4. Алгоритм расчета показателей надежности

  

1. Определяют количественные значения параметров, характеризующие нормальную работу устройства.

2. Составляют поэлементную принципиальную схему ОБ, определяющую соединение элементов при выполнении ими заданной функции. Вспомогательные элементы, использующиеся при выполнении функции ОБ, не учитываются.

3. Определяются исходные данные для расчета надежности:

• тип, количество, номинальные данные элементов

• режим работы, температура среды и другие параметры

• коэффициент использования элементов

• коэффициент условий эксплуатации системы

• определяется базовый элемент b и интенсивность отказов b'

• по формуле: ki'=a1*a2*a3*a4*ki*ku определяется коэффициент надежности

   4. Определяются основные показатели надежности ОБ, при логически последовательном (основном) соединении элементов, узлов и устройств:

• вероятность безотказной работы P(t)=exp{-b*To*[n*(Ni*ki’)]},

где Ni - число одинаковых элементов в ОБ

n - общее число элементов в ОБ, имеющих основное соединение

• наработка на отказ

To=1/{b*[n*(Ni*ki’)]}

   Если в схеме устройства есть участки с параллельным соединением элементов, то сначала делается расчет показателей надежности отдельно для этих элементов, а затем для устройства в целом.  

5. Найденные показатели надежности сравниваются с требуемыми. Если не соответствуют, то принимаются меры к повышению надежности устройства (см. часть 2).

   6. Средствами повышения надежности устройства являются     - введение избыточности, которая бывает:

• внутриэлементная - применение более надежных элементов

• структурная - резервирование - общее или раздельное

  

Задачи

Задача 1.Пример расчета.

Рассчитаем основные показатели надежности для вентилятора на асинхронном электродвигателе. Схема приведена на рис. 5.1. Для пуска М замыкают QF, а затем SB1. KM1 получает питание, срабатывает и своими контактами КМ2 подключает М к источнику питания, а вспомогательным контактом шунтирует SB1. Для отключения М служит SB2.

  Рисунок 5.1 -

В защите М используются FA и тепловое реле KK1 с КК2. Вентилятор работает в закрытом помещении при T=50 C в длительном режиме. Для расчета применим коэффициентный метод, используя коэффициенты надежности компонент схемы. Принимаем интенсивность отказов базового элемента b=3*10^-8. На основании принципиальной схемы и ее анализа, составим основную схему для расчета надежности (см. рис. 2). В расчетную схему включены компоненты, отказ которых приводит к полному отказу устройства. Исходные данные сведем в табл. 5.

  Рисунок 5.2 -

Таблица 5.5 –

Базовый элемент, 1/ч	б	3*10-8
Коэф. условий эксплуатации	ku	2,5
Интенсивность отказов	б’	б* ku=7,5*10-8
Время работы, ч	t	5000
Элемент принципиальной схемы		QF	FA	KK2	KM1	SB1	SB2	KM2	KK1	M
Элемент расчетной схемы		Э1	Э2	Э3	Э4	Э5	Э6	Э7	Э8	Э9
Число элементов	Ni	3	3	1	1	1	1	3	3	1
Коэф. надежности	ki	5	25	10	25	5	5	20	18	250
Коэф. нагрузки	Kn	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,8	0,6	0,6	0,85
Коэф. электрической нагрузки	a1	1	1	1	1	1	1	1	1	3,5
Коэф. температуры	a2	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Коэф. нагрузки по мощности	a3	1	0,52	0,52	0,52	1	1	1	1	0,8
Коэф. использования	a4	4,4	4,2	1	1	4,2	0,3	4,4	4,2	4,4
Произведение коэф. a	*a	4,4	2,2	0,52	0,52	4,2	0,3	4,4	4,2	12,32
Коэф. надежности	ki’	2,2	55	5,2	13	21	1,5	88	75,6	3080
	Ni*ki’	6,6	165	5,2	13	21	1,5	264	226,8	3080
	(Ni*ki’)	3783,9
Наработка до отказа, ч	To	1/[б’*(Ni*ki’)]=3523,7
Вероятность	p(t)	е[-б’*To*(Ni*ki’)]=0,24

   По результатам расчета можно сделать выводы: 1. Наработка до отказа устройства: To=3524 ч. 2. Вероятность безотказной работы: p(t)=0,24. Вероятность того, что в пределах заданного времени работы t в заданных условиях работы не возникнет отказа.