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

Продолжение

46

Постепенные отказы вызываются процессами изнаши­ ваемости или старения элемента. Внезапные отказы про­ исходят в результате внутренних дефектов элемента, вызванных недостатками технологии его производства, ошибками обслуживающего персонала и другими небла­ гоприятными воздействиями.

Явные отказы легко обнаруживаются при внешнем осмотре, неявные можно обнаружить только с помощью специальных измерений.

Независимые отказы отличаются от зависимых тем, что их возникновение не связано с предшествующими отказами других элементов.

Полный отказ вызывает полное нарушение работоспо­ собности элемента, частичный — только ухудшение ка­ чества функционирования.

47

Изменение параметров элемента, приближающее его режим работы к предельно допустимому, может вызы­ вать кратковременные самоустраняющиеся отказы, на­ зываемые сбоями.

Причинами отказов могут быть:

—неудовлетворительные конструкции или качество изготовления самого элемента;

—неправильный выбор режима эксплуатации эле­

мента.

По причинам возникновения отказы элементов мож­ но разделить на конструкционные, технологические и экс­ плуатационные.

Конструкционный отказ обусловлен несовершенством проектирования и конструирования как отдельных эле­ ментов, так и узлов, блоков, систем.

Наиболее характерными конструкционными отказа­ ми HB являются: заклинивание мелкомодульных зубча­ тых редукторов из-за неправильного выбора величины бокового зазора, нарушение тепловых режимов эксплуа­ тации из-за отсутствия вентиляционных отверстий в ко­ жухе блока и т. п,

Технологический отказ обусловлен нарушением техно­ логического процесса или его несовершенством. Наибо­ лее характерными технологическими отказами HB явля­ ются: нарушение контактирования в щеточных узлах по­ тенциометра из-за загрязнения внешней среды при его сборке, затирание редукторов из-за недостаточной прикатки отдельных трущихся механизмов и т. п.

Эксплуатационный отказ обусловлен неправильной организацией системы эксплуатации и планово-предупре­ дительного ремонта. Наиболее характерными эксплуата­ ционными отказами HB являются: нарушение контактов штепсельных разъемов, недостаточность смазки кинема­ тических элементов из-за несвоевременного проведения регламентных работ и т. п.

Классификация отказов HB приведена в табл. 2. 1, типичные внезапные отказы некоторых электрических элементов'HB — в табл. 2.2.

2 3. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ И РЕЖИМОВ ИХ РАБОТЫ

Надежность сложных систем существенно зависит от надежности комплектующих элементов, которая опреде­ ляется качеством исходных материалов, технологией их

48

производства, временем их работы и хранения в условиях воздействия различных факторов (электрический режим работы элементов, окружающая температура, механи­ ческие и климатические воздействия и др.). Знание зави­ симости интенсивности отказов ХІ О Т воздействующих факторов дает возможность конструктору правильно вы­ брать тот или иной тип элемента для получения задан­ ной надежности аппаратуры.

Рассмотрим влияние электрических режимов на ко­ личественные характеристики надежности элементов.

Режим электрической нагрузки элементов обычно определяется коэффициентом нагрузки kH, под которым в общем случае понимается отношение значения некото­ рого параметра, характеризующего работу элемента в реальном режиме, к его номинальному' значению, пре­ дусмотренному техническими условиями.

Известно, что при уменьшении коэффициента нагруз­ ки абсолютное значение Я,- падает, а участок номиналь­ ной работы КІ = const возрастает. Однако это приводит к некоторому увеличению периода приработки изделия, что затрудняет выявление элементов, имеющих скрытые технологические дефекты.

Для облегчения режимов работы элементов в систему ставятся элементы, имеющие значительный запас по мощности, напряжению, току и др. При замене элементов одного типа другим необходимо учитывать не только их мощность, но и зависимость интенсивности отказов от коэффициента нагрузки kH. При нормальных условиях эксплуатации (температура окружающей среды •^ = 20° С; влажность ф = 6 5 % , давление р = 760 мм рт. ст.) умень­ шение kH приводит к снижению Я,, а следовательно, к увеличению вероятности безотказной работы.

Исходными данными для расчета надежности систе­ мы являются номинальные значения интенсивности от­ казов комплектующих элементов Ко- Для учета влияния температуры и электрической нагрузки на интенсивность отказов для каждой группы элементов существуют зави­ симости относительного коэффициента интенсивности от­ казов а = Х*/А, от температуры при различных коэффици­ ентах нагрузки.

Рабочая интенсивность отказов системы с учетом вли­ яния вибрации, ударов, влажности и пониженного дав­ ления определяется по формуле

49

Значения коэффициентов k\, k2 и k3 выбираются в со­ ответствии со справочными данными отрасли промышлен­ ности, где изготавливаются элементы. Ниже рассмотре­ ны некоторые рекомендации по выбору элементов при разработке и эксплуатации навигационно-вычислитель- ных устройств.

Резисторы обычно составляют около половины всех элементов аппаратуры. Так как надежность резистора прямо пропорциональна длине проводящего слоя и об­ ратно пропорциональна его сечению, наибольшей надеж­ ностью обладают непроволочные резисторы композици­ онного типа, в основе которых лежат смеси. Среди непроволочных сопротивлений наиболее распространены сопротивления типа ВС и МЛТ, которые часто делают нарезными. Так как нарезка уменьшает сечение и удли­ няет проводящий элемент, для сохранения необходимого уровня надежности не следует использовать этот тип резисторов с номиналами более 0,5 МОм.

Надежность резистора существенно зависит от внеш­ них условий и режима эксплуатации. При эксплуатации их в цепях постоянного тока процессы необратимого изменения активного сопротивления протекают быстрее, чем в цепях переменного тока. При импульсных нагруз­ ках срок службы нарезных резисторов снижается и для повышения надежности рассеиваемая на них средняя мощность должна быть в несколько раз ниже номиналь­ ной. При работе резисторов типа ВС в цепях постоянного или переменного тока допустимые напряжения не долж-

50