2.4 Розрахунок надійності

Надійність - властивості апаратури зберігати свої вихідні параметри в певних умовах експлуатації. Розрахунок надійності полягає у визначенні показників надійності вироби за відомими характеристиками надійності складових компонентів і умов експлуатації.

Надійність є комплексним властивістю, що обумовлюється безвідмовністю, довговічністю, ремонтопридатністю і сохраняемостью.

До основних показників надійності належать: імовірність безвідмовної роботи Р (t), інтенсивність відмов λ (t), середній час безвідмовної роботи T _СР

Імовірність безвідмовної роботи - це ймовірність того, що в заданому інтервалі часу або в межах заданої напрацювання не відбудеться жодної відмови.

Розрахунок ймовірності безвідмовної роботи проводиться за формулою:

Р (t) = е ^{- גּ * t,} де λ _у - сумарна інтенсивність відмов з урахуванням умов експлуатації.

t - час, необхідний безвідмовної роботи (10.000ч)

Інтенсивність відмов показує, яка частина елементів, по відношенню до загальної кількості справно працюючих в середньому виходить з ладу в одиницю часу. Інтенсивність відмов визначається за формулою:

λ ₀ = Σ λ _iе N _i,

де λ _iе - інтенсивність відмов i елемента, N _i - число елементів.

Напрацювання на відмову Т _о - середній час роботи виробу між сусідніми відмовами. Т _о = 1 / λ ₀

Виконаємо розрахунок надійності пристрою гальванічної розв'язки, що працює в стаціонарних умовах, визначимо ймовірність безвідмовної роботи за 10.000 год і середній наробіток до першої відмови.

Найменування і кількість елементів, що входять в пристрій, електричні і теплові режими їх роботи зведемо в таблицю

ННаіменованіе і тип елемента	Позначення в схемі	Кількість елементів, n	Інтенсивність відмов номінальнаλ проi · 10 ~ 6 1/час	Режим роботи			Поправочний коефіцієнтα i		Інтенсивність відмов дійсна
				Коеф.Навантаження K н	Температура, ° С			Для одного елементаα i λ проi · 10 ~ 61/час		Для n iелементів n i α i λпро i · 10 ~ 6 1/час
Ррезістори ппостоянние ннепроволочние С2-33-0, 125	R1-R8	8	0, 4	0,6	50	0.62		0,24		1.92
Конденсатори оксидно-напівпровідникові К53-4А	C1-C4	4	2,4	0,6	50	0.36		0,86		3.44
Діоди імпульсні кремнієві 2Д512	VD1-VD3	3	0,6	0,7	50	0.94		0.56		1.68
Мікросхеми КР544УД2А	DA1, DA2	2	0,3	0,5	50			0.3		0.6
Оптрон АОД130А	U1	1	0,3	0.5	50			0.3		0.7
З'єднувачі	DB9	2	0,14		50			0.14		0.3
Друкована плата		1	0,7		50			0.7		0.28
Пайки		61	0,004		50			0.004		0.244

1. Сумарну інтенсивність відмов визначимо за формулою:

λ _в = Σ λ про _i * α _i = (1,92 +3,44 +1,68 +0,6 +0,7 +0,3 +0,28 +0,244) = 9,164 ∙ 10 ~ ⁶ 1/час

2. З огляду на умови експлуатації, помножимо λ на поправочний коефіцієнт для стаціонарних умов-2, 7

λ _у .= 2,7 * 9,164 * 10 ~ ⁶ = 24,73 * 10 ~ ⁶ 1/час

2. Імовірність безвідмовної роботи пристрою розв'язки для t = 10000ч.  буде:

Ру (10000) = е ^{-24,73 * 10} ~ ^{6 * 10000} = е ^-0,24 = 0,76

4. Середнє напрацювання на відмову пристрої розв'язки

5. Тср.уст .= 1 / λ _в = 1 / 24, 73 * 10 ~ ⁶ = 40880ч.

Середній час напрацювання на відмову відповідає заданому в технічному завданні, отже, вимоги надійності виконані.