Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» Институт информационных технологий Специальность: Промышленная электроника КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По курсу: Надежность изделий промышленной электроники Вариант № 9 Студент-заочник 3 курса Группы № 681971 Клачков Роман Витальевич Проверил Курулёв Александр Петрович Минск, 2019 СОДЕРЖАНИЕ Введение 1 Общие понятия надёжности изделия 2 Комплексные показатели надежности изделия 3 Расчёт надёжности инструментального усилителя Список литературы 3 4 5 7 19 3 Введение Важнейшей технической характеристикой качества является надежность. Надежность оценивается вероятностными характеристиками, основанными на статистической обработке экспериментальных данных. Основные понятия, термины и их определения, характеризующие надежность техники и, в частности, изделий машиностроения, даны в ГОСТ 27.002-89. Актуальность проблемы надежности обусловлена следующими основными причинами: ростом сложности технических систем; повышением «цены» отказа системы; увеличением степени автоматизации и стремлением к полному исключению человека-оператора; возрастающей сложностью условий эксплуатации техники. 4 1. Комплексные показатели надежности изделия. К комплексным показателям надежности, оценивающим одновременно несколько свойств надежности, например, безотказность и ремонтопригодность, относятся различные коэффициенты надежности: коэффициент готовности Кг, коэффициент технического использования Кти, коэффициент использования планового времени Ки.пл. Коэффициент готовности Кг отражает вероятность того, что изделие окажется работоспособным в произвольный момент времени в промежутках между выполнением планового профилактического обслуживания. Он определяет ремонтопригодность и безотказность изделия и рассчитывается как отношение времени исправной работы изделия к сумме времени его исправной работы и суммарного времени восстановления работоспособности за период испытания: Кг m t pi i 1 m m t pi t вi i 1 i 1 TП , Т П Тв где m – количество отказов, возникших за период испытаний; ТП – суммарное время безотказной работы за период испытания; Тв – суммарное время устранения отказов, возникших за период испытания. Таким образом, коэффициент готовности показывает долю, которую составляет время безотказной работы оборудования, от суммы времени безотказной работы и восстановления работоспособности. Этот показатель целесообразнее всего использовать для оценки надежности систем, работающих в сторожевом режиме (системы сигнализации пожара, системы пожаротушения, предупреждения взрыва на шахте и т.п.), для которых важно, чтобы в момент востребованности они были в состоянии готовности, а не находились в плановом обслуживании. Коэффициент технического использования Кт.и – отношение наработки изделия в еденицах времени за некоторый промежуток эксплуатации к суммарной продолжительности этой наработки и всех видов простоев, вызванных техническим обслуживанием и ремонтом за этот же период эксплуатации: К т .и m t pi i 1 m t pi i 1 m t вi i 1 m t ni i 1 TП , TП Tв Тр где Тр – суммарное время технического обслуживания и планового ремонта за период испытания. 5 Коэффициент технического использования, являясь комплексным показателем надежности, более полно характеризует ремонтопригодность изделия, чем коэффициент готовности, так как учитывает все виды простоев, связанных с техническим обслуживанием и ремонтом оборудования. Коэффициент использования планового времени Ки.пл – отношение наработки изделия в единицах времени за период эксплуатации к плановому времени его работы за тот же период эксплуатации: К и.пл m t pi i 1 m t pi i 1 m t вi i 1 m t Пi i 1 m t opi i 1 TM Т м , TM Tв Тр Тор Тпл где Тор – суммарное время простоев оборудования по организационным причинам; Тпл – плановое время работы оборудования. Как правило, расчеты коэффициентов производятся исходя из планового времени работы оборудования (Тпл). Знаменатель при определении коэффициентов Кт.и и Кг находится путем вычитания из планового времени последовательно простоев по организационным причинам (Тор) и в техническом обслуживании и ремонте (Тр). 6 2. Расчёт надёжности инструментального усилителя Рисунок 1 – Схема электрическая принципиальная. Инструментальный усилитель Расчёт надёжности – это процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту расчета. В результате расчета определяются количественные значения показателей надёжности. Исходные данные: диапазон рабочих температур ………………………….0...+40ºС предельные температуры …………………………….....-5...+50ºС влажность ………………………………………..…………..до 70% заданное время безотказной работы tЗ …… ………...10000 часов Все элементы из перечня разбиваются на группы по интенсивности отказов (таблица 1 ). 7 Таблица 1 – Группы элементов по интенсивности отказов: Группа Элемент λi*10-6, 1/час 1 2 3 Группа 1 DA1-DA5 0.023 Группа 2 VD1 0.091 Группа 3 С1-С4 0.05 Группа 4 С5-С14 0.1 Группа 5 R1-R4 0.040 Группа 6 R5-R8 0.091 Группа 7 T1 1.0 Порядок расчёта: Элементы разбиваются на группы с одинаковой интенсивностью отказов и рассчитывается среднегрупповая интенсивность отказов (λz): λz=∑𝑛𝑖=1 𝛌𝑖0 *ni, (1) где λi0-среднегрупповое значение интенсивности отказов в группе; ni- количество элементов в группе. После разделения всех элементов из перечня на группы по интенсивности отказов, рассчитывается суммарная интенсивность отказов для каждой группы, а после суммарная интенсивность отказов среди всех групп. 8 Таблица 2 – Суммарная групповая интенсивность отказов Название элемента λi0*10-6, 1/ч ni0, шт λi0*ni0*10-6, 1/час 1 2 3 4 ИМС 0.023 5 0.115 Диод выпрямительный Конденсаторы электролитические Конденсаторы керамические 0.091 1 0.091 0.05 4 0.2 0.1 9 0.9 Резисторы металлоплёночные Резисторы проволочные Трансформатор 0.04 4 0.16 0.091 4 0.364 1.0 1 1 λi∑ 6.83 Рассчитываем суммарную интенсивность отказов элементов ЭВС, с учетом электрического режима и условий эксплуатации определяется (λ∑): 𝜆∑ = 𝜆∑ ∙ 𝐾э (2) λ∑= 6.83∙10-6∙1=6.83∙10-6 1/ч, Рассчитываем наработку на отказ (T0): T0= 𝑇0 = 1 λ(υ) 1 6.83∗10−3 , (3) = 146412(часов) , Рассчитываем вероятность безотказной работы за заданное время (P∑(t3)): −𝑡3 P∑(t3)=𝑒 𝑇0 , 𝑃∑ = (𝑡з ) = е −10000 146412 (4) = 0.93 9 Проведённый расчёт показал, что вероятность безотказной работы изделия P∑(t3)=0.93 (при t=10000 часов), с такой вероятностью время безотказной работы будет больше или равно 10000 часам. Наработка на отказ составляет 146412 часов, что соответствует требованиям надёжности. 10 Список литературы: [1] Надёжность изделий промышленной электроники: Учеб. -метод. пособие/ А.П. Курулёв. –Минск: БГУИР, 2013 [2] Проектирование радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. – пособие для вузов/ Е.М. Парфенов, В.П. Усачов – М. Радио и связь 1989 [3] Справочник. Полупроводниковые приборы: транзисторы средней и большой мощности”, под редакцией А.В. Голомедова. М., “Радио и связь”, 1994. [4] Основы надежности технологических систем. Краткий конспект лекций для студентов специальности 030600 «Технология и предпринимательство»/ Травин Г.М., Токарев В.А., Родионова Е.А. – Кострома: КГУ, 2008 11
