные): - среднечастотные - высокочастотные |
1,3 0,5 |
|
Транзисторы полевые |
0,1 |
|
Конденсаторы: - керамические - стеклянные - бумажные - пленочные комбинированные - электролитические алюминиевые |
0,05 0,1 0,1 0,05 0,50 |
|
Резисторы постоянные: - непроволочные - проволочные |
0,04 0,05 |
|
Коммутационные изделия |
1,0 |
|
Транс форматоры |
0,2 |
|
Один контакт соединителя типов: - РМ - СНЦ - РН - СНП |
0,003 0,002 0,02 0,005 |
|
Микросхемы |
0,1 |
|
Резонаторы кварцевые |
1,1 |
|
Индикаторы жидкокристаллические (ЖКН) |
2,8 |
|
Соединения пайкой |
0,005 |
Интенсивность отказов (t) - это число отказов n(t) элементов объекта в единицу времени, отнесенное к среднему числу элементов Nt объекта, работоспособных к моменту времени ?t:
(t)=n(t)/(Nt•?t),(3.5)
где ?t - заданный отрезок времени. Показатели интенсивности отказов комплектующих берутся на основании справочных данных.
"right">Таблица 3.2Интенсивности отказов
Наименование элемента |
Количество |
л(t)10-6, ч-1 |
|
Пайка контактных точек |
154 |
0,2 |
|
Микросхема |
4 |
0,1 |
|
Резистор постоянный непроволочный |
17 |
0,04 |
|
Светодиод |
40 |
0,1 |
л(t) =0,210-6•154+0,110-6•4+0,0410-6•17+0,110-6•40 = 35,8810-6 1/ч. (3.6)
Вероятность безотказной работы стенда за 1000 часов рассчитывается по следующей формуле:
P(1000) = e-0.0358.(3.7)
Таким образом, вероятность безотказной работы стенда за 1000 часов составляет
P(1000) = 0,964756.(3.8)
Зная величину интенсивности отказов, возможно определить время безотказной работы устройства:
Тср = 1/0,0000358.(3.9)
Таким образом, время наработки на отказ данного устройства составляет 27870,68 часов.
стенд блок питание энергосбережение