Расчёт надежности блока стабилизаторов катушечного магнитофона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчёт надежности блока стабилизаторов катушечного магнитофона

Содержание

Задание

Введение

1. Предварительный расчет на надежность

2. Окончательный расчет на надежность

3. Расчет запасных элементов

Выводы

Литература

Задание

Произвести расчет на надежность, обеспечив P(t)=0.999 за t = 240 ч. Найти при P()=0.9991.Рассчитать ЗИП при за T= 2 год. Аппаратура бортовая.

Введение

В данной работе рассмотрен расчет на надежность схемы блока стабилизаторов катушечного магнитофона. Работа состоит из 3 частей: предварительный расчет на надежность, окончательный расчет на надежность, расчет необходимых запасных элементов (комплект ЗИП).

радиоэлектронный вероятность интенсивность безотказный

1. Предварительный расчет на надежность

Предварительный расчет надежности производится на этапе эскизного проектирования после разработки принципиальной электрической схемы. Он позволяет выявить слабые участки системы и наметить пути повышения надежности системы на этапе эскизного проектирования.

При предварительном расчете надежности целесообразно придерживаться определенного порядка:

1. Определяется количество и типы элементов устройства; если известна только функциональная схема и отдельные каскады устройства, для приближенной оценки количества и типов элементов можно пользоваться необходимо использовать табл. 1 и 2 («методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию» Князева С.С., Казань 1979)

2. Все элементы и узлы устройства делятся на условные части с учетом их функционального назначения так, чтобы элементами расчета были конструктивно оформленные блоки.

3. Составляется таблица 1: «Данные предварительного расчета на надежность устройства»

4. Расчеты к таблице 1:

1) Интенсивность отказов:

2)Среднее время безотказной работы:

3) Вероятность безотказной работы системы в течении времени t:

4) Вероятность отказа системы:

5) Частота отказов:

6) Гарантийный срок службы:

5. Результаты расчета сравниваются с заданным уровнем надежности

Таблица 1 Данные предварительного расчета на надежность

№	Типы элементов		кол-во элементов
	Резисторы
1	МЛТ	0,002	6	0,002
2	С1-4	0,004	8	0.02
	Конденсаторы
3	К50-6	0,15	3	0,012
4	К50-16	0,15	5	0,04
5	К73-9	0,56	4	2.88
	Транзисторы
6	КТ814А	0,06	1	0,18
7	КТ805АМ	0,06	1	0,26
8	КТ3102А	0,034	2	0.06
9	КП303Е	0,21	1	0.22
	Диоды полупроводниковые
10	КД202В	0,02	9	0.192
11	КД103А	0,044	6	0,004
	Стабилитроны
12	КС191А	0,004	3	0,08
13	Д814В	0,02	2	0.15
14	Предохранители	0,001	5
15	Соединители	0,002	19
16	Пайка	0,0001	136	0,0285
17	Плата	0,0001	1	0,0001

Расчеты

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Зависимость P(t), F(t), q(t) от времени

Рис. 1



Рис. 2

Рис. 3

2. Окончательный расчет на надежность

Окончательный расчет надежности производится на этапе технического проектирования после испытания макета изделия всех его узлов, когда известны режимы работы всех элементов системы и условия их эксплуатации. Значения интенсивностей отказов элементов с учетом их режимов работы и условий эксплуатации определяются с помощью графиков, имеющихся в справочной литературе, либо с помощью поправочных коэффициентов или эмпирических формул.

В целях систематизации запишем наши данные в таблице.

При расчете теплового режима уточняется рабочая температура среды внутри корпуса устройства. По коэффициентам электрической нагрузки и температуре по соответствующим таблицам или графикам определяются поправочные коэффициенты, показывающие, насколько изменяется интенсивность отказов.

Интенсивность отказов считается по следующей формуле:

,

где - поправочные коэффициенты в зависимости от и температуры

- обобщенные эксплуатационные коэффициенты для наиболее характерных условии эксплуатации РЭА

- поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов

- поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры окружающей среды

- поправочный коэффициент в зависимости от атмосферного давления

Определив все критерии надежности, строим графики зависимостей P(t), q(t),F(t) от времени. Результаты расчета сравниваются с заданным уровнем надежности.

Непосредственные расчеты

1.

2.

3. (полученная вероятность меньше )

4.

5.

6.

Таблица 2. Данные для окончательного расчета надежности

№	Типы элементов
	Резисторы
	МЛТ
1	Прочие	0,5	20	0,42	10.7237	0,002	0,018	6	0,108	0,002	0,002	0,0003
	С1-4
2	В цепи коллектора	0,8	20	0,72	10.7237	0,004	0,062	2	0,124	0,002	0,14	0,0003
3	В цепи базы	0,1	20	0,15	10.7237	0,004	0,013	1	0,013	0,002	0,14	0,0003
4	Прочие	0,5	20	0,42	10.7237	0,004	0,036	5	0,18	0,003	0,14	0,0004
	Конденсаторы
	Электролитические
5	К50-6	0,5	20	0,4	10.7237	0,15	1,286	3	3,858	0,068	0,14	0,0095
6	К50-16	0,5	20	0,4	10.7237	0,15	1,286	5	6,43	0,113	0,14	0,016
	Не электролитические
7	К73-9	0,6	20	0,64	10.7237	0,56	7,686	4	30,744	0,542	0,14	0,076
	Транзисторы
8	КТ814А	20	0,8	0,63	10.7237	0,03	0,202677	6	1,216062	0,028603	0,00715075
9	КТ805АМ	20	0,8	0,63	10.7237	0,052	0,354308	5	1,77154	0,041668	0,010417
10	КТ3102А	20	0,8	0,63	10.7237	0,06	1,486304	1	1,486304	0,03495957	0,0023835
11	КП303Е	20	0,8	0,63	10.7237	0,22	1,486304	1	1,486304	0,03495957	0,00873989
	Диоды
12	КД202В	20	0,7	0,85	10.7237	0,016	0,145842	12	1,750104	0,0411644	0,0102911
13	КД103А	20	0,7	0,85	10.7237	0,004	0,03646	1	0,03646	0,0008576	0,0002144
	Стабилитроны
14	КС191А	20	0,7	0,85	10.7237	0,02	0,1823	1	0,1823	0,0042879	0,001071975
15	Д184В	20	0,7	0,85	10.7237	0,02	0,1823	1	0,1823	0,0042879	0,001071975
16	Предохранители
17	Соединители
18	Пайки	20	0,9	0,85	10.7237	0,08	0,72921	1	0,72921	0,0171518	0,00428795
19	Плата

7., ч

8.

9.

10.

Зависимость вероятности безопасной работы P(t),вероятности отказа системы q(t) и частоты отказов от времени F(t) (окончательный расчет)

3. Расчет запасных элементов

Для РЭА длительного использования часто время эксплуатации Т бывает значительно больше , т.е. Т >>

В этих случаях для обеспечения работоспособности РЭА необходимо иметь комплект ЗИПа. Расчет необходимого количества запасных элементов зависит от их надежности. Характеристикой надежности ЗИПе является работоспособность - свойство аппаратуры выполнять свои функции либо за счет безотказности, либо за счет соответствующих запасных элементов. Количественным критерием является вероятность работоспособности .

Для всего изделия, состоящего из m типов номиналов,

Где m- количество номиналов

- число запасных элементов i-го типа

- среднее предлагаемое число отказов;



- интенсивность отказа i - го типа;

T - время работы всего изделия;

- количество элементов i- го типа

Значение,как правило, известно. Задача получается неоднозначной, то есть количество запасных элементов может перераспределяться, а будет постоянной. Для однозначного решения надо ещё одно условие(обычно выбирают минимальную стоимость запасных элементов):

Расчет запасных элементов при наличии m типов номиналов проводиться в следующем порядке

1. Определяем вероятность работоспособности i-ого типа элемента по формуле

2. Определяем по формуле:

3. Для найденных и по таблицам данных в «методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию» Князева С.С., Казань 1979 определяем

Рассчитаем количество запасных элементов непосредственно для нашей схемы. Составим таблицу «Данные для расчета запасных элементов»

Таблица 3 Данные для расчета запасных элементов

№	Тип элемента
	резисторы
	СП4-1в
1	На коллекторе	1	0.0546	5	546	0.999995382	5	1
	ОМЛТ-0,25-1в
2	Прочие	8	0.006	5	480	0.99996306	40	1
3	На коллекторе	2	0.01026	5	205.2	0.999990765	10	1
	СП3-9а
4	Прочие	2	0,0106	5	212	0.999990765	10	1
	С2-10
5	прочие	3	0,03	5	900	0.999986147	15	1
	ТВО-0.25
6	прочие	1	0,026	5	260	0.999995382	5	1
	ОМЛТ-0.5
7	На эмиттере	1	0,037	5	370	0.999995382	5	1
	ОМЛТ-1
8	Прочие	2	0,006	5	120	0.999990712	10	1
	ВС-0.125а
9	прочие	28	0,03	5	8400	0.999870712	15	1
10	На коллекторе	3	0.0513	5	1530	0.999986147	15	1
11	На эмиттере	2	0,018	5	360	0.999990765	10	1
12	На базе	10	0.0106	5	1660	0.999953826	50	1
	Конденсаторы
13	К-53-4	4	0,056	10	2240	0.99996306	40	1
14	КМ-5а	4	0,4573	10	18290	0.99996306	40	2
15	КМ-4а	8	1.646	10	137680	0.99996306	80	2
16	КМ-3а	2	0.4573	10	9140	0.99998153	20	1
17	КТ-1	5	0.004	10	200	0.999953826	50	1
18	ССГ-2	1	0.0126	10	126	0.999990765	10	1
	Диоды
19	2Д503	12	0,096	10	11520	0.999889182	120	1
20	2С168	1	0,024	10	240	0.999889182	10	1
21	3И-306	1	1.8226	10	18226	0.999889182	10	2
22	Д814Д	1	0.1213	10	1213	0.999889182	10	1
23	Д18	1	0.1213	10	1213	0.999889182	10	1
	Транзисторы
24	2Т326	6	0,1346	15	8076	0.999916886	90	1
25	2Т312	5	0,234	15	11700	0.999930739	75	1
26	2Т201	1	0.266	15	2660	0.999986147	15	1
27	МП26	1	0.99	15	9960	0.999986147	15	1
	Индуктивность
28	3-L8	1	0.036	5	300	0.999995382	5	1
	Лампа
29	6С51Н-В	1	0,48	15	4800	0.999986147	15	1
	Индикаторы
30	ИНС-1	1	0,85	10	8500	0.999990765	10	1
	Ключ
31	В12а	1	0.121	5	1210	0.999995381	5	1
32	В15а	1	0.121	5	1210	0.999995381	5	1
	Трансформатор
33	3L-10	1	0.03	20	300	0.99998153	20	1
	Кнопка
34	КИМ-1	1	0.546	5	5460	0.999995382	5	1
	Микротумблер
35	МТ-1	1	0.121	5	1210	0.999995382	5	1

Выводы

Мы произвели расчет на надежность отдельного блока стабилизаторов. Данная схема не удовлетворяет заданию и введение резервирования потребовалось. Так же был рассчитан необходимый комплект запасных элементов, что в конечном итоге повысило срок использования данной аппаратуры.

Список литературы

1. C.C. Князева “Основы расчета надежности РЭА” Казань, 2009г

2. С.С. Князева, М.Ф. Тюхтин «Прогнозирование Надежности гибридных интегральных схем» Казань, 2010г

3. А.А Яшин «Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА» Москва, 2003г

4. В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев «Электроника», Москва, 2012

5. Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренок «Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные, устройства РЭА» Минск,2014

Размещено на Allbest.ru