10. Расчёт эксплуатационных характеристик изделия
Рассмотрим основные показатели надежности.
Основными показателями безотказности неремонтируемых объектов являются:
Ø вероятность безотказной работы P(t);
Ø интенсивность отказов l(t);
Ø среднее время работы до отказа ТСР.
Для ремонтируемой аппаратуры показатели безотказности:
Ø вероятность безотказной работы P(t);
Ø параметр потока отказов w(t);
Ø среднее время работы на отказ ТО.
Определение значений этих величин позволяет оценить эксплуатационные свойства РЭА. Сущность расчёта безотказности - это определение показателей надёжности по известным показателям надёжности её элементов. Последние берутся либо из справочных данных, либо определяются по результатам эксплуатации и специально спланированных экспериментов.
Зависимость между Р(t) элемента и его l(t) при условии, что время безотказной работы распределено по произвольному закону, определяется выражением
Вероятность безотказной работы аппарата с последовательным по надёжности соединением элементов можно представить в виде произведения вероятностей безотказной работы её элементов:
где N - число элементов в объекте. Подставляя (1) в (2), получим
]
Обозначив,
получим
Поскольку любая аппаратура состоит из нескольких (К) групп различных элементов, имеющих приблизительно одинаковую надёжность, то
В частном случае, когда интенсивность отказов можно считать постоянной во времени (для экспоненциального закона распределения),
Тогда
Интенсивности отказов электронных радиоэлементов характеризуются большим разбросом для одних и тех же типов элементов, что объясняется различием условий их работы. Под нормальными условиями понимают следующее: температура окружающей среды 20±5 0 С, относительная влажность воздуха 65±15 %, давление 101±4 гП (760±30 мм рт. ст.); окружающая среда не содержит значительного количества пыли и практически свободна от разрушающего действия газов, солей, паров, микроорганизмов, интенсивной радиации; элемент не испытывает ударов и вибраций. Интенсивность отказов в этом случае обозначается как l0.
В процессе эксплуатации РЭА подвергается воздействию внешней среды в виде: влажности, температуры, давления, механических нагрузок (вибрация, удары, тряска и др.). При приближённом расчете надёжности влияние этих факторов учитывают поправочным коэффициентом aЭ, называемым эксплуатационным коэффициентом интенсивности отказов. Он показывает, во сколько раз возрастает интенсивность отказов при работе в определённых условиях по сравнению с интенсивностью отказов при нормальных условиях эксплуатации
l = aЭ*l0.
При уточнённом расчёте необходимо учитывать ряд доминирующих факторов: температура и режимы электрической нагрузки ai, влажность aВЛ, давление окружающей среды, механические нагрузки aВ
l = ai*aВЛ*aВ* *l0.
Расчёт безотказности производят по внезапным PB(t) и постепенным отказам PП(t) и тогда вероятность безотказной работы аппарата определяется произведением
P(t) = PB(t)*PП(t).
Различают аналитические методы расчёта и расчёт надёжности по статистическим данным, полученным в процессе эксплуатации или испытаний.
Аналитический расчёт надёжности будем производить для устройства обработки информации.
Расчёт проводится при следующих допущениях:
Ø отказ любого элемента объекта приводит к отказу всего объекта, т.е. элементы, в смысле надёжности, соединены последовательно;
Ø -отказы элементов являются случайными и независимыми событиями;
Ø -интенсивности отказов элементов не зависимы от времени, т.е. распределение величины ТСР описывается экспоненциальным законом;
Ø -устройство работает в эксплуатационно-жестких условиях.
Расчет надежности устройства будем производить по функционально законченным узлам и по следующей методике.
1. Изучаем СхЭ устройства, определяем его функциональные узлы, определяем количество и типы элементов устройства.
2. Заполняем таблицу (таблица 1 [3]), в соответствии с указанными графами. Значения интенсивностей отказов элементов берём из [3].
Таблица 1.
|
№ |
Наименование и тип элемента |
l0i 10-6 1/ч |
aЭi |
Ni, шт |
l0i Ni, 10-6 1/ч |
|
1 2 3 5 6 7 8 |
Микросхемы со средней степенью интеграции Транзисторы кремниевые: до 150 мВт Конденсаторы: Электролитические Резисторы: композиционные Переключатели кнопочные Гнезда Кварц |
0,013 0,84 0,035 0,043 0,07 0,01 0,03 |
4 4 4 4 4 4 4 |
7 2 2 10 2 3 1 |
0,016 1,68 4,55 0,9 0,21 0,02 0,03 |
3. Вычисляем общую интенсивность отказов устройства при номинальных условиях работы.
.
4. Вычисляем общую интенсивность отказов устройства с учётом условий эксплуатации. Значение поправочного коэффициента выбираем из [3].
l=aЭ*Λ0=4 *7,376*10-6=29,504*10-6 1/ч.
5. Вычисляем среднее время работы устройства до отказа по формуле
ТСР=1/l=1/29,504*10-6=33893 ч.
6. Вычисляем вероятность безотказной работы, строим график зависимости Р(t).
p(t)= 
p(t)=
12. Вопросы организации производственного процесса на предприятии сферы сервиса
12.1. Оценка показателей ремонтопригодности и технического обслуживания радиоэлектронной аппаратуры
В начале этого раздела приведём краткие теоретические сведения по данному вопросу.
Основными показателями ремонтопригодности и технического обслуживания являются:
средняя продолжительность ремонта Тр;
средняя продолжительность технического обслуживания Тто;
оптимальный период проведения профилактических (регламентных) работ tто;
объем ЗИП nз (nз - количество элементов одного типономинала)
1. Оценка средней продолжительности ремонта (Тр).
Время ремонта складывается из трёх составляющих:
t0 - времени поиска неисправного элемента;
tз - времени замены неисправного элемента;
tпр - времени проверки исправности аппаратуры после замены неисправного элемента.
Таким образом,
Тр=t0+tз+tпр.
Экспериментальная оценка ремонтопригодности проводится либо по данным эксплуатации, либо по результатам специальных испытаний на ремонтопригодность аппаратуры. При этом условия испытания должны быть максимально приближены к реальным условиям эксплуатации (размещение аппаратуры, освещение, инструменты и приборы, документация и др.) Объем испытаний определяется необходимой достоверностью оценки ремонтопригодности, обычно полагается, что достаточно иметь данные по 20 отказам.
Для испытаний статистически определяется выборка имитируемых отказов, поочередно вводимых в аппаратуру, при условиях максимально приближенных к эксплуатационным. В результате испытаний или эксплуатации необходимо получить значения t0, tз, tпр. Для фиксации времени выполнения определенных операций делаются соответствующие записи в специальных таблицах. На основании полученных статистических данных рассчитывают значения ремонтопригодности с заданной точностью и достоверностью. Метод расчета зависит от закона распределения времени ремонта (как правило, по экспоненциальному закону и закону Эрланга). Средняя продолжительность ремонта
где Трi -время ремонта при i -ом отказе; n - число отказов.
При этом
где tpj - среднее время выполнения j-той операции при i-том ремонте, m - число операций при i-ом ремонте. Примерная продолжительность отдельных видов операций приведена в [5].
В случае экспоненциального распределения нижнюю и верхнюю границы среднего времени ремонта находят из выражений:
ТРН =ТР*r2; ТРВ = ТР*r1;
Коэффициенты r1 и r2 табулированы [4] для различных значений n и доверительной вероятности Р(e), значения которой выбираются из ряда: 0,8; 0,9; 0,95; 0,99.
Если распределение времени ремонта подчиняется закону Эрланга, границы оцениваются выражениями:
ТРН = ТР*d1; ТРВ = ТР*d2,
где коэффициенты d1; d2, табулированы [4].
2. Оценка оптимального периода проведения регламентных работ (tТО).
Существует оптимальное значение периода выполнения профилактических работ, при котором обеспечивается лучшее соотношение между надёжностью аппаратуры и объемом профилактики. В качестве критерия оптимальности используется коэффициент простоя
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.