Расчет надежности блока

Надежность –- это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени.

Количественно надежность характеризуется вероятностью безотказной работы (ВБР) в течении определенного времени работы и среднего времени наработки на отказ. (В задании Т₀ ³ 20000 часов).

Задачей расчета является определение показателей надежности, выявление самых надежных элементов и установление соответствующего уровня надежности данного прибора требованиям ТЗ.

При расчёте приняты следующие допущения:

– интенсивность отказов элементов – величина постоянная и не зависит от времени;

– отказ любого элемента приводит к отказу всего изделия;

– отказы являются случайными и не зависимыми.

Эти допущения означают, что справедлив экспоненциальный закон распределения ВБР:

, (5.31)

где t_p = 8 часов (одна смена);

, (5.32)

где l – интенсивность отказов всех элементов схемы:

l_Pi – реальная интенсивность отказов РЭ;

n – общее количество типов элементов.

При расчете l_{P i} i-го компонента с учетом условия его эксплуатации следует пользоваться формулой:

(5.33)

где l_iН – интенсивность отказов элемента в номинальном режиме ([11], Табл. П.5, П.6);

K_l1 – коэффициент, учитывающий суммарное воздействие вибраций и ударных нагрузок ([11]);

K_l2 – коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды;

K_l3 - коэффициент, учитывающий атмосферное давление ([11]);

ai – поправочный коэффициент ([11]). Данные заносим в таблицу 5.5.

Таблица 5.5 Расчет интенсивности отказов

Наименование элемента	N, шт..	1/ч	Kl1	Kl2	Kl3	ai	1/ч
Конденсаторы
К50-35		0,035	1,46	2,0	1,0	0,65	0,266
К10-17-2б		0,15	1,46	2,0	1,0	0,8	6,307
Микросхемы
MAX3222CPN		0,01	1,44	2,0	1,0		0,029
MAX1483CPA		0,01	1,44	2,0	1,0		0,029
TIL192		0,01	1,44	2,0	1,0		0,029
КР142ЕН5A		0,52	1,41	2,0	1,0		2,933
К561		0,01	1,44	2,0	1,0		0,087
Резисторы
С2-33-0,125		0,02	1,37	2,0	1,0	0,58	0,509
С2-33-0,5		0,02	1,37	2,0	1,0	0,58	0,064
Диоды
КД521А		0,045	1,3	2,0	1,0	0,8	0,094
КЦ407А		0,03	1,2	2,0	1,0	0,8	0,115
КД522Б		0,045	1,3	2,0	1,0	0,8	0,374
Транзисторы
КТ315Б		0,72	1,41	2,0	1,0	0,5	3,045
Соединитель
ВН10		0,01	1,46	2,0	1,0		0,029
Дроссели
ДМ-0,1		0,08	1,46	2,0	1,0		0,467
Переключатели
ВДМ1-2		0,2	1,46	2,0	1,0		1,168
Трансформатор
Т1		8,2	1,46	2,0	1,0		23,944
	39,489

После проведения подсчетов получаем:

Согласно формулы (5.31) определяют вероятность безотказной работы

Определяют среднее время наработки на отказ:

(5.34)

Согласно формулы (5.34) получают:

Время наработки на отказ (25323,5>20000), следовательно, задание по обеспечению требуемой надежности выполнено.

8 Разработка технологии изготовления блока усилилителя мощности звуковой частоты «Январь 2:1»

Комплект конструкторской документации служит основой для поэтапной подготовки и последующего производства разработанного устройства в цехе или на специализированном участке. Задачи, решаемые при технологической подготовке производства, заключаются в следующем [7]:

- организация и управление технологической подготовкой производства;

- обеспечение технологичности конструкции изделия;

- разработка технологических процессов изготовления;

- проектирование и изготовления средств технического оснащения.

8.1 Выбор типа и организационной формы производства

Тип производства выбираем в соответствии с ГОСТ 14.004-83, согласно которому в зависимости от номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска применительно к одному и тому же предприятию различают несколько типов производства: единичное, серийное, массовое.

Для единичного производства характерна широкая номенклатура и малый объем выпуска изделий, изготовление которых не повторяется.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями в течение определенного промежутка календарного времени и сравнительно большим объемом выпуска.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного времени.

По заданию программа выпуска изделия составляет 3000 штук в год при односменной работе и восьмичасовом рабочем дне. Исходя из этого выбираем мелкосерийное производство изделий.

Для мелкосерийного производства определяется размер партии одновременно запускаемых в производство изделий:

где N_Г – годовая программа выпуска;

f – норма запаса комплектующих изделий в днях;

F – число рабочих дней в году;

Н_n – надежность производства.

Организационная форма производства выбирается в зависимости от объема изготовления изделий, трудоемкости сборочных процессов и от сложности конструкции собираемого узла или изделия.

Различают две основные формы производства: поточную и непоточную.

Поточная сборка выполняется в условиях серийного и массового производства и характеризуется дифференциацией сборочного процесса на отдельные операции, синхронизируемые по времени. Каждая операция выполняется на специальном рабочем месте.

Непоточная сборка (сборка по принципу концентрации операций) применяется в условиях единичного и мелкосерийного производства. Выполняется на одном рабочем месте при неподвижном собираемом изделии, к которому подаются все необходимые детали или узлы.

Для выбранного выше типа производства наиболее целесообразно применение непоточную форму сборки.

В результате анализа нескольких типов и организационных форм производства выбираем мелкосерийный тип производства и непоточную форму сборки.

3 Оценка технологичности конструкции

При проектировании устройств обязательно проводят отработку конструкции изделия на технологичность.

Технологичность – это обобщенная характеристика конструкции, влияющая на себестоимость и качество изделия. Под технологичностью подразумевается степень соответствия конструкции изделия определенным производственным и

технологическим требованиям, обеспечивающим возможность применения высокопроизводительных методов и рационального использования оборудования, при минимальных затратах рабочей силы на изготовление заданного объема выпуска изделий, ремонт и технологическое обслуживание.

Технологичность – понятие относительное, так как о степени технологичности можно судить только на основе сравнения различных типов производства, рассмотренных при определенных производственно-технологических условиях (наличие оборудования, рабочей силы и т.д.).

Технологичность оценивают качественными и количественными показателями.

Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно. Она необходима на начальных стадиях проектирования. Количественно технологичность конструкции оценивается системой показателей, которая включает базовые или исходные показатели. Их состав, оптимальное значение и предельное отклонение определяется ОСТами на основе ранее созданных конструкций.

3.1 Качественная оценка технологичности конструкции.

Показатели этой оценки характеризуют технологичность конструкции на начальной стадии проектирования при выборе материалов, элементов, компонентов конструкции и технологии изготовления.

Обобщенные характеристики данной конструкции:

- отсутствие дефицитных и драгоценных материалов;

- применение минимального количества марок и типоразмеров материалов;

- конструкция не имеет деталей с высокими классами точности и чистоты обработки поверхности;

- использование заготовок, требующих минимальной обработки для получения нужных деталей;

- при изготовлении используются типовые технологические процессы;

- сборочные операции осуществляются вручную;

- при сборке изделия не требуется высококвалифицированная рабочая сила;

- специальная технологическая оснастка не требуется.

Таким образом, после рассмотрения выявленных особенностей, можно сделать вывод, что данная конструкция достаточно технологична.

3.2 Количественная оценка технологичности конструкции

Количественная оценка технологичности конструкции изделия ведётся конструкторскими и производственными показателями, численные значения которых характеризует степень удовлетворения требованиям к технологичности конструкции и осуществляется системой численных показателей.

3.2.1 Определение конструкторских показателей технологичности

Коэффициент повторяемости компонентов и МСБ

где – количество типоразмеров компонентов и МСБ;

– общее количество компонентов, микросхем и МСБ.

Коэффициент стандартизации конструкции

,

где – количество оригинальных (нестандартных) ЭРЭ (в том числе

и МСБ).

N – общее количество ЭРЭ, МС, МСБ и конструктивных элементов.

Коэффициент использования площади коммутационной платы

,

где – площадь, занимаемая элементами, компонентами, контактными площадками и соединительными проводниками;

– площадь коммутационной платы.

.

Коэффициент унификации конструкции

где – число наименований микросхем, МСБ,ЭРЭ и конструктивных элементов по спецификации.

N – общее количество ЭРЭ, МС, МСБ и конструктивных элементов.

Дата добавления: 2015-07-26