Розрахунок надійності проектованого пристрою

Надійність - це властивість апаратури виконувати свої функції, зберігаючи експлуатаційні показники протягом необхідного проміжку часу та можливість відновлювати функціонування, втрачене з якихось причини.

Показниками надійності є:

P(t) – ймовірність безвідмовної роботи;

λ (t) – інтенсивність відмов;

Т_ср. - середній час напрацювання до першої відмови;

Q(t) – ймовірність відмови.

Розрахунок раптових відмов на основі експоненціальної моделі проводиться за такою послідовністю:

1) складається перелік елементів за типами;

2) для кожного елементу за довідковою літературою визначають λ у номінальному режимі. Під номінальними умовами розуміють роботу елемента при:

К_Н=1

t⁰_cp=20±5 °C – температура навколишнього середовища;

F=65±5% – вологість повітря;

Р=760 мм. рт. ст – тиск,

При цьому мається на увазі, що навколишнє середовище не містить пилу, відсутня руйнівна дія газів, солей і на об‘єкт не діють удари та вібрації;

3) визначають коефіцієнт навантаження К_Н;

4) із довідкової літератури, залежно від коефіцієнта навантаження, температури, величини зовнішніх впливів, визначають поправочний коефіцієнт і результуючу інтенсивність відмови;

5) визначають основні показники надійності.

Вихідною характеристикою надійності для елементів конструкції є інтенсивність відмов, яка є функцією режиму роботи елемента, температури навколишнього середовища та зовнішніх впливів.

,

де λ _ВЕ – інтенсивність відмов елемента за оптимальних умов; К_Н – коефіцієнт електричного навантаження, який дорівнює відношенню робочого навантаження до оптимального:

;

 де α _t – температурний коефіцієнт, що дорівнює відношенню інтенсивності відмов елемента при даному К_Н до інтенсивності відмов за номінальних умов.

;

α _B – коефіцієнт, що враховує вплив зовнішніх дій на надійність елемента.

 

Таблиця 2.2 Інтенсивність відмови елементів.

Найменування елемента	Тип елемента	N	λ о.е.10-7 1/год	Кн	at	ab	N∙ λ о.е.10-7 Кн∙ at∙ ab
Діоди	1N4007	10	0, 31	0, 033	1, 1	10	0, 78771
	MFG103F	12	0, 31	0, 033	1, 1	10	0, 22506
Стабілізатор	78L05	1	0, 3	0, 052	1, 2	10	0, 1872
Конденсатори
електролітичні	ECR	11	0, 5	0, 6	0, 2	10	1, 2
керамічні	C 0603	6	0, 33	0, 313	0, 45	10	4, 64805
Резистори	R0805	53	0, 3	0, 2	1, 3	10	14, 82
Мікросхеми	К155ЛН1	2	0, 2	1	3	10	6
	К155ЛА2	2	0, 2	1	3	10	6
	К155ЛЛ1	3	0, 2	1	3	10	6
	PIC16F84	1	0, 2	1	3	10	6
	MSP430F2234	1	0, 2	1	3	10	6
	MAX3070Е	1	0, 2	1	3	10	6
	TMP100	1	0, 2	1	3	10	6
Кварцовий резонатор	KX-3Н	2	0, 25	1	1	10	2, 5
	HC 49U	3	0, 25	1	1	10	2, 5
Оптопара	GYZ 150-3	1	0, 2	1	3	10	6
Транзистори	КТ361Б	11	0, 3	0, 052	1, 2	10	0, 374
	КТ315А	4	0, 2	0, 052	1	10	0, 208
Друкована плата	СФ – 2–35–1, 5	1	2	1	1	10	40
Пайка виводів	ПОС-60	179	0, 005	1	1	10	8, 95

 

Позначення в таблиці 2.2:

N - кількість елементів;

l_в.е. - інтенсивність відмов елементів (1/ч);

К_н – коефіцієнт навантаження;

a_t – температурний коефіцієнт;

a_b – коефіцієнт впливів зовнішнього середовища;

 

Згідно з технічним завданням, проектований пристрій відноситься до стаціонарної наземної ЕОА і значення a_b = 10.

З таблиці визначаємо результуючу інтенсивність відмов:

l_р = 101, 76842·10^-7 год^-1

Далі визначимо середній час напрацювання до першої відмови:

= 11 років

Потім визначимо ймовірність безвідмовної роботи протягом 1 року:

Тоді ймовірність відмов Q(t) = 1–1 – 0, 9143 = 0, 0856

Визначимо ймовірність безвідмовної роботи протягом 10 років і побудуємо таблицю і графік залежності ймовірності безвідмовної роботи по часу.

Таблиця 2.3. Ймовірність безвідмовної роботи на протязі певного часу.

t, годин	P(t)	Q(t)
24	0, 999756	0, 000244194
168	0, 998292	0, 001708108
720	0, 9927	0, 007299945
1440	0, 985453	0, 014546601
2160	0, 97826	0, 021740356
4320	0, 956992	0, 04300807
8800	0, 914344	0, 085656356
17600	0, 836024	0, 163975701
35200	0, 698937	0, 301063371
70400	0, 488512	0, 511487588
140000	0, 240595	0, 759404938
280000	0, 057886	0, 942114016
1000000	3, 81 E-05	0, 999961927

 

Рисунок 2.3 – Графік залежності ймовірності безвідмовної роботи на протязі часу.

З графіка видно, що даний пристрій повинен пропрацювати 11 років безвідмовно, а подальша експлуатація приладу може призвести до його ремонту, який може перевищити вартість самого пристрою.

 

Охорона праці

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: