Расчет показателей надежности на этапе проектирования
На основе анализа работы привода оставляют структурную схему надежности.
Проектный расчет надежности основывается на использовании -характеристик и принятом допущении об их постоянстве в течение гарантийного срока эксплуатации. Такое допущение позволяет применять экспоненциальный закон распределения:
где – интенсивность отказа i-го элемента;
- время работы изделия;
- число последовательных элементов.
Проектный расчет привода проводят в двух вариантах:
1) с использованием статистических данных интенсивностей отказов или наработок на отказ, полученных в процессе испытаний приборов-аналогов;
2) по результатам статистических данных интенсивностей отказов или наработок на отказ, полученных в процессе испытаний и эксплуатации приборов-аналогов только данного предприятия.
Это обусловливается тем, что каждое предприятие имеет значительную преемственность в проектировании, технологии изготовления и методах контроля, структуре производства, специальной оснастке и испытаний. Такой подход позволяет объективно контролировать и сравнивать показатели надежности, полученные расчетным путем (1-ый вариант) и с учетом особенностей создания и эксплуатации (2-ой вариант).
Расчетная формула вероятности безотказной работы функционально законченной j-той сборочной единицы имеет вид:
где ,
,
- интенсивности отказов i-го элемента при работе, хранении и транспортировании соответственно;
,
,
– время работы i-го элемента при работе, хранении и транспортировании соответственно.
В справочной литературе приводятся интенсивности отказов для нормальных и утяжеленных условий работы.
Пересчет в заданный режим работы ведут по формуле:
где – интенсивность отказов при нормальных условиях работы;
- коэффициент, учитывающий нагрузку элемента, его температурный режим, влажность среды и др.
При отсутствии данных о надежности элементов принимают:
При расчете вероятности безотказной работы по справочным -характеристикам среднее квадратичное отклонение вероятности безотказной работы определяют по формулам:
– для i-ой детали;
– для j-той сборочной единицы;
- для привода в целом.
Расчетные формулы средней наработки на отказ при известной интенсивности отказов имеют вид:
– для i-ой детали;
– для j-той сборочной единицы;
- для привода в целом.
Коэффициент готовности определяют как:
где – среднее время восстановления, рассматриваемое по технологическим картам замены.
Если в процессе испытаний или эксплуатации в качестве статистической оценки получена средняя наработка на отказ i-го элемента , то вероятность безотказной работы элемента за время
будет иметь вид:
Среднее квадратичное отклонение вероятности безотказной работы элемента с учетом статистических данных:
где - число циклов испытаний.
При отсутствии отказов:
Наработку на отказ определяют по формулам:
- для i-ой детали, где
- время работы i-го элемента,
- число отказов;
- для j-той сборочной единицы;
- для привода в целом.
Время восстановления j-той сборочной единицы есть отношение суммарного времени восстановления i-тых элементов за период испытаний или эксплуатации к суммарному числу отказов i-тых элементов за период испытаний или эксплуатации:
Среднее время восстановления привода в целом:
где – число отказов j-той сборочной единицы.
Коэффициент готовности привода выражается как: