Файл: Липчин Ц.Н. Надежность самолетных навигационно-вычислительных устройств.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.07.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 0

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

1. Расчетная наработка на отказ электрической схе­ мы устройства составляет 213 ч.

2. Режимы работы (электрический и температурный) большинства элементов электрической схемы соответст­ вуют рекомендуемым, однако для некоторых элементов они значительно превышают допустимые. Как следует из табл. 4. 11, такие элементы составляют 1,6% от обще­ го количества (294) элементов электрической схемы.

3. Наибольшее влияние на надежность электрической схемы изделия оказывают блоки БК и ДВС, имеющие знанительно меньшую по сравнению с остальными блока­ ми наработку на отказ (см. табл. 4.22). Удельный вес интенсивности отказов этих блоков от общей интенсив­ ности отказов устройства равен соответственно 65 и 21 % (табл. 4.23), что в итоге составляет 86% от суммарной интенсивности отказов всей электрической схемы изде­ лия, что объясняется повышенной сложностью указанных блоков (см. табл. 4. 6 и 4. 7).

4.Суммарная интенсивность отказов электромехани­ ческих (электродвигатели, сельсины, реле, потенциомет­ ры, трансформаторы и дроссели) и радиоэлектронных (полупроводниковые диоды, резисторы, потенциометры) элементов электрической схемы составляет соответствен­ но 62,3 и 37,7% (см. табл. 4. 13) от интенсивности отка­ зов всех элементов электрической схемы, принятой за 100%.

5.Наибольший удельный вес в суммарной интенсив­

ности отказов электрической

схемы

(см. табл. 4. 13 и

рис. 4.6) имеют резисторы — 48,6%

С р =

973,6 ч), ком­

мутирующие элементы— 17,0% (7, с р = 8547

ч) и полупро­

водниковые диоды—16,6%

(7'Ср = 2617,8 ч).

Проведенный расчет показателей надежности элект­ рической схемы, а также анализ отказов в процессе ис­ пытаний и эксплуатации позіволяют наметить основные направления по повышению уровня надежности устрой­ ства:

1) упрощение схемы в направлении уменьшения чис­ ла комплектующих элементов;

2)замена комплектующих элементов взаимозаменяе­ мыми по техническим параметрам элементами повышен­ ной надежности;

3)улучшение режимов (электрического и темпера­ турного) работы комплектующих элементов;

4)резервирование блоков, узлов и элементов.

127


Реализация первых двух направлений позволяет су­ щественно повысить надежность устройства, но связана

со

значительной переработкой

электрической

схемы,

что

ограничено

возможностями

и условиями

произ­

водства.

 

 

 

 

Поскольку

удельный вес суммарной интенсивности

отказов электромеханических элементов почти в 2 раза выше суммарной интенсивности отказов радиоэлектрон­ ных элементов (соответственно 62,3 и 37,7%), то при из­ менении электрической схемы основное внимание долж­ но уделяться электромеханическим элементам, в первую очередь замене электродвигателей и потенциометров. В группе радиоэлектронных элементов резисторы и полу­ проводниковые приборы заменяются взаимозаменяемы­ ми по техническим параметрам элементами повышенной надежности.

В связи с тем, что коэффициент нагрузки большинст­ ва элементов незначителен, повысить надежность изде­ лия от реализации третьего направления можно главным образом за счет нормализации режимов работы элемен­ тов, коэффициенты нагрузки которых превышают реко­ мендуемые.

Возможности реализации четвертого направления следует считать весьма ограниченными, так как резер­ вирование блоков приведет к увеличению габаритов, веса и стоимости устройства. Поэтому резервирование может быть применено главным образом для полупроводниковых диодов, реле, трансформаторов и дросселей, суммарный удельный вес которых в интенсивности отказов всей элек­ трической схемы составляет около 20%.

Таким образом, возможности улучшения параметров электрической схемы устройства в условиях серийного производства весьма ограничены.

Значительная часть отказов вызывается производст­ венно-технологическими причинами, разрегулировкой, а также отказами покупных узлов и элементов. Количество этих отказов может быііь уменьшено улучшением качест­ ва сборки, пайки и монтажа изделий, повышением уров­ ня механизации и автоматизации монтажно-сборочных работ.

Однако эффективность перечисленных мероприятий трудно оценить количественно, она может быть выявлена только в процессе эксплуатации после получения статис­ тических данных об отказах изделий.

128


Количество отказов покупных узлов и элементов мо­ жет быть снижено путем увеличения объема входного контроля и улучшения его качества, а также предвари­ тельной тренировкой этих элементов.

Значительные резервы повышения надежности изде­ лия заключаются также в рациональной научно обосно­ ванной организации их эксплуатации, что предполагает разработку и внедрение в эксплуатацию комплекса ме­ роприятий, к числу которых относятся обеспечение пла­ ново-предупредительного ремонта и технически обосно­ ванного ЗИПа .

По кинематической схеме, как показывает расчет, уровень надежности HB в значительной мере определя­ ется надежностью его зубчатых передач.

Анализ конструкции зубчатых передач изделий пока­ зывает, что они выполняют аналогичные функции, свя­ занные в основном с передачей движения от исполнитель­ ного двигателя к выходному звену кинематической цепи. При этом режим работы зубчатых передач примерно оди­ наков, однако их надежность, характеризуемая наработ­ кой на отказ, колеблется от 1040 до 62 000 ч.

Значительный разброс в уровне надежности зубчатых передач объясняется их конструктивными недоработка­ ми, связанными прежде всего с тем, что при проектиро­ вании мелкомодульных редукторов конструктор не всег­ да знаком с влиянием отдельных конструктивных пара­ метров на их надежность и не имеет достаточной инфор­ мации о процессах износа зубчатых передач.

Представляется возможным сделать следующие ре­ комендации по повышению уровня надежности зубчатых передач:

выбирать при проектировании зубчатой передачи минимально возможную величину модуля (m) колеса;

обеспечить минимально возможное число зѵбьев

ведущего колеса (21) первой зубчатой пары;

— коэффициент ау материала колес первой зубчатой пары должен иметь минимальное значение.

Расчет основных показателей надежности HB с учетом рекомендаций по их повышению

а ) Расчет основных показателей надежности электри­ ческой схемы. К ч и с л у р е к о м е н д а ц и й , к о т о р ы е ц е л е с о о б ­ р а з н о р е а л и з о в а т ь , с л е д у е т о т н е с т и н о р м а л и з а ц и ю р е ж и - 4* 2912 129

мов работы элементов, снижение коэффициентов элект­ рической нагрузки, превышающих допустимые значения,

и резервирование некоторых элементов.

 

Снижение коэффициентов

электрической

нагрузки.

Коэффициенты нагрузки превышают рекомендуемые зна­ чения івсего у пяти элементов изделия (см. табл. 4. 11).

Как показывает анализ графических зависимостей относительного коэффициента интенсивности отказов эле­ ментов от коэффициента нагрузки, коэффициент интен­ сивности отказов снижается почти пропорционально сни­ жению коэффициента электрической нагрузки. Поэтому если осуществить двухкратное снижение коэффициента нагрузки всех пяти элементов, то, как показал расчет, это приведет к снижению интенсивности отказов элект­

рической схемы на ничтожно малую величину,

которую

можно не учитывать.

 

 

 

 

 

 

 

Резервирование

некоторых

элементов,

в частности, ре­

ле,

полупроводниковых

диодов,

трансформаторов

и дрос­

селей.

Эквивалентное

значение

интенсивности

отказов

элемента с k

параллельно

включенными

элементами в

і-ы промежутке времени,

определяемом

соотношением

Хі<Хн<хі+и

 

может быть найдено по формуле

 

где

Я, — интенсивность отказов элемента без резервиоо-

 

 

 

вания;

 

 

 

 

 

 

 

 

lui

— значение аппроксимирующего параметра при k

 

 

 

параллельно

включенных элементах.

 

 

Значение |м при &=2, найденное по таблице

интен­

сивности

отказов,

составляет

%ц =0,006 в интервале

0,00—0,01,

что

соответствует

интервалу

времени

 

 

 

, т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

для

реле

0 ч

^ — =0 - ^ - 210 ч;

 

 

 

 

 

F

4,7-10-6

 

 

 

 

 

 

для трансформаторов и дросселей

 

 

 

 

 

 

0-:-

° ' 0 1

= 0 +

188 ч;

 

 

 

 

 

 

 

5,3-10-6

 

 

 

 

 

пля полупроводниковых диодов

 

 

 

 

 

 

0 - ь

° ' 0 1

= 0 +

102 ч.

 

 

 

 

 

 

 

9,8-10-6

 

 

 

 

 

130


При этом ошибка аппроксимации не превышает

д 2 і = -f. (0-ч-0(00004).

Таким образом, резервирование указанных элементов позволяет снизить интенсивность отказов электрической схемы до АЛ =(1—0,06) (62,8^-381,9+16) 10-6 =428,12Х X 10-«[1/ч], т. е. на 2,58 • ІО-^І/ч].

При этом суммарная интенсивность отказов электри­ ческой схемы составит

Лэ = ( 4 е 94 — 2,58) Ю - 6 = 4691 • 10~6 1/ч, а наработка на отказ

Тср=

1-

= 213,13 ч.

р4691,42-10-6

Как видно, при резервировании указанных выше электрических элементов наработка на отказ увеличива­ ется незначительно.

б) Расчет основных показателей надежности зубча­ тых передач- Результаты расчета количественных харак­ теристик надежности зубчатых передач для отдельных узлов и блоков изделий (с учетом внезапных отказов механических элементов) как для существующего вари­ анта конструкции, так и с учетом реализации предлагае­ мых рекомендаций приведены в табл. 4. 24. При этом наработка на отказы механических элементов изделий включая зубчатые передачи, составляет

в существующем варианте конструкции

7 \ , е _ с =

— =

-

=206

ч;

 

 

W c

4807-10-6

 

 

с учетом

реализаций

рекомендаций

по изменению

конструкции

 

 

 

 

 

^ м е х = — =

"

= 960 Ч,

 

м е х

Х м е х

1042-10-6

 

 

т. е. Гмех повышается примерно в 4,6 раза.

в) Расчет

основных показателей надежности HB в

целом. Реализация рекомендаций по повышению надеж­ ности электрической схемы HB не дает заметного повы­

шения уровня надежности всего устройства,

а рассмот­

ренные выше рекомендации по повышению

надежности

4**

131


кинематической схемы позволяют снизить интенсивность ее отказов до

А м е х = 1042-10-6 1/ч.

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.24

Количественные характеристики надежности

зубчатых

передач

учетом внезапных отказов

механических

элементов)

 

Обозначение

В существующем

вари­

При реализации реко­

 

 

анте

конструкции

 

мендаций

 

блока

узла

^ср

Х-10«

А- 10е

^ср

Х-10»

Л-10«

 

 

ч

1'ч

1/4

ч

1/4

1/4

 

УОК

1040

960

 

6070

160

 

БК

УОПУ

1040

960

3725

6070

160

730

МП

1045

955

7600

130

 

 

 

 

УОПС

1055

950

 

5590

280

 

 

В - 3

62000

16

62000

16

 

Сч

с — ю

62000

16

32

 

 

 

32

 

62000

16

 

д в е

Отработки

1055

950

950

5590

280

280

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

CN

 

 

о

см

 

 

 

 

1

о

 

 

 

 

 

 

СО

-*

 

 

 

 

сп

00

 

сл

о

 

 

 

 

X

II

 

II

1ca

 

 

И т о г о :

СУ

 

га

 

 

S

со

 

 

 

 

і

X

 

X

X

 

 

 

«

 

M

к

 

 

 

 

СП

си

 

а>

а>

 

 

 

X

 

 

S

S

 

 

 

X

 

 

F-,

 

 

 

 

 

CU

 

 

 

 

 

 

 

 

Е-s

 

 

 

 

 

 

Таким образом, суммарная

интенсивность

отказов

всего

устройства

 

 

 

 

 

 

 

Л ы в = Л э + Л м

е х = (4694+1042) 10-« = 5736 • Ю - 6

1/ч

 

Наработка на отказ устройства в результате реализа­ ции рекомендаций по повышению надежности принимает значение

Гнв =

=17 4 ч.

5736-10-6