Файл: Монтажные провода для радиоэлектронной аппаратуры..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 115

Скачиваний: 0

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

Т а б л и ц а

8-1

 

 

 

 

 

Воздействующие факторы

Контролируемые

 

 

параметры

 

 

 

 

Многократные перегибы

температуре

R>

Яи3,

f/исп

Изгибы при отрицательной

 

 

 

Тропическая

влажность

 

 

 

 

Циклическое

воздействие

температур

^ И о п >

^Из

Повышенная

температура с одновременным воздей­

^Исп>

^Из

ствием продавливающих

нагрузок

 

 

 

Многократные перегибы

 

R,

Яяз

Изгибы при

отрицательных

температурах

^Иеп>

^ и з

Тропическая

влажность

 

^Из

 

 

Циклическое

воздействие

температур

U Иоп

 

Повышенная

температура

с одновременным воздей­

Ui!(sw

Rl'.3t R

ствием продавливающих

нагрузок

 

 

 

цесса их изготовления. При внедрении проводов в серий­ ное производство кабельные заводы должны обеспечить их выпуск с.количественными показателями надежности, не уступающими показателям, полученным при разра­ ботке.

Поскольку конструкция провода в процессе произ­ водства не меняется, то решающим условием сохранения надежности при серийном выпуске является поддержание технологии на уровне не ниже-, чем при разработке, и обеспечение стабильности технологии с течением време­ ни. Практика показывает, что последнее обстоятельство по многим причинам является наиболее уязвимым эле­ ментом любого производства.

Таким образом, необходимость количественного кон­ троля надежности монтажных проводов со всей неиз­ бежностью ставит вопрос об оперативном контроле ста­ бильности технологического процесса их изготовления. Именно в этом смысле и следует понимать термин т е х ­ н о л о г и ч е с к а я н а д е ж н о с т ь монтажных прово­ дов. В отличие от конструктивной надежности технологи­ ческая надежность должна проверяться методами экс­ пресс-контроля на каждой партии проводов, предъявляе­ мой к сдаче.

Вернемся к способам оценки конструктивной надеж­

ности монтажных

проводов.

 

 

Принципиально

возможны

два варианта

оценки это­

го параметра — а п р и о р н ы й ,

проводимый

в процессе

182


разработки проводов, й а п о с т е р и о р н ы й ,

получаемый

по результатам эксплуатации этих проводов в конкрет­

ной

аппаратуре.

 

 

 

Разумеется, априорный способ оценки количествен­

ных

показателей надежности является наиболее цен­

ным,

так как позволяет выбирать оптимальные

конст­

рукции проводов и прогнозировать надежность

аппара­

туры

в целом. Полезность

апостериорной

информации

о надежности заключается в подтверждении

полученных

априорным путем данных о надежности проводов, а так­

же в возможности использования этой информации при

оценке надежности новых

проводов аналогичных

конст-

«• рукций.

Следует отметить, что изложенная выше вероятност­ ная теория надежности, несмотря на ее доступность и хорошо разработанный математический аппарат, все же обладает существенными недостатками, делающими не­ возможным ее использование для многих случаев прак­ тического применения.

В основном эти недостатки проявляются при оценке надежности высоконадежных элементов аппаратуры. Действительно, чем выше требования по надежности изделий, тем практически труднее подтвердить эту на­ дежность из-за колоссального возрастания объема вы­ борки. Достаточно напомнить, что для подтверждения надежности Р н (4 ) =0,999 при а = 0,9 и С = 0 необходимо испытать 2 300 образцов; для Р н (4 ) =0,9999—23 ООО об­ разцов; для Р н (4 ) =0,99999—230 000 образцов и т. д., т. е. при увеличении требований по надежности на одну

девятку

минимальный

объем

выборки

увеличивается

в 10 раз.

 

 

 

 

По данным апостериорной информации эксплуатаци­

онная надежность монтажных

проводов

находится на

уровне

Р н

=0,99999—0,999999 и ему

соответствует

минимальный

объем

выборки

п = 230 000—2 300 000 об­

разцов. Разумеется, такое количество образцов является абсолютно неприемлемым для испытаний кабельных из­ делий, в том числе монтажных проводов.

С учетом особенностей кабельной продукции макси­ мальный уровень надежности, который практически мо­ жет быть подтвержден по изложенной выше методике, в лучшем случае составляет Р н (4 ) =0,99, что не соответ­ ствует ни требованиям заказчиков, ни фактическому уровню надежности монтажных проводов.

183


В связи с этим возникает проблема — как же оцени­ вать надежность монтажных проводов в процессе раз­ работки? По мнению авторов, в настоящее время эта проблема может быть решена двумя путями. В первом случае следует сознательно отказаться от априорной количественной оценки конструктивной надежности мон­

тажных проводов, проводя

только

к а ч е с т в е н н у ю е е

о ц е н к у .

При

этом

под

качественной

оценкой

конст­

руктивной

надежности

следует

понимать

проведение

испытаний

определенного

количества

образцов

(допу­

стим, 50 или

100)

в

последовательности,

изложенной

в табл. 8-1. Успешное проведение этих испытаний дает основание считать, что провода выбранной конструкции в течение заданного времени сохраняют работоспособ­ ность при воздействии наиболее жестких эксплуатацион­ ных факторов, предусмотренных техническим заданием, т. е. что испытанные провода качественно надежны. Кос­

венным

обоснованием достоверности

этих испытаний

должна

явиться достаточно высокая

о д н о р о д н о с т ь

разработанных проводов, т. е. стабильность всех техни­ ческих характеристик по длине провода. Этим же пара­ метром (однородностью) должна оцениваться и техноло­ гическая надежность монтажных проводов, обеспечиваю­ щая сохранение конструктивной надежности в процессе серийного производства. Подробно методы количествен­ ной оценки однородности описываются в гл. 10.

Другим возможным способом априорной оценки конструктивной надежности монтажных проводов является использование не веро­ ятностной, а спектральной теории надежности {Л. 42].

Выше было показано, что в основу методов испытаний промыш­ ленной продукции по вероятностной теории надежности положена система «да — нет» или «годен — не годен», соответствующая бино­ миальному распределению или закону Пуассона, т. е. после воздейст­ вия на образцы наиболее жестких электрических, механических и климатических факторов в течение заданного времени, вся полезная

информация, полученная из этих испытаний, сводится

к сведениям

о годности или непригодности образцов к дальнейшей

эксплуатации.

Ограниченность информации, полученной в результате столь дли­ тельных и дорогостоящих испытаний, и является причиной необхо­

димости большого объема выборки, так как только

за счет это^о

можно сделать выводы с приемлемой достоверностью.

По-видимому,

увеличение полезной информации, полученной в результате испыта­ ний, могло бы привести к существенному снижению количества об­ разцов, необходимых для достоверной оценки их надежности.

Оценка видов распределений основных параметров, определяю­ щих работоспособность изделий, и степени их разброса после воз­ действия на образцы наиболее жестких эксплуатационных факторов и является основой спектральной теории надежности.

184


Допустим, что критерием работоспособности некоторого изделия является величина А параметра х. Пусть в заданном режиме в те­ чение заданного времени проведены испытания п образцов изделия. При этом величина п настолько велика, что достоверность этих ис­ пытаний близка к единице. Пусть в результате испытаний обнару­ жено, что т образцов имеют величину параметра х<А, а пт об­ разцов х>А. Тогда в соответствии с )(8-2)

Р (t*) = Р (<>) = ~ Г •

(8-30)

Предположим также, что помимо оценки «х меньше, равно или больше А» определены истинные значения параметра х для каждого образца: xi = al; Хг = аг\ ...; Xt = at; хпп. Допустим, для про­ стоты, что распределение значений х, подчниняется нормальному за­ кону с параметрами а и ст. Тогда справедливо неравенство

 

 

б — tpiT^A,

(8-31)

где

гр — квантиль

нормального

распределения,

соответствующая

доле

P>{t) = (n—m)ln

или

 

 

 

 

а А

 

 

Г

tp<—r--

(8-32)

 

Величина вероятности безотказной работы может в данном слу­

чае

быть определена

как:

 

 

 

 

P(t)=Z(ip),

 

(8-33)

где Z(ip) — функция

нормального

распределения.

 

Рассмотрим теперь результаты

испытаний п\

образцов, случайно

выбранных из совокупности п. Естественно, что

в этом случае ра­

венство P\(t^)=P(tv) мало достоверно, и оценка вероятности без­ отказной работы P(tm) = («i—>ffii)/ni будет некорректной.

Однако, если закон распределения величины х в принципе из­ вестен, то вероятность безотказной работы может быть определена из соотношения (8-33) со следующими поправками. Пусть заранее

известно, что величина х распределена по нормальному закону

и дтя

tii значений

этой величины

получены

несмещенные оценки

пара­

метров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

(8-34)

 

*=i

 

г

 

 

 

 

Величины истинных значений

параметров

а и

о попадают

в так

называемые

доверительные интервалы

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

/ . ( « .

ni) =

e ± " 3 7 = ;

 

 

(8-35)

 

Г —

/

»1 1

/

п \

(8-36)

 

я 0 = 1 т

" Т

:

в

У

 

185


или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8-37)

 

 

 

 

 

J M a i ' C

u

| /

2

 

 

 

 

 

 

 

 

(8-38)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда величину

Р н ( ^ и )

можно

определить

 

как

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

PB (M=z(i'P ),

 

 

 

 

 

 

 

 

(8-39)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*'р

=

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8-40)

 

Таким образом, получение, дополнительной информации о харак­

тере

распределения

величины

определяющего

работоспособность

изделия

параметра

после

полного

цикла

эксплуатационных

воздей­

ствий позволяет отказаться

от принятой

в вероятностной* теории на­

Мож-лл

 

 

 

 

 

 

 

дежности

системы

«годен — не

 

 

 

 

 

 

 

годен»

и резко

сократить

коли­

8\

LgR

 

 

 

 

 

 

чество

 

образцов,

необходимое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

получения

достоверных вы­

 

 

~-—5

 

 

 

 

 

водов

о

надежности

изделия.

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимыми

 

условиями

 

 

 

 

 

 

 

т

 

для

применения описанного вы­

 

 

 

 

 

 

 

ше упрощенного метода

оценки

 

 

 

 

 

1000 ч

надежности

является:

 

 

 

 

300

500

 

 

наличие

одного

и

только

 

 

 

 

 

 

 

 

 

одного

 

параметра,

 

определяю­

Кб

 

 

 

 

 

 

 

 

щего

работоспособность

изде­

 

 

 

 

 

 

 

 

лия

(при двух

или

нескольких

3

 

\

 

 

 

 

 

определяющих

параметрах

при­

 

 

 

 

 

 

 

менение

 

этого

метода

также

 

 

 

 

 

 

 

возможно, но сопряжено с бо-.

 

 

 

 

 

 

 

лее

 

громоздкими

 

вычисле­

 

 

 

 

 

т

ниями) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подчинение

распределения

о

 

300

500

 

W00 4

 

величины

определяющего

пара­

 

 

 

метра

нормальному

закону как

Рис. 8-3. Зависимость

пробивного

в состоянии поставки, так и

после полного цикла

эксплуата­

напряжения

и сопротивления

изо­

ционных

 

воздействий,

преду­

ляции

монтажного

провода

 

от

смотренных

методикой

испыта­

времени

выдержки

при

повышен­

ний

(следует

отметить,

что

ных

температурах.

 

 

 

 

 

в принципе приемлемо и любое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

другое

 

распределение

опреде­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ляющего

 

параметра.

Однако

в этом

случае доверительные

интервалы

для

 

параметров

распреде­

ления будут шире, а количество образцов, необходимых для досто­ верной оценки надежности, — существенно больше).

Как- указывалось выше, основными параметрами, определяющи­ ми работоспособность монтажных проводов в условиях эксплуатации, являются электрическая прочность, сопротивление изоляции и элек­ трическое сопротивление токопроводящих жил. Опыт исследования электрических характеристик монтажных проводов показывает, чтр

J86