- •Глава 2. Разработка модуля шим.
- •2.1 Техническое задание на разработку.
- •2.2 Разработка структурной схемы канала управления исполнительным механизмом им21-аф.
- •2.2.1 Выбор нализ базиса исполнения канала управления.
- •2.2.2 Структурная схема канала управления исполнительным механизмом.
- •2.3 Разработка платы шим.
- •2.3.1 Требования к плате шим.
- •2.3.1 Разработка структурной схемы модуля шим.
- •2.3.2 Выбор и анализ базиса исполнения платы шим.
- •2.3.3 Разработка принципиальной схемы платы шим.
- •2.4 Разработка печатной платы шим. Разработка сборочного чертежа платы шим.
- •2.4.1. Общие требования при разработке пп
- •2.4.1.1. Размещение элементов
- •2.4.1.2. Трассировка связей
- •2.4.2 Разработка технических требований и рабочей документации на плату шим
- •2.4.2.1. Технические требования
- •2.5 Разработка программного обеспечения модуля шим.
- •2.5.1Общие требования по составу по
- •2.5.2 Работа микроконтроллера шим
- •2.5.3 Разработка программы микроконтроллера
- •2.4 Реализация блока защиты двигателя бзд-03.
- •2.5.1 Требования к конструкции.
- •Разработка схемы соединений.
- •2.5.2 Конструктивная реализация модуля шим.
- •2.6 Расчет надежности.
- •2.6.1Методика расчета.
- •2.6.2 Расчет надежности платы шим.
2.6.2 Расчет надежности платы шим.
В виду отсутствия необходимой информации для расчета интенсивности отказов импортных элементов для расчета использовались данные по отечественным элементам-аналогам.
Исходные данные для расчета и значения интенсивности отказов элементов приведены в таблице Error: Reference source not found.
Таблица А.1 Значения э дляЭРИ на платах ЭЧ САУ
|
Тип элемента |
Тип отечественного изделия-аналога |
Тип элемента, характеристика |
э*106,ч-1 |
|
Резистор, рез. Сборка |
|
|
|
|
Чип 1206 0,1 МОм |
Постоянный непроволочный (среднегрупповой) |
б.с.г.=0.01710-6 ч-1;Кр=0.064; |
0,001088 |
|
Чип 1206 0,1 МОм1МОм |
Постоянный непроволочный (среднегрупповой) |
б.с.г.=0.01710-6 ч-1;Кр=0.14; |
0,0024123 |
|
Конденсатор |
|
|
|
|
К50-35 |
|
б=0.1910-6ч-1; Кр=0.38;Кэ=1; Кпр=1; Кс=1 |
0,0722 |
|
Чип 0603 NPO 33пкФ |
К10-17…К10-60 (керамические) |
б=0.01810-6ч-1; Кр=0.18;Кэ=1; Кпр=1; Кс=0.58 |
0,00189 |
|
Чип 0603 NPO 0,1мкФ |
К10-17…К10-60 (керамические) |
б =0.018 10-6 ч-1; Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1; Кс=0.58 |
0,002835 |
|
Чип танталовый 50мкФ |
К52 (объемно пористый танталовый) |
б=0,05610-6ч-1 Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1; Кс=0,875 |
0,0013453 |
|
Микросхема |
|
|
|
|
КР1533 ЛА3 |
|
б=0,2110-6ч-1 Кст=0,1;Ккорп=1; Кv=1; Кпс=1. |
0,2100 |
|
AT89S8252-PI |
|
|
0,19 |
|
Полупроводники |
|
|
|
|
КТ898А |
|
б=0,2910-6ч-1 Кп=0,19;Кф=0,7; Кs1=0,5; Кдн=0,8. |
0,0154 |
|
КС 630А, стабилитрон |
______________
|
______________
|
0,0202 |
|
1N4007, диод |
______________
|
______________
|
0,0003078 |
|
КИПМ01Б-1К, светодиод |
|
б=0,110-6ч-1 Кр=0,272. |
0,0272 |
|
4N35, 4N38A опторазвязка |
|
|
0.05616 |
|
Резонатор |
|
|
|
|
“11059кГц” |
РК242 |
б=0,2510-6ч1; Кт=1.19;Кэ=1; Кпр=1 |
0,2975 |
|
Соединитель |
|
|
|
|
Вилка IDC-26MS 18 контактов |
низкочастотный соединитель для печатного монтажа типа CHП 58 |
Математическая модель для расчета э соединителей: э =б Кр Ккк Ккс Кэ Кпр, где б= 0.00025 10-6 ч-1; Кэ=1; Кпр=1; коэффициент, зависящий от сочленений-расчленений, Ккс=0.32 (для реального применения в диапазоне n=1-25); коэффициент режима выбран равным Кр=0.88 (для температуры перегрева контактов tп30оС); значение Ккк зависит от количества задействованных контактов. Для числа контактов18 Ккк=3,94 |
0,0002775 |
|
Клемма WAGO 236-103 |
низкочастотный соединитель для печатного монтажа типа CHП 58 |
Модель та же. Кк=2,13 при числе контактов |
0,00015 |
|
Клемма WAGO 236-102 |
низкочастотный соединитель для печатного монтажа типа CHП 58 |
Модель та же. Кк=1,81 при числе контактов |
0,0001275 |
|
SCSM-20 цанговая |
______________
|
______________
|
0,00168 |
Надежность платы ШИМ.
Анализ электрической принципиальной схемы ШИМ показывает, что к выходу из строя платы может привести отказ любого элемента.
Таким образом интенсивность отказов платы ШИМ:
эШИМ = Чип1206*11+Чип1206*4+К50-35*3+Чип0603*2+Чип0603*1+
+ЧипТанталовый*2+КР1533ЛА3*1+AT89S8252-PI*1+КТ898*2+КС630А*2+
+1N4007*6+КИПМ01Б-1К*1+4N35*4+Резонатор*1+IDC-26MS*2+Wago236-103*4+
+Wago236-102*2+SCSM-20*1.
эАСВК = 0,2975+0,21+0,19+0,001088*11+0,0024123*4+0,0722*3+
+0,00189*2+0,002835+0,0013453*2+0,0154*2+0,0202*2+0,000308*6+0,0272+0,05616*4+0,0002775+0,0001275*2+0,00015*4+0,00168=1,272723*10-6, ч-1.
Необходимо ввести коэффициент (Котн), оценивающий отказы электронных плат и устройств конструктивно-производственного характера по вине разработчика и изготовителя. По принятой на предприятии методике для суммарной наработке 300 000 ч используется значения Котн = 1.45, для периода начала эксплуатации Котн = 3.4, для установившейся эксплуатации (при достижении суммарной наработке 800 000 ч) - Котн =1.3.
На основе этих данных для наработки в 100 000ч принято значение Котн = 2.4. Поскольку с увеличением суммарной наработки уровень коэффициента Котн в диапазоне от 800 000ч до 10 000 000ч изменяется незначительно и практически поддерживается постоянным в пределах 1.2-1.3, то для наработки 10 000 000ч значение коэффициента принимается равным 1.2.
С учетом этого:
Для этапов эксплуатации значения э
для суммарной наработки 100 000 ч
АСВК = эШИМ * Котн = 1,272723*10-6 * 2.4 = 3,054*10-6 ч-1;
для суммарной наработки 10 000 000 ч
АСВК = эШИМ * Котн = 0,0039*10-6 * 1.2 = 1,527*10-6 ч-1;
Средняя величина наработки на отказ определяется в общем случае как величина, обратная интенсивности отказов.
Т = 1/ Э
Для суммарной наработки 100 000 ч
ТШИМ = 1 / 3,054 * 10-6 = 327439 ч;
Для суммарной наработки 10 000 000 ч:
ТШИМ = 1 / 1,527 * 10-6 = 654878 ч;