книги из ГПНТБ / Липчин Ц.Н. Надежность самолетных навигационно-вычислительных устройств

Т а б л и ц а 4.4

Расчетная таблица значений Са и 5 n J C

100

использованы для определения средней наработки до от каза мелкомодульной зубчатой передачи.

Результаты испытания на надежность мелкомодуль­ ных зубчатых передач показывают, что распределение времени безотказной работы подчиняется нормальному

101

ты зубчатой передачи по посте­

пенным отказам;

г г»

наработка, для которой опре­ деляется P(t)u\

асреднее квадратичное отклоне­ ние наработки до отказа МЗП

от величин Гп ; приближенно можно принять а= (0,2—0,3) Тп.

Расчет надежности зубчатой передачи по внезапным отказам выполняется по известной методике [44], в осно­ ве которой лежит экспоненциальный закон распределе­ ния времени безотказной работы элементов. При этом

P(t)B = e

где Я(/)в — вероятность безотказной работы зубчатой передачи по внезапным отказам; К — суммарная интен­ сивность отказов элементов зубчатой передачи.

Показатели надежности зубчатых передач с учетом внезапных и постепенных отказов определяются на основе'известных соотношений [18]:

P(t)=P(t)nP(t)

где 7"Ср и P(t) —соответственно средняя наработка до от­ каза и вероятность безотказной работы зубчатой переда­ чи с учетом действия внезапных и постепенных отказов.

Исследование влияния конструктивных параметров на надежность мелкомодульных зубчатых передач поз­ воляет сделать некоторые рекомендации для конструи­ рования зубчатых передач с учетом обеспечения их вы­ сокой надежности.

При конструировании мелкомодульных зубчатых пе­ редач необходимо выбирать:

1) минимально возможное значение модуля (m) зуб­ чатого зацепления колес;

102

2)минимально возможное число зубьев ведущего ко­ леса первой зубчатой пары (z\);

3)материал колес первой зубчатой пары с мини­ мальным значением коэффициента ау;

4)оптимальное значение передаточного отношения первой зубчатой пары (foopt) в зависимости от выбран­ ных значений z\, m, В, пи Сп , ау.

На основе использования рассмотренных методов в виде примера выполнен расчет надежности HB.

Размерности всех исходных и расчетных параметров зубчатой передачи, используемых в расчете надежности, в связи с традиционно сложившейся практикой приведе­ ны в системе МКГСС. Как известно, кроме единиц Меж­ дународной системы единиц (системы СИ), десятичных кратных и дольных от них, государственный стандарт допускает применение единиц, исторически сложивших­ ся и прочно вошедших в инженерную практику, и единиц, специфических для тех или иных областей измерений. Для пересчета получаемых результатов в систему СИ приводится табл. 4.5.

Обозначения и соотношения между единицами систем МКГСС и СИ

Обозначение

4.5. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ТИПОВОГО HB

Исходные данные для расчета

Навигационные системы и устройства, находящиеся в серийном производстве и эксплуатации, постоянно конст-

103

руктивно совершенствуются, тем самым показатели их надежности повышаются. Появляются статистические данные по постепенным (износовым) отказам, а также данные об изменении параметров при старении элемен­ тов, накапливается информация по реальным режимам работы элементов, уточняются коэффициенты нагрузки элементов и другие сведения, необходимые для оконча­ тельного расчета надежности сложной системы.

Ниже в качестве примера рассматривается уточнен­ ный расчет надежности типового электромеханического HB (7], предназначенного для вычисления пройденного самолетом пути в прямоугольных координатах х, у, ме­ тодом моделирования основных навигационных уравне­ ний. Рассматриваемый HB является восстанавливаемой системой и состоит из следующих типовых блоков: блока коммутации БК, счетчика Сч, датчика воздушной скорос­ ти ДВС, задатчика угла карты ЗУК и задатчнка ветра ЗВ.

В таком типоівом электромеханическом HB в большом количестве применены электромеханические и кинемати­ ческие элементы, которые в значительной мере подвер­ жены износу. При анализе и расчете надежности таких элементов учитываются не только внезапные, ио и посте­ пенные отказы.

Для получения исходных данных по постепенным от­ казам некоторых электромеханических и механических элементов проводились их испытания на надежность.

На надежность HB влияют различные факторы:

—надежность элементов, входящих в устройство;

—особенности принципиальной схемы;

—конструктивное оформление устройства, предус­ матривающее удобство эксплуатации и ремонтопригод­ ность;

—внешние условия работы (температура, влажность, вибрация, ударные перегрузки и т. п.);

—квалификация обслуживающего персонала и т. д. Указанные факторы можно разделить на две основ­

ные группы:

— зависящие от внутренних свойств изделия (состав элементов, режимы их работы, конструктивное оформле­ ние изделия и-др.) ;

— зависящие от внешних условий (температура окру­ жающей среды, влажность, вибрация и т. д.).

104

эстав элементов электрической и кинематической HB (рис. 4. 6) по блокам приведен в табл. 4. 6 и 4. 7.

50-

В качестве нагрузки для исполнительного двигателя в устройстве применяются потенциометры типа ПТП и СКП, сельсины типа СТСМ, СМСМ и др.

105

106

Т а б л и ц а 4.9'

Исходные данные для расчета надежности зубчатых передач

о

В — ширина зубчатых колес; іп и /—передаточное отношение соответствен­

но первой пары колес и всей зубчатой передачи;

k—число пар колес;

Мн — статический момент нагрузки.

Расчет основных показателей надежности электрических схем условного HB

В результате анализа статистических данных по отка­ зам элементов электрических схем установлено, что поток отказов этих элементов пуассоновский. Поэтому при рас­ чете надежности электрических схем принята методика, рассмотренная в разд. 4. 2.

Перед выполнением расчета надежности электричес­ ких схем определяют электрические и температурные ре­ жимы работы элементов устройства и вычисляют коэф­ фициенты нагрузки и поправочные коэффициенты интен­ сивности отказов элементов, что позволяет производить уточненный расчет надежности электрических схем с уче­ том фактических режимов работы элементов.

Расчет проводится поблочно, что позволяет оценить надежность отдельных блоков, удельный вес их отказов в суммарной интенсивности отказов и степень их влия­ ния на надежность устройства в целом.

Анализ полученных данных позволяет установить фактические значения коэффициентов электрической схе­ мы изделия (табл. 4. 10), а также выявить элементы, коэффициенты нагрузки которых превышают рекоменду­ емые (табл. 4.11).

Т а б л и ц а 4. 10

Фактические и рекомендуемые коэффициенты нагрузки электрических элементов

108

Продолжение

109