Расчет на надежность стереодекодера СД-А-7 (стр. 3 из 3)
Проверка:
> 
(215517>4500).4.2 Расчет с учетом условий эксплуатации аппаратуры, т.е. с учетом влияния механических воздействий, высотности и климатических факторов производится с помощью поправочных коэффициентов по формуле
, где 
- интенсивность отказов j –го элемента в номинальном режиме (температура окружающей среды 20 ˚С, коэффициент нагрузки равен 1; 
- поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно воздействие влажности и температуры; 
- коэффициент, учитывающий одновременное воздействие вибрации и ударных нагрузок. Если в объекте имеется 
- однотипных элементов, имеющих одинаковые и значения поправочных коэффициентов, то для всей электрической схемы интенсивность 
определяется по формуле 
В приложении 3 [2] нахожу интенсивность отказов элементов для нормальных условий работы, а поправочные коэффициенты в приложении 4 [2]. Составляю сводную таблицу данных (табл.3)
Таблица 3
| Номер и наименование элемента | Обозначение на схеме | Тип элемента | Кол-во элементов j-го типа nj, шт | Интенсивность отказов в номинальном режиме λ0j*106, 1/час | Поправочные коэффициенты | Интенсивность отказов элементов j-го типа с учетом условий эксплуатации, njλ0j К1,2,jК3,jК4,j*106, 1/час | ||
| К1,2,j | К3,j | К4,j | ||||||
| Резисторы | R1-R4,R6-R14, R16-R26, R28, R29, R31-R34 | Металлодиэлектрические | 30 | 0,2 | 1,07 | 1 | 1 | 6,420 |
| R5, R15, R27,R30 | Переменные | 4 | 0,26 | 1,113 | ||||
| Конденсаторы | С2-С5, С7-С10 | Керамические | 8 | 1,4 | 11.984 | |||
| C1, C6 | Электролитические | 2 | 2,4 | 5.1360 | ||||
| Диоды | VD1-VD4 | Кремниевые | 4 | 0,7 | 2,996 | |||
| Транзисторы | VT1-VT14 | Кремниевые высокочастотные мощностью менее 1Вт | 14 | 2,6 | 38,948 | |||
| Катушки индуктивности | L1.1, L1.2, L2.1, L2.2 | - | 4 | 0,5 | 2,140 | |||
| Плата | - | - | 1 | 0,1 | 0,107 | |||
| Пайка | - | Печ. мон. | 149 | 0,15 | 23,916 | |||
По данным таблицы 3 рассчитываю суммарное значение интенсивности отказов для всей электрической схемы
1/ч. На основе значения 
определяю другие показатели надежности с учетом условий эксплуатации 
и 
ч.Проверка:
> 
(10780>4500).4.3 Уточненный расчет производится, когда конструкция объекта в основном определена. Здесь, прежде всего, учитывается отклонение электрической нагрузки элементов схемы и окружающей их температуры от номинальных значений. Интенсивность отказов элемента j–го типа уточненная и всей схемы
рассчитываются по формулам: 
где
- поправочный коэффициент, определяемый как функция коэффициента 
, учитывающего электрическую нагрузку, и температуры 
для элемента j–го типа.Поправочные коэффициенты
для элементов выбираю в приложении 4 [1,2]. Температуру принимаю равной +40 ˚С (как максимальную температуру для умеренного климата) плюс +10 ˚С (за счет нагрева самих элементов) для расчета надежности объекта при работе в наихудшем для него режиме. Составляю сводную таблицу данных (табл. 4).По данным таблицы 4 рассчитываю суммарное значение интенсивности отказов для всей электрической схемы
=77,709*10-6 1/ч.На основе значения
определяю уточненные значения показателей надежности 
=exp[-77,709*10-6 *t], 
=12686 ч.Проверка:
> 
(12686>4500).Таблица 4
| Номер и наименование элемента | Обозначение на схеме | Тип элемента | Кол-во элементов j–го типа nj, шт | Поправочные коэффициенты | Интенсивность отказов элементов j–го типа с учетом условий эксплуат.  , 1/ч | Уточненная интенсивность отказов элементов j–го типа  , 1/ч | ||
 | | | ||||||
| Резисторы | R1-R4,R6-R14, R16-R26, R28, R29, R31-R34 | Металлодиэлектрические | 30 | 0,6 | 50 | 0,92 | 5,906 | 5,434 |
| R5, R15, R27,R30 | Переменные | 4 | 0,6 | 0,92 | 1,024 | 0,942 | ||
| Конденсаторы | С2-С5, С7-С10 | Керамические | 8 | 0,7 | 0,46 | 5,513 | 2,536 | |
| C1, C6 | Электролитические | 2 | 0,7 | 1,73 | 8,885 | 15,372 | ||
| Диоды | VD1-VD4 | Выпрямительные | 4 | 0,5 | 0,76 | 2,277 | 1,730 | |
| Транзисторы | VT1-VT14 | Высокочастотные | 14 | 0,5 | 0,84 | 32,716 | 27,482 | |
| Кат. Индуктивности | L1.1, L1.2, L2.1, L2.2 | - | 4 | 0,5 | 0,3 | 0,624 | 0,193 | |
| Плата | - | - | 1 | - | 1 | 0,107 | 0,107 | |
| Пайка | - | Печ. мон | 149 | - | 1 | 23,9145 | 23,9145 | |
5. Расчет надежности с учетом всех видов отказов
В заключении анализа надежности объекта рассчитываются окончательные значения нормируемых показателей надежности, которые учитывают все возможные виды отказов – отказы элементов электрической схемы, конструкционные, технологические, эксплуатационные и другие.
Общая интенсивность отказов λоб =λсх* кк* кт* кэ,где кк, кт, кэ – поправочные коэффициенты, учитывающие увеличение интенсивности отказов за счет ошибок конструкции, технологии и эксплуатации соответственно. Анализ показывает, что 60% всех отказов вызвано нарушениями элементов электрической схемы, 30% - ошибками конструкции и 10% - нарушениями технологии изготовления и сборки.
Коэффициенты кк, кт определяются по формулам:
кк=(δсх+δк)/δсх =(60+30)/60=1,5,
кт=(δсх+δк+δт)/(δк+δсх)=(60+30+10)/(60+30)=1,1,
где δсх, δк, δт – доли в процентах трех видов отказов соответственно.
Используя найденные значения поправочных коэффициентов определяю общую интенсивность отказов
λоб = 77,709*1,5*1,1*10-6=128,221*10-6 1/ч.
Значит mtoб = 1/λоб =7799 ч и КГ об=7799/(4+7799)=0,99949.
Проверка:mtoб >
(7799>4500),КГ об >КГ (0,99956 > 0,99933).
6.Выводы и рекомендации
Проведенный расчет показал, что на этапе проектирования объект удовлетворяет требованиям надежности.
В качестве рекомендации по повышению надежности объекта можно отметить следующее. Значительная часть отказов происходит из-за ошибок и нарушений технологического процесса, допускаемых производственным персоналом в процессе изготовления изделий. Поэтому для уменьшения количества таких ошибок надо минимизировать использование ручного труда в процессе производства. Высокую надежность может иметь только та аппаратура, при производстве которой широко используются автоматизация и механизация производственных процессов.
Кроме того соблюдение заданных условий эксплуатации, своевременное и качественное проведение профилактического осмотра и ремонта также может существенно повысить надежность объекта.
Список используемых источников
1. Муромцев Ю.Л., Грошев В.Н., Чернышова Т.И. Надежность радиоэлектронных и микропроцессорных систем. Тамбов, ТИХМ, 2002.
2. Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах / Под ред. Г.В. Дружинина. – М.: Энергия, 2001.
3. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности. - М.: Высш. школа, 1999.
5. Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности радиоэлектронных средств. – М.: Радио и связь, 2003.