Ім'я файлу: 3.5 Остаточний розрахунок надійності.doc
Розширення: doc
Розмір: 275кб.
Дата: 26.12.2020
скачати
Пов'язані файли:
1 технічне завдання.doc
2, 2.1, 2.2, 2.3 Функціональне проектування (2.1, 2.1.1).doc
2.4 Трансформатор.doc
3.1 Концепція побудови конструкції.doc
3.2 Обгрунтування вибору елементної бази.doc
3.4 матеріали і покриття.doc
3.6 Компоновка приладу.doc
3.7 Техніко-економічний аналіз.doc
3.8 Розрахунок потужності що споживається.doc
3.9, 3.10, 3.11 Технологічне проектування другаправка.doc
Відомість курсового проекту.doc
Вступ.doc
Графік надійності.doc
Лист №1 специфікація.doc
Лист №2 специфікація.doc
наклейка на титульний.doc
Опис папки.doc
Підсумки.doc
Титульний.doc

3.5 Розрахунок надійності
Надійністю називають властивість виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення встановлених експлуатаційних показників в заданих межах, що відповідають заданим режимам та умовам використання, технічного обслуговування, зберігання і транспортування. Порушення хоча б однієї з цих умов використання призводить до порушення працездатності виробу, тобто відмови.
3.5.1 Завдання:

- виконати остаточний розрахунок надійності пристрою для мінімальних і максимальних величин інтенсивності відмов ЕРЕ та часу відновлення їх працездатного стану;

- для розрахунку надійності визначити умови експлуатації і вид РЕА, обґрунтувати і визначити всі допущення і математичні співвідношення, які будуть прийняті при розрахунках;

- визначити показники надійності відповідно до вивченої методики проведення остаточного розрахунку надійності.

- провести аналіз отриманих показників надійності і при необхідності привести оптимальні шляхи її підвищення на етапі проектування.
3.5.2 Вихідні дані:

- схема електрична принципова пристрою захисту від струму витоку (приведена на схемі Р678.3.2КП03.002 Е3);

- температура ЕРЕ оцінюється шляхом аналізу роботи схеми Е3 без проведення теплових розрахунків;

- режими електричних навантажень ЕРЕ вибираються рекомендованими без проведення повного електричного розрахунку схеми пристрою;

- при визначенні характеристик відмов вважається, що період припрацювання вже пройшов, а період старіння і спрацювання ще не настав;

- при відсутності в довідникових даних величин та для деяких ЕРЕ вони рівні 0,5; при відсутності значення – рівні 0,2…1,0 год.
3.5.3 Теоретичні обгрунтування і розрахунки.

Визначення мінімального напрацювання на відмову .

За умовами експлуатації та категорією розміщення даний пристрій відноситься до 2 групи наземної РЕА (апаратура, що експлуатується на відкритому повітрі). Норма надійності такої РЕА становить , звідси .

(3.17)

Значення інтенсивностей відмов ЕРЕ для нормальних умов

наведені у довідникових даних. Щоб знайти інтенсивність відмов всього пристрою, необхідно знати закон розподілу відмов цих ЕРЕ та системи (передавач цифрової інформації). Оскільки за статистикою раптовим експлуатаційним відмовам в РЕА найбільш притаманний експоненційний закон розподілу, отже

(3.18)
де – ймовірність безвідмовної роботи виробу на відрізку

часу .

Однак припущення, що на робочій дільниці виникають тільки раптові експлуатаційні відмови є не зовсім точне: виключається можливість виникнення відмов спрацювання і старіння. Таке можливе тільки при достатньо жорсткому профілактичному технічному обслуговуванні, або на відрізку часу , або якщо процеси спрацювання і старіння досить повільні. Для передавача (професійна РЕА) вважається, що процеси спрацювання і старіння досить повільні.

Розрахункові співвідношення для визначення критеріїв надійності.

1 Інтенсивність відмов пристрою в цілому
, (3.19)

де - інтенсивності відмов ЕРЕ.

2 Середнє напрацювання до відмови
(3.20)

3 Ймовірність безвідмовної роботи за час
. (3.21)

4 - відсоткове напрацювання до відмови
, (3.22)

де - наперед заданий рівень ймовірності (0,9…0,999).
5 Середній час відновлення працездатного стану
, (3.23)

де - номер групи рівнонадійних ЕРЕ;

- сумарна інтенсивність відмов j-тої її групи рівнонадійних ЕРЕ;

- сумарний середній час відновлення працездатності всіх ЕРЕ, що входять до групи .
6 Коефіцієнт готовності
. (3.24)
Пояснення до використаної методики.

Остаточний розрахунок надійності проводиться на стадії технічного проектування, коли остаточно і повністю розроблена схема і конструкція приладу. Тому розраховується вплив на надійність передавача всіх зовнішніх та внутрішніх чинників (теплові навантаження, електричні режими, механічні навантаження, кліматичні тощо). Метою розрахунку є перевірка досягнення встановлених замовником вимог по надійності для приладу і реалізація при необхідності раціональних шляхів її підвищення.

Інтенсивність відмов всього передавача визначається за формулою
, (3.25)

де - коефіцієнт, який враховує вплив механічних чинників;

- коефіцієнт, який враховує вплив кліматичних чинників;

- коефіцієнт, який враховує роботу даної системи при зниженому атмосферному тиску.

Інтенсивність відмов і – го елемента у реальних умовах експлуатації
, (3.26)

де - інтенсивність відмов і-го елементу в нормальних умовах експлуатації;

- поправочні коефіцієнти, які враховують вплив на надійність і-го елементу різних факторів (температури елемента, електричного навантаження, радіації, вологи тощо).

Для категорії РЕА, що розраховується , найбільш характерними факторами є температура ЕРЕ та її електричне навантаження. Тому враховується вплив тільки цих двох факторів, вважаючи, що решта факторів – в межах норми. Тому формула для приймає вигляд
; (3.27)

, (3.28)

де - температура і-го елементу;

- коефіцієнт електричного навантаження.
Оскільки вихідні дані не передбачають повного електричного та теплового розрахунку надійності, то температура ЕРЕ вибирається на підставі аналізу роботи ЕРЕ передавача, а коефіцієнти електричних навантажень вибираються рекомендованими, при яких оптимально будуть поєднані надійність ЕРЕ з іншими їх характеристиками.
3.5.5 Розрахунок інтенсивності відмов передавача за реальних умов експлуатації.

Всі елементи пристрою діляться на групи однотипних; у межах однієї групи інтенсивності відмов елементів і середній час відновлення працездатного стану однакові для всіх ЕРЕ. Дані заносяться в таблицю 3.5.

Інтенсивність відмов пристрою без урахування категорії РЕА (умов експлуатації об’єкта встановлення).

; (3.29)

.
; (3.30)

.

Значення поправочних коефіцієнтів для стаціонарної РЕА, вологості 60…70%, температури (-10…+35)0С, нормального атмосферного тиску

К1=1,07; К2=1,00; К3=1,00.
З їх урахуванням за формулою



; (3.31)

.

; (3.32)

.

3.5.6 Розрахунки інших показників надійності.

1 Середнє напрацювання до відмови.

Це математичне очікування середнього часу безвідмовної роботи

; (3.33)

.

.
2 Ймовірність безвідмовної роботи.

Це ймовірність того, що на протязі часу відмова не наступить.
; (3.34)
; (3.35)


Рmax (10)= 0,99999; Рmin(10)= 0,9998;

Рmax(100)= 0,9998; Рmin(100)= 0,9985;

Рmax(1000)= 0,9985; Рmin(1000)= 0,9854;

Рmax(7000)= 0,9896; Рmin(7000)= 0,9022;

Рmax(10000)= 0,9852; Рmin(10000)= 0,8633;

Рmax(30000)= 0,9563; Рmin(30000)= 0,6436;

Рmax(50000)= 0,9283. Рmin(50000)= 0,4797.
Після підстановки в формули відповідних значень і обчислень дані заносяться у таблицю 3.6 .

Таблиця 3.6 – Залежність P(t)

Р(t)





10
100
1000
7000
10000
30000
50000

Рmax(t)
0,99999
0,9998
0,9985
0,9896
0,9852
0,9563
0,9283

Рmin(t)
0,9998
0,9985
0,9854
0,9022
0,8633
0,6436
0,4797




Графік залежності P(lgt) зображено на рисунку 3.1.

3 - відсоткове напрацювання до відмови – це час, на протязі якого ймовірність безвідмовної роботи буде не нижчою наперед заданого рівня гарантійної ймовірності .

; (3.36)



; (3.37)



Таблиця 3.7 – Вихідні дані для розрахунку Тві


min · Tвmin
min · Tвmax
max · Tвmin
max · Tвmax

0,00696
0,02958
2,106
8,9505

0,128
0,544
2,24
9,52

0,3672
1,5912
4,0824
17,6904

0,10125
0,23625
0,1005
0,2345

0,084
0,336
0,084
0,336

0,00126
0,0063
0,0255
0,1275

0,00126
0,0063
0,0255
0,1275

0,1224
0,4896
0,612
2,448

0,0306
0,1224
0,153
0,612

0,0504
0,2184
0,3024
1,3104

0,0475
0,114
0,1
0,24

0,04
0,15
0,7
2,625

0,018
0,084
0,12
0,56

0,018
0,084
0,12
0,56

0,001
0,005
0,01
0,05

0,11552
0,5776
23,104
115,52

0,00001
0,00005
0,00012
0,0006

= 1,313
= 5,206
= 36,405
= 169,480



Середній час відновлення працездатного стану – це математичне очікування середнього часу відновлення працездатного стану системи.
; (3.38)
.




; (3.39)
.
; (3.40)
.
; (3.41)
.
Значення ТВ лежить в межах від 0,88 до 11,53год.
5 Коефіцієнт готовності – це ймовірність того, що передавач виявиться працездатним в будь який момент часу, крім запланованих періодів, коли застосування виробу за призначенням не передбачається. Визначаються два значення цього показника
; (3.42)
.
; (3.43)
.
3.5.7 Висновки.

Вибрана елементна база приладу, принцип і метод компоновки і побудови конструкції забезпечили вимоги до рівня надійності.

.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас