(5.4.6)
где - интенсивность отказов - го элемента с учетом режима и условий работы, .
Учет влияния режима работы и условий эксплуатации изделия при расчетах производится с помощью поправочного коэффициента - коэффициента эксплуатации и тогда выразится как:
(5.4.8)
где - интенсивность отказов - го элемента при лабораторных условиях работы и коэффициенте электрической нагрузки .
Для точной оценки нужно учитывать несколько внешних и внутренних факторов: температуру корпусов элементов; относительную влажность; уровень вибрации, передаваемый на элементы и т.д. С этой целью может быть использовано следующее выражение:
, (5.4.9)
где - поправочный коэффициент, учитывающий - ый фактор;
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры;
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние электрической нагрузки;
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние влажности;
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических воздействий.
Все определяются из справочных зависимостей и таблиц, где они приведены в виде и , как объединенные с и с .
После этого можно определить значение суммарной интенсивности отказов элементов изделия по формуле:
, (5.4.10)
где - число элементов в группе, ;
- интенсивность отказа элементов в -ой группе, ;
- коэффициент эксплуатации элементов в -ой группе;
- общее число групп.
Исходные данные по группам элементов, необходимые для расчета показателей надежности приведены в таблице 5.4.2.
Таблица 5.4.2 - Справочные и расчетные данные об элементах конструкции
гр.
Наименование
Группы
1/ч
ч
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Конденсаторы керамические
16
0.15
0.35
1.07
0.38
0.97
1.1
5,54
Аналоговые
микросхемы
0.02
0.7
0.75
0.05
0.5
0.28
Цифровые микросхемы
0.50
3.07
Разъем
многоштырьковый
(9 штырей)
3.2
4.8
1.2
27.4
Соединения пайкой
795
0.01
0.8
0.86
7.1
40.6
Плата печатная
0.2
0.6
0.64
0.13
0,74
Воспользовавшись данными таблицы 5.4.2 по формуле (5.4.10) можно определить суммарную интенсивность отказов , 1/час.
Далее найдем среднюю наработку на отказ , применив следующую формулу:
(5.4.11)
Итак, имеем:
часов.
Вероятность безотказной работы определяется исходя из формулы (5.4.12), приведенной к следующему виду:
, (5.4.13)
где часов - заданное по ТЗ время безотказной работы.
Среднее время восстановления определяется последующей формуле:
, (5.4.14)
где - вероятность отказа элемента i-ой группы;
- случайное время восстановления элемента i-ой группы, приближенные значения которого указаны в таблице 5.4.2.
Подставив значения в формулу (5.4.9), получим среднее время восстановления =1.059ч.
Далее можно определить вероятность восстановления по формуле:
где =6.4ч.
Следовательно, по формуле (5.4.14) определим , что больше .
Таким образом, полученные данные удовлетворяют требованиям ТЗ по надежности, так как при заданном времени непрерывной работы ч проектируемый блок будет работать с вероятностью . При этом он будет иметь среднюю наработку на отказ ч и вероятность восстановления, следовательно, дополнительных мер по повышению надежности разрабатываемого устройства не требуется.
5.5 Описание конструкции модуля
Устройство смонтировано на шасси из пластмассы. Лицевая и задняя панель выполнена съёмной. Корпус состоит из двух частей, крепящихся винтами..
Марки материалов, разрешенных к применению в данной отрасли промышленности регламентируется ведомственными нормами. На предприятиях существует более узкое ограничение марок материалов и сортаментов из числа разрешенных к применению ведомостной нормалью. Материалы, не вошедшие в перечень рекомендуемых, допускается применять в технически обоснованных случаях с разрешения органов стандартизации на предприятиях.
Металлические детали проектируемого нашего прибора за отдельным исключением можно изготовить механической обработкой материалов, поставляемых металлургической промышленностью в виде прутков, полос, ленты и листов. Однако целесообразно использование стандартных винтов крепления.
Технологические процессы, основанные на использовании способов прессования, обладают следующими основными преимуществами:
- более высокая производительность;
- меньший расход металла;
- меньшее количество операций и меньшая производительность производственного цикла;
- относительно постоянная и высокая степень точности, зависящая в основном от точности изготовления инструмента и в меньшей степени от мастерства рабочего;
- благоприятные условия для механизации и автоматизации технологического процесса и для перехода на многостаночное обслуживание;
- в большинстве случаев - экономия производственной площади.
Выбор марки материала и заготовки имеет важное значение, так как определяет расход материала, трудоемкость процесса изготовления детали, конструкцию технологической оснастки и в конечном счете себестоимость детали.
Важным показателем целесообразности выбора того или иного вида заготовки является коэффициент использования материала:
К = Qд/Qз,, (5.5.1)
где Qд - вес готовой детали;
Qз - вес заготовки.
Большинство деталей в проектируемом устройстве сделаны методом горячей штамповки. Она обладает рядом преимуществ перед другими видами обработки материалов:
- простота технологического процесса;
- высокая производительность, позволяющая на большой площади при малом количестве единиц оборудования изготовить в короткие сроки большое количество деталей;
- относительная и абсолютная дешевизна деталей;
- возможность комбинирования с другими видами технологических процессов;
- достаточная точность.
Основа точной штамповки - высокая культура эксплуатации штампов.
В соответствии с выбранным методом конструирования целесообразно выделить следующие основные функционально законченный узел - блок управления, выполняемый на отдельной печатной плате.
При данном разбиении схемы электрической принципиальной обеспечивается минимальное количество связей между узлами, высокая ремонтопригодность изделия, минимальные величины паразитных наводок, уменьшение габаритов изделия.
Компоновочные схемы блоков определяются количеством и видом составляющих элементов (дискретных радиодеталей, модульных узлов и микросхем) и их расположением. На компоновочные схемы блоков значительное влияние оказывают вспомогательные элементы (ручки, направляющие, фиксаторы, разъёмы и т.п.).
Разрабатываемая конструкция с выбранной внутренней компоновкой прибора отвечает требованиям производственной технологичности, обеспечивает высокую ремонтопригодность изделия и удобство в эксплуатации.
5.6 Защита конструкции устройства от внешних и внутренних дестабилизирующих факторов
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
