nadezhnost1

4.3 Расчёт надёжности переговорного устройства для домофона

Надёжность – комплексное свойство изделия, включающее в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Эти свойства имеют соответствующие количественные показатели. Показатели надёжности имеют статистический характер и зависят от допустимых границ изменения контролируемого параметра.

Из всех количественных показателей наибольшее значение имеют показатели безотказности:

- вероятность безотказной работы – вероятность того, что в течение заданной наработки отказ объекта не наступает;

- средняя наработка на отказ – математическое ожидание наработки объекта до отказа;

- интенсивность отказов – статистическая характеристика, определяемая как количество отказов в единицу времени, приходящееся на одно изделие, продолжающее исправно работать в рассматриваемый момент времени.

Для расчётов использовали источник [12]. Интенсивность отказов о для различных типов радиокомпонентов является экспериментально определённой величиной и имеет статистический характер и определяется в нормальных условиях работы. В реальных условиях работы на интенсивность отказов влияют различные факторы (температура, механические воздействия, электрический режим работы и т. д.). Влияние этих факторов учитывают с помощью коэффициента влияния , который определяется коэффициентом нагрузки элемента и температурой окружающей среды по графикам зависимости (Кн, tо) или по соответствующим таблицам из РТМ (руководящих технических материалов).

Λ_i = _о ·  , (11)

где _о – справочное значение интенсивности отказов,

 – поправочный коэффициент.

Например, рассчитаем интенсивность отказа такого компонента, как конденсатор К10-17б по формуле (11).

Λ_i(К10-17б) = 0,22 · 10^-6 · 0,5 · 1,2 = 0,132 · 10^-6 1/час.

Интенсивность отказов всего изделия рассчитывается как сумма интенсивностей отказов групп компонентов, входящих в состав изделия:

_изд = N_i · Λ_i , (12)

где N_i – количество компонентов в изделии.

Например, рассчитаем интенсивность отказов группы компонентов (конденсатор К10-17б) по формуле (12).

_изд (К10-17б) = 18 · 0,132 · 10^-6 = 2,376 · 10^-6 1/час.

Средняя наработка на отказ за время эксплуатации определяется по формуле:

Т_ср = 1/_изд = 1/(N_i · Λ_i) , (13)

Например, рассчитаем среднюю наработку на отказ группы компонентов (конденсатор К10-17б) по формуле (13).

Т_ср (К10-17б) = 1/2,376 · 10^-6 = 420 875,5 часа.

Вероятность безотказной работы, изменяющаяся по экспоненциальному закону, определяется за заданное время работы:

Р(t) = е ^{-изд*tзад} , (14)

где t_зад = 100 час.

Если _изд · t_зад < 1, то е ^{-изд*tзад} =1-(_изд · t_зад).

Данные показателей безотказной работы сведены в таблицу 2.

Общая интенсивность отказов переговорного устройства для домофона:

_изд = 14,468 · 1/час.

Средняя наработка на отказ:

T_cp = = 69 118,1 часа.

Вероятность безотказной работы устройства по формуле (14):

Р(t) = 1 - (14,468 · 10^-6 · 100) = 0,998.

Таблица 2 - Интенсивность отказов переговорного устройства для домофона

Наименование элемента	Тип элемента	λо · 10-6; 1/час	Кн	Tокр; °С	Попр. коэф.; К1	Λi · 10-6; 1/час	Кол-во эл-тов Ni, шт	Ni·Λi·10-6; 1/час
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Динамик	4ГД8Е	0,170	0,6	45	1,10	0,112	2	0,224
Микрофон	CZN-15E	0,060	0,7	45	1,20	0,051	1	0,051
Микрофон	МКЭ-3	0,050	0,6	45	1,20	0,036	1	0,036
Конденсаторы	К10-17б	0,220	0,5	45	1,20	0,132	18	2,376
	К50-68	0,173	0,7	45	1,80	0,218	8	1,744
	К73-17с	0,210	0,5	45	1,50	0,158	1	0,158
Микросхемы аналоговые	________	0,280	0,6	45	1,50	0,252	4	0,756
Светодиоды	АЛ307	0,340	0,6	45	1,50	0,306	2	0,612
Реле	РП-21	0,304	0,5	45	1,80	0,274	1	0,274
	РЭК9	0,304	0,5	45	1,80	0,274	2	0,548
Резисторы	С2-33	0,044	0,7	45	1,55	0,048	42	2,006
	СП-Iв	0,183	0,7	45	1,85	0,237	1	0,237
Кнопки тактовые	SWT-6/11	0,160	0,5	45	1,30	0,104	4	0,416
Трансформатор	––––––––	0,350	0,6	45	1,75	0,368	1	0,368
Диоды	КД552А	0,091	0,6	45	1,60	0,088	15	1,311
	KC147A	0,041	0,6	45	1,65	0,041	1	0,041
	КЦ410В	0,210	0,7	45	1,90	0,279	1	0,279
	КД105Б	0,091	0,6	45	1,50	0,082	2	0,164
	KC515A	0,041	0,6	45	1,50	0,037	2	0,074
	7ГЕ3А-С	0,091	0,6	45	1,30	0,071	1	0,071

Продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5	6	7
Транзистор	КТ3102Е	0,064	0,60	45	1,60	0,062	1	0,062
	КТ315Г	0,064	0,60	45	1,60	0,062	2	0,124
	КТ815Г	0,064	0,60	45	1,60	0,062	1	0,062
	КТ814Г	0,064	0,60	45	1,60	0,062	1	0,062
	КТ361Г	0,064	0,60	45	1,60	0,062	1	0,062
	КТ972А	0,180	0,70	45	1,75	0,221	2	0,442
	КТ973А	0,180	0,70	45	1,75	0,221	2	0,442
Клеммы	КП-1а	0,104	0,60	45	1,50	0,094	2	0,188
Соединитель	РП10-11Л	0,150	0,60	45	1,60	0,144	1	0,144
Вилка сетевая	––––––––	0,140	0,70	45	1,75	0,172	1	0,172
Кварцевый резонатор	––––––––	0,026	0,60	45	1,60	0,025	1	0,025
Пайка	ПОС-61	0,0011	0,50	45	1,30	0,00072	329	0,237
Печатная плата	СФ1-50-1,5	0,700	0,50	45	1,00	0,350	2	0,700
ИТОГО:								14,468

Вывод: Вероятность безотказной работы переговорного устройства для домофона составляет Р(t) = 0,986, что говорит о достаточной надёжности устройства, из ста изделий после 100 часов работы выйдет из строя около 20% одного переговорного устройства. Средняя наработка на отказ переговорного устройства для домофона составляет Тср = 69 118,1 часа.