Расчет надежности радиоэлектронного оборудования. Расчет необходимого ЗИП

1.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ
Тема: «Расчет надежности радиоэлектронного оборудования.
Расчет необходимого ЗИП»
1

2.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Тема: «Расчет надежности радиоэлектронного оборудования. Расчет необходимого
ЗИП»
Вопрос №1 «Расчет интенсивности отказов РЭО»
Вопрос №2 «Приближенный и полный расчет надежности РЭО»
Вопрос №3 «Расчет необходимого ЗИП»
2

3.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Вопрос №1 «Расчет интенсивности отказов РЭО»
Надежность радиоэлектронного оборудования - свойство сохранять во времени в
установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять
требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания,
ремонта, хранения и транспортирования.
Факторы надежности РЭО
СУБЪЕКТИВНЫЕ:
- выбор схемных и конструктивных
решений на этапе проектирования;
- выбор элементов и материалов на этапе
производства;
- организация технического
обслуживания на этапе эксплуатации.
-
ОБЪЕКТИВНЫЕ
климатические,
метеорологические,
биологические,
механические и т.п.
3

4.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Вопрос №1 «Расчет интенсивности отказов РЭО»
Интенсивность отказов - количественная характеристика надежности элементов
Кун - уровень надежности элементов;
Ку - условия эксплуатации;
Кн - режим работы и окружающей температуры;
о - время безотказной работы одного радиокомпонента
4

5.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Вопрос №1 «Расчет интенсивности отказов РЭО»
Коэффициент уровня надежности элементов:
Кун = 100 - для низконадежных элементов;
Кун = 10 - для средненадежных элементов;
Кун = 1,0 - для высоконадежных элементов;
Коэффициент условий эксплуатации:
Ку = 2...5 - для наземной аппаратуры, работающей в закрытых помещениях;
Ку = 5...10 - для наземной аппаратуры, работающей под открытым небом;
Ку = 10...20 - для судовой аппаратуры, работающей в закрытых помещениях;
Ку = 20...40 - для судовой аппаратуры, работающей под открытым небом;
Коэффициент режима работы и окружающей температуры:
Кн = Р/Рном - для резисторов и полупроводниковых приборов;
Кн = U/Uном - для конденсаторов, где U и Р - рабочее напряжение или мощность, а Uном,
Рном - номинальные напряжение или мощность соответственно.
5

6.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Вопрос №2 «Приближенный и полный расчет надежности РЭО»
Расчет надежности любого РЭО сводится обычно к определению времени наработки до
первого отказа (То) и вероятности безотказной работы P(t) по известным условиям
эксплуатации.
Расчет надежности РЭО
Приближенный расчет
Полный расчет
6

7.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Вопрос №2 «Приближенный и полный расчет надежности РЭО»
Таблица 2 Пример результатов расчета надежности условной аппаратуры
№
п/п
Наименование
элемента
1
2
1 Резисторы
постоянные
непроволочные
-/18 Соединение пайкой
19 ИТОГО:
Количество
элементов
о*10-8
Кн
Кун
Ку
3
350
(1/час)
4
4
5
0,5
6
10
7
10
2000
0,02
1
10
10
N1*Кн* о*Кун*Ку
(1/час)
8
70000*10-8
4000*10-8
390227*10-8
- N1 – количество однотипных элементов;
- о – время безотказной работы одного радиокомпонента;
- Кун - уровень надежности элементов;
- Ку - условия эксплуатации;
- Кн - режим работы и окружающую температуру.
7

8.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Вопрос №2 «Приближенный и полный расчет надежности РЭО»
Суммарное
время
безотказной
работы
радиотехнического изделия определяется по формуле:
однотипных
радиокомпонентов
8

9.

9
Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Таблица 2 Результаты расчетов надежности условной аппаратуры при условиях эксплуатации
Ку = 10 (для судовой аппаратуры, работающей в закрытых помещениях):
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Наименование
Количество
элемента
элементов
2
3
Резисторы постоянные непроволочные
350
Резисторы постоянные проволочные
25
Резисторы переменные непроволочные
11
Конденсаторы керамические выше 1600 В
40
Конденсаторы керамические до 1600 В
250
200
Конденсаторы
тонкопленочные
с
неограниченным диэлектриком
Конденсаторы слюдяные
60
Конденсаторы электролитические
20
Конденсаторы подстроечные
20
Транзисторы кремниевые
20
Транзисторы полевые кремниевые
10
Диоды выпрямительные
30
Электровакуумные лампы (приемные)
20
Реле
50
Кинескопы цветные
1
Разъемы
10
Ламповые панели
10
Соединение пайкой
2000
ИТОГО:
о*10-8
Кн
Кун
Ку
(1/час)
4
4
2
0,6
4
0,8
0,3
5
0,5
0,8
0,7
0,8
0,3
0,3
6
10
10
10
10
10
10
7
10
10
10
10
10
10
N1*Кн* о*Кун*Ку
(1/час)
8
70000*10-8
4000*10-8
462*10-8
12800*10-8
6000*10-8
1800*10-8
0,3
10
1
1
30
1
100
10
1500
0,05
0,3
0,02
0,3
0,8
0,4
0,4
0,4
0,3
0,6
0,4
0,8
0,1
0,4
1
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
540*10-8
16000*10-8
800*10-8
800*10-8
12000*10-8
900*10-8
120000*10-8
20000*10-8
120000*10-8
5*10-8
120*10-8
4000*10-8
390227*10-8

10.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Таблица 2 Результаты расчетов надежности условной аппаратуры при условиях эксплуатации
Ку = 10 (для судовой аппаратуры, работающей в закрытых помещениях):
10

11.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Вопрос №3 «Расчет необходимого ЗИП»
Определение количества запасных радиоэлементов, необходимых для нормальной работы
одного радиотехнического устройства в течение одного года при 10-часовой работе в сутки.
Время работы устройства t p = 365 * 10 = 3650 час.
По таблице 2 определим среднее время безотказной работы:
- для одного резистора:
- для одной электровакуумной лампы (приемной):
- для одного цветного кинескопа:
11

12.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Вопрос №3 «Расчет необходимого ЗИП»
Определение количества запасных радиоэлементов, необходимых для нормальной работы
одного радиотехнического устройства в течение одного года при 10-часовой работе в сутки.
Для обеспечения надежной эксплуатации одного устройства в течение
года потребуется:
- резисторов:
mрез = tр * N рез / Т ср рез = 18,25 19 шт.
12

13.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Таблица №1
Данные по интенсивности отказов элементной базы радиоэлектронной аппаратуры:
Наименование элементной базы
радиоэлектронной аппаратуры
№
п/п
Время безотказной
работы
о=10-8(1/час)
Конденсаторы
1
Керамические до 1600 В
2
Керамические выше 1600 В
3
Тонкопленочные с неограниченным диэлектриком
4
Тонкопленочные с ограниченным диэлектриком
5
Слюдяные
6
Электролитические
7
Подстроечные
0,8
4
0,3
(1-40)
0,3
(10-14)
1
Резисторы
8
Постоянные непроволочные
4
9
Постоянные проволочные
2
10
Переменные непроволочные
0,6
11
Переменные проволочные
0,7
12
Терморезисторы
0,8
13
Резисторные сборки
0,6
13

14.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Наименование элементной базы
радиоэлектронной аппаратуры
№
п/п
Время безотказной
работы
о=10-8(1/час)
Диоды
14
15
16
17
18
Выпрямительные
Импульсные
СВЧ
Варикапы
Стабилитроны
(1-4)
(1-4)
(20-100)
(2-6)
(0,3-1)
Транзисторы
19
20
21
22
Биполярные кремниевые
Полевые кремниевые
Полевые арсенид-галлиевые
СВЧ
23
24
Видимого диапазона
Инфракрасного диапазона
25
26
27
28
29
30
п/п цифровые
п/п аналоговые
Гибридные
Тиристоры кремниевые
Оптопары
Резонаторы кварцевые
1-6
10-100
13
5-30
Излучатели
Интегральные микросхемы
1-3
2
2
7-30
5-20
1-10
14

15.

Наименование элементной базы
радиоэлектронной аппаратуры
Электровакуумные лампы
№
п/п
Время безотказной
работы о=10-8(1/час)
Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
31
32
33
34
35
Приемные
Генераторные и модуляторные
Электронно-лучевые трубки
Кинескопы ч/б
Кинескопы цветные
100
400-1600
300-2000
100-1000
1000-2000
Трансформаторы
36
37
38
39
40
Питания
Преобразования
Согласования
Импульсные
Дроссели
0,4
1
0,2
0,1
0,2
Переключатели
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
Галетные
Движковые
Микропереключатели
Тумблеры и кнопки
Реле
Герконы
Соединители
Ламповые панели
Предохранители
Держатели предохранителей
8
20
6
15
10
2
0,05-0,2
0,3
0,3-3
0,3
Монтаж (на одно соединение)
51
Пайка
0,005-0,04
15

16.

16
Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Таблица 2 Результаты расчетов надежности условной аппаратуры при условиях эксплуатации
Ку = 10 (для судовой аппаратуры, работающей в закрытых помещениях):
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Наименование
элемента
2
Резисторы постоянные непроволочные
Резисторы постоянные проволочные
Резисторы переменные непроволочные
Конденсаторы керамические выше 1600 В
Конденсаторы керамические до 1600 В
Конденсаторы
тонкопленочные
неограниченным диэлектриком
Конденсаторы слюдяные
Конденсаторы электролитические
Конденсаторы подстроечные
Транзисторы кремниевые
Транзисторы полевые кремниевые
Диоды выпрямительные
Электровакуумные лампы (приемные)
Реле
Кинескопы цветные
Разъемы
Ламповые панели
Соединение пайкой
ИТОГО:
с
Количество
элементов
3
350
25
11
40
о*10-8
Кн
Кун
Ку
(1/час)
4
4
2
0,6
4
5
0,5
0,8
0,7
0,8
6
10
10
10
10
7
10
10
10
10
N1*Кн* о*Кун*Ку
(1/час)
8
70000*10-8
4000*10-8
462*10-8
12800*10-8
250
200
0,8
0,3
0,3
0,3
10
10
10
10
6000*10-8
1800*10-8
60
20
20
20
10
30
20
50
1
10
10
2000
0,3
10
1
1
30
1
100
10
1500
0,05
0,3
0,02
0,3
0,8
0,4
0,4
0,4
0,3
0,6
0,4
0,8
0,1
0,4
1
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
540*10-8
16000*10-8
800*10-8
800*10-8
12000*10-8
900*10-8
120000*10-8
20000*10-8
120000*10-8
5*10-8
120*10-8
4000*10-8
390227*10-8

17.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Таблица 3 Варианты для выполнения практической работы:
17

18.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Таблица 3 Варианты для выполнения практической работы:
18

19.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Таблица 3 Варианты для выполнения практической работы:
19

20.

Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования
Конец материала занятия
20