Одного элемента (нерезервированных систем)
Вероятность безотказной работы системы в течение заданной наработки (0, ti) при предположении независимости отказов элементов равна:
,
где — вероятность безотказной работы j-го элемента; —интенсивность отказов j-го элемента; n— число элементов.
При постоянной интенсивности отказов элемента
,
при этом интенсивность отказов системы равна:
.
Когда можно считать, что .
Пример. Блок питания судовой радиолокационной станции должен работать при температуре окружающей среды 40° С и влажности 70%. С учетом условий работы подобраны элементы блока, приведенные в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Наименование, типы и марки элементов | Обозначения элементов на схеме | Число элементов,Nj, шт | Интенсивность отказов, , 1/ч | Интенсивность отказов, , 1/ч | 1/ч |
Резисторы | R1,R2 | 1,3 | 2,78 | 5,56 | |
R3 | 0,5 | 1,07 | 1,07 | ||
R4, R5 | 3,20 | 6,86 | 13,72 | ||
Конденсаторы | С1—С13 | 2,4 | 5,15 | 67,0 | |
Дроссели | Др1 | 1,0 | 2,14 | 2,14 | |
Диоды полупроводниковые | VD1-VD4 | 2,5 | 5,37 | 21,4 | |
Трансформаторы | Тр1 | 0,5 | 1,07 | 1,07 | |
Предохранители | Пр | 0,5 | 1,07 | 1,07 | |
Разъемы | XS1, XS2 | 0,5 | 1,07 | 2,14 | |
Стабилизаторы | Ст1, Ст2 | 0,5 | 1,07 | 2,14 | |
Пайки | 0,01 | 0,214 | 4,28 |
Суммарное значение интенсивности отказов 1/ч.
Необходимо вычислить характеристики надежности блока: интенсивность отказов , среднюю наработку до отказа mt и вероятность безотказной работы Р(ti) в течение наработки ti = 10 ч.
Решение. Результаты расчета надежности при подборе типов элементов удобно оформлять в виде таблицы.
Из приложения З находят интенсивности отказов , элементов для нормальных условий работы (температура 20° С, kн =1). Интенсивности отказов элементов с учетом условий их применения вычисляются по формуле
,
где =1,65 — коэффициент, учитывающий суммарное воздействие вибраций и ударных нагрузок на судовую аппаратуру; k3 = 1 — коэффициент, учитывающий воздействие температуры 40°С при влажности 70%.
Вычисленная суммарная интенсивность отказов блока питания приведена в конце табл. 5.2.
Средняя наработка до отказа блока питания будет равна:
Вероятность безотказной работы блока питания в течение ti =10 ч будет равна.
Индивидуальное задание на курсовой проект
В курсовом проекте в соответствии с вариантом предлагается:
1. разработать структурную схему устройства (табл. 6.1);
2. рассчитать электронную схему устройства судовой автоматики;
3. разработать принципиальную схему (оформить на А3 или А4), снабдив ее перечнем элементов (оформить на А4 и вынести в приложение);
4. разработать печатную плату и сборочный чертеж (оформить на А4 или А3) со спецификацией (оформить на А4 и вынести в приложение);
5. составить логическую модель ЭУ и произвести оценку надежности устройства (принять ti=5000 ч).
Все схемы необходимо обеспечить стабилизированным питанием (четные варианты – компенсационный стабилизатор последовательного типа, нечетные варианты – компенсационный стабилизатор параллельного типа).
Получив задание на проектирование, студент должен ознакомиться с исходной схемой в рекомендованной литературе, изучить ее работу по приведенному описанию и только после этого приступить к проектированию. Исходные данные к расчету (ток включения реле, величина выдержки времени, напряжение питания и т.д.) необходимо определить исходя из описания работы устройства, согласовав их с преподавателем. В пояснительную записку необходимо включить описание работы схемы.
На принципиальной схеме по указанию преподавателя нанести значения токов и напряжений в характерных точках.
На структурной схеме показать связи с остальными блоками устройства.
На сборочном чертеже необходимо поместить разрез главного вида (согласовать с преподавателем).
При разработке устройства необходимо учитывать требования Регистра (Приложение И).
Таблица 6.1
№ | Наименование схемы устройства для проектирования |
1. | Схема электронного реле времени системы автоматического управления электродвигателем насоса пресной воды охлаждения дизель генератора судна типа "Надежда Обухова" ([10], стр. 191-193). |
2. | Схема температурной защиты обмотки статора электродвигателя автоматической швартовной лебедки судна типа "Надежда Обухова" ([10], стр. 221). |
3. | Схема блока главного извещателя (В1503) системы электронной пожарной сигнализации судна типа "Надежда Обухова" ([10], стр. 236). |
4. | Схема сигнального блока (В1504) системы электронной пожарной сигнализации судна типа "Надежда Обухова" ([10], стр. 236-237). |
5. | Схема контроля состояния аккумуляторной батареи в блоке контроля (В1502) системы электронной пожарной сигнализации судна типа "Надежда Обухова" ([10], стр. 241). |
6. | Схема контроля состояния изоляции в блоке контроля (В1502) системы электронной пожарной сигнализации судна типа "Надежда Обухова" ([10], стр. 241). |
7. | Схема устройства переключения питания ([12], стр. 321). |
8. | Схема электронного реле режима устройства автоматической разгрузки генератора типа УРГ ([12], стр. 327). |
9. | Схема электронного реле времени одной ступени отключения устройства автоматической разгрузки генератора типа УРГ ([12], стр. 327). |
10. | Схема контроля напряжения устройства автоматического включения резерва ([12], стр. 330). |
11. | Схема блока транзисторных реле времени (БРВ-5) системы ДАУ дизель-генератора 7Д12 ([11], стр. 14). |
12. | Схема блока контроля разности напряжений устройства синхронизации типа УСГ-1П ([11], стр. 179-184). |
13. | Схема блока контроля разности частот устройства синхронизации типа УСГ-1П ([11], стр. 180,184). |
14. | Схема блока запрета устройства синхронизации типа УСГ-1П ([11], стр. 180,186). |
15. | Схема блока времени опережения устройства синхронизации типа УСГ-1П ([11], стр. 180,187). |
16. | Схема блока подгонки частоты устройства синхронизации типа УСГ-1П ([11], стр. 180,189). |
17. | Схема выходного блока устройства синхронизации типа УСГ-1П ([11], стр. 180,191). |
18. | Схема блока вывода из режима зависания устройства синхронизации типа УСГ-1П1 ([11], стр. 201,204). |
19. | Схема блока контроля разности частот (II) устройства синхронизации типа УСГ-4Р ([11], стр. 231). |
20. | Схема блока контроля синхронизма (III) устройства синхронизации типа УСГ-4Р ([11], стр. 231). |
21. | Схема устройства автоматической самосинхронизации ([11], стр. 233). |
22. | Схема блока контроля повышения нагрузки устройства автоматического включения резерва типа УВР-1П1 ([11], стр. 244). |
23. | Схема блока контроля снижения нагрузки устройства автоматического включения резерва типа УВР-1П1 ([11], стр. 244). |
24. | Схема блока контроля напряжения устройства автоматического включения резерва типа УВР-1П1 ([11], стр. 244). |
25. | Схема датчика активного тока устройства автоматической разгрузки типа УРГ-1ДА ([11], стр. 251). |
26. | Схема релейного блока устройства автоматической разгрузки типа УРГ-1Р ([11], стр. 253). |
Приложение Б