ПРОГНОЗНЫЙ РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ПРИМЕРЕ БЛОКА СОГЛАСОВАНИЯ КАНАЛОВ, Расчет прогнозной интенсивности отказов электрической схемы БСКЛ - Расчет надежности технических систем на стадии проектирования (прогнозирующие расчеты)
Расчет прогнозной интенсивности отказов электрической схемы БСКЛ
Эксплуатационная интенсивность отказов резисторов постоянного сопротивления
ЛЭRпост = л*Кпр*Кр*Кэ*Кr*Км*Кстаб
Для резисторов типа МЛТ:
Кпр = 1для резисторов с приемкой 5;
Кэ = 1,7 для данного типа изделия по таблице из автоматизированного справочника;
Кстаб= 1 так как погрешность составляет 10 %;
Кr =1 для постоянных непроволочных металлодиэлектрических и металлизированных резисторов номиналом не более 1 кОм (R5,R19,R6,R20,R7,R21,R8,R22,R9,R23,R11,R25,R12,R26,R13,R14,R27,R28,R29,R30)
Кr =0,7 для резисторов того же типа номиналом от 1 до 100 кОм
(R1, R15,R2,R16,R3,R4,R17,R18);
Км = 0,7 для резисторов номинальной мощностью от 0,062-0,5 Вт
Значения коэффициента режима Кр могут быть рассчитаны с помощью математической модели (3.4.1.1) с параметрами, приведенными в таблице 3.1.1.
Математическая модель для расчета Кр имеет вид:
Кр = А * ( е В* ( ( t + 273 ) / Nt ) G ) * ( е [ P / P н / Ns* ( ( t + 273 ) / 273) J ] H) , (3.1.1)
Где t - температура окружающей среды, С;
Р - рабочая мощность рассеяния резисторов, Вт
Рн - номинальная мощность рассеяния резисторов, Вт;
P / Pн = [0,1;1], в данном случае P / Pн = 1;
А, В, G, Nт, Ns, J, H - постоянные коэффициенты.
Таблица 3.1.1
Коэффициент |
А |
В |
Nt |
G |
Ns |
J |
H |
Значение |
0,26 |
0,5078 |
343 |
9,278 |
0,878 |
1 |
0,886 |
9,278 0,886
Кр = 0,26 * ( е 0,5078 * ( ( 8 + 273 ) / 343) )* ( е [ 1 / 0,878 * ( ( 8 + 273 ) / 273) 1] ) = 0,8367
ЛЭR1 = 4*10-8 *1*0,8367*1,7* 0,7*0,7*1 = 2,7879*10-8 1/ч;
ЛЭR11 = лЭR25= 4*10-8 *1*0,8367*1,7* 1*0,7*1 = 3,9827*10-8 1/ч;
Эксплуатационная интенсивность отказов резисторов переменного сопротивления
ЛЭRпер = л* Кпр * Кр * Кэ * Кr
Для резистора типа ПП:
Кпр = 1для резисторов с приемкой 5;
Кэ = 1,7 для данного типа изделия по таблице из автоматизированного справочника;
Кr =1,9 для переменных проволочных подстроечных резисторов номиналом не более 1 кОм
Значения коэффициента режима Кр могут быть рассчитаны с помощью математической модели (3.1.1) с параметрами, приведенными в таблице 3.1.2.
Таблица 3.1.2
Коэффициент |
А |
В |
Nt |
G |
Ns |
J |
H |
Значение |
0,202 |
1,14 |
343 |
21,7 |
0,529 |
1 |
0,599 |
Кр = 0,202 * ( е 1,14 * ( ( 8 + 273 ) / 343) )* ( е [ 1 / 0,529 * ( ( 8 + 273 ) / 273) 1] ) = 0,9958
ЛЭR10 = 4*10-9*1*0,9958*1,7*1,9 = 1,2866*10-8 1/ч;
Эксплуатационная интенсивность отказов полиэтилентерефталатных высоковольтных конденсаторов типа МБГО:
ЛЭ С, МБГО = л * Кпр * Кр * Кэ * Кс
Кпр = 1для конденсаторов с приемкой 5;
Кэ = 1,3 для данного типа изделия по таблице из автоматизированного справочника;
Кс= 1, так как емкость конденсаторов меньше 1000 мкФ ;
Значения коэффициента режима Кр для конденсаторов могут быть рассчитаны с помощью математической модели (3.1.1) с параметрами, указанными в таблице 3.1.3.
Математическая модель для расчета Кр имеет вид:
Кр = А * е В* ( ( t + 273 ) / Nt ) * [( И /Ин / Ns)+1] , (3.1.1)
Где U/Uн - отношение рабочего к номинальному напряжению, условно принимаем равным 0,5.
Значения постоянных коэффициентов моделей для конденсаторов С1, С2,С4,С5,С6,С8 приведены в таблице 3.1.3.
Таблица 3.1.3
Коэффициент |
Диапазон температур, оС |
А |
В |
Nt |
G |
Ns |
H |
Значение |
25-85 |
0,0359 |
4,09 |
358 |
5,9 |
0,55 |
3 |
КрС1,С2,С4,С5,С6,С8 = 0,0359*е 4,09 * ( ( 25 + 273 ) / 358) *[ 0,5/0,55) +1 ] = 0,0055*1,25 = 0,4065
ЛЭ С1 = 4,4*10-8 *1*0,4065*1,3*1 = 2,3252*10-8 1/ч;
Поскольку коэффициенты табл.3.1.3 не рассчитаны на эксплуатацию при =80С, то интенсивность отказов необходимо домножить на коэффициент 1,25 ( из автоматизированного справочника) , соответствующий увеличению количества отказов конденсаторов при выходе параметров эксплуатации за нормы ТУ.
Окончательно получаем
ЛЭ С1 = 1,25* 2,3252*10-8 =2,9065*10-8 1/ч;
Эксплуатационная интенсивность отказов тонкопленочных конденсаторов с неорганическим диэлектриком типа БМ:
ЛЭ С, БМ = л * Кпр * Кр * Кэ
Кпр = 1для конденсаторов с приемкой 5;
Кэ = 1,3 для данного типа изделия по таблице из автоматизированного справочника;
Значения коэффициента режима Кр для конденсаторов С3, С7 могут быть рассчитаны с помощью математической модели (3.1.1) с параметрами, указанными в таблице 3.1.4.
Таблица 3.1.4
Коэффициент |
Диапазон температур, оС |
А |
В |
Nt |
G |
Ns |
H |
Значение |
25-85 |
5,909*10-7 |
14,3 |
398 |
1 |
0,3 |
3 |
КрС3,С7= 5,909*10-7*е 14,3 * ( ( 25 + 273 ) / 398) *[ 0,5/0,3) +1 ] = 5,909*10-7 * 170316,64 = 0,1006
ЛЭ С3 = 3*10-9 *1*0,1006*1,3 = 3,9234*10-101/ч;
Поскольку коэффициенты табл. 3.1.4 не рассчитаны на эксплуатацию при =80С, то интенсивность отказов необходимо домножить на коэффициент 1,25 ( из автоматизированного справочника) , соответствующий увеличению количества отказов конденсаторов при выходе параметров эксплуатации за нормы ТУ.
Окончательно получаем
ЛЭ С3 = 1,25* 3,9234*10-10 =4,9042*10-10 1/ч;
Эксплуатационная интенсивность отказов низкочастотных соединителей:
= л * Кпр * Кэ * Кк. к * Кк. с *КР
Кпр = 1для соединителей с приемкой 5;
Кэ = 1,3 для данного типа изделия по таблице из автоматизированного справочника;
Значения коэффициента Кр рассчитываются по модели:
(3.1.2)
Где - температура перегрева контактов по ТУ при максимальной токовой нагрузке, град. С
T-температура окружающей среды, град. С.
- величина токовой нагрузки ( I - рабочий ток, А, IMax - максимально допустимый ток по ТУ, А
Для розеток Гн1 - Гн10
=500С
T=80С
=1
= 1
Из автоматизированного справочника в зависимости от количества контактов розетки N=2 получаем значение Кк. к=1,36
Из автоматизированного справочника в зависимости от количества сочленений-расчленений n=500 и более получаем значение Кк. с=1.
Тогда эксплуатационная интенсивность отказов соединителей Гн равна
= 2,4*10-9 * 1 * 1,3 * 1,36 * 1 *1= 4,2432*10-9 1/ч
Для колодки штепсельной Ш
=500С
T=80С
=1
= 1
Из автоматизированного справочника в зависимости от количества контактов розетки N=22 получаем значение Кк. к=4,5
Из автоматизированного справочника в зависимости от количества сочленений-расчленений n=500 и более получаем значение Кк. с=1.
Тогда эксплуатационная интенсивность отказов колодки штепсельной Ш равна
= 5,2*10-10 * 1 * 1,3 * 4,5* 1 *1= 3,042*10-9 1/ч
Эксплуатационная интенсивность отказов стабилитронов
ЛЭVD= л*Кпр*Кр*Кэ
Кпр = 1для стабилитронов с приемкой 5;
Кэ = 1,4 для данного типа изделия по таблице из автоматизированного справочника;
Значение коэффициента режима Кр для кремниевых стабилитронов определяется по модели (3.1.3) с параметрами, указанными в таблице 3.1.5:
Кр = А * (еNt / (273 + t +^ t * K эл))* (е (273 + t + ^t * Kэл ) / Тм) ) (3.1.3)
Таблица 3.1.5
Коэффициент |
А |
Тм |
Nt |
^t |
L |
Значение |
2,1935 |
448 |
- 800 |
150 |
14,0 |
Кэл = I ст. раб/ I ст. макс (3.4.4.2)
Принимаем Iст. раб равным 50% от Iст. макс., тогда Кэл = Iст. раб/ Iст. макс = 0,5
Кр = 2,1935*(е -800 / (273 + 8 + 150 * 0,5))*(е((273 + 8 + 150 * 0,5) / 448) ) = 2,1935*0,004*1,0408 = 0,0092
ЛЭVD1 = 1,9*10-7*1*0,0092*1,4 = 2,4472*10-91/ч.
ЛЭVD2 = 2,5*10-91*0,0092*1,4 = 3,22*10-11 1/ч.
Эксплуатационная интенсивность отказов транзисторов лЭVТ
ЛЭVТ = л*Кпр*Кр*Кэ*Кд. н*Кф*Кs1*Кf
Кпр = 1для транзисторов с приемкой 5;
Кэ = 1,5 для данного типа изделия по таблице из автоматизированного справочника;
Кд. н = 0,5 , так как максимально допустимая рассеиваемая мощность КТ203Б =0,15 Вт, а максимально допустимая рассеиваемая мощность П306А =0,25 Вт;
Кф = 1,5 (транзисторы аналогового сигнала);
Кs1 = 0,8 (считаем, что нагрузка по напряжению S1 не превышает 60%).
Кf= 1, так как транзисторы работают в области низких частот.
Значение коэффициента режима Кр для транзистора определяется по модели (3.1.4) с параметрами, представленными в таблице 3.1.6:
Кр = А * (еNt / (273 + t + ^ t * K эл))* (е (273 + t + ^t * Kэл ) / Тм) ) (3.1.4)
Таблица 3.1.6
Коэффициент |
А |
Тм |
Nt |
^t |
L |
Значение |
5,2 |
448 |
- 1162 |
150 |
13,8 |
Кэл = Рраб/ Рмакс (3.1.5)
Примем Кэл равным 0,5. Тогда коэффициент режима Кр примет следующий вид:
Кр = 5,2*(е -1162 / (273 + 8 + 150 * 0,5))*(е((273 + 8 + 150 * 0,5) / 448) ) = 5,2*0,0382*1,0428 = 0,2073
ЛЭVТ1 = лЭVТ3= 1,0*10-8 *1*0,2073*1,5*0,5*1,5*0,8*1 = 1,8657*10--9 1/ч;
ЛЭVТ2 = лЭVТ4= 5,7*10-8 *1*0,2073*1,5*0,5*1,5*0,8*1 = 1,0634*10--8 1/ч;
Эксплуатационная интенсивность отказов трансформаторов
ЛЭ ТV= л*Кт*Кпр*Кэ
Кпр = 1для трансформаторов с приемкой 5;
Кэ = 2,0 для данного типа изделия по таблице из автоматизированного справочника.
Значение коэффициента Кт для трансформатора определяется по модели (31.6) с параметрами, приведенными в таблице 3.1.7:
Кт = А * е((Tm+273)/N) , (3.1.6)
Где Tm - температура максимально нагретой точки обмотки, трансформаторов, характеризующихся различными максимально допустимыми температурами (классами изоляции). Для данного типа трансформатора:
Тm = tокр + tп, (3.1.7)
Где tокр - температура окружающей среды (8ОС);
Tп - температура перегрева, значения которой могут быть рассчитаны по следующей формуле: tп = 0,25*tпту*((Р/Рмакс)2+1) , где tпту - максимальная температура перегрева по ТУ (считаем, что класс изоляции - В, tпту = 100ОС);
Р/Рмакс - отношение рабочей к максимально допустимой мощности (считаем, что Р/Рмакс = = 0,5).
Tп = 0,25*100*(0,52+1) = 31,25ОС.
Тогда Тm =8+31,25 = 39,25ОС.
Таблица 3.1.7
Коэффициент |
А |
N |
G |
Значение |
0,891 |
352 |
14 |
Кт = 0,891* е ((39,25+273) /352) = 0,891*1,2054 = 1,074
ЛЭТV1 = 1,5*10-9 *1,074*1*2 = 3,222*10-9 1/ч.
ЛЭТV2 = 2*10-9 *1,074*1*2 = 4,296*10-9 1/ч.
ЛЭТV3 = 1,0*10-9 *1,074*1*2 = 2,148*10-9 1/ч.
Интенсивность отказов для пайки ЭРИ волной припоя л = 7 * 10 -11 1/ч
Общее число соединений в схеме N = 67 соединений.
Лсоед = 67*7 * е -11 = 4,69*10 -9 1/ч.
Общая суммарная эксплуатационная интенсивность отказов системы лЭС:
ЛЭС = = =
+
+=1,3035*10-6 1/ч
Наработка на отказ за время T=1 год= 8760 ч. равна
=1,3035*10-6*8760=0,0114 1/ч (3.1.8)
Вероятность безотказной работы схемы БСКЛ за год равна:
0,9886 (3.1.9)
Вероятность отказа схемы БСКЛ за год равна
0,0114 (3.1.10)
Выводы: полученное значение вероятности безотказной работы, близкое к 1, свидетельствует о достаточной надежности схемы БСКЛ.
Похожие статьи
-
Модели расчета прогнозируемой интенсивности отказов распространяются на период постоянства интенсивности отказов во время эксплуатации аппаратуры....
-
Исходные допущения и предпосылки Блок согласования каналов (БСКЛ) предназначен для работы на усилительных пунктах и объединения выходов нескольких...
-
Общие рекомендации по повышению прогнозируемой надежности блока согласования каналов сводятся к следующему: - Для выявления ранних отказов необходимо...
-
Одной из важнейших задач на этапе проектирования является правильный выбор номенклатуры нормируемых показателей надежности. Необоснованный выбор...
-
Алгоритм расчета надежности технических систем на этапе проектирования На этапе проектирования расчет надежности производится с целью прогнозирования...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Расчет надежности технических систем на стадии проектирования (прогнозирующие расчеты)
Результаты анализа особенностей расчетов надежности технических систем на стадии проектирования (прогнозирующих расчетов), полученные в данной работе,...
-
ВВЕДЕНИЕ - Расчет надежности технических систем на стадии проектирования (прогнозирующие расчеты)
Целью данной работы является анализ особенностей расчетов надежности технических систем на стадии проектирования (прогнозирующих расчетов). Актуальность...
-
Расчет производился аналогично п. п. 1 - 2. Результаты сведены в таблицу 2.4 и 2.5. Таблица 2.4. Параметры трубопроводов и оборудования отопления по...
-
Задача светотехнического расчета определить потребляемую мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности. В результате прямого...
-
Предполагается, что в первые полгода работы предприятия объем произведенной продукции составит 992264 шт., в следующие полгода - 1488396 шт., во второй...
-
Защита и сигнализация, Расчет надежности системы - Производство бумаги
В процессе работы сортирирующего гидроразбивателя в котором проиходит сортировка макулатурной массы. Так как по технологическим требованиям процесс...
-
ПРИНЦИПЫ ОПИСАНИЯ НАДЕЖНОСТИ АСУ ТП. ОТКАЗЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ - Надежность систем автоматизации
Автоматизированную систему управления, как и любую сложную систему, целесообразно рассматривать как совокупность элементов с определенной взаимосвязью...
-
Для измерения температуры растворов выбираем термометры сопротивления Pt100 двух типов, отличающихся глубиной монтажной части. На трубопроводах с...
-
В качестве конденсаторов используются конденсаторы воздушного охлаждения. Площадь теплопередающей поверхности конденсатора, м2 F=Qк/k ?cp Где Qк/-...
-
Трудоемкость выполнения стадий конструкторской технической подготовки производства анализатора спектра определена на основе усредненных нормативов...
-
Тепловой расчет и выбор компрессорного оборудования Выбор расчетного рабочего режима холодильной установки Температура кипения, °С To= tв - ( 7...12)°С...
-
Суть подбора пассивных элементов состоит в том что необходимо подобрать резисторы с аналогичными электрическими параметрами и минимальной интенсивностью...
-
Сопротивление якоря горячее. Ом, Где ф= 75°С - перегрев обмоток двигателя относительно начальной температуры (15°С). Коэффициент полезного действия при...
-
В таблице 1.1 приведены варианты начальных условий стрельбы. Таблица 1.1 Параметры Номер варианта Примечания 1 2 3 4 5 Н , км 10 15 20 25 30 V , км/час...
-
Проверочный расчет на износостойкость шарниров цепи - Расчет цепных передач
Расчет выполняется по условию , Где - условное давление в шарнире цепи в предположении нулевого зазора между валиком и втулкой и равномерного...
-
Для выбранного типа транзистора КТ355АМ уточним значение коэффициента запаса усиления по напряжению с помощью формулы , Где IK HAC = (0,3 ... 0,8)- IK...
-
Расчет теплообменных аппаратов, Дефлегматор - Ректификационная установка
Дефлегматор Для конденсации паров, выходящих из ректификационной колонны принимаем дефлегматор водяного охлаждения. Выбирая его тип, определим площадь...
-
Законы распределения случайной величины - Оптимизация стратегии технического обслуживания и ремонта
Результаты оценки вида закона распределения времени безотказной работы, полученные при использовании статистических данных о надежности приборов контроля...
-
Рис. 3.3. Схема замещения фазы асинхронного двигателя Полное сопротивление разветвления: Z R '( S ) = R R '( S ) + j* X R '( S ). Полное сопротивление...
-
Исходные данные Исходными данными для проектирования статического преобразователя электрической энергии являются параметры применяемого асинхронного...
-
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВНУТРИДОМОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ - Проектирование системы газоснабжения
Как указывалось ранее, газопровод проводится пофасадно снаружи дома на уровне между первым и вторым этажом. На вводе газопровода в здание устанавливают...
-
Определение расчетных расходов газа 1. В данном курсовом проекте принимаем пофасадный вариант прокладки газопровода. Это допускается, согласно [6,...
-
Рис. 16.3 Параметры симметричного кронштейна Рассмотрим симметричный кронштейн. Возможны три варианта выполнения его конструкции. В первом варианте...
-
При создании и эксплуатации автоматических систем необхо-димо стремиться обеспечить заданную, а иногда и максимальную надежность системы при...
-
Расчет коэффициента надежности закрепления К - Проектирование станочного приспособления
Так как в производственных условиях могут иметь место отступления от тех условий, применительно к которым рассчитывались по нормативам силы и моменты...
-
Основные передаточные функции исходной САР Найдем главный оператор замкнутой системы: оператор, связывающий главный вход, задающее воздействие, с главным...
-
В качестве электрической схемы генератора тактовых импульсов выберем мультивибраторный вариант его построения на биполярных транзисторах, которые...
-
После описания звеньев системы определяем ее передаточную функцию, которая представляет собой произведение всех ПФ звеньев: (2.10) Подставляем в...
-
В приспособлениях силы трения возникают на поверхностях контакта заготовки с опорными и зажимными элементами. Величина коэффициента трения (зависит от...
-
Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета зажимного усилия Силовой расчет станочных приспособлений можно разбить на следующие этапы:...
-
Тепловые потоки QО = 0, QВ = 0. 1. ГВС I зоны. Расчетный расход воды на летнее ГВС I зоны: Кг/с = 12,31 т/ч 2. ГВС II зоны. Расчетный расход воды на...
-
Расчет освещения сводится к определению размеров окон и их количества, а также к определению количества и типа лампы искусственного освещения. Задачей...
-
Средней наработкой до отказа называется математическое ожидание наработки объекта до первого отказа T1. Вероятностное определение средней наработки до...
-
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ССД - Проектирование системы газоснабжения
Задачей данного расчета является определение диаметров газопроводов для найденных максимальных часов (расчетных) расходов газа, а также гидравлического...
-
Расчет и выбор сечения проводов осветительной сети обеспечивает: - отклонение напряжения у источников света в допустимых пределах; - нагрев проводов не...
ПРОГНОЗНЫЙ РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ПРИМЕРЕ БЛОКА СОГЛАСОВАНИЯ КАНАЛОВ, Расчет прогнозной интенсивности отказов электрической схемы БСКЛ - Расчет надежности технических систем на стадии проектирования (прогнозирующие расчеты)