Исходные данные для расчета надежности иу

Номер и название группы, наименование элементов	Число элементов в группе	Номинальная интенсивность отказов [1/час]	Фактическая интенсивность отказов [1/час]	Суммарная интенсивность отказов [1/час]
1	2	3	4	5
1)Механические: - кожухи защитные, - крепежные дет. …	2 24	0,006 0,08	0,06 0,80	0,12 19,20 im1i = 19,32
2)Коммутационные: -тумблеры кнопочн., - штепс. разъемы, - кабели, - места пайки, - предохранители, …	15 4 3 60 2	0,07 0,002х10 0,02 0,01 0,5	0,70 0,20 0,20 0,10 5,00	10,50 0,80 0,60 6,00 10,0 im2i = 18,9
3) Электрические: - микросхемы, - резисторы, - конденсаторы, - диоды полупроводниковые	11 46 12 8	0,11 0,06 0,075 0,157	1.10 0,60 0,75 1,57	12,10 27,60 9,00 12,56 im3i = 61,26
4)Функциональные: - первичный пр-ль, - схема включения, - блок питания, - блок сопряжения,...	1 1 1 1	0,94 0,84 0,82 0,042	9,40 8,40 8,20 0,42	9,40 8,40 8,20 0,42 im4i = 26,42
N)…………	….	…..	…..	…..
				Итого 125,910-6[1/час]

При использовании структурного подхода расчет надежности удобно вести поэтапно для каждого звена функциональной схемы ИУ. В качестве примера на рис. 10.2 показана функциональная схема индуктивного манометра.

ДПИ

ВП

T

ПП

ДИП

СВ

У₁

ДМ

У₂

ОУ

кабель

БП

Рис. 10.2.

На этом рисунке используются следующие обозначения: Т - подводящий трубопровод; ДПИ - датчик первичной информации; ПП - первичный преобразователь; ДИП - дифференциальный индуктивный преобразователь; СВ - схема включения (мост переменного тока); ВП - вторичный прибор; У1 - усилитель переменного тока; ДМ - демодулятор; У2 - усилитель постоянного тока; ОУ отсчетное устройство; БП - блок питания. Отказ любого из этих элементов приводит к отказу всего прибора.

Пусть требование к надежности прибора формулируется следующим образом: вероятность безотказной непрерывной работы в течение 500 часов не менее 0,96, т.е. P₅₀₀ > 0,96.

Тогда суммарную интенсивность отказов  при фактических условиях работы прибора можно определить из неравенства

, что дает  < 8,16 10^-5 .

Следовательно, интенсивности отказов выделенных элементов прибора должны удовлетворять условию

, (10.11)

где, в свою очередь

(10.12)

(10.13)

Далее можно сформулировать требования к интенсивности отказов отдельных звеньев прибора и подчинить этим требованиям выбор их элементной базы (деталей, элементов, узлов).

В частности, исходя из требования равнонадежности, получим

,

,

.

Подобные расчеты позволяют получить только ориентировочную (приближенную) оценку надежности создаваемого ИУ, так как основываются на ряде допущений, которые на практике могут не выполняться. Перечислим их: отказы являются редкими, случайными и независимыми событиями, подчиняющимися экспоненциальному закону, интенсивность отказов ИУ является постоянной, все элементы работают одновременно и отказ любого из них приводит к отказу ИУ, интенсивности отказов всех элементов и формы их проявления точно соответствуют фактическим отказам .

По завершении проектирования проводятся специальные испытания опытного образца ИУ , подтверждающие (или, напротив, опровергающие) выполнение установленных требований.

Существуют разные виды и способы испытаний на надежность: определительные, контрольные, специальные. В результате определительных испытаний определяются числовые значения необходимых показателей надежности. В результате контрольных испытаний устанавливается принадлежность объекта испытаний к определенному классу объектов (в смысле надежности). Специальные испытания проводят для определения степени влияния различных эксплуатационных факторов (вибрации, ударов, радиации, влажности и т.д.) на показатели надежности изделия.

Перечисленные виды испытаний могут быть ускоренными и нормальными, экспериментальными и расчетно-экспериментальными. Они могут проводиться по разным программам – от частичного отказа до полного отказа всех испытуемых изделий. Поэтому при планировании испытаний на надежность выбирают такие способы и программы испытаний, которые наилучшим образом соответствуют назначению и особенностям эксплуатации разрабатываемого прибора.

При отсутствии необходимой элементной базы следует рассмотреть вопрос о выборе метода повышения надежности ИУ. Их можно разбить на три группы методов: конструкторско-технологические методы, методы технической диагностики и структурные методы. Эти методы взаимно дополняют друг друга, а иногда используются совместно, что позволяет создавать ИУ с весьма высокими показателями надежности.

Конструкторско- технологические методы включают:

• ослабление механических напряжений в наиболее нагруженных элементах (упругие элементы, опоры, шарниры и прочее);

• уменьшение влияния вибраций и других внешних механических воздействий, исключение резонансных явлений, выбор оптимальных параметров механических узлов;

• ослабление режимов работы электрических и электронных элементов;

• ослабление тепловых режимов как механических, так и электрических элементов;

• исключение из конструкций приборов трущихся элементов, применение бесконтактных преобразователей;

• исключение из схемы токопроводов, связывающих подвижную часть прибора с неподвижной частью;

• разгрузка мест пайки и сварки;

• защита от внешних климатических факторов и прочее.

Методы технической диагностики основаны на применении систем встроенного контроля с целью обнаружения неисправностей отказов и в приборе.

Структурные методы разделяются на две группы методов. Первую группу составляют методы, основанные на оптимизации структурной схемы прибора без применения структурной избыточности, вторую – методы, основанные на резервировании и комплексировании, т.е. применении дополнительных средств и(или) возможностей с целью сохранения работоспособного состояния ИУ при отказе одного или нескольких его элементов.