Файл: Дружинин Г.В. Надежность электрических схем авиационных систем.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 134

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

И н т е р в а л ы в р е м е н и

1

 

 

р а б о т ы ( ч а с ы )

11

Ч и с л о о т к а з а в ш и х

 

н а д а н н о м и н т е р в а ­

 

л е э л е м е н т о в

111

О б щ е е ( н а к о п л е н -

 

н о е д о д а н н о г о и н ­

 

т е р в а л а ) ч и с л о о т к а ­

 

з о в

IV

Ч и с л о э л е м е н т о в ,

 

п р о д о л ж а ю щ и х

 

и с п р а в н о р а б о т а т ь

V

З н а ч е н и я с т а т и с т и -

 

ч е с к о й и н т е н с и в н о -

 

с т и в ы х о д а и з с т р о я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

а б л и u а

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

 

О

О

о

о

о

 

О

О

о

о

о

 

о

о

гг

о

 

о

о

о

о

 

см

со

ю

 

оо

 

оз

 

1C

 

 

I

О

 

 

О

1

 

 

 

о

 

1

о

О

о

 

О

о

о

 

 

о

о

О

о

о

 

о

о

о

о

 

°

 

ю

»—«

см

С с

 

 

ю

ю

г--.

о ,

03

 

20

57

132

72

41

34

 

9

11

8

11

9

10

0

20

87

2И)

291

332

119

128

139

147

158

167

о •

О

СО

 

03

 

 

 

СМ

 

со

см

со

О

ОС

 

00

о

■ s:

 

00

г -

СО

to

со

со

О

оз

 

г—

г -

со

 

00

со

оо

00

00

6

Оз

оз

Оз

03

оз

СЗ

Оз

ОЗ

 

оз

СУЗ

03

см

 

 

 

 

 

 

со

СО

со

го

«О

со

СО

со

о со

 

со

со

 

«О

со

со

со со

 

О о

о

О о

о

 

О О

о

о

«г

о

 

 

 

 

 

*■“'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

с

О

 

00

 

СМ

г -

о

t—

ю

 

со

Оз

 

«о

со

СМ

 

CN

см

см

см

см"

см

ПРИМЕР И. Имеются приведенные в табл. 1.3 статистические данные об отказах трех групп одинаковых устройств.

Устройства разделены на группы по числу наработанных часов:

I

группа —

550 час.

II

группа —

400 час.

III

группа

—200 час.

В

каждой группепо 100 устройств. Построить Л-характеристику

рассматриваемого устройства.

Вычисления по формуле (1.25) сведены в табл. 1.4.

18


Интервалы времени

работы (часы)

Число

устройств, время

1 группа

устройств

исправной

работы которых

II

группа

закончилось на данном нн-

устройств

гервале

 

 

III

группа

 

 

устройств

 

 

 

 

 

о

О

 

О

-057 5

75—100

ю

 

CN

 

ю

 

ю

 

 

7

CN

1

 

 

1

 

ю

 

 

о

4

 

8

6

3

5

6

 

9

5

4

5

5

1 8

7

5

6

150-200

Т а б л и ц а

1.3

200-25)

 

-250300

300—400

тг

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

ю

 

 

 

 

 

ю

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

о

4

I

 

9

; 3

5

3

3

 

2

1

 

 

, 4

 

 

 

 

 

1

 

3

 

i

~

I

 

 

 

 

 

Таблица 1.4

 

 

1

 

I группа

 

 

 

 

II

группа

 

1 ш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ группа

Mi

0 -2 5

2 5 -5 0 5 0 - 7 5

7 5 -

 

10 0 -

15 0 -

2 0 0 -

2 5 0 -

3 0 0 -

400

&Hi

15

25

18

100

150

200

250

300

400

550

12

 

16

10

4

 

3

7

5

« - S

м н

0

15

40

58

 

70

86

62

 

66

69

36

N

- n

3 0 0

285

2 6 0

242

 

230

214

138

 

134

131

64

 

 

СО

СО

СО

СО

 

СО

тГ

 

 

■4“

«■Г

к*

|

 

 

 

 

 

1

1

'

1

1

1

О

О

О

О

О

О

О

О

О

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

lO

о

О

 

1 ■4*

СО

сс

 

ю

со

СМ

 

 

СО

СЧ

СЧ

 

!

СП

to

 

V*

i d

i d

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Построенная по данным табл. 1.4 Л-характеристика рассматри­ ваемого устройства изображена на рис. 1.6.

А , f/vee

f»**-

Оо

so

по

iso

гм iso >оо ш

*ео oso

то

t, *«*

 

 

Р и с .

1.6.

А-характеристика для примера

II.

 

2*

19

 



§ 1.4. РЕШЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО X- И Л-ХАРАКТЕРИСТИКАМ

Тот факт, что Л -характеристика получается простым суммиро­ ванием ординат X-характеристик, открывает большие возможности для исследования элементов и систем по графикам интенсивности выхода из строя. Уже вид X-характеристики позволяет судить о характере отказов и способах их предупреждения. На рис. 1.7 пока­ зана одна из типичных X-характеристик. Изменение интенсивности выхода из строя элемента в зависимости от времени (числа циклов) работы элемента можно разбить па три периода.

Первый период — «детство» элемента. В этот период происхо­ дит значительное количество повреждений. Отказы в основном про­ исходят по производственным причинам. Отказывают наиболее сла­ бые элементы со скрытыми дефектами, проявляются дефекты за счет плохой пайки, регулировки и т. п.

Второй период — «зрелость» элемента. Количество отказов уменьшается, повреждения в основном носят случайный характер.

Третий период — «старость» элемента. Интенсивность выхода из строя все время растет за счет износа, и дальнейшая эксплуатация аппаратуры без смены элементов становится нерациональной. Для многих устройств с кратковременными и редкими циклами работы этот период никогда не достигается, гак как они устаревают раньше, чем успевают износиться. Время работы авиационных устройств обычно не превышает периода Т на рис. 1.7.

В период «зрелости» элемента интенсивность выхода из строя является наиболее низкой. Поэтому часто желательно сократить первый период («детство» элемента) тренировкой аппаратуры на заводе, понимая под ней предварительную, перед началом эксплуа­ тации, работу аппаратуры в условиях, близких к эксплуатационным. В период тренировки должны выявиться все дефекты по производ­ ственным причинам, поэтому время тренировки должно совпадать с первым периодом рис. 1.7, чтобы эксплуатация началась с точки Ь.

Вопрос о том, когда выгодно тренировать отдельные элементы и когда систему в целом, будет рассмотрен ниже.

Наклон кривой на участке а b (рис. 1.7) может в некоторой мере служить показателем технической культуры производства. Чем

20

выше качеств'о изготовления и проверки элементов, тем более одно­ родной будет продукция и тем быстрее падает интенсивность выхода из строя по производственным причинам. При ухудшении качества изготовления и производственного контроля X -характеристика на участке а b становится более пологой, первый период растяги­ вается и переход ко второму периоду стирается. Предварительная тренировка элементов часто становится нерациональной.

Следует отметить, что /. -характеристики не всегда имеют вид, показанный па рис. 1.7, а могут быть весьма разнообразными, ибо отдельные составные части элементов имеют различную механиче­ скую и электрическую прочность. «Горбы» на X-характеристике могут появляться в различные периоды срока службы элемента. Например, X-характеристика может иметь вид рис. 1.8. Появление

Р и с . 1.8. Одна из возможных X-характеристик.

таких «горбов» указывает на необходимость тщательной проверки

конструкции,

материалов

и технологии

изготовления

элементов

с целью выяснения

причин, вызывающих такое резкое увеличение

интенсивности

выхода

из строя

период t\ — П на рис.

1.8).

Так

как

A (t)

получается

простым

суммированием

ординат

/--характеристик, то

надежность систем

удобно исследовать по их

А-характеристикам. Так как «гор­

 

 

 

бы» на начальном участке X-харак­

 

 

 

теристик элементов разного назна­

 

 

 

чения и устройства

сдвинуты

по

 

 

 

времени,

то

зависимости

А (t)

 

 

 

могут иметь самый различный вид.

 

 

 

На практике встречаются X-харак­

 

 

 

теристики

с двумя,

тремя

макси­

 

 

 

мумами и т. д. Процесс образова­

 

 

 

ния A-характеристики с двумя мак­

 

 

 

симумами иллюстрирует рис. 1.9.

 

 

 

Такая A-характеристика получает­

 

 

 

ся потому, что система состоит из

Р п с.

1.9. А-характеристика с двумя

двух групп элементов с X-характе­

 

максимумами.

 

ристиками вида X, (t)

и Ха (t).

 

 

 

 

Графиками l [t )

и

A (f) удобно пользоваться н при конструиро­

вании систем. Процесс конструирования связан с составлением раз­ личных вариантов систем и их сравнением между собой в отноше­ нии удовлетворения техническим условиям, в том числе ц по надеж-

21


пости. Конструктор, имея л -характеристики (Применяемых в системе элементов, может просто и наглядно проверить соответствие надеж­ ности вариантов систем заданным условиям и в случае необходи­ мости подобрать элементы с соответствующими X-характеристиками.

В технических условиях на разрабатываемую аппаратуру жела­ тельно задавать предельную интенсивность выхода из строя Акр или график Якр(£), ибо задание нижней границы надежности Р кр в тече­

ние времени /

не ограничивает сгущений

возможных

отказов

в течение

этого

периода времени

работы.

Если

задается

гра­

фик P Kp{t),

то всегда можно найти по формуле

(1.11) или формуле

(1.14) критическую интенсивность выхода из строя

системы Лкр(Н),

которая соответствует Р кр (t). Если

нанести

на

график

A (t)

кри­

вую ЛкрН),

ограничивающую область допустимых значений интен­

сивности выхода из строя, то можно проверить, удовлетворяют ли заданным требованиям А -характеристики вариантов системы, т. е. не пересекаются ли они с кривой Акр (ф). Для иллюстрации этого положения можно привести следующий пример. Пусть надо спроек­ тировать систему кратковременного действия, которая в течение интервала времени (О, С) проверяется и испытывается, а в интер­ вале {t\, t2) должна эксплуатироваться, имея интенсивность выхода из строя не выше Лкр. Область, в которую не должны попадать ^•-характеристики вариантов системы, на рис. 1.10 заштрихована. Очевидно, что на рис. 1.10 кривые I, III удовлетворяют заданным условиям, а кривая II — нет.

При синтезе систем из условия надежности следует учитывать два обстоятельства:

1. Системы, предназначенные для длительной работы без трени­ ровки, иногда желательно составлять из разнородных элементов. Это

 

 

объясняется тем, что кривые Х(t )

 

 

почти всегда имеют на начальном

 

 

участке

«горб».

При

сложении

 

 

^-характеристик однородных элемен­

 

 

тов может случиться, что

интенсив­

 

 

ность выхода из строя системы будет

 

 

в какой-то период

времени

больше

 

 

критической, т. е. система будет рабо­

 

 

тать

ненадежно (период

11 — /2 на

 

 

рис. 1.11,а). Системы, составленные

Р и с.

1.(0. Запретная область

из

разнородных

элементов,

будут

иметь более

равномерные Л -харак­

для Л -характеристики.

теристики-,

что

иллюстрирует

2.

 

рис.

1.11,6.

 

 

 

 

Системы, предназначенные для

работы с применением пред­

варительной тренировки, выгодно составлять из однородных элемен­ тов. Это видно из сравнепияЛ -характеристик на рис. 1.11,а, б. Для рис. 1.11,а тренировка системы, т. е. перенесение начала эксплуата­

ции

в точку /з, значительно повысит надежность работы.

Для

рис.

1.11,6 тренировка системы уже менее эффективна, ибо

отсут­

ствует резко выраженный максимум на начальном участке А-харак-