2.1 Исходные данные для расчета

2. Расчет надежности

2.1 Исходные данные для расчета

Качество работы радиоэлектронного изделия существенно зависит от объекта, на котором оно будет установлено – от климатических особенностей местности, где изделие будет эксплуатироваться и других причин.

В связи с возрастающей сложностью радиоэлектронного оборудования перед конструкторами встала задача создания более надежной и долговечной аппаратуры.

Надежность – это свойство изделия выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации при сохранении значений основных параметров в заранее установленных пределах.

Исходные данные для расчета – перечень компонентов, количество радиоэлементов, температура окружающей среды, фактическое значение параметров, определяющее надежность.

Температура окружающей среды – от -15ºС до +35ºС

Для иностранных радиоэлементов вероятность безотказной работы берем из технической документации и сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – вероятность безотказной работы иностранных ЭРИ

Наименование	Тип	Количество, шт.	Вероятность безотказной работы λ, 1/ч
Транзистор	BF245A		0,1×10^-6
Геркон	Hitano GR		0,5×10^-6
Динамик	КРХ-1209А		0,75×10^-6
Колодка	DG 306-5.0-02P		0,003×10^-6

Для отечественных радиоэлементов параметры, определяющие надежность берем из технической документации и сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2,2 – Исходные данные для расчета надежности

Наименование	Тип	Коли- чество, шт.	Фактическое значение параметра, определяющего надежность	Номинальное (предельное) значение параметра, определяющего надежность
Резистор	МЛТ-0,125		Р=0,125 Вт	РН=0,25 Вт
Конденсатор	КМ-5		Р=16 В	РН=16 В
Диод	1N4148		J=160 мА	JMAX=200 мА
Транзистор	КТ3101		PC=250 Вт	PCмах=250 Вт
КТ209К		PC=200 Вт	PCмах=200 Вт

2.2 Расчет надежности проектируемого изделия

1. Коэффициент нагрузки для резисторов МЛТ-0,125:

К = Р / Р_Н = 0,125/0,25 = 0,5, (2.1)

где Р – фактическая мощность рассеивания, Вт;

Р_Н – номинальная мощность рассеивания, Вт.

2. Коэффициент нагрузки для транзисторов КТ3101 и КТ209К:

К_КТ3101 = Р_С / Р_Сmax = 250/250 = 1, (2.2)

К_КТ209К = Р_С / Р_Сmax = 200/200 = 1,

где Р_С – фактическая мощность рассеивания на коллекторе, Вт;

Р_Сmax – максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе, Вт.

3. Коэффициент нагрузки для диодов 1N4148:

К = I / I_max = 160/200 = 0,8, (2.3)

где I – фактически выпрямленный ток, А;

I_max – максимально допустимый выпрямленный ток, А.

4. Коэффициент нагрузки для конденсаторов КМ-5:

К = U / U_Н = 16/16 = 1, (2.4)

где U – фактическое значение напряжения, приложенного к конденсатору, В;

U_Н – номинальное напряжение конденсатора.

Выбираем коэффициент влияния α в соответствии с коэффициентом нагрузки К:

Резисторы МЛТ: α = 1;

Конденсаторы КМ-5: α = 1;

Диоды 1N4148: α = 0,5;

Транзисторы КТ3101: α = 1,

КТ209К: α = 1.

Выбираем интенсивность отказов радиокомпонентов λ₀:

Резисторы МЛТ-0,125: λ₀ = 0,04×10^-6;

Конденсаторы КМ-5: λ₀ = 0,05×10^-6;

Диоды 1N4148: λ₀ = 0,2×10^-6;

Транзисторы КТ3101: λ₀ = 0,5×10^-6,

КТ209К: λ₀ = 0,5×10^-6;

Пайка: λ₀ = 0,005×10^-6_.

Интенсивность отказов при заданном значении температуры окружающей среды и нагрузки можно найти по формуле:

λ = λ₀ × α × n, (2.5)

где λ₀ - интенсивность отказов радиокомпонентов, 1/н;

α - коэффициент влияния;

n – количество радиокомпонентов.

Рассчитываем интенсивность отказов для каждой группы радиокомпонентов.

Резисторы МЛТ-0,125:

λ = 0,04 × 10^-6 × 1 × 7 = 0,28 × 10^-6 (1/н);

Конденсаторы КМ-5:

λ = 0,05 × 10^-6 × 1 × 5 = 0,25 × 10^-6 (1/н);

Диоды 1N4148:

λ = 0,2 × 10^-6 × 0,5 × 3 = 0,3 × 10^-6 (1/н);

Транзисторы КТ3101:

λ = 0,5 × 10^-6 × 1 × 1 = 0,5 × 10^-6 (1/н);

КТ209К:

λ = 0,5 × 10^-6 × 1 × 1 = 0,5 × 10^-6 (1/н);

Пайка:

λ = 0,005 × 10^-6 × 45 = 0,225 × 10^-6 (1/н);

Интенсивность отказов изделия определяют по формуле:

Λ = ∑ λ = (2.6)

= 0,1×10^-6 +0,5×10^-6 +0,75×10^-6 +0,003×10^-6 +0,28×10^-6 +0,25×10^-6 +0,3×10^-6 +0,5×10^-6 +0,5×10^-6 +0,225×10^-6 = 3,408×10^-6 (1/н),

где ∑ λ – сумма интенсивности отказов всех радиоэлементов.

Рассчитываем среднюю наработку на отказ:

Т_ср. = 1/ Λ = 1/3,408×10^-6 = 293427,23 (час) (2.7)

Вывод: Устройство отработает 293427 часов до отказа.

Дата добавления: 2015-09-30