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
|
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 |
|
(О |
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 |
|
«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 |
*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 |
(в |
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-