Файл: Лазарев, Н. М. Пути обеспечения надежности при проектировании и изготовлении приборов, средств автоматизации и систем управления.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.11.2024

Просмотров: 20

Скачиваний: 0

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

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ им. академика С. И. Вавилова

Н. Μ. ЛАЗАРЕВ

ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИЗГОТОВЛЕНИИ ПРИБОРОВ,

СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

«МАШИНОСТРОЕНИЕ»

1974

ъ.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие.......................................................................................................

 

 

 

влияющие на надежность приборов,

средств

ав­

3

Глава 1. Факторы,

 

4

1.

томатизации

и систем управления

и

..........................................надежность приборов ,

Надежность комплектующих

изделий

4

2.

средств . автоматизации и систем управления

....

Режимы работы

комплектующих изделий

и

надежность

прибо­

5

3.

ров, средств

автоматизации

и систем

управления

...

Условия

работы

комплектующих изделий

и

надежность

прибо­

8

4.

ров, средств

 

автоматизации

и систем

управления

...

Степень унификации, технологичность и

надежность .

.

.

8

5.

Критичность

 

схемы

и

надежность............................................................

 

 

 

 

 

.

.

10

6.

Качество конструкторской документации и надежность

10

7.

Качество

эксплуатационной документации и

надежность .

.

12

Глава 2. Обеспечение высокой

надежности приборов,

средств автома­

13

1.

тизации

и

 

систем

управления на стадиях разработки .

.

Этапы обеспечения высокой надежности разрабатываемых изде­

14

2.

лий .......................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечение высоких показателей надежности на стадии техни­

15

 

ческого

задания..........................................

 

 

надежности на стадии техни­

3. Обеспечение заданных показателей

17

 

ческого

проекта......................................................................................

 

 

 

 

 

 

на

стадии тех­

4. Контроль за

обеспечением заданной надежности

18

5.

нического

проекта......................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечение заданных показателей надежности на стадии разра­

21

6.

ботки рабочей

документации

....................................................

 

 

 

 

 

 

 

Контроль за обеспечением заданной надежности на стадии раз­

22

 

работки

рабочей

документации

....................................................

 

 

 

средств автома­

Глава 3. Обеспечение высокой надежности приборов,

 

 

тизации и

систем управления

на

стадии серийного

произ­

25

1.

водства

фактическая надежность .

 

.

.

. .

.

Проектная

и

 

26

2.

Качество

изготовления и

надежность..........................................

 

 

 

 

 

26

 

3.

Технологическая

наработка

и надежность.................................

 

 

.

27

27

4.

Повышение

надежности

серийно выпускаемых изделий

.

5.

Контроль за

обеспечением заданной надежности на. стадии

се­

29

 

рийного

производства

.....................................................................

и рычаги

обеспечения

высокой

на­

Глава 4. Экономические условия

 

 

дежности приборов, средств автоматизации и систем управ­

29

1.

ления

..........................................................................................................

 

заинтересованность

и

надежность

...

Материальная

30

2.

Материальное

 

обеспечение

и надежность..........................................

.

.

3-я

пол.

32

Вопросы для самопровер .и .

.

.

.

 

.

 

обл.

Список литературы.........................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-я пол.

обл.


ЦЕНТРАЛЬНОЕ ПРАВЛЕНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

им. академика С. И. Вавилова

ОБЩЕСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

Заочные курсы'повышения квалификации ИТР по надежности приборов, средств автоматизации и систем управления

Н. Μ. ЛАЗАРЕВ

ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИЗГОТОВЛЕНИИ ПРИБОРОВ,

СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

іМосква

«МАШИНОСТРОЕНИЕ»

1974

Л17

УДК 681.2—192 (075.4)

Лазарев Н. Μ. Пути обеспечения надежности при проектировании и из­ готовлении приборов, средств автоматизации и систем управления. Μ., «Ма­

шиностроение», 1974, с. 32.

В брошюре рассмотрены вопросы', связанные с обеспечением высокой на­ дежности-приборов, средств автоматизации и систем управления, являющих­ ся важнейшими изделиями приборостроительной промышленности, на стади­ ях разработки и серийного производства. Дан анализ конструктивных и эко­

номических факторов, влияющих на надежность изделий

приборостроения,

и на его основе предложены конкретные рекомендации

по обеспечению их

высоких показателей надежности.

Часть изложенных в брошюре рекомендаций по обеспечению высоких по­ казателей надежности изделий, основанных на опыте автора, являются новыми, и некоторые из них требуют, по-видимому, дополнительных ис­ следований.

Табл. 2. Список лит. 13 назв.

Научный редактор — председатель методического совета заочных курсов по надежности приборов, средств автоматизации и систем управления проф.

д-р техн, наук А, И. Губинский

Ответственный за выпуск Л. Г. Садиков

Николай Михайлович Лазарев

ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИЗГОТОВЛЕНИИ ПРИБОРОВ, СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Редактор издательства Е. В. Григория-Рябова

Технический редактор Л. Т. Зубко

 

 

Корректор А. А.

Снастияа

 

Сдано в набор 22/ѴІІ

1974 г.

Подписано к печати 10/ІХ 1974 г.

Т-16044

Формат 60×90,∕16

Бумага типографская № 2

усл. печ. л. 2

Уч.-изд. 2,25 л.

Тираж 2000 экз.

 

Заказ № 1273

Бесплатно

Издательство <Машиностроение>, 107885, Москва, Б-78, 1-й Басманный пер., д. 3

Московская типография № 32 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

Москва, К-51, Цветной бульвар, д. 26

©Общественный институт повышения квалификации инженерно-технических работников. ЦП НТО Приборпрома, 1974 г.


ПРЕДИСЛОВИЕ

Задача обеспечения высоких показателей надежности изде­ лий, выпускаемых промышленностью, является в настоящее

время важнейшей проблемой развития народного хозяйства. Но особое значение проблема надежности имеет для изде­

лий, предназначенных для использования в промышленности,

сельском хозяйстве, на транспорте и в оборонной технике в ка­ честве основных средств контроля, управления и автоматиза­ ции, т. е. для приборов, средств автоматизации и систем управ­

ления. Это обусловлено той первостепенной ролью, которую они призваны сыграть в деле комплексной автоматизации всего

народного хозяйства, являющейся важнейшим условием созда­

ния экономической базы коммунизма, и той непосредственной зависимостью, которая существует между эффективностью при­ менения указанных средств и их надежностью.

В свете сказанного вопрос о путях обеспечения высокой на­ дежности приборов, средств автоматизации и систем управле­ ния представляется весьма актуальным, заслуживающим серь­

езного внимания и всестороннего изучения.

Этому вопросу и посвящена настоящая брошюра. Предназ­ начена она для специалистов приборостроительной отрасли промышленности. В связи с этим при рассмотрении путей обес­ печения высокой надежности приборов, средств автоматизации

исистем управления мы ограничимся стадиями их разработки

исерийного изготовления, хотя, как известно, процесс обеспече­ ния высокой надежности любого изделия охватывает и стадию эксплуатации.

Брошюра содержит как официальные, общепризнанные ре­ комендации по обеспечению высокой надежности приборов, средств автоматизации и систем управления, так и рекоменда­ ции, полученные на основе опыта работы ряда конструкторских бюро и предприятий Министерства приборостроения, средств, автоматизации и систем управления.

Глава 1

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА НАДЕЖНОСТЬ ПРИБОРОВ, СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Высокая надежность любого изделия обеспечивается на ста­ диях разработки и изготовления посредством воздействия на факторы, оказывающие на надежность изделия наиболее суще­ ственное влияние. Поэтому исследование начнем с анализа фак­ торов, влияющих на надежность приборов, средств автомати­ зации и систем управления. К таким факторам относятся: на­ дежность комплектующих изделий; режимы и условия работы комплектующих изделий; степень унификации и технологич­

ность изделия; критичность схемы изделия; качество конструк­ торской и эксплуатационной документации.

1.НАДЕЖНОСТЬ КОМПЛЕКТУЮЩИХ ИЗДЕЛИИ

ИНАДЕЖНОСТЬ ПРИБОРОВ, СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

ИСИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Надежность приборов, средств автоматизации и систем управления, да и любых других изделий зависит от уровня на­

дежности комплектующих изделий. Разработка изделий на ба­ зе высоконадежных комплектующих элементов — один из важ­ нейших путей обеспечения их высокой надежности. Но, к сожа­ лению, и в приборах, и в средствах автоматизации, и в системах управления еще применяются далеко не самые высоконадеж­

ные комплектующие изделия. Обусловлено это и недостатком выпуска некоторых высоконадежных комплектующих изделий, и высокой их стоимостью, и нередко недостаточностью у разра­ ботчика информации по надежности комплектующих изделий, а также слабым контролем со стороны соответствующих служб.

Для повышения надежности разрабатываемых приборов, ■средств автоматизации и систем управления необходимо в каж­ дом конструкторском бюро организовать четкую работу по сбо-

■4


ру и доведению до разработчиков информации по надежности

комплектующих изделий и обеспечить жесткий контроль пра­ вильности применения комплектующих изделий в отношении их

номенклатуры. Более подробно об организации такого контро­ ля будет сказано ниже.

Основной характеристикой надежности комплектующих из­ делий является интенсивность отказов, под которой понимается

число отказов в единицу времени, отнесенное к числу комплек­

тующих изделий, оказавшихся

исправными к началу рассмат­

риваемого интервала времени.

 

Эта характеристика может быть рассчитана по формуле

_

А п

(N — п) ∆t

где Л— интенсивность отказов,

l/ч; Kn- число отказов за ин­

тервал времени /; п — общее число отказов к началу рассмат­

риваемого интервала времени; N — начальное число комплекту­ ющих изделий.

Этот вопрос детально освещен в литературе [4].

2.РЕЖИМЫ РАБОТЫ КОМПЛЕКТУЮЩИХ ИЗДЕЛИИ

ИНАДЕЖНОСТЬ ПРИБОРОВ, СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

ИСИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Основными характеристиками режима работы комплектую­ щих изделий являются коэффициенты электрической нагрузки по напряжению (Ku), току (Ki) и мощности (Kp).

Режим работы комплектующих изделий может характеризо­ ваться одним коэффициентом, а также двумя и более.

Под коэффициентом электрической нагрузки понимается от­ ношение значения фактической электрической нагрузки к зна­ чению, допустимому по техническим условиям (ТУ).

Коэффициент нагрузки рассчитывается по формуле

где X — фактическое значение U, I,

P; [X] — допустимое значе­

ние U, I, Р.

 

 

 

В табл. 1 приведены данные об относительном возрастании

интенсивности отказов ряда комплектующих

изделий

при уве­

личении коэффициента нагрузки с

0,5 до 1

(при температуре

40°С).

 

 

 

Из приведенных данных видно, что режим работы оказывает

наибольшее влияние на надежность

керамических конденсато­

ров, германиевых диодов и триодов,

разъемов, трансформато­

ров, проволочных и углеродистых сопротивлений.

интенсив­

Для подавляющей части комплектующих изделий

ность отказов с понижением коэффициента нагрузки

уменыпа-


ется. Но существуют комплектующие изделия, имеющие опти­ мальное значение коэффициента нагрузки, при котором интен­

сивность отказов оказывается минимальной.

Для этих комплек­

 

 

 

 

 

та б л и ц а

1

 

 

 

Относительное возрастание

 

 

 

 

интенсивности

отказов

 

Наименование комплектующего изделия

при увеличе­

при увеличении

нии коэффи­

температуры от

 

 

 

циента с 0,5

20 до 600C

 

 

 

 

до 1

(при

(при коэффици­

 

 

 

температуре

енте нагрузки,

 

 

 

40°С)

равном 1)

 

Германиевые диоды..............................................

, .

5

 

10

 

Кремниевые плоскостные

диоды...........................

4,5

 

2

 

Кремниевые точечные диоды . .........................

5

Более 10

 

Германиевые триоды...............................................

 

9

 

2,8—3

 

Кремниевые

высокочастотные триоды................

2-5

1,4-1,5

 

Металлопленочные резисторы типа МТ, ОМЛТ,

3,5

 

2,3

 

МЛТ..................................................................

 

 

 

 

Углеродистые резисторы типа УЛМ....................

6

 

5

 

Композиционные резисторы...................................

1,5

 

2

 

Проволочные резисторы...........................................

 

Более 10

 

2

 

Бумажные и

металлобумажные конденсаторы . .

3,5

 

3,3

 

Электролитические конденсаторы типа

2

 

5

 

К50-ЗБ, ЭГЦ, К53-1 ...............................

 

 

Электролитические танталовые конденсаторы . .

4

 

2

 

Керамические конденсаторы...................................

13

 

1,8

 

Слюдяные конденсаторы.......................................

8

 

2,5

 

Разъемы..................................................................

 

 

7

 

2,5

 

Трансформаторы.......................................................

 

7

 

8—12

 

Электронные лампы...............................

 

1,5

 

1,6

 

тующих

изделий

интенсивность отказов

возрастает

как

с

повышением, так и с понижением коэффициента нагрузки

относительно оптимального значения. К таким комплектующим

изделиям относятся электролитические конденсаторы типа

К50-ЗБ, ЭГЦ, К50-1, электролитические танталовые конденса­ торы. Об этой особенности конденсаторов нельзя забывать при проектировании.

На основании данных многочисленных исследований и опы­

та эксплуатации могут быть рекомендованы значения коэффи­ циентов нагрузки комплектующих изделий, приведенные в табл. 2.

Применение комплектующих изделий в режимах, обеспечи­ вающих указанные значения коэффициентов нагрузки, приво­ дит к получению высоких показателей надежности приборов, средств автоматизации и систем управления.

6