Оценка показателей безотказности узла РЭУ

Оценка показателей безотказности узла РЭУ

Содержание

Введение

1. Уточнение исходных данных.

2. Определение случайного времени до отказа.

3. Определение показателей безотказности.

4. Обоснование метода резервирования.

Заключение

Введение

Проектирование - разработка описаний нового или модернизированного технического объекта в объеме и составе достаточном для реализации этого объекта в заданных условиях. Такие описания называются окончательными и представляют собой полный комплект документации на проектируемое изделие.

Процесс проектирования делят на этапы, состав и содержание которых в значительной мере определяются природой, типом, характеристиками объекта проектирования.

Традиционно выделяют следующие этапы проектирования:

§ Этап предварительного проектирования или этап научно-исследовательских работ (НИР). Любое проектируемое изделие должно либо отличаться от аналогов какими-либо характеристиками, либо аналогов не иметь. В любом случае анализ выполняемости требований заказчика требует проведения работ НИ или расчетного характера. Результатом этапа НИР является техническое задание (ТЗ) на проектирование.

§ Этап эскизного проектирования или этап опытно-конструкторских работ (ОКР).

§ Этап технического проектирования, который состоит в выпуске полного комплекта документации на разработанное изделие.

Конструкторско-технологическое проектирование является важнейшей составной частью создания радиоэлектронных устройств (РЭУ). От успешного выполнения этого этапа во многом зависят качественные показатели РЭУ.

При разработке конструкций и технологий РЭУ радиоинженеру конструктору-технологу приходится прибегать к помощи математических методов при выборе решений и оценке их качества. При этом широко используются аналитические методы анализа. Во многих случаях оценить качественные показатели чисто аналитическими приемами весьма затруднительно, либо вообще не представляется возможным. В этих случаях прибегают к экспериментальным методам. Поэтому, для радиоинженера конструктора-технолога важны как аналитические, так и экспериментальные математические методы, используемые при выборе конструкторско-технологических решений и оценке их качества.

Улучшение качества РЭУ представляет собой процесс непрерывного повышения технического уровня продукции, качества ее изготовления, а также совершенствование элементов производства и системы качества в целом.

Цель данной курсовой работы является оценка показателей безотказности узла РЭУ резервирования замещением. По условию необходимо использовать расчетный способ оценки. Для осуществления данного проекта была выдана схема электрическая принципиальная и исходные данные к ней, которые подлежат в дальнейшем уточнению.

Безотказность - это свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение определённого времени или наработки. Безотказность работы РЭА напрямую связана с надёжностью.

Надёжность является одной из главнейших проблем конструирования, и понимают под ней свойство изделия сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции, в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения изделия и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств. Для описания различных сторон этого свойства на практике пользуются показателями надежности, представляющими собой количественные характеристики одного или нескольких свойств определяющих надежность изделия. Используют единичные и комплексные показатели надежности. Под единичным понимают такой показатель, который характеризует одно из свойств, составляющих надежность изделия. Комплексный показатель характеризует несколько свойств, составляющих надежность изделия.

Условие проекта - наличие резервирования замещением и постоянное резервирование. Резервирование - это введение в структуру устройства дополнительного числа элементов, цепей. Существует три вида резервирования:

1. постоянное;

2. замещением;

3. скользящее.

При постоянном резервировании резервные элементы постоянно подключены к основным и находятся с ними в одном электрическом режиме.

Основными достоинствами постоянного резервирования являются:

ь простота технической реализации;

ь отсутствие даже кратковременного прерывания в работе в случае отказа элементов резервируемого узла.

При резервировании замещением основной элемент отключают, в случае отказа, и вместо него подключают резервный.

Скользящее резервирование выполняется замещением резервируемого элемента на резервный, в данном случае резервный элемент должен быть однотипный основному.

В данном курсовом проекте мы в первую очередь рассчитаем случайное время до отказа, определим показатели безотказности и оценим влияние способа соединения на выбор метода резервирования.

1 Уточнение исходных данных

К выданной принципиальной схеме, приведенной в Приложении А, необходимо произвести уточнение параметров некоторых элементов, а именно, диодов и транзисторов.

Диоды:

VD3 - VD14 - КД522Б

Габариты

Параметры

Стабилитроны: VD1, VD2 - КС212Ж

Габариты

Параметры

Транзисторы: VT1 - VT6 - КТ611А

Габариты

Параметры

VT7, VT9 - КТ342А

Габариты

Параметры

VT8, VT13 - КТ3107Л

Габариты

Параметры

VT11, VT16 - КТ361А

Габариты

Параметры

VT14, VT15 - КТ315А

Габариты

Параметры

VT10, VT17 - КТ115А

Габариты

Параметры

VT12, VT18 - КТ940А

Габариты

Параметры

VT19 - VT22 - КТ315Б

Габариты

Параметры

Из резисторов используем резисторы типа С1-4 и МЛТ, из конденсаторов - электролитические конденсаторы типа К50-6, металлобумажные типа МБМ и керамические типа КМ-5б-М750.

Необходимые сведения по резисторам и конденсаторам приведены на схеме (Приложении А) и в перечне элементов (Приложении Б).

2. Определение случайного времени до отказа и характер отказа элементов

Под отказом понимают полную или частичную потерю блоком работоспособности вследствие ухода одного или нескольких параметров блока за пределы установленных норм, и по своей физической основе отказ является случайным событием.

По характеру отказы делят на:

§ Внезапный или мгновенный -- отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значения одного или нескольких параметров функционального блока РЭУ;

§ Постепенный (параметрический) -- отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров блока.

Чёткой границы между внезапным и постепенным отказом не выделяют.

В данном курсовом проекте будем учитывать внезапный характер отказа элементов. Это связано с тем, что внезапный отказ функционального блока РЭУ проще отследить (полный выход блока из строя), а постепенный отказ может явно не проявляться в течение длительного времени, что в нашем случае не желательно.

Для определения среднего времени до отказа предварительно рассчитаем интенсивность отказов элементов. Для этого необходимо использовать справочное значение интенсивности отказов элементов, входящих в состав блока и следующие коэффициенты: коэффициент электрической нагрузки, вибрации, ударных нагрузок, коэффициент влияния окружающей среды, коэффициент влияния атмосферного давления, а также максимальная рабочая температура.

Определим наработку на отказ по следующей формуле

[1,стр.162]

Для определения интенсивности отказов элементов используем следующую формулу:

, [1,стр.156]

Где - номинальная интенсивность отказов;

- поправочные коэффициенты, учитывающие воздействия механических факторов;

- поправочный коэффициент, учитывающий воздействия влажности и температуры;

- поправочный коэффициент, учитывающий давление воздуха;

- поправочный коэффициент, учитывающий температуру поверхности элемента и коэффициент электрической нагрузки.

Коэффициенты электрических нагрузок будем вычислять по формулам

[1,стр.154]:

для резисторов

для конденсаторов

транзисторов биполярных

для диодов импульсных и стабилитронов

- узнаем по номограммам [1,стр. 312-315],

коэффициенты - возьмём из таблиц [1,стр. 311],

- из таблицы [1,стр. 307-310].

Данную схему реализовали в программе Electronics Workbench, в которой был произведён расчет необходимых параметров элементов, через которые рассчитали коэффициенты электрической нагрузки элементов. Результаты представили в виде таблицы.

Таблица 1 - Коэффициенты электрической нагрузки элементов

Таким образом, получили 15 групп элементов, также отдельные группы составили гнезда и клеммы, соединения пайкой и печатная плата.

Составим для полученных групп таблицу значений , и

Итак, произведя ряд расчетов, определили, что интенсивность отказов элементов равна:

,

а наработка на отказ составляет

3. Определение показателей безотказности

В данном пункте необходимо рассчитать следующие показатели:

· вероятность безотказной работы за заданное время;

· гамма-процентную наработку до отказа;

· среднее время восстановления;

· вероятность восстановления устройства за заданное время.

Под гамма-процентной наработкой до отказа понимают наработку, в течение которой отказ в изделии не возникает с вероятностью г, выраженной в процентах, т.е. это есть такая минимальная наработка до отказа, которую будут иметь гамма процентов изделий данного вида.

Для расчета показателей восстанавливаемости приведем следующую таблицу

Таблица 3 - Расчет интенсивности отказов элементов с учетом среднего времени восстановления одного элемента

Страницы: 1, 2