Анализ, оценка и обеспечение надежности миниатюрного микромощного радиопередатчика (стр. 2 из 5)
∑ФУi=∑ элемi·Ni.(3.1)Таблица 3.2 – Средняя интенсивность отказов каждого ФУ
| № ФУ | ∑ФУi  ., ч  |
| 1 | 7,7 |
| 2 | 14,15 |
| 3 | 23,95 |
| 4 | 16,4 |
Дальше нам надо найти коэффициенты пропорциональности, которые показывает удельный вес каждого ФУ относительно уровня интенсивности отказов всего объекта:
КФУi=
∑ФУi/∑ ∑ФУi.(3.2)Результаты расчета представлены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 – Коэффициенты пропорциональности каждого ФУ
| № ФУ | КФУi |
| 1 | 0,124 |
| 2 | 0,227 |
| 3 | 0,385 |
| 4 | 0,264 |
Для проверки правильности расчета коэффициентов пропорциональности была найдена их сумма ∑КФУi=1. Дальше была определена заданная интенсивность отказов всего устройства:
λз=-lnPз(tб.р.)/tб.р..(3.3)
λз=68·
ч .С учетом найденных весовых коэффициентов и заданной интенсивности отказов всего устройства были рассчитаны заданные интенсивности отказов для каждого ФУ по формуле:
λзФУi=λз·КФУi.(3.4)
Заданная вероятность безотказной работы c учетом норм надежности каждого ФУ была определена по формуле:
РзФУi(tб.р.)=1-λзФУi·tб.р..(3.5)
Результаты расчета λзФУi и РзФУi представлены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 –Значения интенсивностей отказов и вероятностей безотказной работы, λзФУi и РзФУi каждого ФУ
| ФУ | λзФУi.10-6 | РзФУi |
| 1 | 8,43 | 0,995 |
| 2 | 15,44 | 0,991 |
| 3 | 26,18 | 0,984 |
| 4 | 17,95 | 0,989 |
4. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ
4.1 Исходные данные
На основании перечня элементов и справочных данных по базовым интенсивностям отказов отдельных типов элементов была составлена таблица с данными для расчета.
Таблица 4.1 – Исходные данные для ориентировочного расчета
| Элемент | Типономинал | Количество, Ni | Интенсивность отказов,λ0i·10-6, ч | Суммарнаяинтенсивностьотказов,Nj· λ0i·10-6, ч | |||||||||
| Функциональный узел №1 | |||||||||||||
| R1, R2 | МЛТ-0.1 | 2 | 0.6 | 1,2 | |||||||||
| С2 | К50-35 | 1 | 2,5 | 2,5 | |||||||||
| VD1 | КИПД24С | 1 | 1,6 | 1,6 | |||||||||
| ВМ1 | МКЭ332 | 1 | 1,5 | 1,5 | |||||||||
| Контактные пайки | - | 10 | 0,05 | 0,5 | |||||||||
| Контактные дорожки | - | 8 | 0,05 | 0,6 | |||||||||
| λ∑ФУ1=7,7·10-6 | |||||||||||||
| Функциональный узел №2 | |||||||||||||
| R3, R4 | МЛТ-0.1 | 2 | 0,6 | 1,2 | |||||||||
| С1,C3,С4 | К50-35 | 3 | 2,5 | 2,5 | |||||||||
| VT1 | КТ3102 | 1 | 4 | 4 | |||||||||
| Контактные пайки | - | 13 | 0,05 | 0,65 | |||||||||
| Контактные дорожки | - | 16 | 0,05 | 0,4 | |||||||||
| λ∑ФУ2=14,15·10-6 | |||||||||||||
| Элемент | Типономинал | Количество, Ni | Интенсивность отказов,λ0i·10-6, ч | Суммарная интенсивность отказов, Nj·λ0i·10-6, ч | |||||||||
| Функциональный узел №3 | |||||||||||||
| R5,R6, R7 | МЛТ-0.1 | 3 | 0,6 | 1,8 | |||||||||
| C5,С6,C7, C8, C9 | К73-44 | 5 | 2,5 | 12,5 | |||||||||
| L1 | ЕС24 | 1 | 1,5 | 1.5 | |||||||||
| VD2 | КВ109Г | 1 | 1.6 | 1,6 | |||||||||
| VT2 | КП307 | 1 | 4 | 4 | |||||||||
| Контактные пайки | - | 23 | 0,05 | 1,15 | |||||||||
| Контактные дорожки | - | 28 | 0,05 | 0,15 | |||||||||
| λ∑ФУ3=23,95·10-6 | |||||||||||||
| Функциональный узел №4 | |||||||||||||
| R8 | МЛТ-0.1 | 1 | 0,6 | 0,6 | |||||||||
| С10,С11, C12 | К50-35 | 3 | 2,5 | 7.5 | |||||||||
| L2 | ЕС24 | 1 | 1.5 | 1,5 | |||||||||
| VT3 | КТ368 | 1 | 4 | 4 | |||||||||
| WA1 | - | 1 | 1,5 | 1,5 | |||||||||
| Контактные пайки | - | 14 | 0,05 | 0,7 | |||||||||
| Контактные дорожки | - | 12 | 0,05 | 0,4 | |||||||||
| λ∑ФУ4=16,4·10-6 | |||||||||||||
4.2 Расчет показателей надежности и сравнение с заданными
4.2.1 Расчет показателей безотказности
Расчетная вероятность безотказной работы каждого ФУ была найдена по формуле (3.5), а всего устройства по формуле (4.1).
Ррасч(tб.р.)=
рФУi(tб.р.).(4.1)Результаты расчетов заданных и найденных интенсивностей отказов (λз, λр) и вероятностей безотказной работы (Рз, Рр) представлены в таблице 4.2. График зависимости вероятности безотказной работы всего устройства от времени представлен на рис. 4.1.
Таблица 4.2 – Сравнительный анализ расчетных и заданных ПН
| №ФУ | Рз | Рр | λз,10-6ч | λр10-6, ч |
| 1 | 0,995 | 0,995 | 8,43 | 7,7 |
| 2 | 0,991 | 0,992 | 15,44 | 14,15 |
| 3 | 0,984 | 0,986 | 26,18 | 23.95 |
| 4 | 0,989 | 0,99 | 17,95 | 16,4 |
В результате Ррасч(tб.р..).=0.963
Необходимым условием данногорасчетаявляетсявыполнение следующихнеравенств:λзi≥ λрi, Рзi ≤Ррi.
4.2.2 Расчет показателей ремонтопригодности
Изначально было выбрано заданное среднее время восстановления устройства Твз=2 ч.
Было найдено расчетное среднее время восстановления всего устройства:
Тв=∑λ∑ФУi·(То.о.i+Ту.о.i)/ λ∑,(4.3)
где То.о.i, Ту.о.i – среднее время обнаружения и устранения отказа каждого из ФУ (см. табл. 4.3).
Таблица 4.3 – Исходные данные для расчета Тв
| № ФУ | То.о.,ч | Ту.о, ч |
| 1 | 0,3 | 0,5 |
| 2 | 0,5 | 0,5 |
| 3 | 1 | 0,5 |
| 4 | 1 | 0,5 |
Необходимым условием в расчете данного подраздела является выполнение неравенства: Тв≤Твз.
Тв=1,3 ч, Твз=2 ч.
4.2.3 Расчет комплексных показателей надежности
По (4.4) был рассчитан коэффициент готовности изделия.
Кг(t)=Т/(Т+Тв)+Тв/(Т+Тв)·ехр{-t∙( λ∑+1/Тв)},(4.4)
где Т=1/ λ∑=1,608·104 ч – среднее время наработки до отказа всего устройства.
Необходимо, чтобы выполнялось неравенство: Кг(tб.р.)≥Кгз.
Поскольку полученное нами значение Кг(tб.р.)=0,9999, а заданное Кгз=0,98, то заданные требования выполняется.
График зависимости коэффициента готовности изделия от времени представлен на рис. 4.2.
По (4.5) был найден коэффициент оперативной готовности Ког(tб.р.)=0,963.
Ког(t)=Кг(t)∙e{- λ∑·tб.р.}.(4.5)
График зависимости коэффициента оперативной готовности изделия от времени представлен на рис. 4.3.