Ориентировочный расчёт надёжности. Расчет интенсивности отказов. Зависимость вероятности безотказной работы от времени

        5.2  Ориентировочный расчёт надёжности

Надёжность – это физическое свойство прибора, зависящее от количества и качества, входящих в него элементов, температур, электрических и механических нагрузок и так далее.

Надёжность  устройства характеризуется качественными и количественными показателями. Для расчёта количественных показателей: интенсивности отказов устройства, среднего времени наработки на отказ, вероятности безотказной работы наиболее часто используют метод расчёта по средне групповым интенсивностям отказов.            

 Его сущность заключается в следующем:

- по перечню элементов к схеме электрической   принципиальной  определяем группы однотипных элементов;

- подсчитываем их количество в каждой группе;

- определяем интенсивность отказов элементов λ_о по справочнику.

            Для  учета реальных условий, в которых работают элементы, необходимо задаться коэффициентами влияния α.

            - а1 – учитывает условия эксплуатации: лабораторные    ( 1 ), наземные  ( 10 ), водный транспорт ( 30 ), бортовые ( 100 ). В данном случае устройство предназначено для работы в лабораторных условиях, поэтому а1 = 1;          

            - а2 – коэффициент, зависящий от  температуры нагрева элемента  в процессе работы и его электрических нагрузок ( выбирается  по справочнику при          t = 23,6  °С , определенной при  расчете теплового режима);

    - а3 – коэффициент электрических нагрузок ( К_н ) выбирается в пределах от 0,5 до 0,8.

Для удобства расчёта составляется таблица  1 .

         Таблица 2.    Расчет интенсивности отказов

- рассчитываем среднегрупповую интенсивность отказов

                                      λ_гр= n*λ_{0 *}α₁* α₂* α₃                                          (17)                                                   

λ_гр1=16,25*10^-6

λ_гр2=2,25*10^-7

λ_гр3=1,5*10^-6

λ_гр4=1,12*10^-6

λ_гр5=0,444,*10^-6

λ_гр6=0,56*10^-6 

- определяем общую интенсивность отказов, для чего суммируем последний столбец таблицы 1

                                                Λ = Σ λ_гр             

                                                        Λ = 26,9125*10^-6  1/ч                   

        - определяем среднее время наработки на отказ

                        Т _ср = 1 / Λ                                                            (18)

                              Т _{ср  =} 1/26,9125*10^-6  = 37157ч

    - рассчитываем  зависимость вероятности безотказной работы от времени

                         Р(t) = е^{-Λ· t}                                                         (19)

Р(t) = е^{- Λ10}

Р(t) = е^{- Λ100}

     ...

Р(t) = е^{- Λ100000}

Результаты заносим в таблицу 3  и строим график зависимости.

 Таблица  3. Зависимость вероятности  безотказной работы от времени

        Рисунок 3.    График зависимости вероятности  безотказной работы от времени.

Делаем вывод, что высокое время безотказной работы хорошо сказывается на надёжности прибора.