0.000Г

0,00111

0.01

0,05

0,3 OA 0.5 0,0 0,1

0.8 0,85 0,9 0,925 0,95 0,90 0.91 0,96 0.9S5 0,99 0,992 CJSi - ч 0.S95 0.99? 0.993

10 9 6 7

. 1,5

0,9 . 0,6

0,6 0,5

0.3 0,25 0.2 0,15

0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0.0U 0,03* 0,025 * 0,02

0,015

0,0085

Рис. 30-32. Номограмма для определения вероятности безотказной работы.

работать в течение 7 ч в сутки, т. е. - =

- --: =0,043. По номограмме рис. 30-32 на-163

ходим р(г=7 ч) =0,955.

Учет постепе н.н ы х отказов. В ряде случаев требуется определить надежность аппаратуры (узла) с учетом по-50-1248

степенных отказов. Е.сли имеются даииые значений средней наработки до отказа элементов по постепенным отказам, полученные в результате специальных испытаний (исключаются внезапные отказы), то вероятность безотказной работы группы N независимых, последовательно соединенных элементов с учетом формулы (30-47) равна:

Роп (0 -

(30-137)

где Г0п£- средняя наработка до отказа i-ro элемента по постепенным отказам;

О/- среднеквадратическое отклонение времени безотказной работы i-ro элемента.

Пример. Требуется определить вероятность безотказной работы в течение 1 000 ч усилителя низкой частоты (рис. 30-33), если значения Топ г и Ог элементов составляют: Гоп(л) = 20000 ч (стл=4000 ч); ТГ

°п(К>

Сп =30 000 ч\; Т

= 25 000 ,); Топ(С) = Гоп(Сэ) ,оп(Ск) =200 000 ч

80 000 ч (Ь-д =

60 000 ч\.

009 0,00В ч- 0,007 4- 0,006

ом о.ооч

0,003 0,0025

Подставляя эти значения в формулу (30-137), получаем:

pon (t = 1 000 ч) =

1 000 - 20 000 11

0t0015

-4 0,001 - С 0,0009 ч 0,0008

1 2

1 - Ф

1- Ф

V 2 -30 000 /. 1 000 - 80 000 V

УТ-25000 / / 1 000 - 200 000 \

\ V 2 -60 000 / = 0,979.

Получили высокую надежность данного усилителя по постепенным отказам. Сравним значение роп(0 с надежностью усилителя по внезапным отказам, учитывая, что в усилителе применены резисторы типа МЛТ (Re, R&, R), типа ВС (RK) и конденсаторы типа КБГ. Используя данные табл. 3-8, а также формулу (30-136), получаем:

го= 1 \

° 5-Ю-5-f- 3-0,15-Ю-3-Ь0,35-10-5+

~-+3.0,16-10-5 =8= 1590°Ч-

При выборе величины Ял учитывалась ее недостаточно высокая надежность.

По номограмме рис. 30-32 находим значение вероятности безотказной работы усилителя по внезапным отказам за 1 ООО ч;

Ро (t = 1 ООО ч) = е

1 ООО 15 900

:0 930.

В большинстве случаев можно полагать, что внезапные и постепенные отказы независимы друг от друга. При этом надежность аппаратуры (узла) с учетом внезапных и постепенных отказов может быть получена с помощью формулы

P(t) = Pou(t)po(t). (30-138) В большом числе случаев при расчете узлов РЭА выполняется условие рш (t) > >Po(t). Поэтому обычно приближенный расчет надежности завершается учетом внезапных отказов. Это пренебрежение постепенными отказами имеет и некоторое физическое обоснование: постепенные отказы можно предупреждать в процессе выполнения профилактических мероприятий.

Если же производится расчет надежности аппаратуры, которая в течение длительного времени работает без инструментальных проверок работоспособности (например, аппаратура широкого потребления), то учет постепенных отказов может внести существенное уточнение результатов. Однако в настоящее время имеются весьма ограниченные данные для расчета надежности с учетом постепенных отказов.

Рис. 30-33. Схема усилителя низкой частоты .с реостатной связью.

Учет электрического и температурного режимов работы элементов. Если при расчете надежности аппаратуры известны зависимости интенсивности отказов (параметра потока отказов) элементов от коэффициента электрической нагрузки и окружающей температуры, то следует учесть эти зависимости. Примеры таких зависимостей приведены на рис. 30-8-30-12. Определяя по подобным графикам реальное значение интенсивности отказов, можно получить более точные значения показателей надежности.

Наконец, иногда известны соотношения, позволяющие в зависимости от электрической нагрузки и температуры окружаю-

щей среды расчетным путем найти значения интенсивности отказов (примеры таких соотношений даны в § 30-6).

Пример. Определить интенсивность отказов резистора jRc (рис. 30-33), имеющего номинальную мощность рассеяния /?ном = = 0,12 вт, если температура окружающей среды за счет выделения тепла лампой усилителя составляет 80° С.

В типовых схемах усилителей низкой частоты, какой является данная схема, напряжение на резисторе jRc составляет около 50 е. Рассеиваемая мощность

2 500 0,5-106

= 0,005 em,

а коэффициент нагрузки pR 0,005

Рном

0,12

:0,04.

В данном случае элемент фактически не загружен. Воспользуемся графиком на рис. 30-9, б, имеющим нижнюю кривую для случая, когда коэффициент нагрузки близок к нулю. Для наших условий Л/j <0,1 10~5 1/ч,

в то время как при расчете надежности усилителя было выбрано усредненное значение =0,15- Ю-5 1/ч, что привело к занижению надежности рассчитываемого узла. Правда, могут быть и другие случаи, когда реальное значение интенсивности отказов оказывается более высоким, чем усредненное.

Приближенный расчет показателей восстанавливаемости

Пусть имеется аппаратура, состоящая из N независимых элементов (узлов, блоков). Предположим, что вероятность одновременного отказа двух и более элементов является вероятностью высшего порядка малости по сравнению с вероятностью отказа одного элемента. Вероятность безотказной работы -го элемента (узла, блока) обозначим через pit вероятность отказа - через <74.

Если известны средние значения времени восстановления элементов (узлов, блоков) ГЕг, то, рассматривая эти значения как возможные значения дискретной случайной величины, можно найти среднее время восстановления Тв аппаратуры:

.V N

ТЕ = 2 TeiQl П Pi-

Часто в случае приближенных расчетов

можно положить П Pi я 1 Тогда /=1

, Ты Qi =

NiAiTz (30-139)

Таблица 30-11

Л0бщ

где Ni - число однотипных элементов i-й группы;

Ai - параметр потока отказов (интенсивность отказов) элементов 1-й группы; . Лобщ - суммарное значение параметра потока отказов аппаратуры (узла);

п - число групп элементов в аппаратуре.

В табл. 30-10 приведены усредненные значения времени, затрачиваемого на восстановление РЭА. Следует иметь в виду, что эти данные получены при эксплуатации аппаратуры, не имеющей устройств автоматического контроля работоспособности [Л. 12].

Таблица 30-10

Затраты времени на восстановление работоспособности

(замену) элементов

радиоэлектронной аппаратуры

Наименование элементов

Электровакуумные приборы

Полупроводниковые приборы .........

Резисторы.......

Конденсаторы .....

Катушки индуктивности . .

Трансформаторы . . . .

Реле..........

Переключатели.....

Сельсины...... .

Электродвигатели . . . .

Кварцы........

Индикаторные лампы . . .

Колебательные контуры . .

Предохранители ......

Прочие детали (ламповые панели, клеммы, разъемы и др.) ....... .

Затраты времени, ч

0,225-0,956

0,300-0,300-0,400-0,500-0,670-0,700-0,250-0,500-1,250-0,175-0,030-0,650-0,025-

-1,550

-1,275

-1,700

-2,125

-2,848

-2,975

-1,063

-2,550

-5,313

-0,744

-0,128

-2,763

-0,106

0,575-3,188

Примечание. Минимальные значения времени, затрачиваемого на восстановление работоспособности, относятся к аппаратуре, в которой обеспечен легкий доступ к узлам и элементам; максимальные - к аппаратуре, которая плохо приспособлена к проведению ремонтных работ (для замены того илн иного элемента приходится производить демонтаж соседних блоков, узлов и т. д.).

Указанные в таблице затраты времени включают то время, которое необходимо для отыскания отказавшего элемента, его заме-

иы (настройки, регулировки) и последующей проверки работоспособности.

Вернемся к примеру расчета надежности диспетчерской радиолокационной станции. Для расчета значений qt воспользуемся табл. 30-9, а для определения усредненных значений TBi - табл. 30-10. Полученные данные сведем в табл. 30-11.

В данном случае среднее время восстановления радиолокационной станции равно Тв =0,711 ч. Применение устройств автоматического контроля работоспособности позволяет сократить время на восстановление аппаратуры в 2 раза и более [Л. 12].

В связи с тем, что не каждое восстановление связано с необходимостью замены элементов н, наоборот, часто при одном восстановлении аппаратуры (узла)- приходится заменять не один, а несколько элементов, то вместо формулы (30-139) иногда используется другая:

i-общ

y£inlaitb

(30-140)

:зам-коэффициент одновременности замены элементов, равный среднему числу заменяемых элементов при одном восстановлении аппаратуры (узла). Значение коэффициента одновременности замены для различных типов аппаратуры, а также условий эксплуатации колеблется в пределах 2,2-2,4 [Л. 12].

При ремонте аппаратуры без замены элементов, когда параметры аппаратуры восстанавливаются с помощью регулировки узлов или устранения повреждений (например, пайка нарушенных электрических соединений), расход времени примерно такой же, как и при замене элементов.

Методика полного расчета надежности

В простейшей модели расчета надежности все элементы соединены последовательно, считаются независимыми, отказ лю-