Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ѕри построении надежностных структурных схем используют последовательное, параллельное и последовательно-параллельное включение элементов




–ис. 7.3.1. —хемы последовательного (а), параллельного (б) и параллельно-последовательного (в) включени€ элементов в надежностной структурной схеме.

ѕри последовательном включении элементов (рис. 7.3.1, а) дл€ надежной работы схемы необходима работа всех функциональных элементов.

“огда веро€тность безотказной работы схемы будет равна произведению веро€тностей безотказной работы всех функциональных элементов:

P(t) = P1(t) P2(t) Е Pn(t),

где n Ц число элементов схемы.

ƒл€ случа€ экпоненциального распределени€ наработки до отказа Pi(t) = exp(-lit) среднее врем€ наработки на отказ составит:

T = 1/ li

ƒл€ другого простейшего случа€ построени€ структурной схемы параллельного соединени€ элементов (б) при веро€тности отказов Qi(t) дл€ каждого из элементов, вход€щих в схему, отказ всей схемы будет иметь место тогда, когда откажут все элементы, т.е.

Q(t) = Q1(t) Q2(t)... Qm(t),

где m - число параллельно соединенных элементов. ѕри этом веро€тность безотказной работы всей схемы:

P(t) = 1 Ц Q(t).

ƒл€ экпоненциального распределени€ наработки до отказа среднее врем€ наработки на отказ составит

T = (1/l) + (1/2l) + Е +(1/ml).

¬ общем случае, при смешанном параллельно-последовательном соединении элементов следует найти веро€тность безотказной работы дл€ каждой из цепочек параллельно включенных элементов, а затем дл€ всей схемы.

 

–асчет надежности
‘ормулы позвол€ют выполнить расчет надежности объекта, если известны исходные данные - состав объекта, режим и услови€ его работы, интенсивности отказов его компонент (элементов). ќднако при практических расчетах надежности есть трудности из-за отсутстви€ достоверных данных о интенсивности отказов дл€ номенклатуры элементов, узлов и устройств объекта. ¬ыход из этого положени€ дает применение коэффициентного метода. Cущность коэффициентного метода состоит в том, что при расчете надежности объекта используют не абсолютные значени€ интенсивности отказов l i, а коэффициент надежности ki, св€зывающий значени€ l i с интенсивностью отказов l b какого-либо базового элемента:
ki= l i/ l b
 оэффициент надежности ki практически не зависит от условий эксплуатации и дл€ данного элемента €вл€етс€ константой, а различие условий эксплуатации ku учитываетс€ соответствующими изменени€ми l b. ¬ качестве базового элемента в теории и практике выбран резистор. ѕоказатели надежности комплектующих берутс€ на основании справочных данных [ 1, 6, 8 ]. ƒл€ примера в табл. 2 приведен коэффициенты надежности ki некоторых элементов. ¬ табл. 3 приведены коэффициенты условий эксплуатации ku работы дл€ некоторых типов аппаратуры.
¬ли€ние на надежность элементов основных дестабилизирующих факторов - электрических нагрузок, температуры окружающей среды - учитываетс€ введением в расчет поправочных коэффициентов a. ¬ табл. 4 приведены коэффициенты условий a работы дл€ некоторых типов элементов. ”чет вли€ни€ других факторов - запыленности, влажности и т.д. - выполн€етс€ коррекцией интенсивности отказов базового элемента с помощью поправочных коэффициентов.
–езультирующий коэффициент надежности элементов объекта с учетом поправочных коэффициентов:
ki'=a1*a2*a3*a4*ki*ku, где
ku - номинальное значение коэффициента условий эксплуатации
ki - номинальное значение коэффициент надежности
a1 - коэффициент учитывающий вли€ние электрической нагрузки по U, I или P
a2 - коэффициент учитывающий вли€ние температуры среды
a3 - коэффициент снижени€ нагрузки от номинальной по U, I или P
a4 - коэффициент использовани€ данного элемента, к работе объекта в целом

 

“абл. 2.

є Ќаименование элемента  оэффициент надежности
  –езисторы 1,0
   онденсаторы 0,25Е0,83
  “рансформаторы 1,3Е3,0
   атушки индуктивности 1Е2
  –еле 1Е10
  ƒиоды 1,3Е30,0
  “риоды 1,3Е75,0
  Ёлектродвигатели 10Е40

 

“абл. 3.

є ”слови€ эксплуатации  оэффициент условий
  Ћабораторные услови€  
  јппаратура стационарна€:  
  - в помещени€х 2Е8
  - вне помещений 10Е15
  ѕодвижна€ аппаратура:  
  - корабельна€ 40Е60
  - автомобильна€ 50Е70
  - поездна€ 60Е80

“абл. 4.

є Ќаименование элемента и его параметры  оэффициент нагрузки
  –езисторы:  
  - по напр€жению 0,7Е0,8
  - по мощности 0,3Е0,7
   онденсаторы  
  - по напр€жению 0,7Е0,8
  - по реактивной мощности 0,8Е0,9
  ƒиоды  
  - по пр€мому току 0,7Е0,8
  - по обратному напр€жению 0,7Е0,85
  - по температуре перехода 0,7Е0,8
  “риоды  
  - по току коллектора 0,7Е0,8
  - по напр€ж. коллектор-эмиттер 0,7Е0,8
  - по рассеиваемой мощности 0,7Е0,8

ѕор€док расчета состоит в следующем:
1. ќпредел€ют количественные значени€ параметров, характеризующие нормальную работу объекта.
2. —оставл€ют поэлементную принципиальную схему объекта, определ€ющую соединение элементов при выполнении ими заданной функции. ¬спомогательные элементы, использующиес€ при выполнении функции объекта, не учитываютс€.
3. ќпредел€ютс€ исходные данные дл€ расчета надежности:

  • тип, количество, номинальные данные элементов
  • режим работы, температура среды и другие параметры
  • коэффициент использовани€ элементов
  • коэффициент условий эксплуатации системы
  • определ€етс€ базовый элемент lb и интенсивность отказов lb '
  • по формуле: ki'=a1*a2*a3*a4*ki*ku определ€етс€ коэффициент надежности

4. ќпредел€ютс€ основные показатели надежности объекта, при логически последовательном (основном) соединении элементов, узлов и устройств:

  • веро€тность безотказной работы: P(t)=exp{-lb*To*[n*å(Ni*kiТ)]}, где
    Ni - число одинаковых элементов в объекта
    n - общее число элементов в объекта, имеющих основное соединение
  • наработка на отказ:
    To=1/{lb*[n*å(Ni*kiТ)]}

≈сли в схеме объекта есть участки с параллельным соединением элементов, то сначала делаетс€ расчет показателей надежности отдельно дл€ этих элементов, а затем дл€ объекта в целом.
5. Ќайденные показатели надежности сравниваютс€ с требуемыми. ≈сли не соответствуют, то принимаютс€ меры к повышению надежности объекта (см. часть 2).
6. —редствами повышени€ надежности объекта €вл€ютс€:
- введение избыточности, котора€ бывает:

  • внутриэлементна€ - применение более надежных элементов
  • структурна€ - резервирование - общее или раздельное

ѕример расчета:
–ассчитаем основные показатели надежности дл€ вентил€тора на асинхронном электродвигателе. —хема приведена на рис. 1. ƒл€ пуска ћ замыкают QF, а затем SB1. KM1 получает питание, срабатывает и своими контактами  ћ2 подключает ћ к источнику питани€, а вспомогательным контактом шунтирует SB1. ƒл€ отключени€ ћ служит SB2.

–ис.1.

¬ защите ћ используютс€ FA и тепловое реле KK1 с   2. ¬ентил€тор работает в закрытом помещении при T=50 C в длительном режиме. ƒл€ расчета применим коэффициентный метод, использу€ коэффициенты надежности компонент схемы. ѕринимаем интенсивность отказов базового элемента lb=3*10-8. Ќа основании принципиальной схемы и ее анализа, составим основную схему дл€ расчета надежности (см. рис. 2). ¬ расчетную схему включены компоненты, отказ которых приводит к полному отказу устройства. »сходные данные сведем в табл. 5.

“абл. 5.

Ѕазовый элемент, 1/ч 3*10-8
 оэф. условий эксплуатации ku 2,5
»нтенсивность отказов lбТ lб* ku=7,5*10-8
¬рем€ работы, ч t  
Ёлемент принципиальной схемы   QF FA KK2 KM1 SB1 SB2 KM2 KK1 M
Ёлемент расчетной схемы   Ё1 Ё2 Ё3 Ё4 Ё5 Ё6 Ё7 Ё8 Ё9
„исло элементов Ni                  
 оэф. надежности ki                  
 оэф. нагрузки Kn 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,8 0,6 0,6 0,85
 оэф. электрической нагрузки a1                 3,5
 оэф. температуры a2                  
 оэф. нагрузки по мощности a3   0,52 0,52 0,52         0,8
 оэф. использовани€ a4 4,4 4,2     4,2 0,3 4,4 4,2 4,4
ѕроизведение коэф. a *a 4,4 2,2 0,52 0,52 4,2 0,3 4,4 4,2 12,32
 оэф. надежности kiТ 2,2   5,2     1,5   75,6  
  Ni*kiТ 6,6   5,2     1,5   226,8  
  S(Ni*kiТ) 3783,9
Ќаработка до отказа, ч To 1/[lбТ*S(Ni*kiТ)]=3523,7
¬еро€тность p(t) е[-Т*To*S(Ni*kiТ)]=0,24

ѕо результатам расчета можно сделать выводы:
1. Ќаработка до отказа устройства: To=3524 ч.
2. ¬еро€тность безотказной работы: p(t)=0,24. ¬еро€тность того, что в пределах заданного времени работы t в заданных услови€х работы не возникнет отказа.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-08; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1809 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—туденческа€ общага - это место, где мен€ научили готовить 20 блюд из макарон и 40 из доширака. ј майонез - это вообще десерт. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

2171 - | 2089 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.016 с.